A félvezetőipar a közelmúltban soha nem látott mélyponti helyzebe került a piac túltelítettsége, és az USA gazdasági visszaesése miatt. Az idei Mikroprocesszor Fórum azonban megmutatta, hogy a fejlődés ennek ellenére töretlen.

Bár az Intel Developer Forum-ok, a Microsoft-féle WinHEC és Siggraph mind rendkívül érdekes konferenciák, illetve kiállítások, a Mikroprocesszor Fórum az a rendezvény, ahol a chipipar minden jelentős képviselője bemutatja fejlesztései legújabb gyümöcsét.

A korábbi évek hagyományának megfelelően San Jose-ban (Kalifornia) megrendezett, immár három és fél naposra bővített idei Mikroprocesszor Fórumon, ahogy az már az évek folyamán megszokható volt és általánossá vált, számos új chip és processzor jelent meg, illetőleg került bemutatásra. A költséghatékony és nagyteljesítményű asztali chipektől a mobil és munkaállomás/szerver megoldásokig, a beágyazott és hálózati rendszerekig számos újítás napvilágot látott a konferencián, amely a félvezetőipar eddigi lesúlyosabb válsága kellős közepén került megrendezésre.



A Mikroprocesszor Fórum 2001 a gazdasági recesszió közepedte is szükségszerűen fenntartott, óriási fejlesztési ütemről és innovációról szólt. Mivel a mikroprocesszorok kifejlesztése, akár egy PC, PDA, vagy bármilyen más területre szánt megoldásról legyen is szó, általában évekbe telik, a szakértők szerint egy ideiglenes visszaesés nem hathat ki a fejlődés ütemére.

"A társaságok költségcsökkentési célzatú lépései csak renkívül kis mértékű hatással lehetnek a fejlesztésekre és az innovációra" - mondta Nathan Brookwood, az Insight 64 elemzője, aki már a kezdetektől figyelemmel kíséri a processzoripar fejlődését. Ennek oka elsősorban abban keresendő, hogy az elbocsátott fejlesztőmérnökök általában hamar új munkát találnak a chipipar feltörő, új képviselőinél, vagy éppen a konkurens cégeknél, újabb innovációt ösztönözve ezzel.

Emellett a legtöbb szakértő úgy véli, a félvezetőipar rövid időn belül ismét fellendülésnek indul, amint a gazdaság helyzete stabilizálódik. - Valamikor 2002-ben várhatóan végetér a visszaesés, a gazdaság újból fellendül, és az emberek ismét vásárolni kezdenek majd - tette hozzá Brookwood.

Az IC Insights piackutató cég szerint 2001-ben hozzávetőleg 34 százalékkal fog visszaesni a chipipar, ami a korábbi negatív csúcsnak számító 1985-ös év 17 százalékos visszaesésének kétszerese. Bár idén az ipar nem fog túlzottan fényes évet zárni, mégis a mostani volt az első olyan Mikroprocesszor Fórum, amikor a gyártók több, mint 30 különféle mikroprocesszort, hálózati processzort, routert, switch-et és DSP-t mutattak be, állítja a kiállítást szervező In-Stat/MDR. Az In-Stat/MDR (MicroDesign Resoureces) a Cahners Business Information csoport tagja, amely a holland kiadóóriás Reed Elsevier Plc tulajdona.

A kiállító cégek, amelyek most bemutatták új processzoraikat, a legtöbb esetben csak egy-két év múlva jelennek meg azokkal a piacon. A jelenlévők közül a legjelentősebek talán az Advanced Micro Devices (AMD), az ARM Holdings Plc, az International Business Machines Corp.-féle IBM Microelectronics Group, az Intel Corp., a MIPS Technologies Inc. és a Sun Microsystems Inc. cégek voltak. A Santa Clara-i (Kalifornia) központú Intel az évben számos olyan újítást jelentett be, amelyek célja valójában nem, vagy nem csak a teljesítmény növelése, hanem olyan egyéb tulajdonságok javítása, mint például az energiatakarékosság, és a beépítési méret. A piacvezető chipóriás a kiállításon több részletet nyilvánosságra hozott az új, XScale architektúrára épülő, mobil alkalmazásokhoz készített processzoráról. Az Intel Banias kódnevű, x86-alapú CPU-ja, amely a társaság történelmében először, már a kezdetektől fogva mobil számítógépekben való alkalmazásra készült, a társaság bejelentése szerint 2003-ban jelenik meg. Természetesen azonban a speciális mobil megoldások mellett nem maradhatott el a Northwood, Xeon és Mobile Pentium 4 CPU-k bemutatása, valamint a bennük alkalmazott új megoldások ismertetése sem.

Az Intel kifejtette nézetét, miszerint az új eszközök fejlesztésénél immár a teljesítmény és a fogyasztás megfelelő egyensúlyának megteremtése a cél, nem pusztán a teljesítmény további növelése. - A teljesítmény fontos, de nem szabad itt leragadnunk - mondta Wilf Pinfold, az Intel Microprocessor Research Lab. részlegének technikai igazgatója.


Az Intel a veszteségesség miatt felhagy az elektronikai eszközök gyártásával
A 130 nm-es technológiával készülő Northwood Pentium 4, amely a hírek szerint az éven már nem jelenik meg, várhatóan újabb lendületet ad majd a processzorok teljesítménynövekedésének. A Pentium 4 CPU Xeon névre keresztelt változata, amelyet a társaság munkaállomásokba és szerverekbe szán, szintén előtérbe került a Mikroprocesszor Fórumon, elsősorban a jövő év első felében megjelenő változatok olyan új technológiái miatt, mint a HyperThreading többszálasítási rendszer, amely azonos órajel és optimalizált programkód mellett akár 30 százalékos teljesítménynövekedést is eredményezhet a jelenlegi változatokhoz képest. Az új processzorokkal az Intel reményei szerint lesöpri a piacról a konkurens AMD-t, és annak Athlon chipjeit.

Az asztali és szerver Pentium 4-esek különböző új változatairól már viszonylag sokat lehetett hallani a közelmúltban megrendezett Intel Developer Forum-on is. A Pentium 4 mobil változatáról most azonban olyan információk láttak napvilágot, amelyek eddig bizalmasnak számítottak, és nem kerültek ki a társaság köreiből. A Mobile Pentium 4, amely 1,5 GHz fölötti órajellel fog debütálni, számos új, önmagában is hatékony technológia együttes alkalmazásával fogja lehetővé tenni a fogyasztás drasztikus lecsökkenését a számítási teljesítmény megőrzése mellett.

Bob Jackson, az Intel mobil processzorokkal foglalkozó részlegének egyik vezető fejlesztőmérnöke elmondta, hogy a Pentium 4 mobil változatának fogyasztását az asztali változat hozzávetőleg 10 százalékára kellett lecsökkenteni ahhoz, hogy a notebookok töltés nélküli üzemideje elfogadható hosszúságú lehessen. A 2002 első felében megjelenő Mobile P4 processzor már nem a Rambus DRAM memóriákat fogja támogatni, mint a tavaly megjelent asztali változat kezdetben. A chipet, amely még a jövő évben eléri a 2 GHz-es órajelet, egy i845MP nevű chipkészlet fogja kiegészíteni a notebookok alaplapján, amely DDR-SDRAM memóriákat támogat.


Mobil Pentium III-M 1.13GHz
A Mobile Pentium 4 a Pentium III hordozható gépekbe szánt változatához hasonlóan tartalmazni fogja a SpeedStep technológiát, amely akkumulátoros üzem esetén lecsökkenti a CPU órajelét, mérsékelve ezáltal a fogyasztást. A SpeedStep Mobile P4-ben alkalmazott új változata lehetővé teszi, hogy amennyiben egy alkalmazás nagy teljesítményt igényel, a processzor a névleges órajel akár 95 százalékán működjön. Amennyiben a nagy teljesítmény már nem fontos, az órajel alacsonyabb szintre csökken, amíg újból szükségessé nem válik a gyorsítás, illetve a notebookot hálózati áramforrásra nem helyezzük. A megoldás segít megelőzni a teljesítmény kárba veszését, amely azonban szükség esetén rendelkezésre áll. A Mobile Pentium 4 alacsony fogyasztása részben az új, 130 nm-es gyártási eljárás egyenes következménye, részben pedig azon technológiák eredménye, amelyek lehetővé teszik, hogy bizonyos egységek energiaellátása megszűnjön, amíg azok nem aktívak.

Az Intel távlati terveiben szerepel az optikai chipek megvalósítása. Bár a technológiát már régóta fejlesztik a kutatók, csak a közelmúltban sikerült valóban közel jutni az ilyen elven működő processzorok megvalósításához. Bizonyos egységek összeköttetésének megvalósítására egy ideje már széleskörben ismertek a nagysebességű optikai megoldások. A chipekben található alumínium és réz vezetékek, illetve az azokban folyó áram fénysugárral való helyettesítése azonban már nehézkesebb feladat. Nehézkes, de annál igéretesebb. Az optikai chipek mellett álló fő érvek a fogyasztás, a teljesítmény, és a különböző elektromos zavaroktól való mentesség. Az optikai chipekkel megoldható lenne az a fogyasztásbeli probléma, amely erősen behatárolja a chipek teljesítményének növekedését. Az órajel emelkedése az egyre apróbb chipekben ugyanakkor fokozódó interferenciás zavarokat okoz, ami bizonytalan működéshez vezethet. Amennyiben a chipen belüli kommunikáció fénysugárral valósul meg, ilyen zavarokkal nem kell számolni. További előny, hogy a fénytranziszorokat tulajdonképpen csak egymás mellé kell építeni a chipekben, a lézerfény továbbításához semmilyen vezetékre nincs szükség. Az Intel reményei szerint az optikai elven működő processzorok 5-10 éven belül akár 1 milliárd tranzisztort is tartalmazhatnak majd, miközben 10 GHz-es működési órajel mellett mindössze 0,5 volt feszültségről üzemelnek.

A chipipari "újonc" Transmeta, amely alacsony fogyasztású Crusoe processzoraival tört be a piacra, egy új, az eddigieknél kisebb Crusoe CPU-változattal készült a technológiai fórumra, amely a TM6000 típusjelzést kapta. A TM6000 a társaság képviselői szerint a korábbi változatokhoz képest mindössze egyharmada helyet foglal a notebookok és egyéb hordozható eszközök NYÁK-lapján. Mivel a chip a processzormag mellett számos egyéb egységet is magába foglal, mint például a grafikus mag és az alaplapi chipset, a Transmeta vezetői szerint az új Crusoe minden piacon lévő mobil CPU megoldást felülmúl képességeivel.


A Crusoe TM6000 várhatóan a jövő év második felében jelenik meg 1 GHz-es induló órajellel. A jelenleg piacon lévő TM5400 és TM5600 utódja, a TM5800 800 MHz-es órajellel még az évben megjelenik, 2002 első negyedévében pedig már az 1 GHz-es változat is piacon lesz. A Transmeta korábban még az idei év januárjára igérte az 1 GHz-es Crusoe TM5800 chipet, de a társaság különféle élettartambeli problémák miatt elhalasztotta a processzor megjelenését.

A Transmeta nyomdokait követő Transmissive Technologies egy PowerPC-alapú megoldást mutatott be a Mikroprocesszor Fórumon. Az 1 GHz fölötti órajelű PowerPC CPU-nak megfelelő sebességet a cég a Transmeta Crusoe-hoz hasonlóan szoftveres úton, egy úgynevezett Dynamite Code Morphing eljárással valósította meg. A Transmeta-val ellentétben a Transmissive azonban nem saját CPU magot alkalmazott, hanem egy 1,4 GHz-es AMD Athlon processzort. A PowerPC - X86 fordító Dynamite Code Morphing szoftver jelenleg alfa tesztelési stádiumban van.

Az Advanced Micro Devices (AMD), amely a chipóriás Intel legnagyobb riválisa, elsősorban munkaállomásokba és szerverekbe szánt Athlon MP processzorait emelte ki a rendezvényen. A társaság ugyanakkor a Mikroprocesszor Fórumon jelentette be első 32/64 bites processzorait, vagyis a Hammer családot. Az új, rendkívül igéretes processzor az idei MPF fénypontja volt, rengetegen voltak kíváncsiak a 32 és 64 bites kód futtatására egyaránt alkalmas chipek technikai specifikációira.

Fred Weber

Fred Weber, az AMD technikai igazgatója a kiállításon elmondta, hogy a ClawHammer és SledgeHammer CPU-kat magába foglaló Hammer processzorcsalád legnagyobb technológiai újítása a 64 bites kód futtatása mellett a többi részegységhez való kapcsolódás módjában rejlik. A jelenlegi processzorok adatbuszokon keresztül kapcsolódnak a külvilághoz, amely gyakran jelentős teljesítményveszteséget okoz. A Hammer processzorokban számos adatbusz chipbe integrált vezérlővel lesz kiváltva, amelyek közvetlen kapcsolatban lesznek a külvilággal. Az integrált DRAM-vezérlő, illetve a többprocesszoros rendszerek chipjei közötti kommunikációt biztosító nagysebességű HyperTransport rendszer, jelentős teljesítménynövekedést eredményez, állítja az AMD.

Bár a Hammer chipek mintapéldányai a jövő évig nem készülnek el, Weber szerint az új, 32/64 bites processzorok jóval nagyobb teljesítményre lesznek képesek, mint a jelenlegi megoldások. Bár a Hammer chipek asztali és mobil rendszerekben is elérhetőek lesznek, a technológia számos előnye csak a többprocesszoros szerverekben fog megmutatkozni. A Hammer sorozat nagyobbik tagja, a SledgeHammer, olyan megoldásokkal száll majd szembe a piacon, mint az Intel Itanium és McKinley processzorai, illetve a SUN Microsystems-féle UltraSPARC III. A SledgeHammer 2-4-8 processzoros rendszerek alapja lehet. A kisebb testvér ClawHammer ezzel szemben munkaállomásokban, asztali és mobil rendszerekben lesz megtalálható. A Hammer processzorok első darabjai a 2002 első felében jelennek meg, a tömegtermelés pedig a jövő év végefelé kezdődik. A "Kék Óriás" IBM PowerPC 750FX típusjelzésű processzorával érkezett az idei Mikroprocesszor Fórumra. A G3 vonal legújabb tagja a társaság legfejlettebb gyártási megoldásaira épül, mint a 130 nm-es csíkszélesség, a réz összeköttetések, a Silicon-on-Insulator (SoI - Szilícium a szigetelőn) technológia, valamint a SiLK alacsony-k értékű dielektrikumok.

A processzor mintapéldányai jövő januárban látnak napvilágot, és nemsokkal később a sorozatgyártás is megkezdődik 700 - 1000 MHz névleges órajelű változatok képében. Az alkalmazott új technológiák lehetővé tették az IBM számára, hogy a PowerPC 750FX chipbe 512 KB másodszintű (L2) cache-t integráljon, ami a jelenlegi PowerPC 750CX chipben lévő cache méretének kétszerese.

A Unix-alapú szervereiről ismert SUN Microsystems természetesen szintén nem hagyta ki az idei konferenciát sem. A SUN a Mikroprocesszor Fórum 2001-en rántotta le a leplet új, Jalapeno kódnevű UltraSPARC IIIi processzoráról. Az UltraSPARC IIIi tulajdonképpen a SPARC vonal Celeronja, vagyis költséghatékony változata, amellyel a társaság az Intel-féle McKinley és (Pentium 4) Xeon processzoroknak kíván konkurenciát állítani.

A 130 nm-es csíkszélességgel, valamint réz összeköttetésekkel gyártott Jalapeno órajele 1,0 - 1,4 GHz lehet, másodszintű cache memóriája pedig 1 MByte-os. A flip-chip (megfordított) tokozással készülő processzor 14 lépcsős utasítás-futószalaggal (pipeline) rendelkezik, és maximum 64 GByte 266 MHz-es DDR-SDRAM memóriát tud kezelni kétcsatornás, duplázott adatátviteli sebességű konfigurációban.


A Cambridge-i (Anglia) központú ARM Ltd., vagyis az azonos nevű processzormagok kifejlesztője egy új, 64 bites ARM magot jelentett be a San Jose-ban megrendezett kiállításon. A Jaguar kódnévvel ellátott megoldás számos olyan funkciót tartalmaz, amely leginkább a szerverekbe készülő processzorokra jellemző, és a jövő drótnélküli eszközeinek alapja lehet.

Az ARM magokra épülő chipek, mint például az Intel-féle StrongARM, rendkívüli népszerűségnek örvendenek a mobil eszközök gyártóinak körében. A közelmúltbeli bejelentést követően azonban még sokáig kell majd várni, mielőtt az új, 64 bites ARM rendszerek megjelennek a piacon. A fejlesztések Pete Magowan, az ARM kereskedelmi igazgatóhelyettese szerint a jövő év második felére jutnak el arra a pontra, hogy a processzorgyártók licenszelhessék az új Jaguar magot. A 64 bites, szuperskalár technológiáknak köszönhetően a Jaguarra épülő chipek sokkalta nagyobb teljesítményre lesznek képesek, mint a jelenlegi, hasonló mobil megoldások. A pluszteljesítmény elsősorban a videó adatfolyamok kezelésekor, beszédfelismerési műveletek végzésekor, illetve GPS műholdas navigációs funkciók ellátása közben lehet majd különösen fontos.

A Mikroprocesszor Fórum 2001 a chipipar drasztikus visszaesése ellenére bebizonyította, bár a piac jelenleg válságban van, mindez nem feltétlenül hat ki a fejlesztések irányvonalára, ütemére, illetve az új termékek megjelenésére. Az idei konferencia szolgáltatta ugyanis a Mikroprocesszor Fórumok sok évre visszanyúló történelmének eddigi legtöbb érdekes és ígéretes újdonságát.