事实证明，SoC架构与其说是推动因素，不如说是一种障碍。

　　在过去的40年里，移动电子芯片组的演进道路不可避免地朝着提高功能集成水平的方向发展，最终形成了片上系统(SoC)架构。移动 SoC 有时是单片集成的，有时是通过高级封装实现的，它集成了多种功能，包括但不限于基带、应用处理器、射频收发器、WLAN(即 Wi-Fi)和 WPAN(即 蓝牙) 通信 — 进入单个芯片或封装。这种架构非常适合最终体现现代手机的纤薄但功能强大的外形。然而，随着我们通过 AR 眼镜的门户超越智能手机进入一个全新的增强现实 (AR) 世界——有人称之为元宇宙——事实证明，SoC 架构与其说是推动因素，不如说是一种障碍。

　　将愿景(双关语)转向 阿 眼镜成为现实，设计不仅需要实现大众市场的采用，而且还必须能够每天佩戴 - 作为佩戴者日常着装的一部分。为了实现这一目标，眼镜需要比智能手机更流线型。他们还需要实现时尚的外形。此外，为了尽量减少佩戴者的疲劳，它们不仅必须尽可能轻，而且在重量分布方面也要更加平衡，以防止眼镜的一侧比另一侧重。

　　过去和现在的设计通常将电子设备定位在眼镜的镜腿或手臂中，这仍然是一个合乎逻辑的地方。然而，移动SoC并不适合解决上述挑战，因为它们的芯片和封装尺寸以及作为单个芯片不允许任何形式的重量分布，除了可能在另一臂上添加更笨重的组件(如电池)之外。

　　在今年的 金鱼草 峰会上，高通宣布偏离SoC进化路径，这可能会将AR眼镜变为现实。为了扭转这一趋势，高通公司提出了一种分布式架构方法，不仅适用于眼镜内部的电子设备，还适用于眼镜与智能手机或PC等主机设备之间的分布式架构方法，为蜂窝通信和一些图形处理分配了一些繁重的工作。

　　在骁龙峰会的第二天，高通宣布了全新的骁龙AR2 Gen 1平台。该平台将各种硅块分解为三个模块，这些模块在眼镜周围间隔开，从而使设计更加精简和平衡。这些模块包括一个 AR 处理器、一个 AR 协处理器和一个 Wi-Fi 连接模块。

　　正如宣布的那样，AR处理器将负责典型的GPU类型功能，如图像/视频捕获，计算机视觉和显示驱动，但通过结合ISP，Adreno Video，Adreno Display和可视化分析引擎IP块，以硬件加速的方式实现。

　　同时，AR协处理器将专注于提供AI加速，以及聚合传感器和摄像头数据，用于眼动追踪，物体检测和生物识别认证等任务。

　　最后但并非最不重要的一点是，连接模块当然将负责使分布式架构可行所需的高速、低延迟通信。可能不太明显的是该模块使用了高通公司的FastConnect XR 2.0软件套件，该公司正在吹捧与以前的版本相比，功耗降低了40%，同时提供了所需的性能。

　　芯片到芯片和AR眼镜到主机分布式架构(来源：高通)

　　AR处理器和协处理器与智能手机、PC甚至网络中的主机处理器协同工作，提供分布式计算架构，包括骁龙平台原生的异构处理、传感器融合和AI处理能力。连接模块使用 Wi-Fi 7 作为高频段同步多链路，在眼镜和处理主机之间提供高达 5.8 Gbps 的高速/高带宽连接。

　　与SoC架构的骁龙XR2平台相比，将平台分解为多个组件不仅可以为AR眼镜提供更好的重量分布和平衡，还可以将布线要求降低45%，印刷电路板(PCB)面积减少40%，处理器功耗降低50%，Wi-Fi功耗降低40%。 因此占用更少的空间，这再次允许更时尚、更舒适的眼镜。

　　将这种新的分布式架构与现有的 SoC 解决方案进行比较时，其中一些减少可能是违反直觉的。

　　乍一看，布线似乎会随着分布式架构中不同模块互连的需求而增加，而在SoC中，布线都将是片上互连。如果这些应用中布线的主要驱动因素是芯片上不同IP块之间的连接，则情况确实如此。

　　然而，在AR眼镜等应用中，绝大多数布线要求实际上是针对芯片外部组件的输入/输出(I/O)接口，无论它是SoC还是分布式架构中的多个模块。

　　这些类型的外部组件的示例是连接到处理器的传感器和摄像头。在分布式架构中，这些外部(到芯片)组件之间的布线被最小化，因为组件可以放置在最靠近适当模块的位置(如适用)，而不必将所有运行都放在SoC所在的任何地方。

　　当考虑可能必须为三个模块而不是一个模块供电时，功耗降低也可能违反直觉。但高通公司声称，硬件加速器的广泛使用以及先进工艺节点技术的使用确实实现了这些节能。

　　最后，可以说重量不是一个因素，因为即使是此类的 SoC 在重量和质量方面也相对可以忽略不计。虽然在仅比较 SoC 与分布式模块时可能是正确的，包括减少 印刷电路板 等式中的面积和布线确实会对重量的影响产生重大影响，更具体地说，重量分布会对眼镜佩戴者产生重大影响，尤其是在所有日常使用情况下。

　　使用 台积电 4 纳米 高通公司声称，骁龙AR2 Gen 1平台在其主要AR处理器的流程中，并针对AR工作负载和要求进行了优化，在不到1 W的运行下，人工智能处理能力提高了2.5×。该平台还提供 Wi-Fi 上的 2 毫秒以下延迟和 9 毫秒的运动到光子延迟(用户进行运动和显示在显示器上之间的延迟)。这种高速、低延迟的链接使眼镜到主机分布式架构的可行性成为可能。没有斋戒 无线网络 7 连接时，所有处理都需要在眼镜上进行，这在尺寸、重量、美观和可穿戴性方面都是令人望而却步的。其他解决方案可能在主机和AR眼镜之间使用有线连接，但无线连接在美学和可穿戴性方面都更胜一筹。

　　分布式设备架构并不是一个新概念;这是我大约十年前在从事一个项目时提出的一个，该项目考虑了移动设备以及支持它们的半导体和网络的未来。

　　然而，随着高通公司最新的Snapdragon AR2 Gen 1平台发布，这一概念也被扩展到实际的芯片架构中，并有可能将曾经只是理论上的东西变成现实 - 增强和其他方面。

　　本文最初发表于 电子电气时报.

　　Francis Sideco是TIRIAS Research的首席分析师。