211service.com
Split-chiparchitectuur kan leiden tot slimmere smartphones
Britse chipfabrikant ARM heeft vorige week een chiparchitectuur onthuld die tegelijkertijd de kosten van smartphones kan verlagen en tegelijkertijd de levensduur van de batterij kan verlengen.
De architectuur combineert een ultra-efficiënte nieuwe processor met een high-performance versie op dezelfde chip. Een smartphone kan tussen de twee schakelen, afhankelijk van de taak die voorhanden is, zegt Nandan Nayampally , ARM's directeur van CPU-productmarketing. Nayampally voegt eraan toe dat de besturingssysteemsoftware moet worden herschreven om te profiteren van deze dual-brain-functie.
ARM geeft processor- en chipsetontwerpen in licentie aan andere bedrijven, die vervolgens de chips vervaardigen. Het bedrijf is al vele jaren gespecialiseerd in kleine, goedkope chips, een strategie die het in een ideale positie heeft gebracht om te profiteren van de verschuiving naar mobiel computergebruik. Meer dan 90 procent van alle smartphones gebruikt chips op basis van ARM-ontwerpen.
In de afgelopen jaren heeft Intel geprobeerd een inhaalslag te maken door een reeks chips te ontwikkelen, bekend als Atom, voor mobiele apparaten; maar deze hebben tot nu toe niet de prestaties of efficiëntie van op ARM gebaseerde hardware kunnen evenaren.
Voor krachtige toepassingen zoals surfen op het web, navigatie of gamen, gebruikt de software die in de chipset is ingebouwd de krachtige Cortex-A15 MPCore-processor. Voor minder veeleisende achtergrondtaken, zoals spraakoproepen of sms-berichten, schakelt hij over op zijn nieuwe, energiezuinige Cortex-A7-processor.
Smartphones hebben tegenwoordig al dual-core verwerking, zegt Nayampally, verwijzend naar chips zoals ARM's Cortex-A9, die twee afzonderlijke centrale verwerkingseenheden bevat. Door data op te splitsen en parallel te laten verwerken, kunnen programmeurs meer prestaties uit dual- of multicore-chips halen. De nieuwe architectuur van ARM breidt dit model van multiprocessing uit naar processors van verschillende grootte en prestaties.
Het gebruik van twee verschillende processors staat haaks op de meeste praktijken, waarbij het mantra is om zoveel mogelijk kracht in één processor te stoppen, zegt Mark Zwalinski , van de ontwerpgroep voor elektronische systemen aan de Universiteit van Southampton. Het is best een leuk idee. Het is net als alle geweldige ideeën - het is achteraf verblindend duidelijk, zegt hij.
De A7-processor is efficiënter, vooral omdat hij fysiek veel kleiner is. Met slechts 0,5 millimeter in het vierkant is het een vijfde van de grootte van typische smartphoneprocessors en gebruikt het 20 procent van het vermogen.
Normaal gesproken zou dit de snelheid van de processor verminderen. Maar ARM gebruikte nieuwe technieken, waaronder een chipfabricageproces van 28 nanometer in plaats van een proces van 45 nanometer. Als gevolg hiervan is de A7 nog steeds krachtig genoeg om een eenvoudige smartphone te gebruiken. Omdat de chips kleiner zijn en een groter aantal uit een siliciumwafel kan worden gesneden, zou de prijs van deze processors laag genoeg moeten zijn om smartphones te maken die voor minder dan $ 100 zullen worden verkocht, wat smartphones in ontwikkelingslanden betaalbaar zou kunnen maken.
Zelfs smartphones van $ 200 kunnen tegenwoordig browsers en de meeste games draaien die op de high-end handset van $ 500 draaien, zegt Nayampally. De goedkopere telefoons zijn misschien iets langzamer en minder responsief. Maar ARM zegt dat Cortex-A7 de prestaties van veel bestaande smartphones zal evenaren. De Cortex-A15 zal een prestatieniveau bieden dat veel verder gaat dan wat momenteel beschikbaar is.
Wat niet duidelijk is, is hoeveel van dit energiebeheer automatisch is en in de hardware is ingebouwd, en hoeveel er in het softwarebesturingssysteem moet worden ingebouwd, zegt Zwolinski. Besturingssystemen zoals Google's Android en Apple's iOS zullen moeten worden aangepast om te profiteren van deze energiebesparingen. Dus op zichzelf is het geen game-changer, zegt hij.
De nieuwe processors zijn nu beschikbaar voor klanten, waaronder Texas Instruments, Samsung en Apple, om te testen. Ze zouden tegen 2014 op apparaten moeten verschijnen, zegt Nayampally.
Zelfs zonder de nieuwe technologie zal het voor anderen moeilijk zijn om te concurreren met ARM. Het bedrijf was de eerste die CPU-kernen met een laag vermogen ontwikkelde voor licentieverlening, zegt Linley Gwennap, hoofdanalist bij de Linley Group. Nokia koos ARM voor zijn vroege mobiele telefoons, en andere mobiele bedrijven volgden. Tegenwoordig wordt alle software voor mobiele telefoons ontwikkeld op ARM, waardoor het moeilijk is voor andere instructiesets om op die markt door te breken. Met meer dan 1,6 miljard mobiele telefoons die per jaar worden verzonden, overspoelt het volume van deze markt dat van pc's, servers en de meeste andere processortoepassingen.