IBM presenteert 'voltage islands' voor zuinigere chips

Op het VLSI symposium over techniek en circuits, dat maandag in Hawaiï van start gaat, komen alle belangrijke spelers van de chipindustie bij elkaar om de nieuwste technieken aan elkaar te tonen. Hoewel over het algemeen wordt aangenomen dat de huidige techniek nog tien tot twintig jaar mee kan, hebben honderden mensen hun handen vol aan het bedenken van manieren om het die tijd nog vol te kunnen houden. Zo heeft IBM een team laten werken aan het CU-08 procédé, waarin zogenaamde 'voltage islands' zitten verwerkt. Dit 0,09 micron proces, dat rond 2003 in gebruik genomen zal worden voor ASIC's, maakt het mogelijk om delen van de chip op een lagere spanning te laten werken dan de rest. Op dezelfde manier kan een deel van de chip helemaal uitgezet worden, terwijl andere delen gewoon doorwerken:

The voltage island process will allow the creation of chips that can range from 0.7 volts to 1.2 volts. IBM's current ASIC process produces processors that range from 1.3 volts to 1.8 volts, the company said.

Intel will also present several papers at the VLSI Symposium, outlining ways to increase the clock speed of its PC processors while containing leakage, the amount of power that slips past a transistor when it is turned off.

But "there is no magic bullet," said Shekhar Borkar, an Intel research fellow. "What you have to do is look at all of these techniques" together.

Reacties (25)

[Beaves]

Het 0,09 micron proces dat rond 2003 in gebruik genomen zal worden voor ASIC's maakt het mogelijk om delen van de chip op een lagere spanning te laten werken dan de rest. Op dezelfde manier kan een deel van de chip helemaal uitgezet worden terwijl andere delen gewoon doorwerken:

Dat bestaat nu toch ook al? Bepaalde powersavers (Powernow) zetten doormiddel van commando's bepaalde onderdelen in de CPU uit waardoor die minder energie verbruikt en waardoor de temperatuur dus daalt.

Daarnaast gebruikt de Banias CPU van Intel een technologie, gated clock, die ervoor zorgt dat niet gebruikte delen van de processor uitgeschakeld kunnen worden. Ik weet niet in hoevere een ASIC verschild van een CPU, maar veel kan het toch niet schelen?

Intel will also present several papers at the VLSI Symposium, outlining ways to increase the clock speed of its PC processors while containing leakage, the amount of power that slips past a transistor when it is turned off.

Ik denk dat Intel iets over de Depleted Substrate Transistor gaat zeggen, aangezien dat toch een van de technieken kan gaan worden om lekstroom tegen te gaan, het artikel spreekt over 10.000 keer minder.

Alleen jammer dat het nog een tijdje gaat duren voordat deze techniek toegepast gaat worden.

But "there is no magic bullet," said Shekhar Borkar, an Intel research fellow. "What you have to do is look at all of these techniques" together.

Maar niet alle bedrijven hebben straks de beschikking over alle technieken, want niet iedereen gaat zijn met veel moeite verkregen resultaten en oplossingen zomaar delen.

edit:

Ik bedenk me nu dat het best wel eens zo kan zijn dat bijvoorbeeld Intel en IBM samen gaan werken op bepaalde vlakken om dit soort problemen op te lossen, het zijn alle twee grote bedrijven die erg veel aan R&D uitgeven om die problemen op te lossen en in feite vinden ze dan het wiel vaker dan één keer uit, wat zonde is van de tijd en geld die er mee gemoeid is.

Om die "dubbele" ontdekkingen tegen te gaan is het een optie om samen te werken, dan bespaar je R&D terwijl je van enorm veel kennis en resources gebruik kan maken.

[Wouter Tinus]

PowerNow verlaagt alleen de kloksnelheid, maar kan geen specifieke onderdelen van de chip uit of aanzetten. De gated clock bespaart stroom door stappen in de pipeline die niet worden gebruikt ook geen stroom te geven, zeg maar geen licht aandoen in een kamer waar niemand is. De voltage islands zitten op een veel grotere schaal dan de gated clock, want een chip met gated clock kan niet de keuze maken om een deel van zichzelf (cache-cellen, ALU, FPU, registerfile) uit te zetten.

Het zou ook moeilijk zijn om voor een x86 chip delen te vinden die meerdere klokcycli uit kunnen blijven staan. Voor een SoC of ASIC, waarbij veel bouwstenen en controllers op één chip zitten, is dat natuurlijk al een stuk makkelijker.

[RobT]

Ik vraag me af of dit gericht op x86 cpu's ontwikkeld wordt, lijkt me dat pda's enzo hier evt meer baat bij hebben. Maar je weet nooit..

Overigens, de Transmeta Crusoe zet veel delen op een lagere klok of zelfs uit (geen klok), en ik herinner me dat een van de problemen bij het ontwerpen was dat de software moeite had de meer dan 1200 klokdomeinen bij te houden....

Het hebben van verschillende voltages is in mixed signal designs niet zo bijzonder, de chip waar ik nu aan werk heeft bv verschillende spanningen voor de digitale en analoge delen (1.2-1.8V tov 2.5-2.9V);
Het stopzetten van bepaalde delen is ook niet bijzonder, bv analoge delen zet je uit door de biasstroom naar 0 terug te brengen.

De Philips Xenium mobiele telefoon haalt een standby tijd van meer dan 500 uur omdat ze bv de geheugens op een lagere spanning zetten zodra dat kan (etcetc), zag laatst een artikel over de power controller, waar dat bij stond. Ik vroeg het me al af (heb 'm toevallig zelf).
Dergelijke technieken kunnen ze dus binnenkort op veel verschillende delen in de chip uitvoeren.

Wat ik uit bovenstaand verhaal opmaak, is dat de voedingslijnen ook echt afgeschakeld kunnen worden.
En dat lijkt me wel erg nieuw..
Dat is in oudere technologieen niet nodig vanwege de veel lagere leakage, maar ik kan me voorstellen dat dat bij 0.09um technologie wel veel voordeel brengt.

[Grrrrrene]

Kijk, behalve voor overclocking zou dit ook weer stillere systemen op moeten kunnen leveren. Eigenlijk is dit gewoon een hardwarematige CPU Idle (softwareprogje dat je processor koelt door hem "niks" te laten doen in idletime) en dat is alleen maar toe te juichen

[d-motion]

Mijn processor staat altijd in full 100 % mode te draaien dus echt iets aan een hardwarematige CPU Idle hebben de meeste tweakers hier niet.

Wel leuk voor bedrijven met computers.... De meeste mensen hebben Word oid. open staan en met de huidige P4-1,8Ghz staat er ongeveer 1,7Ghz voor niets te branden! Zal dus een hoop energie besparen!

[Verwijderd]

Welnu voor de machine's die dus alleen maar draaien is dit perfect.
Men gaat dus niet je hele proc zoals nu uit of op lagere clock draaien,
Maar men zet delen van de proc uit.
Dus als je koei draait gebruik je een bep. gedeelte van de proc maar b.v. sse2 zal niet aangeproken worden en als dat gedeelte in je proc uitgezet word word je proc ook cooler etc.

Dus al met al prachtige oplossing.
laat maar uitzetten die onder delen die je niet gebruikt voor een bep. tijd.
Dus na het uitzetten componenten zoals HD en monitor nu ook onderdelen in de chip zelf

[Verwijderd]

Ik denk niet dat de heren/mevrouwen van IBM "overclocking" in gedachte hadden tijdens het ontwerpen van dit concept...

[DaMayan]

Tis maar hoe je het bekijkt... ze zijn WEL opzoek naar snellere / koelere / betere chips en door deze technniek te implementeren in een al bestaand chip-ontwerp kan dezelfde chip sneller worden gerund zonder te overhitten en wordt dan dus eigenlijk overgeclocked.
Dat ze die dan als een nieuw model verkopen tja...

[kareltje21]

Overclocken is niet iets dat een fabrikant plant.

Overclocken is een bijkomstigheid van het productieproces en de verkoopstrategieen:

Uit marketing oogpunt wil je een range van producten. Om deze te produceren zou je een range van machines moeten hebben. Aangezien dit nauwelijks mogelijk is wordt er vaak op een machine meerdere producten (lees snelheden gefabriceerd). Hierdoor kan het zijn dat een langzame chip uit dezelfde plate komt als een snelle chip. Hierdoor heeft een chip vaak nog meer potentieel.

Waarom deze dan niet onder hogere snelheid verkopen? Men wil bij prestaties in de zone blijven waarin men zeker weet dat de chip foutloos functioneert. Bij deze "kwalitatief iets mindere" chips houdt deze zone bij een lagere snelheid op. Maar men heeft ten opzichte van hoger geklokte chips een veel grotere zone waarin de chip wel functioneert zij het wel eens met een foutje. Dit is de zone waar men met overclocken van profiteert.

[Verwijderd]

Ik neem aan dat je wilt overclocken om de processor zo zwaar mogenlijk te belasten ..... een deel van je processor uitschakelen lijkt me daarmee niet te rijmen...

[edit
En ja hoor ook weer omlaaggemodereerd.... het wordt een beetje eentonig... Indien je ergens geen verstand van hebt modereer dan niet ipv omlaag...
einde edit]

[Verwijderd]

Wat het echter wel doet is:

Efficienter energiegebruik.

Ik vind persoonlijk een overklok pas geslaagd als je kijkt naar de het totaaloverzicht, waaronder ook het aantal MHz per verbruikte Watt of verminderd verbruik bij een zelfde performance. (-> Passieve koeling, isolatie, conductivity, voltageverlagingen en dat soort dingen, in plaats van die burostofzuigers/laagvliegtuigjes).

[MetalStef]

Ik neem aan dat je wilt overclocken om de processor zo zwaar mogelijk te belasten

Ik niet. Ik overclock om een zo hoog mogelijke prestatie uit mijn systeem te persen. Daarbij maakt het mij in principe niets uit hoe zwaar die belast wordt (Al lijkt me duidelijk dat hij zwaarder belast wordt zodra hij maximaal presteert).

Echter: Om te proberen meer prestatie uit mijn systeem te persen, moet ik wel weten welk onderdeel het zwaarst belast wordt.

Maar als het mijn bedoeling was om hem alleen maar zo zwaar mogelijk te belasten, wist ik nog wel wat andere methoden: Overrijden met een tank, daarna krachtstroom (380V) door alle pootjes jagen en vervolgens in één kamer opsluiten met Imca Marina.

[kareltje21]

Kleine nuance:

Overclocken doe je om je piek prestatie te maximaliseren, hier zullen de meeste overclockers niet continu gebruik van maken.

Heeft dus niet met prestatie te maken.

(als ik mijn auto laat chip-tunen, ga ik ook niet constant 220 rijden)

[Verwijderd]

Wat voor zin heeft het om je piek prestatie te verhogen als je er geen gebruik van maakt. Ik tweak puur omdat ik meer vermogen uit mijn machine moet hebben omdat het op een bepaalde berekening een half uur of meer scheelt.... en/of omdat ik mijn grafische applicaties semi-realtime wil laten lopen. Ik begrijp best dat er ook het sportieve element is dat je tegen je buren kan zeggen dat je veel geld hebt uitgegeven aan een computer waar je geen zak mee doet...

Overigens:
het detecteren of je piek prestaties gemaximaliseerd zijn doe je door je systeem zo zwaar mogenlijk te belasten... verder dit is geen auto deze vergelijking is totaal krom... en zijn er geen snelheidscontroles voor PC's....

[Verwijderd]

helemaal waar... net als al die rain achtig tools...
stelletje nep tweakers

[mvt]

Voor een ultime performancechip zou je nog het volgende kunnen bedenken op basis van deze chip : Dynamische Clockspeed op basis van % uitschakeling. Een omgekeerde vorm van Powernow bijvoorbeeld.
Stel dat je alleen de FPU gebruikt (heel hypothetisch). De chips kan dan voor (zomaar getal) 50% uit. Stel dat je de clock nou dynamisch zo omhoog gooit dat hij evenveel blijft zuipen, maar hoger geklokt is.
Vooral met zo'n functie, maar zonder ook al
Ik denk dat dat soort dingen HEEL toepasbaar zijn in clusters die zich focussen op maar een klein gebruik vd cpu

[Verwijderd]

Het is al enkele jaren mogenlijk om delen van FPGA's op verschillende spanningen te laten draaien... niets bijzonders dus... Het uitschakelen van delen van een chip is in het verleden ook vaker gebeurd ik denk dat de nieuwigheid in het feit zit dag ze het nu in 0.09 micron technologie uitvoeren met geoptimaliseerde technieken.

[edit
Hoezo overbodig ???? weer een gevalletje niet begrijpen dus omlaag modereren .... fuck die scriptkidies...
einde edit]

[Netman768]

Voor moderatie en moderatiekwesties is een speciaal subforum van GoT beschikbaar, namelijk het Tweakers.Net Moddereter Forum, kortweg het TMF.

Als je vindt dat een reactie op een onterechte beoordeling staat dan heb je hier de mogelijkheid dat aan te kaarten. Er zijn altijd wel wat fanatieke Frontpage modjes aanwezig die in geval van een onterechte score willen helpen om een reactie op het juiste niveau te krijgen.

Een edit in de reactie op de frontpage zelf met commentaar op de moderatie wordt in het algemeen als 'not done' beschouwd en zal dus waarschijnlijk ook niet bijdragen aan een betere moderatie van je reactie.

[Verwijderd]

"What you have to do is look at all of these techniques" Inderdaad wat er al gezegt werd door intell zodra we alle technieken samen toepassen kunnen we uit een systeem echt het uiterste trekken. Kleiner 0,09 micron minder warmte en voltages van 1,3 tot 1,8 volt (nagaan dat we 8 jaar geleden nog op 5 volt zaten).

[-=bas=-]

nagaan dat we 8 jaar geleden nog op 5 volt zaten

Op hoeveel volt zaten we 40 jaar terug met onze buizen?
300-400 volt?

[collission]

als jullie zo door gaan word het waarschijnlijk een van de mooiste flame-wars ooit...

misschien bouwen we over 20 jaar wel voltage mods om je PentiumMMMXXXIII van 0,0000025 volt naar 0,0000030 te tillen

[Verwijderd]

Nee. Natuurkund leert dat je altijd iets in de orde van 1 V nodig hebt om een transistor te laten werken. Kan een factor 10 meer zijn, of een factor 10 minder. Maar zeker geen factor 1e-6!

[thettes]

ik heb ze allang hoor, die asic's, maar dan in maatje 44 onder m'n voeten

[Verwijderd]

Mooi, dat je delen van een chip aan en uit kan zetten.

* 786562 algabra

[collission]

reactie op algebra:

jij gaat zeker ook een plee, koelkast en bed inbouwen

(of een of andere geile stewardesse )