Čipy v hlavních rolích

Elektronických zařízení nedisponujících alespoň jednoduchým procesorem neustále ubývá. Naopak se objevují stále n...


Elektronických zařízení nedisponujících alespoň jednoduchým procesorem neustále
ubývá. Naopak se objevují stále nová technologická řešení, která z jejich
možností v podstatě vycházejí.

Problémem, se kterým se potýkají výrobci spotřební elektroniky i výpočetní
techniky, je volba spektra schopností, jež do svých čipů integrují. Zaměření na
univerzální a na druhé straně na jednoúčelová řešení jsou otázkou
technologickou i ekonomickou. Producenti čipů tak stále musejí s předstihem
sledovat trendy vývoje na trhu.

Mobilní výkon
Již nejen mladší část populace ale v podstatě celou zachvátila mobilní řešení.
Bouřlivým rozvojem procházejí nejen mobilní telefony, ale i navazující
kategorie chytrých telefonů a PDA zařízení s telefony kombinovaná. Zvyšující se
požadavky uživatelů, ale zejména tlak marketingových oddělení na koupě
povzbuzující inovace, akcelerují obor do vyšších sfér zájmu. Čipy mobilních
zařízení se začaly zaobírat firmy velikosti a významu jako Intel, NEC či Texas
Instruments. Mobilní procesory společnosti Intel Xscale disponují taktovacími
frekvencemi známými z někdejších Pentií II a III. Méně výkonné verze lze
objevit v chytrých mobilních telefonech. Důraz společnost nově klade i na
komunikační řešení Wi-Fi a WiMax.
Společnosti NEC a Renesas společně vyvinuly procesory výhradně určené pro
mobilní telefony. Jejich předností má být vysoká podpora multimediálních
aplikací, včetně příjmu digitální televize a integrované podpory digitálního
fotoaparátu. V blízké budoucnosti se NEC chystá vyvinout duální mobilní čipy,
které by podporovaly sítě 2G i 3G.
Americká Texas Instruments v roce 2003 uvedla na trh čip pro levné kategorie
mobilních telefonů, který v sobě integruje paměť, řízení spotřeby energie a
vysílací a přijímací rádiové procesy. Jejich cena se stala hlavním obchodním
nástrojem v boji společnosti Nokia na rychle rostoucích trzích Číny a Indie.
Integrace co nejvíce schopností do jednoho čipu je hlavním tématem všech
výrobců v segmentu včetně Motoroly či Samsungu.

Ideologie více jader
O vícejaderných procesorech se hovoří již delší dobu, ale teprve loňský rok
přinesl první avíza o jejich masovém uvedení do výroby. Původně se
předpokládalo, že vícejadernost bude prvotně záležitostí serverových procesorů,
ale nyní se dle prohlášení výrobců zdá, že prostoupí architekturu všech úrovní
současně. Tradiční výrobci jako Intel a AMD byli na počátku února předstiženi
trojicí společností IBM, Sony a Toshiba, které společnými silami vyvinuly
9jádrový procesor s označením Cell. Mohutný multithreadingový čip (221 mm2
oproti 90 mm2 Pentia M) s vývojovým přízviskem "superpočítač na čipu" je určený
zejména pro nasazení v herním průmyslu, konkrétně v připravované konzole Sony
PlayStation 3. Prezentovaný prototyp obsahuje jedno 64bitové jádro PowerPC a 8
oddělených dalších jader, které vývojáři označili jako elementy synergického
zpracování čili SPE (Synergistic Processing Elements). Ty podporují vícenásobné
operační systémy a programovací modely, přes které využívají virtualizačních
technologií. Každé jádro ze skupiny SPE čipů má vlastní vyrovnávací paměť o
velikosti 256 KB.
Hlavní procesor PowerPC vybavený funkcí dual-thread je kontrolní a řídicí pro
dalších osm čipů SPE, které výpočetně absorbují hlavní zátěž. Architektura je
přizpůsobena práci s plovoucí desetinnou čárkou, což je hlavní předpoklad pro
vysoký výkon v grafických aplikacích a hrách.
Důvod zavedení vícejaderné architektury i do herních procesorů je stejný jako u
čipů určených pro osobní počítače a servery. Paralelní zpracování informací
navyšuje výpočetní výkon bez nutnosti zvyšovat spotřebu energie a tepelný
výkon. I přesto je Cell projektován pro frekvence až do výše 4,5 GHz. Skutečnou
frekvenci ovšem společnosti doposud nezveřejnily. Naopak odhalily
předpokládanou spotřebu, která se má pohybovat kolem 30 W.
Poměrně nízké energetické nároky procesoru mohou souviset s nákupem licence
technologie LongRun2 společností Sony v lednu letošního roku. Technologie
pochází od dalšího výrobce čipů, dnes reorganizující se společnosti Transmeta.

Dvoujádrová dostupnost
Na rozdíl od 9jádrového prototypu se již ve druhém čtvrtletí tohoto roku
dostanou do výroby dvoujádrové procesory Intel, obdobnou produktovou vizi má i
konkurenční AMD. Jednou ze dvou tržních novinek Intelu bude desktopový procesor
s architekturou založenou na jádrech disponujících podporou technologie
Hyper-Threading. Díky nim může současně paralelně zpracovávat 4 vlákna
instrukčního kódu. Čip ponese označení Pentium Extreme Edition a je určen
zejména pro náročné multimediální aplikace a hry. Více jader do svých procesorů
Ultra Sparc IV integruje například i společnost Sun. V jejím případě se ovšem
vstup do světa digitální zábavy spíše neočekává.

Unimediálně
Nejen herní průmysl a tzv. čisté IT potřeby hýbou digitálním světem. Svou roli
i přes pokračující trend nikde nekončící integrace stále mají i čistě účelová
až jednostranná řešení. Například Sony zahájila počátkem roku výrobu
videoprocesoru Qualia. Jeho v podstatě jediným účelem je zkvalitnění obrazu ze
standardní úrovně do úrovně blízké rozlišení HD. Činí tak dopočítáváním
obrazových bodů.
Do světa přenosných videopřehrávačů počátkem roku vstoupila i společnost AMD.
Pro účely mobilní videoprojekce vyvinula speciální čipy s nízkou spotřebou a
integrovanými videokodeky. Mikroprocesor Alchemy Au1200 může běžet až na
frekvenci 500 MHz a podporuje paměti typu DDR2, to vše za energetické
náročnosti při typickém zatížení 500 mW. Výhodou čipu od AMD je, že nemusí
softwarově dekódovat video formáty, a tím se zbytečně zatěžovat. Současně i
uživatelem vyžadované převody mezi formáty budou pro procesor díky
implementované hardwarové podpoře snazší.

Inovace budoucnosti
Věk křemíku se začíná pomalu přežívat a ke slovu přicházejí úvahy o jeho
pokračovatelích. Nejčerstvějším příspěvkem k potenciální obměně, nebo alespoň
doplnění, je společný počin společnosti Intel a britské firmy Qinetiq. Ty
úspěšně vyvinuly tranzistory postavené na exotickém materiálu nazvaném
antimonid india (InSb), které vystačí s podstatně nižší voltáží, než je možná u
dnešních tranzistorů. To s sebou přináší možnost i nadále zvyšovat taktovací
frekvence za nižších energetických požadavků.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.