AMD belooft 4+ GHz met nieuwe kloktechniek
29 feb. 2012 door
29 feb. 2012 door
Analyse - AMD zegt met zijn volgende generatie processors de grens van 4 GHz te doorbreken. Het doet dat met een nieuwe kloktechniek van chipontwerper Cyclos.
De aankomende Piledriver-processors van AMD zijn de eerste grootschalige commerciële implementatie van Cyclos' techniek. De zogeheten resonant clock mesh van die chipontwerper moet veel hogere kloksnelheden mogelijk maken, maar belooft daarbij ook een relatief laag energieverbruik. Tot op heden is 4 GHz een praktische bovengrens voor pc-processors.
4 GHz-grens
De chips van Intel en AMD lopen bij die hoge kloksnelheid namelijk tegen een hoog energieverbruik aan, waarbij ook de hitte-afgifte snel oploopt. Standaardkoeling volstaat dan niet meer. In 2004 heeft Intel al een geplande 4 GHz-uitvoering van zijn Pentium 4 geschrapt. De oplossing was toen het combineren van meerdere processorkernen, wat tegenwoordig gemeengoed is.
De grens van 4 GHz is daarna door Intel nog wel gehaald met de automatische overklokoptie van zijn Core i-processors. Een topmodel kan die hoge snelheid halen door enkele cores uit te schakelen en de overige dan tijdelijk op te voeren. De Gigahertz-grens kan ook worden gepasseerd met extreme koelopstellingen, die bijvoorbeeld vloeibaar stikstof of vloeibaar helium gebruiken.
Verkleining versus herontwerp
AMD zegt zonder dergelijke excessen straks voorbij de 4 GHz te gaan. Het heeft een licentie genomen op het intellectuele eigendom van Cyclos. De uitvinding van dat bedrijf is verwerkt in het x64-processorontwerp van AMD. Volgens de Intel-concurrent was daar geen drastisch herontwerp voor nodig en kon ook nog het reguliere productieproces worden benut, schrijft techsite HotHardware.
De Piledriver-processors van AMD worden geproduceerd op een transistormaat van 32 nanometer, terwijl Intel met zijn aankomende Ivy Bridge-cpu's net overstapt op 22 nanometer. Zo'n kleinere maat maakt hogere snelheden of juist lager energieverbruik mogelijk. AMD en Cyclos stellen op 32 nanometer ook flink sneller en zuiniger te kunnen zijn.
Kloktikken
De techniek die dit mogelijk maakt, is een herziening van de interne werking van een processor. Die heeft een centrale klok die de snelheid bepaalt: voor 1 MHz zijn dat 1 miljoen 'kloktikken' per seconde. De afstanden die het tiksignaal moet afleggen om de vele transistors tegelijk 'in de pas' te houden, bemoeilijken hoge snelheden. Vandaar dat minder nanometers hier kunnen helpen.
Elke kloktik moet echter wel overal tegelijk in de chip aankomen én elke keer exact gelijk zijn, legt pc-blog ExtremeTech uit. Om de beperking van een centraal gestuurd kloksignaal op te lossen, hebben chipmakers al onderling verbonden mesh-netwerken ingevoerd. Daarbij wordt het kloksignaal binnen een processor niet elke keer opnieuw doorgestuurd naar alle interne componenten. In plaats daarvan gebeurt dat via het mesh, dat het dan gesynchroniseerd doorstuurt naar de subcomponenten.
Energieverspilling aanpakken
Tot op heden moet de mesh wel elke kloktik van energie worden voorzien om de tik weer door te kunnen geven. Cyclos heeft deze techniek verfijnd door de benodigde stroom na invoer niet 'verloren' te laten gaan. Het kloksignaal gaat heen en weer tussen het mesh-netwerk en een door Cyclos ontworpen inductor.
Opvallend genoeg heeft Cyclos deze techniek juist ontworpen met het oog op een laag energieverbruik voor gecombineerde chips (zogeheten System-on-a-chip ontwerpen, SoC). AMD zet het met zijn Piledriver echter in voor krachtige processors. Die zijn door hun multicore-aard en door AMD's combinatie (apu's) met grafische cores (gpu's) echter ook een vorm van SoC. De eerste Piledriver-modellen komen naar verwachting begin dit jaar uit.
oudste eerst ▾ Reacties