第 7 代 Intel® Core™ 處理器主攻影片效能

April 14, 2017 Kenton Williston

第 7 代 Intel® Core™ 處理器產品 (之前代號為 Kaby Lake) 充滿許多驚奇功能。 就一方面而言,這一代處理器的 CPU 速度只加快一些些,打破 Intel 平常「Tick-Tock」鐘擺策略升級週期的慣例。 另一方面來說,影片效能和節電威力卻大大提升,尤其 4K 影片更是不在話下。

為什麼 Intel 把影片和電源效率看得比 CPU 效能來得更重要呢?答案很簡單。 第 6 代 Intel® Core™ 處理器產品 (之前代號為 Skylake) 的 CPU 效能對於許多應用程式來說已經綽綽有餘, 但是不少應用程式卻需要更強大的視覺威力,而且效率越高的話,對每個應用程式都有好處。

數位安全監控、數位招牌,以及媒體轉碼等這類以視訊為主的應用程式尤其受惠。 讓我們一起來看看其中有何乾坤。

耳目一新的 4K 視訊引擎

前幾代的 Intel® Core™ 處理器所支援的完整硬體編碼與解碼僅限於 MPEG-2、VC-1、VP8 及 H.264 解碼器。 若要支援最新的 VP9 和 HEVC 解碼器 (又稱 H.265),就得把專用硬體和 CPU 處理作業結合在一起。

相反的,第 7 代 Intel Core 處理器產品導入了完整硬體編碼與解碼的支援,不僅能同時支援 HEVC Main 和 Main 10 設定檔,還能兼顧 Google 的 VP9 8 位元解碼器。 此外硬體之中也包含對 VP9 10 位元解碼器的支援。 (請見圖 1.)

圖 1. 第 7 代 Intel® Core™ 處理器增加重大的全新影片功能。

4K 影片尤其能看出其中的差異。 更新後的 GPU 能同時解碼高達八個 4Kp30 AVC 和 HEVC 串流,而且還能播放 4Kp60 格式的優質內容, 另外 AVC 編碼效能也有所提升。

新的硬體也使耗電量降低許多。 Intel 表示,新的處理器跟第 6 代 Intel® Core™ 處理器相較之下,耗用的電力只有 4K VP9 播放的七分之一而已。 對視訊品質引擎及其主流解碼器支援進行額外的低階調整也會使電源效率提高。

圖 2. 新的視訊硬體使耗電量大幅降低。

製造商轉移到 HEVC 就能受惠於上述所有功能,而且解碼器對指定畫質的頻寬還能縮減 40-50%。 Intel 還增加了額外的好處,像是改善無線顯示支援、導入 Rec.2020 色彩標準的支援, 而且現在也開始支援「高動態範圍」(HDR) 色調對應功能。

其他功能與升級

I/O 升級使得圖片表現更完美。 記憶體介面現在支援資料速率高達 2400 的 DDR4 1.2V。 部分第 7 代 Intel® Core™ 處理器也支援 Intel® Optane™ 技術 (又稱為 3D XPoint™ 記憶體媒體)。 Intel Optane 是一種非揮發性的儲存媒體,擁有比 NAND 快閃記憶體更優異的效能、高出 3 倍的耐用度,而且耗電量只有 NAND 快閃記憶體的 30%。 下文將會討論一個與 Intel Optane 相容的解決方案。

所有第 7 代 Intel Core 處理器皆支援嵌入式 DisplayPort 1.4 (eDP 1.4)。 這套全新標準能在 PSR (畫面自動更新) 模式下藉由部分影格更新的方式來降低耗電量,也能使介面電壓降低,方便控制區域背光功能,而且還能直接透過顯示介面來處理多點觸控面板資料。

最後而同樣重要的是,第 6 代和第 7 代 Intel Core 處理器雖然插槽能相容,TDP 托架也相同,不過第 7 代 Intel Core 處理器可以直接裝入現有設計中,不必更換晶片組。 這種裝入即升級的方式想當然爾也會失去一些功能, 例如,舊版晶片組無法支援 Intel Optane 技術。 雖是如此,裝入即升級的做法還是相當簡單,成為許多系統難以抗拒的選擇。

三個使用案例

既然已經討論過第 7 代 Intel Core 處理器的特殊優點,讓我們繼續看看幾個具體的例子,瞭解如何在嵌入式系統中部署這些功能。

AxiomtekOPS500-501-H 是能支援第 6 代和第 7 代 Intel Core 與 Intel® Celeron® 處理器的數位招牌播放器。 OPS500-501-H OPS 能以 60Hz 輸出 4K UHD,並能透過標準 JAE TX-25 連接器連到與 OPS 相容的顯示器,還能支援 HDMI、DisplayPort、UART、音訊、USB 3.0 及 USB 2.0 等連接埠。

圖 3.  Axiomtek OPS500-501-H 是一款能力強大的招牌播放器。

Congatecconga-TC175 是 COM Express Compact Type 6 主機板,支援 Intel® Core™ i7-7600U/i5-7300U/i3-7100U 處理器,以及 Intel® Celeron® 處理器 3965U。 比起先前的 congatec-TC170 模組可說是大大升級了。 除了全新處理器之外,Congatec 還多增加了兩個 PCI Express 3.0 線道,並支援 Intel Optane 儲存。 conga-TC175 擁有低耗電量、「受信任運算模組」(Trusted Computing Module) 支援,以及嵌入式電腦模組小巧設計的優點,使其成為行動零售或監控攝影機應用的絕佳解決方案。

圖 4. Congatec 的 conga-TC175 做了許多升級。

最後,QuanmaxECX-SLU0/KLU0 是 3.5 吋 Embedded Compact Extended (ECX) 的單板電腦 (SBC),能同時支援第 6 代與第 7 代處理器、兩個 DDR4-2133 DIMM、兩個 SATA 3.0 連接埠、一個 HDMI 2.0 連接埠,以及一個 DisplayPort。 一個 USB 3.1 Gen 2(Type C) 連接埠則是由 Asmedia 1142 控制器來提供。 這套解決方案主要是為了精簡型用戶端、工業自動化、零售及數位監控市場而設計。

圖 5. Quanmax ECX-SLU0/KLU0 適合的應用範圍非常廣泛。

智慧升級

對於仰賴視訊和媒體處理的嵌入式應用程式來說,第 7 代 Intel Core 處理器的全新功能可以大幅改善效能, 而且這些新零件與第 6 代 Intel Core 處理器的插槽相容,意謂著開發人員的升級之路變得很輕鬆。 因此儘管 Intel 全新的處理器跟平常的升級模式大不相同,卻仍是一項重要的升級。

作者簡介

Kenton Williston

Kenton Williston is the Editor-in-Chief of insight.tech and served as the editor of its predecessor publication, the Embedded Innovator magazine. Kenton received his B.S. in Electrical Engineering in 2000 and has been writing about embedded computing and IoT ever since.

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