4G LTE上路之後,我們從手機廠商跟電信業者那邊聽到很多對高速傳輸的願景,可是台灣四家電信業者還沒有推出什麼非4G不可的應用,所以大家似乎就是知道4G LTE很快,但到底多快,可能只有在下載串流看視頻App影片,或跑SpeedNet測速時,才覺得有感,其實我們現在感受到的應用,還不是LTE的精華呢。

高通昨天(10/16)在紐約舉辦了一場LTE及4K技術的說明會,也把Snapdragon 810的試做機拿出來展示下載速度達到300Mbps的LTE Cat 6傳輸體驗,以及這樣的速度用來看4K串流是怎樣的體驗,另外也用810的試做機來Demo最新的行動WiGig技術,展示Mirroring 4K影片,對WiGig來說是怎樣的一片小蛋糕...


這算是Snapdragon 810第一次出現做重點性能的展示,畫面看起來雖然有點硬,但從這裡可以看到明年的旗艦機們會有有什麼厲害的外星功能,主打規格的戰場可能在哪裡,想起來也是跟我們很相關的。不過因為高通這次的主題在LTE跟4K,所以這次Demo就是圍繞著這兩個主題功能,其他比方Snapdragon 810的拍照、圖形效能...等,就沒有在這次的活動裡做Demo了。


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但大家會不會又覺得奇怪了,LTE跟4K這兩個話題,跟做處理器的高通又有什麼關係?

這半年來高通陸續發表了新系列的Snapdragon處理器,包括入門的Snapdragon 210、中階的410、主打娛樂定位的610/ 615,以及最高階的808/ 810,這幾個系列有一個共同的地方,就是全都支援多模以及4G LTE(Cat4),而且是支援全頻段,之後高通處理器的手機就都會支援4G LTE,而且就算是入門級的手機,也可以支援到Cat4/ 最大下載150Mbps的速度,因此用高速連網可以做些什麼事,也會變成這些手機一個很重要的功能。把處理器技術聚焦在LTE,其實不算意外。

至於為什麼高通要聚焦在4K這個....一點都不新,可能還有點冷的話題上呢?
我其實沒有台灣家庭電視調查的數據,我不知道現在有多少人家裡已經換成4K電視了,不過Display Search在8月底時發佈過一份調查,指出今年第二季度全球4K液晶電視出貨量有210萬台,比去年同期的出貨量多出160萬台,主要是因為電視品牌在全球各市場強力的推廣。NPD DisplaySearch歐洲市場研究總監Paul Gray提到:「新一代4K電視打開了高階電視市場的銷售,但這只是開始,除了解析度的追求之外,豐富多樣化的4K電視內容才能長期鞏固4K電視的銷售成績。」...
就報告來看,4K電視是在成長的,而且因為價格也不那麼貴了,在可負擔的價格下,4K電視被選中的機會也高了,4K電視市場會慢慢進入大家的家庭,只是還在開始,而且沒有多樣且便宜的內容Support的話還是不行..

那手機呢?其實可拍攝可播放4K影片,在手機裡也不是新功能了,但因為拍4K影片很耗電,上傳到YouTube之後可能還因為網路太卡看不了,而且手機跟電腦的螢幕也還不是4K的...種種周邊的不配合,用手機拍4K或看4K,似乎沒有引起很大的迴響或口碑。(明明是個高端科技,但感覺比美顏自拍功能還不熱門...


在會後訪問上,當高通被問到為什麼要聚焦在這個看起來不是很熱的4K應用時,資深產品管理副總裁Raj Talluri(右)的回答是,他們認為市場有成長的趨勢,比方可以拍攝4K影片的裝置越來越多了,價格也降了,這就代表消費者自產分享的4K影片會越來越多;在說明會上另一位產品管理副總裁Alex Katoizian也舉例,很多內容供應商,比方NEXFLIX、Amazon Prime、COMCAST..等,也有提供4K串流內容。一些國際賽事,像FIFA、冬季奧運..等,也開始做4K轉播,內容也有成長的趨勢,高通認為4K需求普及只是時間的問題,而且看過4K的畫質,就不會想再看1080p的畫面了。
高通因為經常在開創一些新技術,因此高通的產品往往是先於商用市場,先把技術做好,解決技術難題後,就可以帶動某個產業或應用發展起來,使用者覺得方便就會去用,某方面來說,高通是在創造市場跟使用者需求,而不是等市場成熟後再來做產品公司,因此在這時機上,高通認為4K結合LTE,是一個可以帶動起來的需求。


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好的,但重點是4K怎麼和LTE結合呢?
依小編的腦袋只想得到可以下載超大的4K電影可以下載得很快,在聽過說明跟看過Demo之後,才知道因為可以透過很多技術,所以可以有很多種不同的應用。

(請拿雞排跟搬椅子坐好...



■ 2017年,有三分之二的行動傳輸量是來自於影片


之前高通曾經發表過一個趨勢,就是全球行動數據流量會呈爆炸性成長,2010年到2020年間,數據量會增長1000倍。另外高通也預測,到2018年,影片的流量在行動數據中會佔到70%左右。不管是行動數據流量,還是手機出貨量,整個跟手機有關的生態系都在發展。
說明會上資深產品管理副總裁Raj Talluri先用一些數據說明得更具體些。(T_T..抱歉昨天拍到的投影片前都有一個大頭...)


目前在Android及iOS上,有超過2500萬款手機程式,到了2015年,針對手機或平板的開發專案,和針對PC而開發專案的比例,會來到4:1,也就是說很多軟體開們已經很明顯把開發重心放在行動應用上。
另外一項數據是,根據調查,人們每天平均會花147分鐘使用手機(不止的舉手...),而花在電視上的平均時間則是130分鐘,人們開啟手機的時間比電視要多,而且有65%的平板使用者會覺得用不到電視,另外有41%的人每天會用手機也會用平板,而且裝置裡平均會安裝100個以上的App,這些都在說明人們花了越來越多時間在行動裝置上,也有越來越多事情轉移到手機上完成,分食了使用電視及其他設備的時間。

到了 2017年,在手機間傳輸的資料量會達到10兆GB,其中54億來自用戶每天下載HD電影,而且到了2018年,預計全球總共會有80億台智慧型手機,面對這麼多的裝置及傳輸量,也這意味著整個環境要有更好的網路覆蓋、速度、連線品質,來滿足使用者每天的需求,網路建設或許交給電信商,但提升行動裝置的能力,就是高通正在努力的,讓手機有更好的連線能力,也提供電信商及手機製造商一些更快速更有效率的連線技術。




■ 透過無線傳輸更高畫質的多媒體:LTEUnicast、LTE Broadcast、WiGig


Raj進一步指出,當人們體驗過4K的畫質,就無法滿足於1080p的畫質了,高通相信4K內容一定會在行動裝置上普及,尤其是4K串流,但現在面臨到的挑戰是,4K的解析度是現在1080p的4倍,要在手機上欣賞這高解析的畫面首先要有好的影片壓縮技術,也要有高速不延遲的網路,另外當然處理器晶片的效能要能支援,而且要具備一個更進階的螢幕。


在手機上,不管是要看YouTube、Netflix...等其他影音服務提供的串流4K影片,或手機無線傳送4K影片到電視上觀賞,都要有可傳送高畫質影片的頻寬及網速,目前有幾種方法,分別是LTE Unicast(單點傳播)、LTE Broadcast(多點廣播)及WiGig,前兩者是透過LTE網路,WiGig則是短距離的無線傳輸。



LTE Unicast是伺服器單點傳送資訊給每個要求的使用者,這個方法需要較大的頻寬及傳送速度。
2010年時,高通已經可以讓裝置支援LTE Cat3/ 最高每秒100Mbps的下載速度,到了今年,Snapdragon 805已經提升到LTECat 6/ 每秒可傳輸300Mbps的速度了,高通當然沒有停下來,目前他們正在開發最高每秒可到450Mbps的Cat 9晶片組,也就是Snapdragon 810。高通估計在Cat9環境下,可以減少250倍的傳送時間,就可以用來傳送高畫質的影片。
但畢竟Unicast比較佔頻寬,相對的LTE Broadcast及WiGig是更適合傳送4K影片的解決方案。




利用LTE Boardcast,電信商可在同一時間,把內容多路傳送到每位網路上的用戶的手機,像電視一樣,打開就可以收看節目,比方可以向用戶發送體育賽事直播、突發新聞...等,而且可以同時放送多種內容,比方跟這場賽事相關的歷史回顧節目、現場各種角度的轉播...等,而且這技術不會因為對多人發送,造成頻寬的負擔。

電信商也可以利用離峰時段的網路,向用戶發送更高品質的多媒體內容,或是軟體升級等服務,或是緊急事件發生時,可以馬上透過LTE Broadcast向居民發送警報....應用範圍很廣,也可以衍生初各種商機,不只是可以放送高畫質節目而已,這讓電信商更能有效利用網路頻寬,最大化頻寬的價值。2014年1月,韓國KT就率先推出LTE Broadcast這項服務了,當時搭配推出支援LTE-A的Galaxy Note 3,6月份時,三星也推出搭載Snapdragon 805的Galaxy S5,都支援LTE Broadcast。
Verizon也在今年2月美國超級盃時推出過LTE Broadcast試行,當時開放了5個頻道,連接服務後可以同時看到賽事直播,同時有賽事相關的表格,如果有預定的其他內容,也可以在分割畫面上看到,比方不同角度的畫面。不僅世界盃,未來一些重要的體育賽事,如MLB、NBA...等,都可以向球迷觀眾銷售這樣的服務。


其實在Snapdragon 801之後的處理器,因為搭載第四代Gobi數據晶片組的,以及DASH動態調整串流量技術、HEVC高效率視訊編碼技術,就支援LTE Broadcast這功能。

在Demo區我們看到了LTE Boardcast的展示,
首先電視畫面是展示Unicast跟Boardcast的不同,連接的是頻寬是10MHz,Unicast這邊在越來越多用戶加入後,畫面就有了延遲,但Broadcast那邊並不會因為用戶數增加而有變化,而且還剩餘頻寬還可以發送其他訊息、節目,或是讓用戶做軟體更新...等。


而這裡就展示透過LTE Broadcast,同時給三台支援的手機放送同樣的節目,節目中還並穿插了一些廣告,或是跟節目有關的說明,每台手機上同時有三個節目在播放,你可以透過點選分割畫面切換著看。(展示手機是Snapdragon 805的LG G3)


在手機上看到的體驗好像就是看影片那麼簡單,但重點是這些都是串流影片,而且同時在進行解碼,但有的手機處理器能力不同,解碼速度不一,可能會造成每支手機上看到的畫面不一定同步。





■ WiGig傳輸速度每秒可達3~4Gbps


前兩個是透過LTE公眾發送的技術,如果是在家裡想要把4K影片無線傳送到電視、另一台平板或電腦上看,就可以利用WiGig這個技術,流暢不延遲的傳送4K影片。

WiGig中文叫「無線千兆聯盟」(Wireless Gigabit Alliance),主要在制訂數千兆位元速度的無線傳輸技術及標準,成員有AMD、高通、Intel、博通、思科、華為、三星、聯發科....等多家全球晶片及半導體大廠。2013年時和Wi-Fi聯盟,Wi-Fi聯盟也開始為裝置提供WiGig認證,類似現在的Wi-Fi CERTIFIED,通過WiGig認證的產品,就可以互相連接使用)

WiGig的技術是以Wi-Fi 802.11ad的標準為基礎,利用60GHz頻段做短距,但高速且大量的無線傳輸,跟WiHD一樣,都是無線高畫質影音的傳輸技術,如果要用大家比較熟悉的體驗來解釋的話,可以想成是Miracast的高畫質升級版(但其實兩者是不同層面的技術,而且WiGig也不是只能傳送影片)

WiGig理論上每秒傳輸速率最高可達7Gbit/s,約是現在802.11n標準的10倍,目前高通做到可傳送3-4Gbps,也已經足夠傳輸未經壓縮的影音內容了。
其實這技術已經出現很久了,之前支援這技術的晶片多半搭載在LCD電視及PC上,高通會把這技術整合到Snapdragon 810處理器上,這就意味著,未來採用這顆SoC處理器的手機或平板,可以流暢的把4K影片傳輸到支援(WiGig認證)的電視或螢幕上觀賞,甚至同時間傳輸其他大型的資料。
但缺點是因為60GHz頻率太高,波長就很短,穿透力很弱,所以兩台裝置中間有阻隔物就無法傳送了,因此這個方案只適合在同一空間裡做短距傳送。
我們也在Demo區看到了展示,前後兩台平板都是Snapdragon 810的試做機,這裡也有標出它裡面有QCA9500 802.11ad這個天線模組。


兩台平板此時正在傳輸一段4K影片中,上面顯示了一排數據,中間MBytes那排是傳送4K影片時用掉的頻寬,右邊Gbits那排則是剩下還可利用的頻寬,可以看到傳送4K影片對WiGig來說並不會用掉多少資源,所以這台平板其實還可以再同時跟其他多台WiGig裝置傳送檔案,這傳輸能力很厲害吧。這技術會整合進Snapdragon 810裡,不過目前還在開發階段,所以傳送速度並沒有到3~4Gpbs,還在這裡看到還在2點多G。


現場也看到WiGig的天線模組,這樣小小一片,上面總共有32組天線,天線是指向性的,不是全面覆蓋的那種,所以同時連接其他裝置傳送資料時,可以避免相互之間的訊號干擾。




因為短距,傳送速度快,可以應用的例子還蠻多的,工作人員跟我們舉了一個例子是,可能電影公司或影片頻道,可以在機場設計一個WiGig下載檯,登機前你可以到這下載檯投幣或刷卡租片,然後把手機放在檯上,幾秒後幾部高畫質電影就全部傳送到手機裡了,然後就可以登機享用你的電影時光。
未來遊戲、專業軟體或4K電影加上這技術,的確很有商機的想像空間啊。




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■ Snapdragon 810支援連線三路聚合載波,最大60MHz頻寬


現在台哥大跟遠傳同時有700MHz跟1800MHz兩種頻段的4G LTE在營運中,兩家在1800MHz開通時不約而同提到未來經過載波聚合(CA/ Carrier Aggregation),可以結合兩個頻段的頻寬,提供更大的網路速度。對頻段分散的電信業者來說,可透過CA整合的確是個很好的解決方案,這也是升級到LTE-A的第一步,但使用者要能享用到結合後的頻寬,手機也要有支援才行。
Snapdragon 800其實就支援CA了,因為它裡面集成了第三代的Gobi數據機晶片組,這個晶片組支援整合兩路(兩種頻段)各10MHz的頻寬,達到最高150Mbps的下載速率,就是我們現在很常見到的Cat 4標準。

後來到了去年11月,高通發表第四代的Gobi晶片組9x35,支援整合兩路各20MHz,最大40MHz的頻寬,達到300Mbps的最高下載速率,也就是我們說的Cat 6.標準,而Gobi9x35當然也支援向下相容。
Snapdragon 210、410、610、615、805這些新的處理器,都支援到Cat 4,Snapdragon 808、810就可支援到Cat 6的速度。
但,雖說Cat 6可以整合兩路20MHz的頻寬,達到最高300Mbps的速率,但如果電信業者想達到這樣的速度,那也要有取得2路20MHz的頻寬才行,但事實上現在很少有業者有兩路20MHz頻寬的,大多都是一個20MHz,以及其他頻段15MHz、10MHz、5MHz..這樣的組合。
比方常聽說中華電信取得了35MHz得最大頻寬,它的組成是:900MHz頻段有10MHz、1800MHz有兩段不連續的頻寬,分別是10MHz及15MHz,透過CA整合,目前最大就是達到Cat 4的速率(其實也是目前主流了),900MHz開台,加上標到2600MHz取得頻寬後,才能整合到Cat 6最大的40MHz頻寬(而且反正目前還沒有Cat6的手機可以用)。

所以如果電信業者想整合所有頻段,取得最大頻寬,看來要能結合三路頻寬是比較好的,其實Snapdragon 808、810是有支援的,它們支援最高3×20MHz的CA整合,因此可以結合三種頻段,最大60MHz的頻寬,如果有整合到這樣的頻寬,最高下載速度又可提升到450Mbps。

現場就有Snapdragon 810的試做機做這樣的展示,用這台手機串流播放一段4K影片做Demo。


它這裡整合20MHz及兩段10MHz共三段頻寬,這樣的組合比較符合現有電信業者的狀況。
畫面下方有一些波形,下面三段(其實有三段,另一個和黃線重疊看不太清楚)就是就是那些分散的頻寬,整合後的速度就顯示在最上方綠色的波形,可以看到多半都在250~300Mbps間。





300Mbps是最大值,這個頻寬只有一人在用時的狀態,落實到真實使用時,會因為很多人一起在使用,其實是無法達到這個數值的,但你說會到多少,這也很難說,因為還要看多少人同時在享用這頻寬而定,但頻寬越大,就可以容納越多人同時連線,速率也越能保持在一個較快的程度,這是一定的。





4K或高畫質影片對公眾的傳送,就透過LTE Broadcast,短距離點對點傳送就用WiGig,這些技術的結合有改變你對手機能力的看法嗎?現在手機真是有什麼都能做什麼都不奇怪的感覺。
Raj最後當然就提到了因為Snapdragon整合了各項先進的連線及視訊編碼技術,在手機上使用4K,可以得到最好的使用者體驗,而且能在一個集成晶片上可以整合LTE及Wi-Fi技術,才能說擁有領先的晶片科技。(嗯?對誰說
不只CPU、GPU、Memory這些,多媒體處理器、各種連線規格、數據機晶片組、功耗管理模組...等,也都在集成晶片裡。
(這應該是Snapdragon 810的集成平台)


不過高通一向是把最新的技術放在當時最高階的處理器上,隨著時間推移,再把這些科技轉移到中階或入門的處理器上,因此這些先進的功能目前是整合在Snapdragon 810上,這裡可以看到Snapdragon 810和805在哪些地方又更精進,比方是20nm製程、Adreno 430 GPU、支援三路最高60MHz的載波聚合,以及更低功耗的4K編碼技術...等,不過Snapdragon 805的手機大概下個月起才會陸續發表,Snapdragon 810最快也要明年上半年才會有手機出現。



另外可能大家還有一個問題是,這些關鍵處理器的能力看起來都很好,技術也很先進,但因為OEM們有很多考量因素,這些功能不見得完全都可以放上去,或不一定都能有很好的發揮,感覺落實到手機上時,有些功能都打了折扣,對此Raj表示,高通把平台做出來,對合作夥伴做展示,但其實在終端設計過程中,高通跟很多OEM及零件商,比方機模組、數據機、記憶體...等很多供應商,都會密切合作,而在過程中時也會針對OEM客戶的需要做客製化,因此出來的結果每家不盡相同,但都會盡量做出這些合作夥伴想要的。
有時候最終選擇權還是在OEM們手上,而OEM們在設計手機時要考量的因素太多了,市場反應、成本、產品定位、周邊配合單位能不能做到...等等等,所以常會覺得在手機上看到的怎麼會有落差,其實這現象在電子或通訊業還蠻常見的,就是技術老早就準備好了,只是要商用還要等待時機成熟或哪個法令要過...之類的。
但總是要有人先把技術做出來,才會刺激產業進步,我們才能在之後的某年某月用到如外星科技般的功能,高通有技術、也有規模,很能扮演這樣一個帶領的角色;從Snapdragon 810的樣子,我們也可以預見明年的高階手機對連線、LTE應用、4K串流這些功能的支援度會很完整,不過這當然也要看OEM們到時候會不會放進支援軟體,或是那個國家的LTE電信商服務發展到如何囉。

(有點硬嗎? 其實這些科技都是未來生活上用得到的應用,看不懂為什麼跟是什麼也沒關係,知道它可以幹什麼就很有想像畫面了...)