Philips gaat technologie voor asynchrone chips verkopen

SiliconStrategies.com bericht dat Philips haar technologie voor het ontwikkelen van asynchrone chips binnenkort beschikbaar zal maken voor andere chipfabrikanten. De technologie en ontwikkelgereedschappen, bekend onder de naam Tangram, zullen via een nog onbekende derde partij aan de man gebracht worden. Philips maakt al tien jaar lang in beperkte mate asynchrone circuits. Asynchrone circuits maken geen gebruik van een klok waardoor het circuit altijd op maximumsnelheid kan werken, er geen stroom verbruikt wordt als er niet gerekend hoeft te worden en daarnaast produceert de chip minder elektromagnetische straling. Het ontwerpen van asynchrone circuits is erg moeilijk waardoor tot op heden bijna alle chips gebruik maken van een klok:

Indeed, "People who have used asynchronous design technology for a specific purpose are happy to do so, despite its drawbacks," he said. "Those who make wristwatches or hearing aids [are] really interested in using the technology for very low-power and very low-noise applications."

Philips' van de Wiel acknowledged that even internally, it's taken time to convince "product managers to take the risk to use our 'revolutionary' design methodology." Although Philips Research produced its first asynchronous demonstrator IC in 1987, Philips Semiconductors didn't make the asynchronous 80C51 until 1995, and Philips' first pager baseband IC didn't appear until 1997. Peeters observed that it's not all that easy for most electronic engineers to change their way of thinking about a problem. "Sometimes, they have to be hit harder on the head," he added.

Reacties (23)

[Verwijderd]

Asynchroon betekent dat de chip zelf controleert of hij klaar is met een stap. Ipv x-kloktikken van 1 ns wachten wordt het "ik ben klaar, volgende pakket data aub".

De delay bij synchrone chips moet namelijk wel zo hoog worden ingesteld dat onder alle omstandigheden de uitkomst van een bewerking correct is. 1 foutje en je krijgt een mooie blauwe scherm voor je neus

Helaas is het wel zo dat er nog niet veel geinvesteerd is in asynchrone chips (mede door de succes van de synchrone broertjes), het gemak van design-tools hebben ze nog niet. Hopelijk is dit het begin van een revolutie, wie weet?

[Verwijderd]

Designtools komen snel genoeg. En een tool gebaseerd op VHDL is niet van een klok afhankelijk, gewoon op het laagste niveau een aantal standaard a-synch modules ontwerpen en de rest hobbelt mee.

[Verwijderd]

Asynchrone circuits maken geen gebruik van een klok waardoor het circuit altijd op maximumsnelheid kan werken.

Klopt dit niet ofwat??

Ook synchrone circuits werken ALTIJD op maximum snelheid toch ???
en
Hoe weet je hoesnel een Asynchrone circuit is als het geen klok heeft , heeft het geen maximale klok ofwat??????

[Vastloper]

Het verhaal klopt precies het werkt gewoon met de propagatietijden van de poortjes zodra de berekening klaar is word deze gebruikt en niet pas bij de volgende klokpuls. Normaal gesproken word er gewerkt met minimale en maximale propagatietijden in het ontwerp en word daar een klok voor bepaald, maar dit is dus worst case scenario. De propagatietijd is afhankelijk van verschillende factoren zoals spanning en temperatuur ed. met asynchrone circuits weet je niet exact hoe snel het is en is het lastig om communicatie tussen verschillende asynchrone circuits goed te laten verlopen maar zeker niet onmogelijk. Jammer genoeg behandelen ze bij mij op school alleen maar synchrone circuits dus weet ik ook niet precies hoe het werkt maar ik kan me er wel iets bij voorstellen.

[Verwijderd]

dat is het hele probleem niet met asynchrone chip
die kan juist niet werken met synchrone versies

wat het groote drawback is is juist het programeren van de chip

ik zal even een kleine voorbeeld geven

" Delay " en delay gebruikt de clock cyclus van de proc om de tijd te kunnen bepalen dat hij even alles op hold zet

maar hoe doe je dat nou als er geen clock cyclus is
hoe bepaalt hij dan hoelang hij over iets kan doen

door dit soort problemen is het erg moeilijk software te maken dat correct kan functioneren met de chip

daardoor is het een zeer tijdrovende en geld vretende process

maar als het eenmaal loopt dan is alleen je weerstand in de circuts het snelheid beperkende factor en daar komt dan temperatuur en error check om de hoek kijken

[Munters]

Dat is nu juist geen probleem, want het "on hold" zetten gaat dus volledig vanzelf!
De schakeling werkt altijd op maximum snelheid en wanneer er niets hoeft of kan gebeuren is de maximum snelheid gewoon 0 (nul).

[HDoc]

De grap is dat alle ellende met de processor die wacht op de geheugenbus, de geheugenbus die wacht op het geheugen, de processor die wacht op... noem het maar op, de processor heeft elke keer weer het nakijken als er data naar en van de diverse componenten moet komen. Een goede chipset doet een en ander wel in goede banen leiden maar er gaat altijd veel tijd verloren aan wachten.

[Kevinp]

wat is dan het maximum?? als er niets te doen is doet hij niets maar als je daar nou een processor van maakt en je draat dan schiet je er toch niets mee op, dus hou je hetzelfde als nou. Wel handig voor notbooks/laptops.

dit lijkt ook wel wat op wat de p4's al doen. alleen dan wat extremer en niet naar hitte maar werklast. Zichzelf extreem terugklokken. En dat van dat geen stoom verbruik ik wil wel eens weten hoe een pc zonder processor(is hetzelfde als 0 Mhz). waarneemt of er iets gebeurd. er is dus altijd stroomverbruik. zij het minimaal. maar hoeveel Mhz heeft winxp idle nodig?

[Plague]

Je schiet ermee op dat je ipv een 2000 Mhz proc, een "10 graden proc" hebt.
Dwz:
op 50 graden presteerd ie als een 1000 Mhz
op 25 als een 1700 Mhz en op 10 graden als een 2100 Mhz.
Dan wordt de koeling dus de beperkende factor. Een bloei in de markt voor koeling dus

Overclocken is overbodig (en kan niet eens, maar dat terzijde) want de proc loopt al op max. speed.

Voor thuisgebruikers een uitkomst, voor tweakers jammer

[[X]Death996]

voor de bios tweakers misschien minder leuk, maar wat betreft hardwarematig tweaken des te leuker, want wederom geldt hier zoals je al zegt, hoe beter de koeling, hoe hoger de prestaties.
Vraag me alleen af of een extreme koeling zoals een promethia niet TE koud wordt als de cpu even staat te idlen, en dus al bijna niks aan warmte afgeeft.

[Plague]

ach... gewoon goed oppassen voor condens etc. Das wel belangrijk, maar dat was het sowieso al.
Maar -30 is niet slecht voor halfgeleiders. Hoe kouder hoe beter eik

[bramfm]

Niet de temperatuur is van belang, ook de spanning en process technology bepalen de snelheid van een async micro. Dus tweaken maar met die spanning.

[Verwijderd]

Op zich goed nieuws voor ons! Een van de kenmerken van asynchrone logica is dat het altijd op de maximale snelheid loopt. Stel je eens voor, een asynchrone processor die dus gewoon harder gaat lopen als je hem beter koelt... Geen gezeik meer met multipliers enzo, gewoon koelen

[TD-er]

Volgens mij moet je 'm dan wel vrij extreem koelen, want de weerstand van het silicium neemt niet echt veel af, wanneer je 'm koelt van +20 C tot -50C

[Royale de Luxe]

Denk ik niet want hij wordt alleen warm als ie echt gebruikt wordt, in de meeste gevallen nooit 100% van al de computing tijd of je moet een draaien hebben

[bramfm]

Even in de rommelbak gegraaid en jawel hoor, een demo printje met een asynchroon pager IC (PCF5009H):

http://members.chello.nl/~m.kuystermans/pager.jpg

[Laptom]

Dit is meteen een IC met de allereerste asynchrone microcontroller ter wereld! Ontworpen in Eindhoven.

Tangram technologie is in eerste instantie niet bedoeld voor de highend toepassingen zoals een Intel Px processor of iets dergelijks. In de hedendaagse wereld lopen er meer kleine miertjes (controllers, embedded) rond dan grote olifanten (de Px'en). Maar het is mogelijk om grote olifanten te gaan ontwerpen, als de markt daarom vraagt.

Op dit moment is het niet de bedoeling om met asynchrone logica extreme snelheden te halen om dat niet interessant is. Er wordt meer gekeken naar EMI en lowpower. Vooral dat laatste is een enorme voordeel van asynchroon. Een BMW 7-serie moet tenslotte 2 weken op Schiphol te kunnen blijven staan zonder dat de accu's leegraken. Of een MP3 speler moet het liefst 40 uur werken op 1 penlite dan 3 uur.

De asynchrone technologie kan uitstekend werken met synchrone logica. De eventuele bussen worden synchroon geklokt en asynchroon verwerkt. Wat dit verwerken in houdt? Zodra een functie uitgevoerd moet/zal worden, zal er een vraag naar input gedaan worden. Is de input binnen wordt de voorganger "vrijgelaten" en kan met zijn taak weer verder gaan (input creeren voor de functie bijvoorbeeld). De functie/berekening wordt gedaan, eventueel wordt de vraag naar input/output in meerdere lagen uitgevoerd, en de output wordt klaargezet. Eventueel aangeboden, en wordt weggehaald door de nakomeling. Zodra dit gebeurt is kan de functie eventueel weer opnieuw beginnen.

Alhoewel dit grotendeels geautomatiseerd is door de ontwikkelomgeving dient het ontwerpen wel te gebeuren door mensen die daar kennis van hebben. Het is niet hetzelfde als synchroon ontwerpen.
Voor degenen die asynchroon ontwerpen wel iets vinden... Op de TU Eindhoven is er een professor welke daar een cursus ingeeft, dit is overigens de grondlegger van Tangram.

[wacco]

Those who make wristwatches...
dus we kunnen binnenkort klokjes zonder klokjes verwachten?

[AtleX]

Of videorecorders zonder timer.

Maar ff serieus, dit is wel een doorbraak voor laptops. Die kunnen hierdoor veel minder stroom gebruiken en dus langer met een acculading doen.

[ANdrode]

Ik zou nog maar niet rekenen op een asynchrone CPU.. Een paar miljoen transistoren synchroniseren is wat lastiger dan bijvoorbeeld een klok

[DeTrucIs]

Deze technologie zal voor zeer complexe ICs (zoals CPUs en GPUs) waarschijnlijk te moeilijk zijn, maar is voor allerlei mobiele toepassingen wel zeer geschikt, door zijn (in de technologie ingebakken) idle-mode.
Het gebruiken van deze technologie zal wel een heel ander denkpatroon vragen van de designers. Gelukkig kommen er nu wel ontwikkelgereedschappen op de markt.

edit:
Hoezo dubbelpost, kijk dan eerst naar de posting-tijd

[miw]

De moeilijkheid van asynchrone circuits is dat je van elk signaal moet weten of het al stabiel is zodat het gebruikt mag worden in het volgende stuk van het circuit. In een synchrone schakeling wordt dit bepaalt door een klok. In het ontwerp hoeft dit niet moeilijker te zijn dan het ontwerpen van een synchrone schakeling. De meeste hardware wordt op een abstract nivo beschreven, waar je niet per se gedwongen wordt om na te denken over synchroon of asynchroon. Het wordt wat lastiger als je zo'n schakeling wilt debuggen en testen. Door met de klok te spelen kan je veel makkelijker foutzoeken in een synchrone schakeling. Een asynchroon circuit zijn dit soort trucs veel moeilijker.
Trouwens, asynchroon was ook al in gebruik bij de Motorola 68xx en 68xxx CPU bussen en de afgeleide bus specificaties (Multibus, VME e.d.).

[JoostBaksteen]

En dan staat er later ook nog: "are really interested in using the technology for very low-noise applications"

Alsof die horloges nu opstijgen