消費性電子領域其中一個快速成長的市場是手持行動裝置。現今行動掌上型裝置的定義，不再只局限於能拍攝靜態照片、MP3播放或撥打語音電話的電池供電裝置，更已進化成為整合多重功能的可攜式裝置。較高階的行動手持產品，例如智慧型手機或平板電腦，現在能執行各種生產力應用軟體或含有大量繪圖元素的遊戲、錄製1,080p解析度甚至三維(3D)格式的影片等。
此外，由於多工作業快速成為手持行動裝置的必備規格，因此所有主流作業系統都將多工納入原生支援功能，也難怪行動處理器廠商紛紛推出雙核甚至四核心的中央處理器(CPU)。儘管目前各式各樣的行動裝置如潮水般大量湧入市場，然而，裝置製造商必須先克服一些根本性的缺失或挑戰，才能提供最佳的使用者經驗，進而在競爭激烈的市場中脫穎而出。
行動裝置面臨各種嚴峻挑戰
市場預期行動掌上型裝置其中一項殺手級應用，為高解析度(HD)或3D影片的錄製與播放。這類用途需要強大的硬體，如HD影像感測器、影像訊號處理器(ISP)與應用處理器等設備，還有高效率的軟體框架。最終使用者通常會運用掌上型裝置內建的攝影機及ISP處理視訊影片，然後傳給應用處理器進行壓縮與儲存。影片會儲存在嵌入式大容量儲存元件，如嵌入式多媒體記憶卡(eMMC)/嵌入式儲存型快閃(NAND Flash)記憶體或記憶卡(SD卡)。壓縮作業則採即時或緩衝處理模式，若以Full HD 1,080p錄影為例，10分鐘的影片串流即使經壓縮後也會產生約5GB資料。
一般而言，使用者會藉由通用序列匯流排(USB)介面把影片檔側載(傳送)到個人電腦(PC)，在PC上進行編輯或個人化製作，之後再上傳到像YouTube這類線上影片服務網站。導致使用者經驗不佳的最大瓶頸，就是PC與手持行動裝置之間的USB 2.0鏈路。5GB的資料若是透過USB 2.0介面來傳輸，就得花費5～20分鐘，實際時間端視資料通道的優化程度而定。最終使用者要傳送一部10分鐘的短片，就得耐心等候漫長的傳輸時間。想像有個人剛從加勒比海渡假7天返家，光是要把行動掌上型裝置內的所有影片傳出來，就得花上數小時之久。
另一項能大幅改進使用者經驗的是減少啟動應用程式所耗費的時間。以往，手持行動裝置製造商在評估其裝置效能時，並沒有公認的效能量測標準，但隨著多工成為必備的功能，大家開始斤斤計較多工的品質。使用者希望不論是簡單的應用程式或者得載入大量資源且含有大量繪圖元素的遊戲，其應用程式都能夠瞬間開啟。載入與切換程式的速度，還有裝置啟動的時間，都會和嵌入式儲存元件的效能息息相關。這個標準稱為每秒隨機輸入/輸出次數，或簡稱為「隨機IOPS」。這個數據是表示存放作業系統與應用軟體程式碼的嵌入式儲存元件中，控制器能執行多少次包括讀取與寫入的隨機存取。現今的瓶頸通常是在應用處理器的記憶體控制器，或是大容量儲存元件本身。如果隨機IOPS能夠提升，就能紓解使用者在啟動裝置與載入和切換應用程式時長久等候的問題。
在改進手持行動裝置使用者經驗方面所面臨的最棘手挑戰，就是電池充電時間。由於要支援更長的電池續航力，行動掌上型裝置的電池越做越大，電池充飽電的時間也變得漫長到難以掌控。例如，平板電腦電池的容量通常約為7,000mAH。即使用USB 2.0的500毫安培(mA)充電電流能發揮100%的充電效率，也得花上14小時才能把一個完全沒電的電池充飽，這是一段漫長的時間。因此，如果能夠更快將電池充滿，意謂手持行動裝置將更為「可攜化」，這也是成功的行動產品必要條件之一。
另一種用途，就是將平板電腦、智慧型手機、數位影片播放器以及相機等裝置上的影片直接串流傳輸到螢幕，包括傳送到電視或電腦螢幕上播放。此需求主要是由於播放影片時，行動掌上型裝置通常搭載較小的螢幕，當有一群人想觀看影片或是要播放電影時，小螢幕就顯得不敷需求。現今有許多連結選項能把影片輸出到大尺寸螢幕，其中最主流的技術是高畫質多媒體介面(HDMI)。HDMI雖然是很好的解決方案，但卻有一項嚴重的缺點，即HDMI介面沒有電源傳輸管道。沒有電力，行動裝置就得使用本身電力有限的電池來運作，而且如果須要充電，還得接上另一條USB接線。此外，行動裝置要額外加上一個HDMI插座，對於其工業設計會帶來許多限制，如此掌上型裝置就需要兩個外露的接頭(HDMI與USB)，還得把兩條接線帶在身上，因此，若能加以整合將是最理想的解決方案。
導入USB 3.0勢在必行
USB是全球最普及的連結技術之一，全世界現今累積的安裝數量已超過六十億埠。目前最新的演進就是USB 3.0的問世，把目前USB 2.0高速(Hi-speed)的480Mbit/s速度提升到超高速(SuperSpeed)的5Gbit/s，可用頻寬可增加十倍。此外，USB 3.0能和USB 2.0完全回溯相容，並對原本就相當成功的USB 2.0的各方面效能進一步的改良。因此，最新USB 3.0規格帶來優化的效能，以及減少耗電，對行動掌上型裝置而言能夠提升產品競爭力。例如，USB 3.0主控端的充電電流從500毫安培提高到900毫安培，這對較大型行動掌上型裝置電池來說非常有幫助。除了新電力優化的SuperSpeed電氣介面外，USB 3.0還改進USB通訊協定的效率，在每瓦耗電下傳送更多資料。相較於其他影片傳輸技術，USB 3.0具備匯整資料與電力傳輸的優勢，能透過一條標準化的低成本接線，同時進行資料側載、影片串流傳輸，以及電池充電的動作。
最佳化資料通道 SLIM激發硬體效能
在另一方面，為了最佳化手持行動裝置的資料通道效能，已經有業者提出West Bridge(圖1)的新架構，藉以改進使用者的體驗。
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| 圖1 West Bridge採用SLIM可將硬體裝置的效能發揮到極限 |
第一代West Bridge在USB 2.0與大容量儲存之間提供一個直接通道，能分擔主系統處理器的側載作業負荷。West Bridge採用獨立多媒體同步鏈路引擎(Simultaneous Link to Independent Multimedia, SLIM)，以最有效率的方式讓資料在各連結埠之間往返傳遞，每個資料通道的效能都彼此獨立，不會相互牽絆拖累，因此盡可能減少資源消耗，徹底發揮硬體的效能。
至於最新第二代West Bridge平台(圖2)，則包括Bay與Benicia等系列元件，支援最新改良的SLIM II引擎，以及所有三個West Bridge連結埠上的最新介面。在USB方面，Benicia支援USB 3.0周邊技術規格，當一個SuperSpeed裝置連結到USB主控端，例如個人電腦(PC)時，主控端能對裝置進行枚舉(Enumerate)。Benicia亦支援USB 2.0 OTG Hi-speed與其創新的EZ-Dtect功能，讓裝置能自動偵測與辨識已連上的充電器，並且判斷USB主控端上有哪些裝置驅動器，並自動枚舉成一個合成USB裝置。兩個B字頭平台元件都整合一個內部USB 2.0 Hi-speed交換器，讓West Bridge與主處理器能共用行動掌上型裝置上唯一的USB接頭。在儲存方面，新元件支援最新的SD 3.0記憶卡(如SDXC與UHS-I)以及eMMC 4.4x規格。主處理器連結埠仍然是一個彈性介面，能輕易連結到應用或者基頻處理器。
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| 圖2 支援USB3.0規格的新一代West Bridge平台，有助提升行動裝置使用效能。 |
West Bridge結合USB 3.0 使用者經驗再升級
USB 3.0加上優化的West Bridge架構，能有效解決本文提及的所有使用者經驗挑戰。USB 3.0 SuperSpeed不僅支援5Gbit/s這種比USB 2.0快十倍的訊號傳輸率，還提供極充裕的頻寬，能讓市面上最新SD 3.0記憶卡與eMMC 4.4x裝置發揮最大的效能。West Bridge Benicia能支援兩個大容量儲存通道，每個通道最大資料處理流量可達104MB/s。整體而言，Benicia在USB與儲存裝置之間的匯整傳輸量可達208MB/s，遠遠超越任何USB 2.0解決方案。此外，雙通道儲存架構能有效倍增隨機IOPS效能，因為兩個儲存裝置交錯運作，能創造出兩倍的隨機存取效率，這代表更快的開機、更快啟動應用程式以及更流暢地切換不同應用程式將可實現
West Bridge Benicia支援1.x版的USB充電規格，能更快運用連結至市電的充電器為電池充飽電。其原生支援USB 3.0的能力，可將從主控端汲取的電流增加80%，達到900毫安培，帶來更快的電池充電速度。最後，USB 3.0提供足夠的頻寬來串流傳輸1,080p Full HD格式的影片，傳輸時還能同時充電。如此就解決了現今掌上型裝置在影片串流傳輸方面，多重接頭與多重接線的問題；而標準化USB 3.0連結線亦提供最廉價的解決方案。顯而易見，藉由West Bridge架構加上USB 3.0，可成功的在新一代行動掌上型裝置上創造出最佳的使用者經驗。
參考：新電子 2011/10 Danny Tseng
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