人們可能認(rèn)為生活中很少有事情像蜂窩電話的基本架構(gòu)那樣穩(wěn)定，不過，在手機的成熟架構(gòu)只是漸漸發(fā)生變化的大背景下，你偶爾也會發(fā)現(xiàn)一些完全不同的架構(gòu)。通常，這種情況是供應(yīng)商希望將某種特殊功能的芯片嵌入手機，因為推出的系統(tǒng)級芯片還沒能實現(xiàn)某些巧妙的功能整合，但這些功能可能又是市場認(rèn)同的賣點。一旦這種情形持續(xù)發(fā)生，有人就會提出重新考慮整個架構(gòu)。

    近，有兩個例子可以說明這種現(xiàn)象。一個例子來自老牌公司Atmel，它提供了一款附加功能的芯片。另一個來自初創(chuàng)公司Sandbridge，它顯得更激進。手機不斷增加的功能以及令人眼花繚亂的技術(shù)換代給手機設(shè)計人員帶來挑戰(zhàn)，兩家公司都利用這個機會進軍市場。

    在Atmel的例子中，其芯片瞄準(zhǔn)一種專門附加功能：媒體播放。Atmel已經(jīng)發(fā)布了MP3播放器芯片AT83SND2CMP3。該芯片可使手機實現(xiàn)多種功能，例如MP3播放、基于MP3的鈴聲播放、NAND閃存控制、以及支持多媒體卡(MMC)、XD-圖片卡和SD卡等外部存儲器。

    該芯片采用100管腳、9 x 9mm BGA封裝，消耗電流為37mA,大批量購買時單價為3.85美元。該芯片在占位面積、功耗或成本方面不占優(yōu)勢，但它能將一系列重要的功能快速推向市場。

    與Atmel不同，Sandbridge正通過大幅變革架構(gòu)來應(yīng)對可能更嚴(yán)重的問題。問題的根源似乎在于3G網(wǎng)絡(luò)的延后推出。3G不僅沒能遍地開花，而且也沒成為許多地區(qū)大多數(shù)運營商的主要網(wǎng)絡(luò)。這就迫使手機制造商同時支持2G和3G空中接口和基帶，而且很快他們又開始考慮其它網(wǎng)絡(luò)接口。

    3G還帶來另外的問題：諸如視頻、音頻和數(shù)據(jù)等大量的信息流需要轉(zhuǎn)送到計算機。這就增加了對存儲器(包括手機中的數(shù)據(jù)存儲器和工作存儲器)的需求，而且催生了新的處理需求，例如伴隨大量數(shù)據(jù)的MPEG或 H.264解碼、音頻處理和圖形處理等任務(wù)。Sandbridge相信，業(yè)界有充分理由重新考慮現(xiàn)有架構(gòu)。

    Sandbridge的觀念代表了目前對架構(gòu)進行重新考慮的主流思潮，它摒除了手機架構(gòu)上的所有專用處理單元。例如，不再為每一個空中接口配備專用基帶處理器；不再添加更多的音頻DSP、視頻DSP、圖形處理器、加密引擎、MP3解碼器等。取而代之的做法是在一組足夠快且高效的引擎上，用軟件來實現(xiàn)所有這些任務(wù)。 

    當(dāng)然，這并不容易。從專用加速器轉(zhuǎn)移到軟件驅(qū)動的引擎會損失大量性能和功效。采用一組這樣的引擎也不能顯著緩解這種損失，即使在理論上，與單一處理器相比，這種方法可以減慢單個引擎的時鐘，大幅降低工作電壓和功耗。

    不過Sandbridge認(rèn)為，他們已經(jīng)采取足夠的節(jié)能措施，能達到與其它任何3G調(diào)制解調(diào)器相當(dāng)?shù)墓?。這部分歸功于采用了臺積電的90nm工藝，但Sandbridge還付出了許多努力以進一步降低功耗。

    一個例子是它決定在獨立處理器設(shè)計中采用很深的管線，以便降低單個電路對高速的需求，而且還允許采用更低的工作電壓，并在許多路徑上選用更小的晶體管。在許多情況下，這種管線使得傳統(tǒng)上需要更快、更耗能的多口RAM設(shè)計現(xiàn)在可以采用單口SRAM實現(xiàn)。

    另一個例子是獨特的時域復(fù)用多線程技術(shù)，該技術(shù)與深管線結(jié)合，能夠充分削減所需的存儲器帶寬。因存儲器訪問消耗任務(wù)中的大部分能量，所以，任何能減小存儲器帶寬的措施都至關(guān)重要。

    所有這些想法都在一個處理引擎SandBlaster中實現(xiàn)，它讓人想起上一代RISC/DSP混合芯片。一個專有RISC CPU搭配一個單指令、多數(shù)據(jù)(SIMD)信號處理引擎和本地存儲器。該處理器具有能支持8個并行線程的硬件資源。

    Sandbridge已將該引擎整合進一款手機芯片中，即SB3010基帶處理器。該器件集成了4個SandBlaster處理單元以及所需的本地存儲器結(jié)構(gòu)。這組處理器通過總線橋與一款傳統(tǒng)的ARM9 CPU相連，ARM9 CPU負責(zé)應(yīng)用處理，因而無需對非關(guān)鍵任務(wù)進行重新編譯。該芯片還整合了現(xiàn)代手機所必需的存儲器和外設(shè)接口。

    Sandbridge已經(jīng)開始提供這款芯片的樣片，并在800MHz頻率下進行過驗證，足以維持2Mbps的WCDMA傳輸，還支持GPRS、802.11b、藍牙和GPS。從文檔上，還無法確定這些調(diào)制解調(diào)器任務(wù)的并行執(zhí)行水平。

    顯然，這是一個由極富經(jīng)驗的團隊完成的富有挑戰(zhàn)性的半定制90nm設(shè)計。該公司聘請了來自IBM T.J. Watson研究中心和朗訊貝爾實驗室的人才。他們采用的工藝和熟練的電路設(shè)計開發(fā)出一種現(xiàn)代架構(gòu)。但這是否足以改變一個非常保守的產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)思路還是個未知的問題。