先進處理器為虛擬現實提供無縫的人機介面

作者：Michael Thompson，Synopsys產品營銷經理

我們目前處於向虛擬現實演進的早期階段，但很快，您可能必須努力去了解周圍環境是現實還是虛擬的。現在，我們看到的虛擬環境大多在遊戲中使用，但未來幾年，隨著我們與電子設備的交互變得更加無縫和自然，這種情況會發生改變。

支撐這一願景得以實現的基礎硬體是先進的微處理器，因為這些微處理器能夠以較低的功耗提供極高的性能，而且其設計能夠處理先進的人機介面所需要的特殊任務。因此，我們的互相連接、輕鬆訪問信息以及與數字化世界交互的能力將呈指數級提高。

虛擬現實是一個人工環境，它的呈現方式使我們接受這是一個真實環境，即使我們知道事實並非如此。隨著體驗變得更加沉浸式，我們更容易拋開懷疑。例如，如果您必須使用滑鼠或指向設備在虛擬世界中移動，這種方式要比使用手勢帶來的自然感受低得多。創建無縫且自然的介面並非易事。與通過指向設備進行輸入相比，這需要更高的處理能力和更先進的處理器來識別手勢。

目前，我們處在虛擬技術的初期，而且我們的連接是主要通過硬體實現的，例如鍵盤、滑鼠和其他指向設備（圖1）。這一情況已經開始向包含更多解釋信息的介面而轉變，例如觸摸、刷卡和語音。最終，介面將變得更加自然，能夠識別手勢、語氣、注視和其他周圍環境線索，從而增強沉浸式、個性化體驗。

圖1：交互方式的演進

（德勤大學出版社，2016年2月24日。 Kunkel et al. https://dupress.deloitte.com/dup-us-en/focus/tech-trends/2016/augmented-and-virtual-reality.html）

隨著設計師提出未來人機介面技術的概念，並且設計出這種技術，他們越來越依賴嵌入式微處理器，以提供我們在前幾年想像不到的性能水平，並且以極低的功耗實現這一點。過去，我們可以通過提高時鐘速度而獲得更高的性能，但現實情況是，我們已經達到2 GHz – 3 GHz的極限，因此，採用多個處理器的新設計不斷被開發出來，以實現所需要的性能。然而，通過簡單地增加處理器數量而滿足應用處理要求受到了功耗和面積局限性的制約。從根本上講，理想的處理器設計能夠實現性能最大化，同時最大限度降低功耗，以及對內存和系統資源的要求。僅僅依靠投入更多的晶體管來獲得更高性能的時代已經一去不返。對於不僅關注性能，而且關注每個循環的能耗和每mm2的mW數值的設計師來講，性能效率是一個關鍵設計指標。

要實現這一目標，人機介面的處理器需要在不超過功耗預算的前提下提供更高的處理性能。Synopsys的DesignWare? ARC? HS處理器系列是專為高端嵌入式應用（性能效率是這些應用的主要設計指標）而設計的，採用16-nm工藝提供了2.5 GHz的性能，提供了每個內核超過5200 DMIPS的處理能力，而功耗低於50 mW。它比同類其他處理器的性能高兩倍，而功耗更低；在某些情況下，這些處理器以不到同類其他處理器一半的功耗提供了更高的性能。

為了滿足當前大多數創新產品的需求，ARC HS處理器推出了雙核和四核版本，均能以對稱或分散式處理模式而支持極高的性能。為了實現更好的設計優化，這些處理器可以配置，從而使晶元系統 (SoC) 上的每個實例都能夠針對應用的特定性能、功率和面積要求而定製。設計師也可以通過ARC處理器擴展 (APEX) 介面為處理器增加自己定製的指令，進一步提高性能，降低功耗，或者在設計中增加不同的特性。

總結

虛擬現實正迅猛發展，並將幫助加快我們與數字化世界中的體驗更緊密地連接。在未來幾年內，我們目前所擁有的虛擬現實能力將不斷擴展，提供更加沉浸式的體驗。有能力閱讀我們的語氣、手勢、動作和目光的先進處理器能推動這種體驗的實現，為我們提供更加自然且無縫的與虛擬世界的介面。這些處理器的開發必須將性能效率作為主要設計指標，從而使其能夠以更低的功耗提供更高的性能，並執行更複雜的軟體。Synopsys將繼續開發類似ARC HS系列的創新式、高性能處理器，以提供下一代應用所需的性能，包括沉浸式虛擬現實，但產品的功耗水平必須能夠推動這些應用成為現實。您要注意 –令人振奮的虛擬體驗已經到來。

公司信息: Synopsys －－新思科技

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