竞逐UHD传输商机 USB 3.0/Thunderbolt加速改版

2013-07-29 23:15:46来源: 新电子 关键字:UHD  传输商机
    USB 3.0与Thunderbolt再掀战火。随着支援超高画质(UHD)的行动装置日益普及,USB-IF及英特尔(Intel)已分别展开增强版USB 3.0及第三代Thunderbolt规格制定工作,欲以更高传输速率,抢占行动装置超高画质影音传输应用商机。

传输速率上看10Gbit/s的第三代通用序列汇流排(USB 3.0)增强版晶片将于2014年上市。因应超高解析(UHD)影音内容快速发展,USB开发者论坛(USB-IF)已预定于今年7月正式公布USB 3.0增强版新标准,不仅传输率将较目前版本增加一倍,且可在单一缆线中实现影音和资料传输,以及充电功能,预估最快明年即可看到符合增强版规范的晶片问世。  

图1    USB-IF总裁暨首席营运官Jeff Ravencraft表示,至今通过USB 3.0认证的终端商品已快速增长至九百五十件。
USB-IF总裁暨首席营运官Jeff Ravencraft(图1)表示,着眼于UHD电视已势不可当,USB-IF正加快USB 3.0增强版标准的制定脚步,以迎合未来电视机、机上盒(STB)、个人电脑(PC)、智慧型手机、混合式硬碟、传统式硬碟等装置间传输UHD影像的需求。  

Ravencraft进一步指出,USB 3.0增强版标准底定后,USB-IF也将于2013年底前发表相容性测试标准(CTS),推估至2014年第四季即可见到导入USB 3.0增强版晶片的终端产品面市,并于2015年显著成长,至2016年则将迈入市场成熟阶段。  

据了解,现阶段,瑞萨电子(Renesas Electronics)、威锋、赛普拉斯(Cypress)、钰创、微芯(Microchip)等晶片大厂皆已紧锣密鼓地研发USB 3.0增强版方案。  

面对高解析度多媒体介面(HDMI)已为消费性电子高速传输介面主流,Ravencraft认为,有别于HDMI仅能传输高画质影像,USB 3.0增强版可在单一缆线实现影像、音讯、资料传输及充电功能;且能透过改善编码能力提升资料传输效率,进而提高输入输出(I/O)电源效益,预期将成为消费性电子、行动装置及PC不可或缺的重要高速传输介面。  

卡位UHD商机 增强版IC开发加速

面对超高解析度影像串流应用快速兴起,晶片业者已快马加鞭展开增强版USB 3.0主机端(Host)、集线器(Hub)及周边方案开发,期以10Gbit/s的更高传输速率,满足笔记型电脑、桌上型显示器、智慧型手机及平板装置将UHD影像传输至大尺寸电视播放的需求。  

钰创SIP事业中心协理徐世民表示,大尺寸UHD电视同时将UHD影像传输至多台个人电脑和行动装置的应用需求将逐步涌现,然单一UHD影像串流每秒资料量已超过5Gbit/s,既有的USB 3.0规范将难以满足日后多重UHD影像串流应用,因而带动USB 3.0增强版需求增温。  

徐世民指出,相较于USB 3.0标准,USB 3.0增强版的传输速率倍增,也因此,晶片业者必须具备强大的高速串列介面设计能力,以克服传输速率达10Gbit/s类比实体层(PHY Layer)的开发技术挑战。目前钰创已突破相关技术桎梏,准备推出USB 3.0增强版的主机端和快闪记忆碟控制晶片。  

徐世民分析,以过去USB 3.0的发展历程观之,USB 3.0增强版标准于7月出炉后,市场上将以独立型(Standalone)的USB 3.0增强版主机端晶片为主;预计英特尔(Intel)、超微(AMD)两大中央处理器(CPU)大厂,将待市场更臻成熟后,推出搭载内建USB 3.0增强版的CPU平台方案,进一步推升该介面于市场普及的速度。  

值得注意的是,为防范增强版USB 3.0所造成的威胁,英特尔已加紧Thunderbolt晶片开发脚步,除缩短第二代Thunderbolt控制器Redwood Ridge的上市时间,还将第三代Thunderbolt晶片Falcon Ridge提早到今年第三季量产,以协助个人电脑和周边产品制造商及时于圣诞假期前推出产品,提高Thunderbolt整体市场渗透率。  


USB 3.0与Thunderbolt IC开发商将笔电视为首要战场。
新版USB 3.0来袭 Thunderbolt提前改版

图2    祥硕科技资深协理庄景涪表示,面对USB-IF来势汹汹,英特尔只好加速研发更高速的Thunderbolt晶片,以把持市占,并巩固市场地位。
祥硕科技资深协理庄景涪(图2)表示,由于USB-IF宣称即将于今年7月正式公布USB 3.0增强版新标准,并于明年第一季量产具备10Gbit/s传输速度的控制器晶片,因而刺激英特尔加速Thunderbolt控制器晶片世代更迭脚步,提前量产可支援20Gbit/s影像、数据双向传输速度的第三代Thunderbolt控制器,同时将其命名为Thunderbolt 2(表1)。 

事实上,英特尔今年原本将主打代号为Redwood Ridge的Thunderbolt晶片,其与代号为Cactus Ridge的既有Thunderbolt控制器相比,新增支援DisplayPort 1.2标准,在耗电、整体物料清单成本(BOM)及电路板面积上皆有改善,并与第四代英特尔Core处理器平台兼容。 


不过,英特尔为进一步拉开Thunderbolt与USB 3.0增强版的差距,将原订于2014年推出的Thunderbolt晶片Falcon Ridge量产时程提前至今年第三季,而Redwood Ridge在4月分的美国全国无线广播电视业者协会(NAB)大展推出后,仅局限于主机端(Host)应用,且将于9月以后功成身退,正式由Falcon Ridge接棒。 

英特尔已于日前将Falcon Ridge正名为Thunderbolt 2,而该控制器晶片传输速度系前一代方案两倍,可以20Gbit/s的速度不间断地双向传输数据及影像。现行Thunderbolt晶片受限于既有架构,虽有PCI Express及DisplayPort双通道,但该标准晶片仅能分别各以单一通道10Gbit/s的速度传输影像或数据,但Thunderbolt 2结合双通道频宽,已可支援4K解析度的影像档案及影像双向不间断的传输及播放。 

不仅如此,由于Thunderbolt 2的DisplayPort支援标准已升级至1.2版本,因此搭载Thunderbolt 2晶片的产品可实现单萤幕的4K影音串流,或是双萤幕的QHD(960×540)影片播放。 

第三代Ultrabook采纳 Thunderbolt晋身标配 

庄景涪指出,英特尔为让搭载Thunderbolt晶片的主机板、产品渗透率进一步提升,已于4月分将Falcon Ridge测试晶片给予各OEM,而目前各大OEM已紧锣密鼓改良Haswell平台与Thunderbolt晶片组合的主机板,欲以更精简化的晶片组合、更具成本效益的电路板材料带来更高的效能表现,并将于今年圣诞节假期推出搭载Thunderbolt 2介面的一系列产品。 

值得一提的是,英特尔于今年台北国际电脑展,除发表第四代Core处理器外,亦揭露第三代Ultrabook产品定义,期打造具备微软(Microsoft)作业系统Windows 8所需触控功能,且拥有一整天电池续航力的新产品。不仅如此,第三代Ultrabook将至少搭载一个USB 3.0以及一个Thunderbolt接口,显见未来Thunderbolt介面将成为Ultrabook标准配备。 

据英特尔统计,目前全球搭载Thunderbolt晶片的个人电脑(PC)及主机板已逾三十款、周边装置更超过八十种,且许多搭载Haswell处理器的产品亦将于未来搭载Thunderbolt 2,于今年下半年亮相。总体而言,全球已有超过两百二十家厂商正在开发Thunderbolt相关产品,预计今年市场渗透率将较去年有显著提升。 

迈向40Gbit/s Thunderbolt开发加速

除计划将Thunderbolt纳入Ultrabook标准介面规格外,英特尔因应超高画质影音串流需求加温,亦与桥接器厂商紧锣密鼓展开下世代Thunderbolt方案开发,将支援双向双通道20Gbit/s的传输速度,并朝向双向单通道40Gbit/s发展方向迈进。 

庄景涪表示,英特尔正全力推升Thunderbolt的市场渗透率,目前搭配Haswell平台推出的Falcon Ridge控制器,已具备20Gbit/s双向传输影像及数据的速度。照目前技术研发的进度来看,至2015年左右,英特尔就会发布影音、数据双通道,每通道双向传输速度各20Gbit/s,代号为Alpine Ridge的Thunderbolt控制器晶片;而再下世代的晶片规格,则将具备单通道影音、数据双向传输,共40Gbit/s的传输速度。 

庄景涪指出,囿于铜缆传输材料限制,40Gbit/s的传输速度已达上限,而在目前的消费性电子传输应用需求下,40Gbit/s的传输速度已绰绰有余,若要再往50Gbit/s以上传输速度演进,则须搭配光纤网路,不过那已属于资料库或其他专业应用范畴,目前英特尔的首要之务仍为提高Thunderbolt于行动装置的渗透率,而达成这项任务的重要关键,即为Thunderbolt控制器晶片成本。 

据了解,英特尔原本欲与祥硕科技合作,以球栅阵列(BGA)封装方式整合原订于2014年发表的Falcon Ridge控制器与祥硕PCI Express转串列式先进附加技术桥接器(SATA Bridge),以改善Thunderbolt控制器晶片耗电量及整体物料清单(BOM)成本,预计至少可有30%的降价幅度。不料USB 3.0来势汹汹,将于7月发布10Gbit/s的晶片规格,迫使英特尔须提前于今年第三季量产20Gbit/s的Falcon Ridge,以拉开两者竞争差距,而祥硕与英特尔的合作计划则延后至Alpine Ridge世代进行。 


高画质影音需求持续升温 图片来源:索尼
庄景涪指出,与英特尔讨论合作的过程中,双方认为采BGA封装的控制器晶片仍须经过半年的测试认证时间,恐将延后其上市时程,因此,英特尔与祥硕将透过矽智财(IP)整合、分享或授权的方式,于2015年以单晶片方式推出整合PCIe-SATA桥接器的Thunderbolt晶片版本。 

值得一提的是,英特尔除将Thunderbolt列为Ultrabook标配,并与桥接器厂商加强合作关系降低控制器成本外,未来制造Thunderbolt控制器的制程节点也将由5x奈米(nm)逐渐转换至28奈米,以改善耗电表现,同时使其更具有成本竞争力,加速渗透消费性电子及周边装置市场。 

显而易见,未来增强版USB 3.0与Thunderbolt的速度竞争将持续加温,但无论双方市占孰高孰低,都将带给消费者超过10Gbit/s以上的影音传输体验,并正式宣告高画质影音传输时代的到来。


关键字:UHD  传输商机

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0729/article_24136.html
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