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2007-03-02

壞食物大翻身

披薩
這是美國心臟協會(American Heart Association)第一次將披薩視為「好速食」。
義大利的科學家發現,披薩可以降低59%食道癌發展的機率,而且愛吃披薩的人也可以降低34%得口腔癌和26%得結腸癌的機率。 秘密都在番茄中的茄紅素和其他抗氧化物。「我們知道番茄醬可以對某些癌症提供保護力,但我們沒有料到作為一個完整食物的披薩,也提供相同的保護效果,」義 大利米蘭馬立歐.尼格里藥學研究所喀魯斯(Silvano Gallus)博士說。的確,披薩的好處除了番茄和番茄醬提供的茄紅素之外,披薩上撒的起司也能強健骨骼,降血壓和抑制結腸癌。
不過如果你懂得挑選,就能吃得更好。12吋的辣味香腸大披薩熱量就超過2000卡、飽和脂肪60克;但如果你點兩片脆皮蔬菜披薩熱量只有300卡、飽和脂肪只有2.5克。所以點一個小披薩,多要一點番茄醬,還要搭配沙拉和蔬菜湯。

冰淇淋
歐洲83%的營養師同意,令人感興趣的食物如冰淇淋,才能真正幫助人們維持長期的健康飲食。那不僅是因為冰淇淋是很好的蛋白質來源,它也有重要的礦物質如 鈣與鉀可以維持骨骼和牙齒的健康。美國《預防雜誌》(Prevention Magazine)甚至曾推廣冰淇淋減肥。雜誌中建議,選擇一杯半約125卡的低卡冰淇淋在減肥餐中,並搭配低卡起司、沙拉、低脂牛奶和低卡貝果 (Bagel)。
美國營養學會同意,夏天冰淇淋的確是一個新鮮的鈣質來源,但請注意份量。平常一球冰淇淋雖然提供120毫克的鈣和150毫克的鉀,但不可忽視也有195卡的熱量和10克的脂肪。因此營養師們建議,多加一點水果在低卡冰淇淋裡。

香蕉
坊間流傳「香蕉傷筋骨」,以致年紀稍長、有退化性關節問題的人對香蕉退避三舍,台北市立聯合醫院中醫院區醫療部主任程惠政卻說「我都叫我病人吃」。從中醫 典籍來看,老祖宗從未曾提及香蕉傷筋骨。《本草綱目》記載香蕉「甘、大寒、無毒」;《本草求原》則記載香蕉「清脾滑腸,脾火盛者食之,反能止瀉止痢」。
香蕉的確「性寒」。不過程惠政說,即使食物有其性味也要和體質相配。如因為香蕉性寒,寒性體質的人的確少吃為佳,但即使寒性體質的人若吃的份量不多,也不會有大礙。程惠政也強調,性味是古代人的主觀感受,仍不能盡信,常會發現幾本古籍中對相同食物的性味分類並不相同。
若從西方營養學來看,香蕉則好處多多,是不折不扣的好食物。
一根香蕉約是半碗飯的熱量,是很好的熱量來源。運動選手上場時,如果吃太多食物會想嘔吐,這時香蕉就是補充體力最佳食物。曾經來台馬拉松環台的日本打擊樂團體鬼太鼓座,每天早上跑馬拉松前,不吃任何食物,只吃香蕉。
香蕉也可以預防中風,因為有高量的鉀,是繼黃豆之後,被美國食品藥物管理局(FDA)許可,可以在香蕉產品上標示:「具高鉀與低鈉,可以降低中風、高血壓 的發生」。更令人雀躍的是,香蕉還是「快樂食物(pleasure food)」。香蕉中所含的血清素、正腎上腺素、多巴胺都是腦中的神經傳導物質,可以抗憂鬱,振奮精神。

巧克力
愈來愈多美國人流行吃黑巧克力,台灣也愈來愈多巧克力標示著可可純度,都和人們想吃美味的健康食物有關。眾多的科學研究都發現,巧克力裡有多種抗氧化物 質,如可可多酚和類黃酮可以降低壞的膽固醇(低密度膽固醇,LDL),提高好的膽固醇(高密度膽固醇,HDL)。類黃酮也可以舒緩發炎,打開血流,增進血 液流通。
美國加州大學戴維斯分校於2006年發表在美國《營養學會期刊》的最新研究發現,每天吃富含巧克力多酚的可可棒,持續6週後可以降低低密度膽固醇。義大利 科學家的研究也發現黑巧克力可以降血壓。這份研究同時也顯示,黑巧克力可以預防第二型糖尿病,因為類黃酮可以鼓勵荷爾蒙轉化醣類成為細胞的燃料。
除此之外,巧克力之所以令人著迷,被稱為愛情靈藥,是因為巧克力中的色胺酸有助於合成血清素,這是一種帶來喜悅的神經傳導物質。但這項成分不僅可以增加浪漫情趣,近來也被發現可以對抗慢性疲勞症候群(chronic fatigue syndrome)。
遺憾的是,並非所有的巧克力產品都有這些功效,這關乎於可可的純度。最近美國農業部研究發現,可可粉是所有的巧克力產品中,含有最多的類黃酮和抗氧化物。 烘焙用巧克力(baking chocolate)次之。黑巧克力和烘焙碎巧克力(baking chips)因為製造過程會去掉部份抗氧化物更次之。而大家最常吃的牛奶巧克力(milk chocolate)含有最少的有用物質,約只是可可粉的十分之一而已。

咖啡
科學家現在會告訴你,一天一杯咖啡,醫生遠離你。美國斯克藍頓大學(University of Scranton)選出咖啡是美國食物中最高的抗氧化物來源。第二名是紅茶、第三名是香蕉。抗氧化的好處是可以幫你抵禦各種癌症、心臟病、糖尿病和中風, 「我認為一天一杯咖啡對心臟是正面的,」斯克藍頓大學化學教授文森(Joe Vinson)說。
如果你擔心喝太多咖啡讓你心悸,好消息是可以選擇低咖啡因咖啡,科學家發現兩者的抗氧化物數量差不多。但是要提防「咖啡的伴侶」──糖漿和奶精。一杯大杯美式咖啡熱量只不過15卡、無脂肪,但如果加上奶精和糖漿的大杯摩卡星冰樂可要420卡、脂肪16克。

花生醬
花生醬的確有很多油,但並非所有的油都對身體不好。花生醬裡的單元不飽和脂肪酸和維生素E可以降低壞的膽固醇,保護心臟。這是美國喬治亞大學與韓國國立忠 州大學聯合發表在《食物科學期刊》(Journal of Food Science)的研究。花生醬還可以預防糖尿病。美國哈佛大學公衛學院的研究指出,一週吃5次、每次1匙花生醬,可以降低21%第二型糖尿病的機會。當 你下午肚子餓,土司塗花生醬當點心是很好的選擇,花生醬裡的油脂可以馬上有飽足感。但不適合在已經熱量很高的食物如餅乾、蛋糕,再塗上花生醬。雞蛋
很多人一看到蛋,就想到膽固醇,害怕心臟病的人碎碎念「要遠離它」。但現在科學家已經知道,真正危險的敵人是飽和脂肪。喬治華盛頓大學心臟學家約翰.拉羅沙博士表示:「飽和脂肪增加膽固醇的威力,比食物含有膽固醇本身,要高出4倍。」
飽和性脂肪都在動物性油脂裡,如肉類、乳製品。所以要遠離奶油、豬油、雞皮、全脂牛奶等。雞蛋的脂肪極少,一顆蛋只有5克脂肪而已。
況且雞蛋的營養濃度極高,一顆蛋裡就有維生素A、B6、B12、E、K、葉酸、鐵等,可以防止脂肪沈澱在肝臟,蛋裡的黃體素也可以保護眼睛健康。
但烹調方式會影響雞蛋健康與否。水煮蛋或多加點蔬菜在蛋裡,可以讓你每一口都可以吃到營養。

牛肉
不用再吃乾巴巴的雞胸肉了,牛肉(與各種紅肉)和膽固醇、心臟病的關連已經沒有那麼深。美國約翰霍普金斯大學刊登在《內科學文獻》(Archives of Internal Medicine)的研究指出,瘦牛肉和雞肉、魚一樣,不會增加膽固醇。因為畜牧技術的進步,現今的牛肉已經沒有那麼「油」,所以沒有那麼多的飽和脂肪。
況且牛肉裡含有很多女性補充不足的營養,如鐵、鋅、和維生素B12。
不過還是要選擇瘦牛肉,不能選肋排或丁骨牛排,這種牛排的油脂和熱量還是瘦牛肉的兩倍。

鴨肉
很多人說,鴨肉有「毒」,所以皮膚病、手術開刀的人不能吃,甚至還擴大到所有人都不宜多吃鴨肉。
中醫師程惠政說,「食物沒有毒不毒的問題,」雖然本草綱目上記載鴨肉「甘、冷、微毒」,但古人所謂的「毒」,指對身體明顯的反應,如立即引起腹瀉或過敏等,並不是現代科學觀念中的「毒」。
之所以會引起腹瀉,可能是因為體質虛寒或已經受涼的人吃太多鴨肉所致。因為鴨肉雖然無毒,卻是性寒,因此可以薑母、當歸等熱性食物一起烹煮,以平衡食物的性味,便是很好的補虛勞食物。現在你知道為何薑母鴨、當歸鴨那麼有名了吧。

起司
下次早餐的土司不要塗奶油,改夾起司。因為起司竟然可以抗癌,美國華盛頓州立大學的研究發現。
關鍵在於起司中的共軛亞麻油酸(Conjugated Linolenic Acid)。這種「好的」脂肪酸不僅發現可以阻止皮膚癌、肺癌、乳癌的成長,也可以降低心臟病、糖尿病的機率。共軛亞麻油酸也被發現可以降低飯後脂肪的儲存,因此可以控制體重。
不僅如此,起司一直都是良好的鈣質來源。鈣不僅可以預防骨質疏鬆,也可強健骨骼和牙齒。對於喝牛奶肚子會不舒服的人,起司更是身體可以快速吸收的鈣質來源。
美 國《動起來的人生》(Active Wellness)作者營養師雷啟勒(Gayle Reichler)建議吃有強烈氣味的藍起司(blue cheese)或新鮮的羊奶起司(goat cheese),這些起司人工香料較少,而且羊奶起司一盎司(31.1克)熱量只有23卡,而一般的巧達起司(Cheddar Cheese)可有114卡。

2007-03-01

科技人動一動,解除不適症狀

「運動比吃藥有效。」這是國泰醫院復健科物理治療師簡文仁組長20多年的臨床心得,適當的伸展及訓練肌耐力的運動,對於舒緩痠痛症狀很有幫助。

這些運動都簡單易學而且很安全,「除非是嚴重的骨質疏鬆症,」台北榮總復健科物理治療師劉孟玲組長表示,一般沒有什麼特別的禁忌,只要注意力道不要太過度,還有在急性發炎的期間不適合做任何的運動,必須充分的休息及局部冰敷。

劉孟玲進一步提醒,假如做完以後,因為運動而產生的痠痠痛痛的感覺,能夠在一、兩個小時以內消失的話應該就是正確的力量,「做完以後到了晚上還在痛,就是做得太過度了。」

每次寫稿期間都會全身痠痛的我,這次身體力行了以下介紹的伸展運動,短短幾天就改善了許多。試試看,跟我一起動一動吧!

頸椎症候群

泛稱所有發生在頸部周圍的不適,例如頸部筋膜炎,大部分是因為長期頸椎處於不正確的姿勢下,肌肉緊繃所導致。不分年齡和族群,經常忘記變換姿勢者都有機會發生。

症狀:疼痛從後腦勺的頭骨下緣開始,往下延伸至兩側肩胛骨內側和中央部位椎骨旁的肌肉,有些人還會合併有頭痛的症狀。

自我保健:局部熱敷、適當的休息、使用頸托或護頸圈。

轉動頸椎運動

功效:可以活化脖子四周的肌肉

避免頸部肌筋膜炎和肩膀上的棘肌肌膜炎。

1.背挺直,兩眼平視縮下巴。

2.慢慢地將頭轉向右邊,仔細感受,在感覺痠痛的角度停留約6秒鍾,伸展一下肌肉。

3.做到極限的角度後,再換左邊。

後頸肌肉伸展運動

功效:伸展脖子後方的肌肉,舒緩緊繃的肌肉。

1.坐在椅子上,頭向前彎。

2.雙手交叉用力將頭向下壓,大約30秒。

肩頸運動

功效:伸展頸部肌肉和斜方肌(trapezlus mucle,連接頸部和肩膀之間的肌肉),有效減緩頸部及肩膀的痠痛,避免頸部肌膜炎和肩膀的沉重感。

1.坐在椅子上,背挺直。

2.右手抓住椅墊,左手將頭壓向左邊,感受到拉筋的力量,但不要太用力,停留約30秒。

3.換邊再做一次。

2007-02-28

汽車遙控晶片鑰匙 安全嗎?

想像一下以下的情景:你剛買了一台賓士S550—這是台尖端科技跟藝術的結晶,配備有遙控點火系統。

在你到Starbucks買拿鐵的時候,一個穿著T恤牛仔褲帶著筆記型電腦的人友善地向你問到:「這是S550嗎?你覺得開起來如何?」你興奮地跟他分享你的使用心得,然後那個男人向你道謝而消失了。過幾分鍾,你看向窗外,發現你的賓士已經不翼而飛。

以現今的狀況,如果你能解開長度40位元的密碼,不只可以關閉防盜器,把門打開,甚至可以發動汽車──因此這讓許許多多的小偷們想要破解密碼。因為有了這組密碼,就等於擁有了這台車。這類的偷盜事件將可能漸漸普及到全球。然而可悲的是,目前為止車商似乎還不太在意。

汽車上的無線或免接觸式裝置並不是最新型的。遠端遙控裝置──就是那個掛在你鑰匙串上的黑盒子──已經使用了好幾年。使用者只要離車子數呎之遙,就可以使用遙控來解開防盜器,然後打開車門;甚至也可以在警急狀況下啟動汽車的警報器。

這類遙控開鎖裝置在1980年代開始被使用,一般來說它有一個電路版,一個鎖碼的射頻辨識(RFID)晶片,還有電池跟小型天線。電池跟小型天線是用來讓這個黑盒子可以將訊號發射出去。

遙控上的射頻晶片有一組與特定的汽車運作的密碼。這些密碼是長度40位元的變動串列:每次使用後,這組密碼就會稍稍 改變,整個組合的數量大概有一千億組。當你按下開鎖按鈕時,遙控會傳送40位元長的密碼與開鎖的命令。如果接收器收到正確的密碼,汽車就會按照命令動作, 如果是錯誤的密碼,便不會有任何反應。

不幸的是,汽車RFID系統的廠商們,不認為有什麼問題存在。

使用RFID的第二個防盜裝置是電子鎖。這個內嵌在鑰匙握柄裡面的小晶片,已經被超過一億五千萬的汽車所使用。如果 沒有這個晶片,汽車的油泵便不能正確運作。除非駕駛使用的是有正確鎖碼晶片的鑰匙,否則汽車在幾個街口外就會沒油。(這就是為什麼備份鑰匙沒有內嵌鎖碼晶 片,因為它只提供短距離駕駛。)

一個調查顯示了自從1990年代晚期,電子鎖就降低了美國境內百分之九十的汽車失竊事件。

然而這個密碼是可能破解的嗎?是的。

現在新型的免鑰匙發動系統(keyless ignition system)提供了方便性,讓你發動汽車時不需要把在口袋或皮包裡東翻西找,只需要按下遙控按鈕便可以發動。無線遙控跟上述的電子鎖一樣,只有使用正確 的晶片才能啟動汽車。然而他不同於傳統的無線遙控,傳統的遙控鎖需要安裝電池,而且有較短距離,免鑰匙啟動系統是被動的,不需要裝電池。他依賴汽車本身發 送的訊號來運作。

因為汽車會持續對附近發送訊號,收取回應,所以理論上竊賊有可能測試不同的密碼,來看看汽車的回應是什麼。去年秋 天,有一篇來自約翰霍普金斯大學與安全密碼公司RSA所做的研究中,只使用一台筆記型電腦與一個接收器,就成功的收取並破解了福特2005Escap SUV的密碼串列,關閉了汽車的防盜器,不用鑰匙就打開了車門。他們甚至在網站上放置破解整台車的過程。

如果你認為這樣的破解需要特別的裝備,也只存在於理論性的學術實驗裡,那麼,你錯了。

真實世界下的案例

捷克的Radko Soucek是一個三十二歲的汽車竊賊。根據調查,他使用一個收訊器與一台筆記型電腦,在布拉格市內與郊區偷了數台名貴的汽車。Soucek並不是個新手,他從十一歲時就開始偷車。但直到最近他發現,使用高科技來偷車是多麼容易的事情。

諷刺的事,讓他身陷囹圄的,也是他的筆記型電腦,因為裡面存有過去所有他嘗試解碼的證據。在他的硬碟裡還有一個成功解碼字串的資料庫,有了這個資料庫,他可以在極短時間內把從未謀面的汽車的鎖解開。

Soucek並不是個特例。最近,知名足球明星貝克漢被小偷偷走兩台特製防盜的BMW X5 SUV。那是發生在西班牙首都馬德里的事情。警方認為小偷使用的是軟體解碼,而不是用工具把車撬開。

「破解免鑰匙汽車」這個技術並不完全是一個機密──基本上必須要對基本加密技術要有所瞭解。約翰霍普金斯與RSA的該篇研究論文裡,只要攔截汽車跟遙控間的兩組回應,就可以破解密碼。

在論文的實例中,他們想要測試是否可以成功偷取免鑰匙啟動裝置的密碼。要達到這個目的,論文作者在手提電腦上安裝一 個RFID的接收器。只要在車主接近汽車時,在旁接收訊號,就可以在一秒之內掃瞄到數個訊號,而車主可完全不知情。只要有了汽車跟遙控的來回訊號,就可以 使用「暴力法」來進行解碼。所謂的「暴力法」就是一直嘗試不同的密碼直到找到正確密碼為止。只要找到了正確的密碼,就有辦法預測接下來要使用的新密碼,便 能成功發動車子。

以貝克漢的例子來說,警方認為竊犯是在他離開車子後使用暴力法解碼,關閉汽車警報器,然後發動開走。

更安全的密碼

於是該篇論文的作者建議RFID業者淘汰目前簡單的40位元加密技術,使用更先進安全的加密技術,如128位元加強加密標準(AES)。只要位元數越長,要破解這個密碼就越難。

然而論文作者並沒有提到這樣的裝置會更加耗電,也更難實作,同時這也會與目前的40位元免鑰匙啟動裝置無法相容。

同時作者也建議車主在不使用時,把無線遙控用錫箔紙包起來,以防止密碼掃瞄,同時也建議車商應該在汽車的訊號發射器上加裝一個保護罩。這樣可以限制RFID的信號範圍,讓車外的其他人難以收到密碼序列。

不幸的是,汽車RFID的系統業著並不認為有安全問題。在聖地牙哥舉行的第十七屆的汽車安全年會上,CNET藉此機 會與數個不同RFID廠商代表談論這個議題。然而他們不願發表任何公開意見,同時短期內也沒有任何要推出128位元的AES加密技術的打算。只有少數的廠 商表示他們清楚約翰霍普金斯大學與RSA作的研究,聽過在歐洲的免鑰匙啟動汽車被偷的人更是少數。

然而民調也表示,大多數人不擔心未來免鑰匙啟動裝置的安全性,同時RFID業者也十分堅定地要推出此一技術。然而除非無線裝置的技術徹底革新,目前市面上的汽車免鑰匙啟動裝置,都有被筆記型電腦破解的可能性。

2007-02-27

確保嵌入式系統的網路安全性

嵌入式系統設計師經常認為他們必須在安全性、可靠性和產品上市時間之間進行艱難的平衡。大多數設計師將上市時間做為首要考量,『足夠好的』可靠性放在第二位,之後才考慮安全性問題。

但現實世界正不斷變化。首先,安全性已經成為所有具有網路連接性能設備的必備條件,因此將其列為第三已不再能滿足要求。其次,微處理器、作業系統和開發工具的不斷進步使得更高的可靠性設計成為可能,也為產品的安全性和更快上市打下了堅實的基礎。

當然要實現這個目標的前提是選擇正確的架構,該架構包括處理器、作業系統和軟體部份在內,並在一開始就把高可靠性作為設計目標。一般產品可靠性指標可以採用傳統的架構和開發技術『在測試中達到』,但高可靠性的設計必須從一開始就加以考慮。

任何理智的工程師都會採用模組化的設計方式,將應用系統劃分成多個軟體模組,並透過定義完善的介面來控制這些模組之 間的互通作業。但提供最高級別的可靠性必須採取更多的措施,除了模組化外,還得具有劃分、隔離和分離的能力。要想獲得最高等級的可靠性,你必須將模組放進 相互間隔離的記憶體區域。然後必須使用處理器的記憶體管理硬體以及合適的作業系統,來控制主機資源的通訊和使用,並加強模組的分離性。

令人稱奇的是,硬體分離可以使複雜產品更快地上市。

建議的方法

模組化(這點很顯然),然後分割設計,使每個模組只執行單一的功能且與所有其它模組隔離開來。每個模組還可以被看門 狗程序(另外一個模組)重新啟動,如果該模組產生了故障,那麼相應的看門狗就會重啟這個模組。這樣設計系統肯定具有更高的可靠性。換句話說,用更少的工作 量就能滿足系統可靠性要求。

保持模組的簡單化。複雜會導致脆弱性(涉及安全問題)和不可重覆的行為(涉及開發和可靠性)。不同種類、多核心設計將增加系統的複雜性。應該確保你已在單個處理器中得到所需的處理能力,避免那些複雜設計。

確保你正使用的處理器和作業系統具有不可或缺的記憶體管理功能。沒有記憶體保護就想設立非凡、可靠和安全的產品是不可能的。記憶體保護幫助你對系統進行分割,並實現『深度防禦』,因而保證系統某部份的弱點不會級聯起來影響其它部份。


將所有東西置於核心之外。核心是唯一一個系統中其它部份都要依賴的元件,因此它必須異常穩固。在核心空間執行任何對象只會降低可靠性,並帶來安全性問題。

選擇能夠符合公認的安全和可靠性標準的核心架構。任何人都可以聲稱擁有可靠安全的作業系統,但很少有人獨立地驗證過他們聲明的內容。就安全領域而言,必須選擇一個以國家安全機構開發出來的獨立核心保護機制架構。

使用強制執行高安全編碼標準的工具。Misra C是汽車產業軟體可靠性協會(MISRA)為汽車產業開發的一個安全的C子集,其中許多程式碼非常可靠和安全。因此可在內部使用Misra標準,並選擇用來強制執行這些標準的工具。

不建議的方法

低估可靠性的價值。可靠性不僅能使產品更受歡迎,更有利潤,還能有效減少開發難題。

在產品功能完善後才開始測試和修復缺陷。你的目標應該是:當產品功能完善時,就已經能交貨了。只有在設計一開始就考 慮到可靠性(使用可靠性高的核心),並在開發過程中使用記憶體漏洞檢測、即時錯誤檢查以及硬體保護措施,儘早發現缺陷來保持核心的可靠性,才能使你的產品 更快地上市。如果工程師在沒有缺陷的產品中增加一個缺陷(缺陷是工程師增加進去的,而不是自然產生的),這時候你要能夠快速找到此缺陷,並立即完成修復。

認為你的網路產品不會成為攻擊目標。該產品可能不包含有價值的數據,但只要把它放到網上去,它就可能洩漏產品以外的資訊。隨著產品的逐漸成熟,它所擁有的資訊可能就會值得攻擊。

低估入侵技術。要知道入侵技術也在突飛猛進。隨著技術日趨先進,往日令人不感興趣的目標(比如你的產品)也會提升其價值。

認為可以日後再為安全或可靠性重新設計架構。當然,安全性非常高的系統(例如飛機)必須採用針對可靠性和安全性的架構,因而需要嚴格苛刻和代價高昂的開發過程。但任何功能很強的產品,包括消費性和工業控制類產品都會從相同的底層技術中獲益,儘管其開發過程要更加經濟。

作者:Dave Kleidermacher

工程技術副總裁

Green Hills軟體公司

Rick Gentile

高階應用工程師

ADI公司

2007-02-26

開放源碼大老重砲轟擊紅帽 Fedora

開放源碼協會 (Open Source Initiative) 創辦人也是極具影響力的開發者 Eric Raymond 發表聲明抨擊紅帽 (Red Hat) Linux,並表示揚棄對紅帽 Linux 的支持,改用新興的 Linux 散佈套件 Ubuntu。

13 年來身為紅帽 Linux 的愛用者,Raymond 日前決定這一切已經足夠,並刪除了電腦裡的紅帽 Linux 作業系統。Raymond 並在知名的 Linux 郵件論壇中猛烈抨擊紅帽 Linux。他表示,身為一名紅帽與 Fedora 的忠實用戶,他的忍耐今天已達極限。他點出錯誤管理與落後技術是紅帽近年來丟失開放源碼市場的主因。

他說,雖然多年前早已應該這麼做以減少損失,不過他跟紅帽的感情深厚,也投入許多精力修正這些問題,最後還是無勞而終。

他表示,過去 5 年來,他眼見紅帽不斷地喪失在技術、市佔率與社群聲望三方面原先近乎絕對領先的優勢。而這些錯誤都源自技術與政策面的失誤。

Raymond 舉出長期的管理問題以及維護軟體倉儲 (repositories) 上的持續不斷的困難導致紅帽 Linux 放棄了桌面市場佔有率的競逐。同時,他認為專案核心團隊文化變得不健康與封閉,過份執著於狹隘的自由軟體概念。這種意識形態上的潔癖,使得該專案無法迎接 為了使Linux 進駐更多用戶電腦,所必須面對的技術與推廣挑戰。他補充說,反之 Ubuntu 則勇然地面對這些挑戰。

Raymond 指出,Ubuntu 商業贊助商 Canonical 與 Linspire 近期簽訂的合作讓 Ubuntu 得以存取商業 codecs,這一點顯示了遠勝於紅帽的前瞻思維。而紅帽則無法解決私有多媒體格式的問題。

這些話引來了開放源碼界若干的反對聲浪,如核心 Linux 開發者也是紅帽員工的 Alan Cox 表示,Raymond 所謂的商業友好的開放源碼哲學與支持 Linux 發展的理想自由軟體運動之間,本來就有根本的差別存在。

Cox 認為,Fedora 只會納入自由或開放源碼元件,也不會包入可以讓用戶使用 Windows 媒體格式的 codecs,不過用戶還是可以自行安裝。在 Fedora Core 納入私有元件會引來原本想要解決的問題。Cox 並在 Fedora 的討論區寫道,「他們相信自由軟體是正確的方向\,顯然你已經放棄這條路,也許開放源碼這個字眼是時候跟你一起被眾人遺忘。」

2007-02-25

2007年十大熱門EDA議題

2007年十大熱門EDA議題

Gary Smith EDA公司創始人和首席分析師Gary Smith (Smith為資深EDA產業分析師曾任Gartner Dataquest的首席EDA分析師,直到2006年10月該公司突然宣佈裁撤其CAD研究組),提出了2007年電子設計產業的十大熱門話題。Smith認為,從重要性而言,這十大熱門話題並沒有特別優先順序,而事實上其中最值得注意的是第十名──多核心設計。

1. 電子設計(Electronic design):轉捩點依然存在

Smith一直提到EDA產業因轉向電子系統級設計(ESL) 所帶來的「轉捩點」問題。這種轉捩點由IC實體設計流程中的可製造性設計(DFM)的各種要求混合而成。Smith說明,這種情況類似於20世紀80年 代,當時出現了向RTL設計和合成轉移的趨勢,Cadence Design System並藉此機會推出了新一代的IC CAD工具。

2. ESL:由半導體設計主導的市場,正朝向由嵌入式FPGA/微處理器設計所主導的市場轉移

Smith表示,目前使用ESL工具的設計工程師有三大族群──系統級晶片(SoC) 設計工程師、系統設計工程師,和嚴格的嵌入式系統設計工程師。他認為,系統設計工程師正開始把FPGA與微控制器結合起來使用。「看來半導體這一族群體可 能僅佔22%的營收,」Smith說:「如果市場真的起飛,主要的玩家將是嵌入式設計工程師。此外嵌入式和系統設計工程師的數量可能將平分秋色。」

3. DFM/DFY:真正的DFM會出現嗎?

Smith表示,Clear Shape Technologies在2006年11月推出了InShape和OutPerform工具,這是首款問世之真正的DFM工具:「它是第一種針對設計工 程師的DFM工具;所有其它工具都是後GDSII (post-GDSII)工具。」他指出,良率設計(Design for yield,DFY)是一種後GDSII工具,其用途是協助作出改善良率的設計變更。

4. 第二代SoC:軟體才是關鍵

在2006年7月設計自動化研討會(DAC)上,Smith在一場演講中強調說,SoC設計中面臨的最大問題是嵌入式軟體開發,他告知聽眾:「真正的挑戰是軟體(參考連結)。」現在Smith則表示,以上訊息已經傳遞到半導體和ASSP公司:「我們所看到的是ASSP和ASIC公司聘請越來越多的軟體設計工程師而非硬體工程師,他們確實已經體認到這個問題的重要性。」

5. IP的應用:我們將達到80-90%的晶片面積目標嗎?

「當我們在20世紀的90年代末期首次檢視IP領域時,人們認為IP將佔晶片面積的80~90%,」Smith表 示:「在過去的4年中, IP佔晶片面積的比例一直在55%到77%之間徘徊。」他認為,即將投入IP市場的無晶圓廠IC設計公司將會是突破該比例瓶頸的關鍵:「這會成為一種潮 流,並且可能創造在晶片上整合更多IP的解決方案。」

6. 類比/RF:是否將誕生一家新的大公司推動新的類比/客製化設計方法轉移?

Smith認為出現上述狀況的可能性確實存在,但這樣一家公司必須具備在暫存器傳輸等級(register- transfer level)就具備設計能力,以便ASIC設計工程師能夠利用它們進行類比設計。而目前Smith認為:「沒有所需的自動實體設計(automated physical design),也沒有可供轉向RTL的閘級網表(gate-level netlist)。」迄今已出現的類比「合成(synthesis)」工具實際上是目標編譯器(target compilers),他說。

7. ASIC設計:全球化效應並非僅將中國與印度帶進現有的ASIC設計領域。

「突然間全球各地都在進行IC設計,」Smith表示:「南非、巴西、保加利亞、羅馬尼亞、亞美尼亞──IC設計可 以在世界各國進行,網際 網路容許這種爆炸式的設計成為現實。半導體公司如何因應這種情況?網路可能是一個途徑,但我認為並非是最終的解決方案,業者仍需在各地設立實體據點。」

8. FPGA:FPGA進化成系統開發的平台

關於FPGA有兩個發展趨勢,Smith指出,首先FPGA的規模已經擴張到可容納完整的系統;其次FPGA設計已經成為ESL工具的主要市場。

9. 委外代工設計:對外包和設計價值鏈要萬分小心!

全球化不是問題所在,Smith表示,關鍵是如果把設計案送到外包設計公司,其中的知識產權問題如何歸屬?「法律對 此的規範並不明確,但各 種跡象顯示,如果將設計案委託給代工業者,而且是在海外,那這家代工業者肯定有權利進行一模一樣的設計。」而他指出,接下來可能發生的結果就是委外代工的 公司失去了對IP的控制,因為不具備自有的工程專家,所以代工業者反而成為競爭者。

10. 多核心設計:Moore與Von Neumann可能使一家公司分裂

這個議題在十大EDA話題中可能排名第十,但Smith表示,這可能是最重要的趨勢;他指出,同質多核心設計 (homogenous multicore designs)問題在於:「通用型電腦領域的風險很高,在平行處理潮流消退以前,搞不好只能做出4款處理器。」而特殊應用伺服器也於焉誕生,如Sun的 Niagara。「這代表我們解決了特殊應用電腦的問題嗎?或是在通用運算領域找到了新出路?」Smith表示:「這正是軟體工程師所關注的問題,我們確 實需要放棄C語言,轉而採用協同設計語言。」

Smith表示,在採用異種(heterogeneous)多核心元件方面:「我們使用的是Padded Cell技術。例如再手機的設計上,先取得一個核心引擎並整合在晶片上,然後把它隔離;接下來是加上一個路瀏覽器,然後又把它跟其他部份隔開。為了在 SoC上整合各種智慧型應用,日本人做了不少努力,但就是缺乏軟體工具,而且用C語言來做協同設計並不容易。」

不過Green Hills Software公司是一個例外,該公司正為多處理器設計提供除錯工具。這家軟體供應商「忽略」了異種多核心問題,Smith指出:「這種做法可能會導致 整個電子市場的崩裂,如果不解決協同設計問題,我們所能做的一切就是建構更多的Padded Cell設計或僅僅往上堆疊大量的記憶體。而非常複雜精密的設計也必將被迫中止。」

2007-02-24

Philps的情境光源Ambilight技術

飛利浦開發出內建情境光源的薄型電視,其主要在顯示終端邊框上,左右各加一光源,當使用者收看電視節目時,邊框上的光源會隨著螢幕播放內容的主要色調,調整情境光源的顏色,如當螢幕播放沙漠的影,情境光源會自動調整成黃色,藉此豐富使用者的影像收看經驗。

該公司同時也推出了新一代的情境光源(Ambilight)顯示技術,稱之為全環繞式情境光源 (Ambilight Full Surround)。飛利浦在電視螢幕的周邊打出光源,配合適當的螢幕顏色控制,將可以讓畫質更為銳利、降低眼睛的疲勞感。該公司指出,使用者可以選擇自 己想要的顏色模式,以便搭配裝潢或是個人心境。

舉例來說,如果閱讀一份有背景的文件,顯示在具備情境光源技術的顯示器上,該技術會預測「黃色代表凸顯、強調溝通、並且對於專注力有幫助、也可以澄清思緒。這對於鼓勵交換資訊來說是一個好顏色。」

該公司指出,在先前的技術當中,情境光源只會從螢幕的兩邊射出,但是全環繞式情境光源會從顯示器的四邊都射出光線,用以加強效果並讓讀者感覺閱讀區域顯的更大。飛利浦將會銷售具備全環繞式情境光源的電視機,搭載從三個方向射出光線的顯示器。

情境光源功能可以結合畫面顯示,從平板電視機身四周投射彩色光,從而降低視覺疲勞。但是,該功能卻埋下了隱患,可能導致電視機著火。到目前為止,飛利浦已經接到多起事件報告,幸好電視機本身採用了阻燃材料,因此被燒燬的隻是電視機本身,沒有造成更大的禍患。

2007-02-23

Nike球鞋加晶片 讓iPod也可管理體能

未來一邊慢跑一邊享受音樂的同時,還可以透過iPod nano同步瞭解已跑過的距離與所消耗的卡路里等資訊。

蘋果(Apple)與Nike合作,共同針對慢跑族推出Nike + iPod,可讓使用者在聽音樂做慢跑的同時,還可以透過iPod nano瞭解目前已跑過的距離以及卡路里數等資訊,提供個人體能健康管理的功能。

Nike + iPod即利用Nike設計的特殊慢跑鞋Air Zoom Moire配合連接晶片,以無線的方式將使用者慢跑所產生的各項資料,例如里程數、卡路里數、步伐以及時間等訊息,傳至所攜帶的iPod nano上,讓使用者可在聽音樂慢跑的同時也能隨時掌握自己的體能狀況。

在使用上,使用者只要將定價為1千元的Nike + iPod無線連接晶片發射器放置於定價3150元的Air Zoom Moire慢跑鞋上,再將Nike + iPod的接收器安裝在iPod nano上,即可在iPod nano上使用Nike + iPod體能管理這項功能。使用者只要設定好健身的方式,就可以開始慢跑使用。

而從慢跑鞋上回傳的訊息,iPod nano會將測量的訊息以耳機語音的方式回報給慢跑者,並且在慢跑結束後在iPod nano螢幕上呈現此次慢跑後的總結訊息,或是同樣利用耳機的方式聽取內容。

除了推出Nike + iPod外,Nike還成立一個Nike +網站,使用者可以將自己慢跑的結果上傳至該網站上紀錄起來,與網友組隊競賽慢跑目標,或是參考其它Nike + iPod的最新紀錄。

目前Nike + iPod連接晶片可同時在蘋果與Nike的通路上購買到,而Air Zoom Moire慢跑鞋則只有Nike通路上可買到。



蘋果是很有創意啦,不過靠iPod也吃太久了吧,現在連球鞋都要整合iPod,還有專屬的車用播放器,現在許多產品都想搭蘋果列車,我看不久後連廁所都能 接iPod(原因可以說,讓你連上廁所都不會錯過享受影音的樂趣),或是iPod帽子(可遮陽擋雨又能不間斷的聽音樂之類的理由),iPod眼鏡(像不可 能的任務那種,鏡片當銀幕,然後耳機內建在眼鏡框之類的),創意固然是好事,不過太多種產品圍繞著一種東西打轉,就變得有點氾濫,沒有原本那種驚喜特殊的 感覺。

2007-02-22

Wikipedia預計推出搜尋引擎

這項開放原始碼的搜尋引擎計畫將由Wikia負責執行,目前仍在規畫階段,並預計在今年第四季發表最初版本,以讓程式人員進行測試以加速開發過程。

Wikipedia暨Wikia公司創辦人Jimmy Wales 3月8號在東京的一場會議中表示,他打算循Wikipedia模式,開發一免費的開放原始碼搜尋引擎,計畫達到全球搜尋市場5%的佔有率。

Jimmy Wales在去年底就揭露Wikia Search計畫,號召全球開發人員的加入,並指出搜尋為網路架構基礎,但現在卻與私有軟體一樣,缺乏使用自由,缺乏社群、責任義務,及透明度。

Jimmy Wales將Google及Yahoo的搜尋引擎技術形容為黑箱作業,指責這兩大搜尋引擎業者不願揭露他們如何排列搜尋結果,並認為由開發人員共同發展的搜尋技術將能改變網路的權力架構。

IDG News報導,這項計畫將由Wikia負責執行,目前仍在規畫階段,並預計在今年第四季發表最初版本,以讓程式人員進行測試以加速開發過程。

Wikia是由Jimmy Wales在2004年所創立,提供一免費的線上編輯引擎MediaWiki,任何網站都能安裝使用,唯一的條件是必須網站要提供至Wikia.com連結,而Wikia.com目前主要靠廣告營利。

2007-02-21

具備極佳伸展性的高速互連架構-HyperTransport

HyperTransport技術是針對高性能系統領域的互連解決方案之一,在處理器到處理器,以及處理器到I/O 的 應用中,此技術可以提供相當低的延遲,以及極為驚人的的頻寬表現。目前HyperTransport技術已被廣泛應用在Sun、Cray和IBM等公司基 於AMD Athlon64、Sempron和Opteron處理器的PC、工作站、伺服器和超級電腦中。至於在高階Cisco網路路由器、Apple G5級桌上型工作站和伺服器系統以及低成本消費設備中(如微軟的X-box),我們也都可以見到HyperTransport擔任關鍵性的角色。

由 於HyperTransport是一種非常靈活,且兼具擴充性的點到點互連方案,因此可以在講求成本的前提之下,提供相當優秀的平行和串行匯流排特性,這 些特性包括了低延遲、低成本,以及可彈性調整的頻寬表現。作為前端匯流排應用,HyperTransport技術已經整合在AMD、PMC- Sierra、 Broadcom和Transmeta等公司的處理器設計中。經由HyperTransport,可以有效簡化設計,並降低了共享本地記憶體和I/O設備 的多處理器系統的成本。

HyperTransport的起源-LVDS技術

要瞭解HyperTransport技術,就必須先從低電壓差動訊號傳輸技術(LVDS)說起,因為HyperTransport本身就是基於LVDS的一種增強版資料傳輸方式。

顧名思義,LVDS是一種低擺幅的差動訊號技術,透過此技術,訊號得以在路徑窄小的通道中進行高速傳輸,而由於其低振擺幅以及僅需要相當低的電壓即可驅動的特性,不論對於功耗,或者是雜訊表現方面,都有相當優秀的表現。

過 去十幾年的時間內,5V已經成為普遍的供電標準,藉此得以簡化了不同技術與邏輯電路之間的連接方式,但是隨著整合電路的發展以及對於資料傳輸的速度需求, 對於更低電壓的供電方式的需求也愈顯迫切。電壓的降低不僅可以減少高密度整合電路的功耗,同時也能夠降低晶片內部因漏電流而帶來的過熱問題。

LVDS 的物理端子使用1.2V電壓偏置,提供400mV擺幅的訊號(使用差動訊號的原因是雜訊以共模的方式在一對差動線上耦合出現,並在接收器中相減,藉以達到 消除雜訊的目的)。LVDS 驅動和接收器不依賴於特定的供電電壓,因此它很容易轉移到低壓供電的系統中去,且維持性能不變。

LVDS 在兩個標準中定義:1.IEEE P1596.3(1996年3月通過),主要針對SCI(Scalable Coherent Interface),定義了LVDS的電氣特性,並且還定義了SCI協議中封包交換時的編碼;2.ANSI/EIA/EIA-644(1995年11月 通過),則是定義了LVDS的電氣特性,並建議了655Mbps的最大速率和1.823Gbps的無失真媒體上的理論極限速率。在兩個標準中都指定了與物 理媒體無關的特性,這意味著只要媒體在指定的雜訊邊緣和歪斜容忍範圍內發送訊號到接收器,端子都能正常工作。LVDS具有許多優點:終端適配容易、功耗 低、具有fail-safe特性確保可靠性,此外,也具備了低成本、高速傳送的特性。這些特性使得LVDS在計算機、通訊設備、消費電子等方面得到了廣泛 應用。

而LVDS技術在低功耗環境中的高頻寬表現,也讓此技術被廣泛應用在行動裝置上,比如數位相機、數位錄影機、高階 PDA、照相手機等產品,由於這些裝置的資料傳輸需求方面已經遠超出傳統行動裝置所能負擔的程度,比如說高階PDA或智慧型手機的螢幕解析度可能已經高達 SVGA(800x600)以上,要使手機在此解析度之下進行每秒60個畫面的更新(60Hz),需要的頻寬要高達數百Mbps。

由 於照相功能的引進,讓感光元件所取得的資料能夠迅速的傳送回基頻處理器,處理為數位資料且儲存於媒體當中。隨著畫素的一再飛漲,更是需要高速匯流排的輔 助,不然行動裝置的中央處理器速度再快,在需要等待資料的這段時間也還是沒有著力之處,形成了處理上的效能浪費。換言之,如果匯流排速度過慢,那麼拍一張 照片可能需要數秒到數十秒的時間才能處理完成並儲存為數位檔案,消費者是無法忍受這樣的處理速度的。

低功耗、高吞吐量以及 超低電磁干擾信號技術是可攜式和消費性產品應用設計的關鍵。因此,類似LVDS的差動信號技術在改善資料吞吐能力、抗雜訊能力,或電磁干擾性能方面成為系 統的一個重要設計環節。LVDS的最大優點之一,是在正和負輸出端的電流方向相反。如果輸出正負端靠得夠近,理論上能夠使電磁輻射相互抵消,這將大幅降低 手機的電磁干擾和對手機本身通訊信號的影響。在手機等電池供電要求更低功耗的情況下,追求更低功耗LVDS技術版本,就成了滿足行動設計在傳輸頻寬需求上 的關鍵。

HyperTransport技術的發展

Intel 從82810晶片組開始,創造了自己的Hub Link技術來連接南北橋晶片,使得當時810晶片組成為最能夠發揮Ultra DMA66傳輸性能的晶片組之一。但是由於Intel的授權費用高昂,所以很多的台灣晶片組廠商雖然取得了前端匯流排的相容授權,但是卻捨棄了Hub Link技術授權,而為了彌補在性能上可能產生的劣勢,晶片組廠商都開發自己的技術來解決這一問題。例如VIA開發了V-Link,SIS也開發了他們自 己 的DPI或者Multi-threaded IO(MuTIOL)Link。

AMD在開發出使用EV6匯流排的K7處 理器之後,也同樣針對自己的CPU設計了專屬晶片組,他們同樣必須面對如何連接南北橋才能更好的發揮Ultra DMA 66/100的效能問題。AMD的技術雖然也可以輕易達到與Intel相同的水準,但是AMD不想開發獨佔的晶片組技術,因為當時AMD不論是在人力或是 在財力,都負擔不起除了CPU之外的太多產品,因此仍需要藉助第三方晶片組廠商的力量,來突破Intel的多方圍堵。

有鑑 於此,AMD提出了一種概念式的匯流排架構,想制定出一種能適用於各種高速度晶片組之間的傳輸界面,喔,一開始他並不是稱為 HyperTransport,而是另一個更為淺顯的名詞:LDT(Lightning Data Transport)。此技術當時是隨同「SiedgeHammer」(也就是著名的K8)CPU一同提出的。

不過當時的 LDT技術只存在於書面概念上,直到2000年5月分時,才正式推出了它的1.0版,這也才將原本沒有完成任何電氣規格方面的設計的運作概念,首次將電氣 規格詳列出來並得以成為實際的產品。在2000 WinHEC上,AMD再次將LDT技術搬上論壇,並在隨後的2001年2月改名為HyperTransport。2001年7月 23日,來自眾多領域的技術大廠聯合建立了一個促進Hyper Transport發展和應用的組織。包括AMD、API Networks、蘋果電腦公司(現已改名為蘋果公司)、Cisco、NVIDIA、PMC-Sierra、SUN MicroSystem及Transmeta公司共同發起成立Hyper Transport聯盟。

AMD從1997年開 始開發Hyper Transport技術,雖然初始設計概念是將其作為伺服器平台晶片互聯高頻寬解決方案而進行設計的,但同時也可應用於網路、電信和嵌入式系統等其他領 域。第一個採用HyperTransport匯流排的產品是NVIDIA在2001年推出的nForce晶片組,採用的是8位元匯流排,南北橋頻寬達到了 800MB/s,而當時同類晶片組的南北橋互連頻寬僅只有區區266MB/s。

HyperTransport技術共有五 層:實體層、資料鏈路層、協議層、傳輸層和會話層。實體層及資料鏈路層的 HyperTransport技術採用低電壓差動訊號傳輸(LVDS)架構,每個位元需要兩個接腳。該技術採用1.2V電壓驅動,產生0.6V的差動輸 出,差動阻抗是60歐姆,這樣使得製作成本相對低廉的四層PCB板成為可能。除了具有較寬的頻寬外,該技術同時減少了晶片接腳數目,訊號與接地腳的對比僅 為4:1。

採用HyperTransport技術,在每個方向上的連接匯流排寬度可以是2、4、8、16或32位元。 工作頻率範圍從200MHz∼1GHz。採用該技術能實現的總頻寬可用以下公式計算:(工作頻率)×(2x資料/時脈)×(各方向上的位元寬度)×(2x 方向總數)。協議層、運輸層和會話層 HyperTransport採用封包技術來發送命令、地址和資料。一個封包的大小為4位元組,一個命令可以是4個位元組或8個位元組長,因此單一封包可 以從4個位元組到64個位元組不等,其疊加的基本單位為4個位元組。


圖說:PC用的主機板晶片是HyperTransport的主流應用之一。(資料來源:NVIDIA)

2004 年2月,HyperTransport技術聯盟(Hyper Transport Technology Consortium)又正式發佈了HyperTransport 2.0規格,由於採用了Dual-data技術,使運作頻率成功提升到了最高1.4GHz的程度,運作於雙向16-bit模式的匯流排頻寬,更是提升到了 最高11.2GB/sec的程度。一般應用在PC平台的HyperTransport技術大多是雙向16-bit 1GHz的運作速度,這使得處理器與北橋晶片的傳輸率達到8GB/s。而雖然HyperTransport是AMD所主導的技術,可是AMD並沒有限制該 技術只能應用到友方的產品,事實上,NVIDIA就已經為Intel推出了多款使用HyperTransport的晶片組,提供了相當具有競爭力的效能表 現。


圖說: HyperTransport的網路伺服器應用概念。(資料來源:www.hypertransport.org)

乍 看之下,HyperTransport匯流排所肩負的工作,只是侷限於「圖形匯流排+南北橋匯流排」的I/O作用。由就此用途而言,儘管 HyperTransport 2.0已經達到相當驚人的8.0GB/s頻寬,在目前看來似乎已經足夠,但是處理器的核心數量也在不斷增加,對於記憶體以及各種I/O子系統的存取需求也 將會隨之增加,事實上,4核心處理器已經在市面上流通。而對於高階顯示卡對於頻寬無止盡的需求,HyperTransport其實就比較沒有著力之處。以 NVIDIA最新的680 SLI晶片組的一個特殊功能,可同時超頻PCI Express與HyperTransport匯流排的運作時脈20%之多,但藉此增加的繪圖效能卻只有約1%左右,幾乎可以稱為是測試誤差。

高 匯流排頻寬對顯示卡助益不大的原因是在於高階顯示卡本身通常都會具備極大的本地繪圖記憶體(Local RAM)以及記憶體存取寬度(目前最高的是G80所使用的384-bit),以作為暫存材質或頂點資料之用,存取到主記憶體的機會少之又少,不過AMD在 購併ATI之後所提出的混合式Fusion架構,卻可讓高匯流排頻寬變得有意義。因為繪圖核心整合進CPU之後,就會將主記憶體作為 FrameBuffer使用,因此必須與CPU共享匯流排頻寬。在這邊我們也可以看到,類似XBOX、Xbox 360兩大遊樂器的UMA架構可以說被完整的搬回到PC平台上,只是Fusion的整合度將會更高。

HyperTransport 3.0帶來巨大頻寬與應用前景

即 將推出的HyperTransport 3.0,雖然是基於原有2.0架構的加強版,但是運作時脈的倍增(2.6GHz),並提供了32-bit的操作模式,使得匯流排頻寬可以增加到 41.6GB/s的驚人程度,幾乎已經等於是高階顯示卡的本地記憶體頻寬了。因此這麼一來,Fusion架構就可以在不另外增加專屬記憶體的狀況之下,取 得足夠的記憶體頻寬,從而降低整個系統的成本。

這對於目前佔有顯示晶片最大市場的Intel來說,會是個恐怖的惡夢,因為 該公司的整合式晶片從來就不能夠提供足夠的顯示效能,而僅止於堪用邊緣。而會造成這樣的原因,除了顯示架構上的限制,其次就是顯示核心無法取得足夠的記憶 體頻寬。也因此在AMD購入ATI之後,Intel也跟著緊張的大為招募繪圖技術人才,並且加緊Intel專屬通用匯流排(CSI)的開發動作,CSI基 本上可以看做是Intel專屬的HyperTransport技術,最主要的目的就是要取代已經垂垂老矣的前端匯流排架構。

不 過匯流排頻寬的提升只是HyperTransport的重點之一,在關鍵應用上,HyperTransport更支援了稱為「Un-Ganging」的新 特性,該技術可允許HyperTransport匯流排系統在執行過程中,直接對運行模式進行動態調整,例如單一個1×16的 HyperTransport連接可以被重新配置為2×8HT連接等等,它可以讓雙路伺服器中的兩個處理器各佔據一條8bit的虛擬 HyperTransport匯流排,而且不會互相影響。這項特性可以讓那些搭載SMT同步多執行緒技術的伺服器系統明顯受益。

在 同步多執行緒的模式之下,一顆物理核心可以被切割為兩科邏輯核心使用,而如果借助HyperTransport 3.0的Un-Ganging功能,這兩個邏輯核心就可以擁有屬於自己的獨立HT匯流排資源,儼然變成真正的雙處理器系統,這能夠有效提高多任務處理的性 能表現。一旦任務執行完畢,Un-Ganging功能會自動重新配置HT匯流排,系統恢復原先的單核心狀態。


圖說: HyperTransport增加的多處理器架構的拓展性。(資料來源:AMD)

AMD 短期之內可能還不會在處理器中導入多執行緒的概念,因此作為多核心處理器的應用,就可以為個別的核心切割出獨立的專屬HyperTransport通道, 從單一實體多核心處理器成為邏輯上的多路處理器。而除了PC平台以外,這項功能對於高階伺服器方面的應用也有著莫大的幫助,由於SUN公司與IBM公司都 擁有各自的多核心多執行緒處理器,藉助此功能,可以更有效的切割處理器的資源,對於多工環境的處理,或者虛擬機器的應用,都是非常有效率的。

此 外,另外一個重點就是HTX(HyperTransport eXpansion)3.0版,這個架構突破了傳統匯流排的思維,而將勢力伸向擴充卡的領域,在符合HTX架構之下的擴充卡(或插槽),可以輕易的為系統 增加額外的功能。乍看之下,HTX架構似乎是將目標指向PCI Express的飯碗,而實際上,PCI Express的應用要顯得侷限許多,無法與之相提並論。由於Intel在未來的多核心架構規劃中,想要將所有運算架構整合進CPU當中,包含網路、顯 示、物理以及向量加速等各種應用,這也等於壓迫到了其他相關產業的發展,因此AMD拉開了開放的大旗,開放了HyperTransport與HTX架構, 為不同性質處理器的半導體開發公司提供了一條生路。


圖說: HTX可望帶起輔助處理器的風潮。(資料來源:AMD)

回 顧半導體產業的歷史,有個非常明確且類似此狀況的例子,那就是過去3dfx與NVIDIA之爭,3dfx為了增加獲利,一意孤行的收回晶片授權,轉而自行 生產獨立顯示卡,卻因此一敗塗地,落得被對手收購的命運,而相反的,NVIDIA藉由諸多板卡廠商的眾星拱月,氣勢一再飆升,如今已經是獨立顯示卡產業的 領導者。當然,Intel目前仍佔據著大部分的市場,但是一味封閉的結果,可能是逼迫市場產生與之抗衡的龐大勢力,AMD不過就是扮演著推手的角色,而且 是樂觀其成。

而關於HTX更深入的的架構與應用解說,可以閱讀郭長祐作者所撰寫的這篇〝高速交換設計的瑜亮情結〞(http://tech.digitimes.com.tw/ShowNews.aspx?zCatId=A1R&zNotesDocId=0000036633_A2Z7A05JU84MKGO2P7Z4N)

HyperTransport可應用在嵌入式系統與高速伺服器等領域

在 嵌入式架構中,由於注重整體架構的精簡,藉由HyperTransport,可以降低電路設計的負雜,並且在合理功耗下,可提供非常高效率的資料傳輸表 現,目前HyperTransport架構已經被廣泛應用在採用MIPS處理器的通訊裝置以及各種電信設備中,隨著應用的增加,也可望看到 HyperTransport架構拓展更深一層的市場及相關產品。


圖說: HyperTransport的嵌入式應用概念圖。(資料來源:www.hypertransport.org)

至 於目前市面上所能見到的多核心晶片,或多或少都具備了潛在的缺陷,由於多核心架構大多仍是分享同一個匯流排,因此在不同核心之間的協調就顯得益發重要,程 式撰寫也將變得更複雜,而單一晶片多核心的架構,也使得晶片的製造不易,功耗也會隨著核心的增加而水漲船高,因此也有諸多不同應用的輔助處理器,可以取代 某種程度的CPU耗用,甚至能夠提升整體效能表現,而專用處理器在功耗方面會比通用處理器來的較為優秀,也因此針對不同應用採用不同輔助處理器的架構,也 就不需要內建太多的處理器核心,這也有有助於整體功耗的改善。