功能頂天又「輕靜」 電競筆電催生換機潮

作者 : Anthea Chuang,EE Times Taiwan

從今年台北國際電腦展(Computex 2021)七大主題可以發現,電競PC是重要的展出項目之一,而新冠肺炎疫情讓筆電不再是傳統消費娛樂定位,更帶動一般商務用筆電的銷售熱潮,值得注意的是,宅經濟發酵,以及5G網路陸續佈建也刺激了電競筆電的需求。

從今年台北國際電腦展(Computex 2021)七大主題可以發現,電競PC是重要的展出項目之一,其中,各家廠商推出的輕薄、安靜,且具高標規格的電競筆電,成了虛擬展場的焦點。事實上,PC產業經過多年前的大起,帶動整個台灣ICT產業的高度成長後,已經走了多年的下坡;而一場蔓延全球的新冠肺炎疫情,讓人們不得不宅在家工作或是進行線上學習,對於PC的需求又開始提升。而新冠肺炎疫情讓筆電不再是傳統消費娛樂定位,更帶動一般商務用筆電的銷售熱潮,值得注意的是,宅經濟發酵,以及5G網路陸續佈建也刺激了電競筆電的需求。

IDC預測指出,未來幾年全球電競PC、筆電和螢幕市場將持續擴張,出貨量由2019年的4,280萬台成長至2023年的5,520萬台。由於電競筆電效能逐漸與桌上型電腦匹敵,再加上英特爾(Intel)、AMD、Nvidia等陸續推出在影音視覺效果更加乘,並導入人工智慧(AI)技術的CPU及GPU處理器平台,以及電競筆電也逐漸擺脫笨重、風扇噪音大等缺點,預期未來電競筆電將掀起一波換機潮。不僅如此,電競筆電的發展,將帶動包含螢幕、鍵盤、滑鼠、耳麥等周邊產品的商機。

因此本文將探討遊戲筆電的發展趨勢,以及對半導體電子元件的相關需求。並分析,電競筆電如何成為未來PC產業的「一盞明燈」。

產業興起 電競PC市場於焉展開

電競的起源,最早可以追溯到1972年史丹佛大學(Stanford University)學生在校內進行太空戰爭(Spacewar)電玩比賽,1980年日本Atari舉辦Space Invaders錦標賽,因反應熱烈為電競市場埋下種子;到1990年代PC與網路相繼問世,所謂的線上遊戲誕生。隨著科技的進步,電競遊戲開始走向複雜化、團體對戰,以及更豐富的畫面,吸引更多玩家一頭栽入。

經過多年的發展,電競產業已從「電競教壞小孩」的既定印象,到洗刷「汙名」,不但使電競地位日益提升,成為國際上熱門的「運動」項目之一,產業體系更是逐漸成形。而這也帶動相關裝置的發展,其中,電競PC及其周邊配備,則成為最受惠的「硬體」商機。

威剛科技(ADATA) XPG電競長尹世豪表示,這兩年的電競產業依舊蓬勃發展,但消費族群與使用情境確實有轉型的跡象,一方面是因為去年起全球疫情蔓延,全球不得不進入「Life from Home」狀態,除了工作之外,居家生活的時間更長,在家玩遊戲比過去來的更正面也更必要。另一方面,因為在家的時間變長,不少消費者將原本外出消費的動力與經濟力,轉化為對於線上購物與中高階電競產品的消費力。而這些消費模式與族群,促成了目前市場上對於電競產品的強大消費動能,帶動了全球電競產品的銷售。

  • 了解玩家所需才能掌握市場

英特爾也看好電競是成長最為快速的「運動」,因此該公司正透過快速發展中的聯盟、品牌和發行商等生態系,轉型至電競領域。電競不僅吸引來自全球各地20億人關注,為能更明確的瞭解電競產業與電競專業玩家對於電競PC的需求,許多PC製造商也成立了電競團隊。意法半導體(STMicroelectronics)亞太區微控制器產品部資深產品行銷經理楊正廉表示,許多業者也許會認為,全球包括台灣PC五哥擁有多年的PC研發製造經驗,對於跨足電競電腦領域應該是「易如反掌」的事。事實上,電競PC門檻相對較高,這是由於電競玩家來自生活的各個層面,並使用各種裝置——從PC和家用遊戲主機再到智慧型手機,並自根本重新形塑遊戲生態,因此必須充分了解遊戲玩家的需求,才能開發出滿足玩家所需的電競PC。

也因而包括台灣電子五哥在內的傳統PC製造商如華碩、微星、技嘉…等,不僅擁有電競品牌,並紛紛成立了自家電競戰隊,以搶攻電競市場商機。

在各家業者的努力下,電競玩家追求的畫面細緻度與聲歷其境的遊戲體驗,隨著科技的進展不斷地被滿足。恩智浦(NXP)半導體大中華區資深行銷經理黃健洲表示,如2020年時,顯示器畫質邁進4K、8K,帶動了電競遊戲畫質和順暢度的改變,以及2021年開始,電競大廠開始販售新一波的4K Report Rate鍵盤、8K Report Rate滑鼠,已將電競玩家帶到另一個次元。玩家可以更快速的在高解析度的畫面中,順暢的移動及更快速的反應;再加上,未來DDR5的問世…等,種種的利多因素,將PC產業帶到一波高峰。

近1年多以來的新冠肺炎疫情,再度挹注電競PC的發展動力。Nvidia技術行銷經理蘇家興表示,PC遊戲市場持續成長、線上直播興起,加上疫情使得需要在家工作(WFH)的人數大幅增加,促使PC市場的需求持續增加,也成為近年來PC產業發展的主要動力。

  • 電競筆電冒出頭

值得注意的是,相對於桌上型電腦,筆記型電腦較小的體積對於有行動需求或是家裡空間較為有限的使用者來說自然具備較多吸引力。除此之外,傳統的電競筆電,因體積較大、重量較重,對使用者來說負擔較大,然而自從Nvidia在2018年提出MAX-Q技術加持的GPU,以及其他處理器業者如英特爾與AMD推出更多新款CPU以來,改變了以往電競筆電又大又笨重的設計,玩家對於電競筆電的接受度也逐漸提升。

不僅如此,蘇家興指出,桌上型電競電腦的訴求為高效能GPU,可以順暢進行3A級遊戲大作,以及提供電競類型的遊戲超低延遲輸入的需求,並搭配不卡頓、不撕裂的G-SYNC螢幕。前幾年,電競筆電可以提供不錯的GPU與CPU效能,在筆電面板上大多僅為60Hz,不過,自2019年開始,Nvidia與筆電廠商和面板廠商合作,讓使用者在筆電上也能享受G-SYNC技術,享受不卡頓、不撕裂的遊戲體驗。現在更有FHD 300Hz的螢幕助一臂之力,讓電競筆電更受遊戲玩家青睞。

也成立電競品牌的威剛科技,總結了消費者選擇電競筆電的原因。威剛科技XPG品牌行銷處長朱可芬指出,主要為強大的效能跟優異的行動力。由於電腦硬體的發達,筆電產品的處理器效能與電競桌機處理器的效能越來越接近,為遊戲而生的筆電顯示卡效能也大幅增進,加上具備優異的可攜性與良好的電池效率,很多中高階電競筆電的使用者,會因為工作上的高效能需求而購買電競筆電,必須要攜帶到公司或不同場合進行各種高速運算,這些都是消費者購買電競筆電帶來的優勢與重要因素。

處理器——實現媲美桌機的功能

電競筆電的持續進展——反應更快速的螢幕、更精美的畫面,以及更輕薄的外型和重量,都是為了遊戲玩家可以獲得更好的遊戲體驗,而能實現這些「進化」處理器可謂功不可沒。資策會產業情報研究所(MIC)表示,電競筆電的崛起來自近年製程技術進步,使得筆電與桌上型電腦硬體規格差異縮小,讓筆電效能足以達到同級桌上型電腦的70%~80%水準。例如AMD於2019年底推出的7奈米CPU和GPU;英特爾新推出的10奈米CPU及獨立顯示卡GPU,皆刺激了2020年的換機潮。另外,電競筆電受惠於先進製程處理器的高效能,但價格卻相對親民,因此成為中輕度玩家一大福音,因此目前遊戲筆電亦持續朝向低價化發展。

英特爾指出,最好的遊戲體驗僅能在PC上實現,因此當談論到效能時,英特爾一直在尋找方法將技術推升至極限,讓開發社群能夠駕馭新的硬體規格與外型,並汲取新興科技優勢。因此,英特爾從幾個方面著手,為遊戲打造驚豔的技術,從CPU到GPU、外型規格甚至更向前超越,透過橫跨桌機與筆電的第11代Core處理器、Optane memory和Wi-Fi 6,不只為遊戲玩家提供令人驚豔的技術與世界級的效能,並為職業級電競賽事和活動提供所需的運算力。此外,英特爾從裝置再到運算基礎設施和軟體,為遊戲開發雲端運算解決方案,以提供玩家最佳遊戲體驗。

近年在處理器市場持續「戰勝」英特爾的AMD,對於電競筆電也有相當的著墨。在今年的Computex 2021上,AMD推出了AMD Advantage筆電設計框架,結合該公司的CPU、GPU、繪圖驅動軟體,以及其他先進技術與設計特點,以期能打造新一代頂級高效能電競筆電。此外,AMD並在今年Computex發表Radeon RX 6000M系列行動顯示卡與FidelityFX Super Resolution (FSR)空間放大(upscaling)技術,以為電競筆電提供頂尖效能,將高效能遊戲推升至新境界。

 

FSR技術提供4種影像品質設定,讓玩家在影像品質與效能之間取得理想平衡。

(來源:AMD)

 

AMD表示,AMD Advantage設計框架打造出來的電競筆電經過最佳化,能在現今視覺效能要求最嚴苛的遊戲中提供超過100FPS的遊戲效能,達到維持一整天的影片播放續航力(超過10小時),超過144Hz的高更新率與300+ nits的顯示器。而客製化調整的散熱系統,在連續執行遊戲時可維持低溫,讓電競筆電不僅可以實現輕薄設計,更擁有眾多最佳化優點。

AMD透露,多款專為玩家打造的AMD Advantage遊戲筆電預計在2021年陸續上市。包括華碩ROG Strix G15/17 AMD Advantage版本遊戲筆電;惠普OMEN 16筆電,以及聯想與微星也將推出AMD Advantage筆電。AMD並強調,多款新的顯示卡為電競筆電帶來更高的效能與更多的功能;空間放大解決方案為開放的跨平台技術,能夠提升畫面更新率,呈現高品質、高解析度的遊戲體驗。AMD也將持續最佳化繪圖驅動軟體,讓使用者能從一台Windows PC連接至電競PC,更能從手機、平板電腦、電視等平台隨時隨地進行遠端遊戲。

  • 安靜如何實現?

處理器為電競筆電帶來高效能與輕薄的設計,但越高的效能,功耗、散熱就會是一個問題,今年Computex上所展出的電競筆電,除了強調效能,更強調風扇運轉能不吵雜,以免影響玩家的「興致」。楊正廉認為,現今的CPU或GPU處理器的效能與過往已不可同日而語,因此外型越發輕巧且省電的電競筆電才能在市場輩出。朱可芬則指出,這兩三年來電競筆電確實走向越來越輕薄的趨勢,一來是業界顯示卡龍頭Nvidia持續推出相同規格但是較低功耗設計的RTX 30系列高階顯示卡,讓筆電的散熱要求與電源供電設計要求不像以往這麼高;二來是隨著電競玩家族群的成熟化,大部分有消費力的電競玩家成為資深上班族,對於電競筆電的輕量化與縮小尺寸要求自然也提升。因此15吋電競筆電與14吋高擴充性筆電逐漸成為市場趨勢,而17吋的大體積筆電市場需求逐漸下滑。

蘇家興認為,電競筆電絕對需要提供優越效能的CPU與GPU,而近年來具高更新率、低延遲的螢幕,也藉由軟硬體整合降低輸入延遲。不過,受限於筆記型電腦能提供的總功率限制,CPU與GPU的功率勢必無法無限地增加,考量這一點,Nvidia與筆電廠商、散熱器廠商合作推出Dynamic boost 2.0技術。該技術能根據電腦在進行的遊戲是CPUbound或是GPU bound將CPU的最大功耗轉移到GPU;或是將GPU的功耗轉移到CPU,以達到更好的遊戲效能。

舉例來說,CPU TDP為45W、GPU TDP為120W,在進行GPU較為吃重的遊戲時,可以藉由人工智慧的判斷將CPU功耗更改為30W、GPU功耗改為135W,藉此讓遊戲的效能最高達10%的加速。

 

Nvidia Max-Q技術可動態加速調配CPU與GPU電源配置。

(來源:Nvidia)

 

尹世豪說明,電競筆電與一般筆記型電腦的主要差異,就是用高規格的6~8核心處理器(CPU),搭配NVDIA GTX甚至RTX等級的高階顯示卡,以及幾乎兩倍於一般筆記型電腦的主記憶體與固態硬碟(SSD)儲存容量。考慮到處理器效能較高,因此電競筆電需搭配較為優異的雙風扇多導管散熱設計。另外、為提升遊戲體驗,電競筆電也需選用較佳的鍵盤結構搭配多彩燈光,以及較好的介面擴充性等。

這些整合起來的特殊要求,就像一般家庭房車跟高級跑車的差別。電競筆電各元件間的高度整合,必須搭配優越散熱設計才能維持持續的高效能演出,以及必須要維持在一定的厚度與重量之下的高品質要求。

 

電競筆電的高效能需求與其他功能,如細緻的影像呈現…等,須搭配優異散熱設計。

(來源:威剛科技)

 

 

低延遲、省電——周邊配備最大要求

有在玩遊戲(掌上型遊戲機不在此列)的讀者們都知道,玩遊戲時,除了有台「高強」的電競PC或是電競筆電外,鍵盤、滑鼠、耳麥缺一不可,且更快速的反應、更低的延遲速度,將可為電競筆電所提供的遊戲體驗大大的加分。尹世豪強調,即使不用在玩遊戲上,近兩年大家分流工作時的視訊與電話會議頻率提升了三倍以上,好的電競耳機具備良好的指向性麥克風與環境雜音清除功能,讓視訊電話會議的對方只會聽到你專業的介紹與說明,不會聽到旁邊環境與孩子的雜音。

而在進行遊戲時,電競耳機可讓玩家耳朵聽到最細緻的音效,與清晰地聽到團隊其他人所說的話,打造聲歷其境的效果。黃健洲指出,電競耳機需講求多聲道、即時性。聲道可以判斷遊戲中的對手位置;即時性則是將耳機的延遲性做得越小越好,避免聽到聲音時,已經無法反應動作。

「好的電競滑鼠可帶玩家上天堂,甚至連製作PPT報告都比別人快三分」,這句話可不是空穴來風。朱可芬表示,電競滑鼠須具備舒適的長時間握感,以及清脆的按鍵設計與精準的滾輪動態;而不只在家工作會用到外接鍵盤,也有不少上班族會在公司使用外接鍵盤接上筆電工作,因此,所謂好的電競鍵盤從按鍵觸感到軸承手感與敲擊聲音的反饋都需經過專業設計,不同鍵盤與軸承適合不同族群的電競消費者與上班族,加上比起平價薄膜式鍵盤能夠快速反應使用者的按鍵速度,以及防鬼鍵等高速功能,都是電競鍵盤市場歷久不衰且逐漸成長的主要原因。有鑑於電競周邊裝置的重要性,成立電競品牌的威剛科技,在電競耳麥、滑鼠與鍵盤等周邊配備上,推出了一系列的產品,供玩家們挑選搭配,以提供最佳的遊戲體驗。

大聯大控股旗下世平集團應用技術處技術經理王孝倫表示,鍵盤滑鼠所謂的Report Rate是指有效傳送資料速度,8K表示125微秒(μs)就將資料送進電腦;1K表示1毫秒(ms)送進電腦。可想而知,假設兩個玩家同時按壓,8K會比1K快將資料送進電腦,可能導致攻擊時間上的差異,也有可能影響遊戲結果。

黃健洲進一步說明,4K的螢幕或是8K的螢幕畫質較為細膩,看起來較為舒服,但實用上需搭配滑鼠。滑鼠上的光學Sensor CPI (DPI),表示移動滑鼠1英吋可以移動多少點,所以當螢幕解析度夠好、加上好的顯示卡,再配上好的滑鼠才能有更好視覺體驗。

 

微控制器擔任電競滑鼠與鍵盤的控制。

(來源:NXP)

 

電競筆電周邊裝置須具備快速、低延遲的特性,而這就需要微控制器的協助了。楊正廉指出,電競筆電的風扇馬達、滑鼠、高效電源…等控制,以及鍵盤隨遊戲發出各種燈光效果,都須仰賴微控制器的調配。因此,意法半導體完整的STM32微控制器產品,其具備的特性,皆能滿足開發電競相關產品製造商的需求。王孝倫則表示,透過NXP基於CortexM所推出的各式微控制器系列產品,可讓電競周邊配備具上述玩家所需的功能,並兼具低功耗特性。

 

各種類型STM32微控制器及微處理器的功耗與效能表現,使微控制器能夠打造出具酷炫效果的電競筆電與高效能、低功耗周邊。

(來源:意法半導體)

 

電力供應——長時間維持遊戲體驗關鍵

電競筆電主打極致的效能,相對耗電量也較一般筆記型電腦來得高。雖然在先進製程處理器的加持下,電競筆電在邁向桌機效能的同時也能走向輕薄外型,功耗比較不像傳統笨重的電競筆電來的那麼高,但電競筆電在供電和電源相關設計方面,仍是需特別考量。

目前市面上的輕薄型筆記型電腦大多僅留USB 3.0接口,負責資料傳輸、透過USB PD技術規範供電、擴充更多接口等功能。不過,現在的USB-PD規範僅能支援100W充電功率,對於電競筆電來說並不夠。英飛凌(Infineon)電源與感測系統事業部資深協理陳清源表示,新的USB PD 3.1 EPR規格甫於今年5月發佈,推動USB Type-C連接器朝向更高功率,以及線纜可支援高達240W (48V/5A)的發展。換句話說,新的USB PD 3.1 EPR規格的高充電瓦數將全面涵蓋高效能電競筆電、行動工作站、螢幕顯示器、電動車,以及各種工業產品的範圍。

新的USB PD規範可謂讓USB Type-C連接器收割了電競筆電等傳統PC市場以外的商機,目前英飛凌也已收到來自高階電競筆電廠商關於28V/140W的詢問。陳清源透露,相較於傳統的電源適配器,廠商們也正在規劃增加第二個USB Type-C接口給Type-C電源適配器專用。這些新機種有可能於2022年底前上市,可預見未來將有更多電競筆電、個人電腦,以及電源適配器採用28V EPR規格,為Type-C PD帶來更多商機。

 

USB Type-C已滲透至電競筆電市場。

(來源:英飛凌)

 

  • 48V系統out

若是電競筆電對於電力的需求較高,是否適用於功率更大、充電更快的48V設計,以便隨時維持最佳的遊戲體驗?陳清源說明,28V EPR可能仍是部分高階電競筆電會採用的方向。原因在於即使48V比12V功率大充電更快,體積也能縮小,再加上Type-C連接器已經是萬用供電頭/連接器,結合Type-C PD控制器就可以提供不同電壓功率來滿足不同產品快速充電需求,因此在電動車或工業伺服器、工作站中,48V Type-C EPR仍比較有發展機會。

更重要的是,電競筆電如要採用48V輸入/輸出,對於整個電競筆電的系統設計的影響太大,受影響的不僅僅只是電競筆電,而是整個供應鏈。包括電源供應、生態系統及周邊裝置,例如螢幕顯示器及儲存裝置等,所有的電源設計配置都要重頭來過,因此目前看來,電競筆電市場短期內不會朝48V邁進。

另外,快充技術已是手機等消費性電子裝置的必然趨勢,電競筆電未來應該也會搭配快充技術。更何況,若是在同樣功率的條件下,充電的額定電壓提升,電流安培數將可以下降,從而也可提高電競筆電可靠度和降低充電器系統成本。

陳清源認為,電競筆電未來可能發展的趨勢包括在筆電(主機)及電源適配器都採用Type-C的電源規範。這樣就不再需要配備傳統大又重的電源適配器,而以Type-C電源適配器取而代之。另一發展方向可以是,電競筆電可以新增更多Type-C接口與控制器,以連接線纜、螢幕顯示或是SSD等。

也就是說,電競筆電只留單口USB Type-C的設計在Type-C電源適配器連接使用時,會面臨接口數不敷使用的狀況。未來電競筆電可能會需要多個Type-C接口,以支援PD快充、高速資料及影音傳輸/DisplayPort (DP)及HDMI替代模式…等。不僅如此,現階段也能發現新一代電競筆電機種更已支援最新的USB 4及Thunderbolt 4的40Gb傳輸速度,意味著外部擴充基座(docking device)、螢幕顯示器,以及SSD皆將獲得升級,進一步為遊戲玩家帶來更好的使用體驗,因此可看到市場上有越來越多的高階電競筆電是採用Type-C雙口的設計。

  • 寬能隙(WBG)半導體機會?

…完整圖文請參閱EE Times Taiwan Digital數位板雜誌2021年7月號

 

 

 

 

 

 

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