享受近20年高度成长的PC，近年来已经明显看到颓势，2001年开始出现出货衰退的迹象，然而这并非全无预警，早在1997年IBM Garstner就曾发表「PC已死」的演说，并且也揭橥IA（资讯家电）时代的来临，从PC进入IA，也表示过往PC用的泛用型CPU不再受用，而是更贴近应用取向的嵌入式CPU跃为主角。

《》 数据源：NS

嵌入式CPU当然也包括微控制器（Micro Controller；uP）与数位信号处理器（Digital Signal Processor；DSP），如此8-bit、16-bit等都将涉入讨论，不过，本文将专注于32 -bit嵌入式资料处理CPU为主轴说明。

目前主流的资讯家电有WebPAD、Thin Client、Set-Top-Box、Game Console、Resident Gateway等，手持方面的IA也有PDA、SmartPhone等，从PC中获益最大的Intel、Microsoft近年来也积极跨入非PC的IA领域，(表一)是Wintel积极跨入IA的例证。

不仅Intel、Microsoft，Sun也积极介入嵌入式领域，1995年的Java亦是为Set-Top-Box所开发设计，如此Java Card、J2ME也是嵌入式领域的主流，2002年Comdex Fall微软所提出的SPOT （Smart Personal Object Technology）也是锁定嵌入式系统，整体而言资讯业者积极以既有优势跨入更大数量需求的嵌入式市场，绝对是不争的事实，传统汽车、冷气内所使用的嵌入式系统在不久的将来都将受到新标准的考验。

《图二 采用NS Geode嵌入式CPU的Smart Display样品》 数据源：NS

市场现况与发展

虽然传统8-bit、16-bit的嵌入式CPU仍享有最大的市场量，运用在各类自动化家电上，如遥控器、温度控制器或如汽车内的电动窗、ABS煞车、安全气囊等，但资讯家电的嵌入式CPU前景却比传统嵌入式CPU更诱人，因为其未来市场具有高度成长的潜力。

若从IA以上的层次看，8-bit、16-bit等单纯应用取向、低层次运用的嵌入式CPU将被排除，仅有32-bit的嵌入式CPU能谈论，而目前32-bit嵌入式CPU的主要类型架构，如(表二)所示。

除表二所述五项，此外更细腻谈论则尚有Hitachi SuperH系列（如SH3、SH4），但因市占因素不列入本次讨论。另外，虽然DragonBall衍生自68K，但如今Motorola已将68K/ColdFire与DragonBall两者区分成两独立架构系统。而ARM、MIPS都属纯贩售IP（智财权）的业者，并未自身设计量产商业化晶片，MIPS原于1992为视算科技（SGI）所并购，但1998年再度释出为独立公司。

从使用电池运作的手持式IA来说，眼前几乎是ARM与MIPS两架构的天下，主要是其具有高省电特性效益，即便部分x86架构CPU能够进入此一领域，也是以相对大体积、大电池的方式出现，如Web之类的应用，而无法在更娇小的PDA、SmartPhone上展现。在ARM、MIPS之外，其余如PowerPC、x86、68K皆是以使用插座电源为主的应用，如Set-Top-Box、Game Console等。

技术发展趋势

IA或多或少承袭PC过往发展的经验，使的IA用嵌入式晶片能避免走许多冤枉路，在1996年Microsoft Windows CE发表时宣称支援12种不同的硬体平台系统，但硬体架构过于多样依然不利于相关软体的发展，因此未来嵌入式CPU的硬体类型、架构只会更少，不会更多，即便有新衍生也会尽可能相容原有软体运作，例如Intel从StrongARM衍生出XScale微架构，XScale的软体运行环境也尽可能相容原StrongARM，甚至达到应用程式部分完全相容，仅作业系统、驱动程式需要改写的程度。

另外一个技术趋势在于符合软体的跨平台执行标准，Sun发明JAVA的跨平台程式语言后使得Write ones, run anywhere.的观念大为盛行，虽然「撰写一次，在各类硬体平台上都能平顺执行，不需改写」这样的终极理想即便是JAVA也未能100％实现，但却可以大幅减低程式转换、移植硬体平台时的改写心力，可说「虽不中亦不远矣」，而Microsoft于2000年6月提出的.Net愿景、.Net Framework（执行框架），也是仿效JAVA所设计。

JAVA从SDK 1.2版后衍生发展成三大领域，即J2SE（标准版）、J2ME（微型版）、J2EE（企业版），但与嵌入式相关的仅J2ME，此外还有比J2ME更娇小的JavaCard （1996年提出），同样的Microsoft对应抗衡J2ME的是.Net Compact Framework，两者将是未来32-bit嵌入式系统的主流执行平台，这将是嵌入式CPU开发商积极支援与配合的标准规范。

让硬体架构维持对软体运行的一致性、相容性是一大趋势，但另一项趋势却是针对不同的应用诉求加入不同的硬体功能，这与微控器的深化应用功能走势相近，如今嵌入式CPU走向功能整合的情形愈来愈多，例如Intel PXA260系列晶片（属XScale系）将快闪记忆体整合至CPU内，SiS将SmartCard及Sony Memory Stick等读取控制器整合至SiS550系列晶片（属x86系）内，都是逐渐依据各类IA装置的应用诉求所添加、内建的新硬体功能。

除不断依需求进行硬体电路功能整合外，CPU本质特性的强化也将持续，例如MIPS、ARM将持续提供更高省电效益的CPU核心技术，ARM最新发展的Intelligent Energy Manager，同时也不断在同等耗电中增强运算效能，或者在可接受的耗电增加下提升效能。

另一方面一直无法跨入电池用嵌入式领域的他系晶片，如x86、PowerPC等，也积极让耗能精省化，期望能挤入手持式运用领域，例如Intel与Ericsson所签署的三年研发合同，未来将合作开发在手机上直接解析、浏览HTML格式的嵌入式CPU，即是直接用手机上网，不用再改写成特有的W@P（WML）或NTT DoCoMo（CHTML）资料呈现格式。

为何x86、PowerPC等想积极跨入电池用的手持IA领域？答案很简单：手持式的装置需求量远大于固定场合的资讯装置，如果嵌入式CPU非得使用插座电源，那么就只能拘限在上网机（Internet Appliances）、机上盒（Set-Top-Box ）等出货量有限的装置，而全球上亿支的手机需求量、无线通讯装置与应用的急速起飞，才是真正的杀手应用与大量市场所在。

应用趋势

除了个人家用前端、个人行动端的IA装置需要嵌入式CPU外，企业商用前端、企业机房后端的新发展也同样对嵌入式CPU产生仰赖，最明显的地方在于精简型伺服器（Server Appliances）与刀锋型伺服器（Blade Server）的窜起。

精简型伺服器的范畴极广，时下相当流行的「宽频IP分享器」、「NAS网路附接储存」也属其中，同时也算是Resident Gateway的一类，而Sun针对中小企业前端网路服务所提供的Cobalt Qube也算是，现在无论精简型伺服器或刀锋型伺服器，几乎清一色是x86的天下，并且以搭配Linux作业系统为主流，无论是x86 CPU或Linux OS，在此崭新领域都有90％的占有率，原因无他：x86 CPU是效能价格比最高的硬体平台，Linux是最开放、免费、效能优异且功能弹性的作业平台。

以x86架构为主，以省体积、省电为诉求的设计多会选择NS Geode晶片，或者是Transmeta Crusoe晶片，其次若以低价诉求则会使用VIA Eden平台的VE系列晶片（即是VIA并购Centaur的WinChip晶片衍生而成），或者是Intel Celeron晶片，至于高阶高效则必须往Intel Pentium III、AMD K6-2/Athlon等标准桌上型CPU领域选择。事实上Microsoft Xbox内部即是使用Intel Pentium III-733MHz，在正式敲定前Microsoft也曾考虑AMD K6-2，很明显为因应电玩游戏的高品质效果，Game Console必然属于高阶高效应用的IA装置。

《图三 NS的Geode GX1嵌入式CPU（320支接脚），本图为使用SPGA封装，与之搭配的小封装芯片为Geode CS5530辅助芯片》 数据源：NS

《图四 Sun的64-bit嵌入式CPU：UltraSPARC-Iie》 数据源：Sun

持续向上伸展、推移

从历史来看，嵌入式CPU持续向上推移发展是必然的，同样属嵌入式领域的低阶CPU：微控制器即是最好的例子，过往还可以看到4-bit的微控制器，但在8-bit微控制器价格与4-bit相近时，4-bit在功能与价格上失去优势，整体市场变从4-bit转移至8-bit，部分推进到16-bit，或DSP的领域。

同样的以往高价的32-bit嵌入式CPU，在过往大概仅有雷射印表机之类的高阶装置能够使用，现在32-bit嵌入式CPU物美价廉，功能更多、更省电，32 -bit不再是高阶应用才有的专利，成为今日最大宗的应用主流。至于64-bit，则仍是少数利基领域的诉求，短时间64-bit嵌入式CPU尚无普及运用的可能。

嵌入式需要的是稳定、抗环境的能力，且经常安置在狭小空间内运作，因此尽可能不依赖风扇散热，甚至连占体积的散热片都需要考虑，这是持续不变的要求，如何在此先决条件下不断增加硬体周边及应用功能、强化效能与省电表现，就是各家业者的胜负关键。

注：有少数情形会使用到128-bit的需求，如Sony为PlayStation电视游乐器所开发设计的EE控制晶片，以64-bit MIPS为核心，并额外添加128-bit资料暂存器以增加处理效率，以因应游戏的高速3D成像之数据运算需求。