钢铁人和阿笠博士没跟你说的核心秘密


 

《 2001 太空漫游》作者克拉克曾说过:“任何足够先进的科技,都与魔法无异。”那柯南的追踪眼镜和钢铁人全身贵死人的整套穿戴式装置的魔法又在哪里呢?答案藏在这些穿戴式装置的晶片里。虽然说阿笠博士和钢铁人的财力可能有些差距,但是他们应该都用了 ARM 架构的省电高效能晶片(没办法,ARM 架构晶片在穿戴式装置的市占率接近百分之百)。

 

默默耕耘市场25年,研发晶片架构的 ARM 公司可谓一路引领智慧型行动装置市场的兴起。有别于传统 PC 时代追求高效率运算的晶片设计, ARM 追求的是 The Right Size for the Right Task,让行动装置中的晶片体积够小、能省电、效率够高。行动装置时代晶片设计概念需要灵活多用的游击队,而不是靠复杂沉重的庞大军队。


 


到了穿戴式装置时代,就更眼花撩乱,从戴在手上的智慧型手表、挂在脸上的眼镜、穿在脚上的运动鞋、环在小狗脖子上的项圈,挂在牙套上的食物监测器,都可以是有智慧的穿戴式装置。因此,ARM 对穿戴式装置的构想是 One Size Doesn’t Fit All,针对不同装置所需性能,开发出节能、效率、体积等不同特性的晶片。就像特种部队要潜水就要配备潜水衣,要跳伞就要有降落伞,要街头游击就要有短枪枝。

 

可以将穿戴式装置大约分成四类,来看它们需要配备怎样的晶片吧!

 

1.嵌入式穿戴式装置–偷偷藏在燕尾服里

 



成龙在《燕尾服》里身穿一套可以设定不同模式的万能燕尾服,里面铁定有嵌入式穿戴装置(deeply embedded wearable)。现今的嵌入式穿戴装置,还不能让衣服的主人后空翻耍帅,但可以贴身监测人体数据。像是由以色列新创公司 LiveBEAM 所研发的感测运动帽,在帽子前额放上感测器,能侦测人体脉搏,跑步的时候只要戴帽子就可以得到心跳的数据,帽子里的电池也可以取出,方便清洗。

 

这种嵌入式装置体积很小,电池也要能支撑够久,毕竟你不会想要常常帮衣服充电。所对应的 ARM 架构晶片就会做的很小,而且省电。 ARM 架构晶片现在已经可以做到比高尔夫球上的一个小凹洞还小。


 


2.可携式装置–随身、方便、好携带

 


侏罗纪世界里可以优先排队又能驾驶水晶游园车的 VIP 智慧腕带,就算是可携式装置(portable device)的代表啰!穿戴在身上随时与各种机器互动,随时收集资料,处理及显示资料则在手机端运作。这里需要的晶片仍以节能为主要目的,不需要太高效率的运算。现实生活中的小米手环就算是可携式装置的一种。

 

3.互补型装置–手机的延伸


 


最早商业化成功的互补型装置(companion device)首推 Pebble,让你不用接个电话或者是看个时间就要把手机从口袋里掏出来。互补型装置连结智慧型手机以处理繁杂的资讯,本身要处理、显示一定的资讯量,像是看时间、地图、阅读简讯。如果是要写email,就还是回到手机端输入吧!

 

互补型装置比可携式装置多了荧幕以及基础运算功能,像是 Android wear 、Apple watch 等产品,这就需要更高效能的晶片啰!另外,像 Apple 在其 Apple Watch上放入 NFC 技术让使用者可以直接以手表付款,装置与晶片的安全性跟身份验证就变得相当重要。

 

4.独立运算装置

 

独立运算装置(stand-alone computing device)是具有优秀运算能力、可以独立使用的穿戴式装置,可能是手表或者是眼镜,且不需要依靠与智慧型手机做连结。柯南的眼镜就算是这种高级厉害的装置喔!独立运算装置需要更高效能的晶片,否则不能即时显示嫌犯位置,柯南的眼镜就达不到追踪效果了。


 


多元的穿戴式装置,你今天想穿哪一件?

 

当全身上下都可以挂上穿戴式装置,你会优先想要使用哪些功能呢?可以照相的眼镜?可以通话的耳环?可以看地图的手表?这些科幻情节许多已经在现实生活中发生,靠的是感测器、连接器(Wifi/蓝牙/3G)、显示器、系统单晶片(Systems on Chip, SoC)等技术的改良。

 

ARM 所专精的就是支撑整个穿戴式系统单晶片的核心架构设计,因为不同类型的装置依目的性与使用者习惯的不同,需要不同的晶片支援不同的功能和特性,如效率、省电,或是计算能力、传输能力。例如只要处理小量资料的感测装置,就会搭载成本低也比较不耗电的晶片;但若是要计算大量资料的晶片,就得要支援如 Linux 这样的操作系统能在上面运行。


 


穿戴式装置与手机的结合会出现更多可能。未来会有更多照片、影音内容在手机上运作,智慧型手机势必将越来越聪明,成为掌握数位生活的遥控器。尤其是在像印度、东南亚等新兴市场,随着行动装置快速普及,人们跳过桌机和便宜笔电,直接进阶使用智慧型手机,手机因此成为很多人第一个、也是唯一的数位连网工具。而智慧型手机的玩法也已经不限于低头滑手机了。结合不同的应用,有更多有趣的可能性。

 

像是下图为手机与 VR 虚拟现实结合的穿戴式装置,可以看 720 度全景图片还可以玩 Temple Run!手机就直接装在镜框上,所以利用手机里的陀螺仪就可以侦测你头部转动的方向了。试玩后发现,虚拟现实的 Temple Run 玩起来果真比较刺激!


 


钢铁人可说是穿戴式设备发展到极致的情况,很多人都会好奇东尼史塔克究竟是如何在一副装甲上,整合那么多不同的功能?ARM 行动市场全球行销总监 James Bruce 笑着表示:“当然就是要用很多 ARM 的晶片啰!整个钢铁人最困难的部分是要整合所有感测器搜集到的资讯,让电脑计算然后在荧幕上呈现有意义的资讯,他的头盔则用到虚拟现实的技术,需要搭载不同功能的晶片。”

 

就算你不是钢铁人,也会在每天的日常生活里遇到 ARM 架构晶片,说不定你正用着采用 ARM 架构晶片的装置阅读这篇文章呢!又或者,透过广泛运用ARM架构晶片,我们将一步步实现科幻电影里的奇妙情节!



 

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