微軟HoloLens頭盔揭密　HPU核心芯片臺(tái)積電代工

　　微軟(Microsoft)在8月22日于美國(guó)加州Cupertino舉行的“Hot Chips”半導(dǎo)體會(huì)議中，首度揭露其虛擬實(shí)境頭戴式裝置HoloLens零組件細(xì)節(jié)。

　　其中內(nèi)建的神秘“全像處理單元”(Holographic Processing Unit;HPU)芯片，微軟指出是由臺(tái)積電28納米制程進(jìn)行客制化生產(chǎn)，內(nèi)建24個(gè)配置于12集群的Tensilica DSP核心，據(jù)稱每秒可達(dá)1兆次的處理速度。

　　HPU構(gòu)造高度復(fù)雜　可以不到10W功耗執(zhí)行運(yùn)算

　　根 據(jù)科技網(wǎng)站Venture Beat、The Register及EE Times等報(bào)導(dǎo)，這款HPU由微軟位于加州Mountain View的自有硬件工程團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)，芯片內(nèi)部構(gòu)造非常復(fù)雜，包含約6,500萬(wàn)個(gè)邏輯閘(logic gate)、8MB SRAM，上方有一層1GB的低功耗DDR3 RAM，所有零組件均采12mm x 12mm的球柵陣列(BGA)封裝。這款HPU也包含PCIe及標(biāo)準(zhǔn)序列介面，執(zhí)行功耗不到10W。

　　HoloLens搭載英特爾(Intel)基于Atom架構(gòu)的14納米x86 Cherry Trail系統(tǒng)單芯片(SoC)，具備1GB RAM，當(dāng)這款SoC處在功耗低于4W情況時(shí)，即可讓HPU芯片達(dá)到每秒1兆次的圖像操作處理速度。

　　透 過接收來自HoloLens搭載的5顆攝影鏡頭、1顆深度感測(cè)器及動(dòng)作感測(cè)器所感測(cè)及捕捉到的資訊，這款HPU能夠完全進(jìn)行處理并將這些資訊進(jìn)行壓縮，再 傳送至HoloLens內(nèi)建的英特爾SoC，其中HPU內(nèi)建的各個(gè)DSP核心均被賦予處理一項(xiàng)特殊任務(wù)。另外，這款HPU也能識(shí)別手勢(shì)及包含多個(gè)房間在內(nèi) 的地圖環(huán)境。

　　不采傳統(tǒng)CPU或SoC支持定制化設(shè)計(jì)　考量彈性因素采Tensilica核心

　　微 軟采用混合的獨(dú)立加速度計(jì)并與DSP緊密連接，微軟并利用Tensilica的指令集擴(kuò)展增加10個(gè)自定義指令給DSP，借以加速HoloLens所需的 具體操作內(nèi)容，進(jìn)而讓HoloLens可呈現(xiàn)出即時(shí)的擴(kuò)增實(shí)境(AR)內(nèi)容。整體而言，相較于基于純軟件的解決方案，采用HPU能夠加速演算速度達(dá)200 倍。

　　此次微軟是由旗下微軟裝置事業(yè)群(Microsoft Devices Group)工程師Nick Baker，負(fù)責(zé)揭露HoloLens內(nèi)部神秘面紗，Baker指出微軟高層拒絕使用傳統(tǒng)中央處理器(CPU)或CPU-GPU SoC，支持包含硬件加速及程式設(shè)計(jì)元素的定制化設(shè)計(jì)，采用Tensilica核心有部分因素是考量其彈性，微軟此次添加300個(gè)自定義指令集至 Tensilica核心，若未能添加客制化指令集，最終可達(dá)到的數(shù)學(xué)運(yùn)算密度將不會(huì)是所需要的程度。

　　Baker指出，微軟盡可能采用可程式設(shè)計(jì)化的元素以及固定的功能硬件，以滿足微軟對(duì)HPU期望的效能目標(biāo)。不過Baker未透露微軟是否有任何升級(jí)HPU的計(jì)劃。

　　HoloLens集微軟內(nèi)部研發(fā)能量于一身　目標(biāo)開發(fā)更低價(jià)版本

　　針 對(duì)HoloLens的開發(fā)，Baker指出微軟集內(nèi)部各硬件、軟件、體驗(yàn)及效能團(tuán)隊(duì)的力量共同從事研發(fā)，其中位于Mountain View的芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，最初是來自Web TV的收購(gòu)，成功帶領(lǐng)微軟走向硬件開發(fā)之路，例如開發(fā)出Xbox 360的芯片，此前則負(fù)責(zé)HoloLens的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　微軟HoloLens研發(fā)團(tuán)隊(duì)必須基于自有客制化光學(xué)技術(shù)、客制化芯片及客制化硬件進(jìn)行開發(fā)，HoloLens主要邏輯板內(nèi)建有64GB快閃存儲(chǔ)器及2GB RAM，搭載立體揚(yáng)聲器、支持藍(lán)牙(Bluetooth)及Wi-Fi無線連網(wǎng)技術(shù)。

　　HoloLens搭載有1顆3D自定義深度攝影鏡頭，主要用來掃描用戶所處環(huán)境，以及1顆200萬(wàn)畫素的高解析度鏡頭，另有4顆環(huán)境感測(cè)鏡頭以及1顆環(huán)境光線感測(cè)器。

　　微 軟耗費(fèi)逾5年時(shí)間從事HoloLens開發(fā)，Baker表示共開發(fā)出約5款主要的原型樣式。微軟自3月開始出貨售價(jià)3,000美元的HoloLens開發(fā) 者套件給開發(fā)者，到了2017年搭載Windows 10系統(tǒng)的PC將可透過HoloLens，提供用戶一個(gè)3D的桌上型電腦(DT)使用環(huán)境。目前微軟仍致力于要讓HoloLens未來能以更低廉售價(jià)問 世，進(jìn)而有助普及于世。

　　隨著近來任天堂(Nintendo)手機(jī)游戲《精靈寶可夢(mèng)GO》 (Pokemon GO)在全球的爆紅，首度讓世人見識(shí)到擴(kuò)增實(shí)境(AR)游戲及應(yīng)用的市場(chǎng)潛力及魅力，未來隨著微軟HoloLens的問世，加上其他業(yè)者相關(guān)AR支持產(chǎn)品 的推出，可望再為全球AR產(chǎn)業(yè)及市況增添一臂之力，創(chuàng)造更身歷其境的AR游戲與應(yīng)用操作環(huán)境，進(jìn)而有助AR產(chǎn)業(yè)營(yíng)收成長(zhǎng)。市調(diào)機(jī)構(gòu)Digi- Capital便預(yù)估，至2020年全球AR營(yíng)收規(guī)模可達(dá)900億美元。