Das Chip-Wunder
Die Miniaturisierung der Chips schreitet weiter. Doch Forschern des MIT-"Laboratory for Computer Sciences" ist jetzt ein echter Durchbruch gelungen: der reprogrammierbare Chip, der sich den Anforderungen der einzelnen Software-Applikationen augenblicklich anpasst.
Das neue Hardware-Design macht diese Flexibilität möglich. Durch die erhöhte Verwendung von "logic gates" ist es möglich, die Datenströme des Chips flexibler und effizienter zu leiten.
Anstatt die entsprechenden Leiterbahnen für die entsprechenden Applikationen zu generieren, sorgt ein spezifischer Software-Compiler für die automatische Anpassung der Chipleiter an die jeweilige Applikation. Das macht den "Raw Chip" extrem schnell und flexibel.
Bisher kontrollierte die jeweilige Software die logischen Operationen des Chips, während der "Raw Chip" der Software ermöglicht, direkt seine Leiterbahnen zu programmieren.
Taktfrequenzsteigerung durch "Pipelines"
Wird eine Leiterbahn "gepipelint", so muss ein Signal nicht die
volle Länge der Leiterbahn durchqueren, sondern nur ein Segment, um
dann im entsprechenden Register gespeichert zu werden. Diese
Aufteilung der Register in multiple Segmente führt zu einer
erheblichen Steigerung der Taktfreqeuenz. Raw Chips werden dann in
der Lage sein, Taktfreqeuenzen bis zu 15 Gigahertz in den nächsten
zehn Jahren zu erreichen. Der Vorteil dieser Chip-Architektur liegt,
obwohl das Kommunizieren eines Signals entlang einer "gepipelinten"
Leiterbahn multiple Zeitumläufe benötigt, darin, dass viele Signale
in der Lage sich sind, sich simultan entlang der Leiterbahn zu
bewegen. Nachdem der erste Signalwert an seinem Bestimmungsort
gelandet ist, werden die folgenden Signalwerte am Ende eines jeden
Zeitumlaufes anlangen und dabei den Signaldurchsatz, die
Trägerkapazität wesentlich erhöhen.
PipelinesMultiplexing
Der Software-Compiler versucht fortwährend, die einzelnen Signalwerte in jenen Speichereinheiten zu platzieren, die direkt bei den dazugehörigen Funktionseinheiten liegen, die jene Daten verarbeiten.
Das "Multiplexing" der Leiterbahnen ist die nächste Besonderheit des Raw-Chip-Designs.
Das Multiplexing der Signalleiter führt zu einer stärkeren Verbindung und Vernetzung der einzelnen Speicher- mit den komplementären Funktionseinheiten. Der Multiplexer sorgt dafür, dass nur ein Signal das jeweilige Segment entlang während eines bestimmten Zeitumlaufes übertragen wird . Der Compiler veranlasst den Multiplexer, das passende Signal zur richtigen Zeit für die richtige Applikation auszuwählen.
Zuletzt routet der Compiler entlang des optimal gewählten Pfades das Signal für den entsprechenden Zeitpunkt, um den Anforderungen der jeweiligen Applikation möglichst präzise gerecht zu werden.
"Ein großer Vorteil dieses Designs liegt darin, dass es in der Lage ist, massive Datenströme, zum Beispiel Videoinformationen, direkt zu den Teilen des Chips zu leiten, wo die Verarbeitung der Daten erfolgt", sagt Anant Agarwal, Leiter des Raw-Chip-Projektes. Dieser schnellere Dateninput führt zu einer wesentlichen Steigerung der Performance und Energieeffizienz.
Raw Architecture Workstation