Intel begint pas te tellen bij 1 gigahertz

Intel zoekt het nu ook in andere technieken. Een voorbeeld daarvan is het procédé hyper-threading, waarbij meer dan één reeks programma-instructies tegelijk kan worden uitgevoerd. Op die manier wordt de processor een stukje sneller. Uiteraard wordt niet het rekenniveau van een echte dubbele processor gehaald, maar er wordt wel weer snelheidswinst geboekt. Hyper-threading zal voor het eerst worden gebruikt in chips van het type Pentium 4 die zijn bedoeld voor kleine servers. Ook de Xeon-processors zullen met de nieuwe techniek worden uitgerust. Conferentie Intel legt in het algemeen de nadruk op hoge verwerkingssnelheden en lage voedingsspanningen. Dat laatste is overigens een pure vereiste voor het op zeer hoge snelheden laten werken van IC’s, aangezien de onderdelen anders veel te veel vermogen zouden gebruiken. Vorig jaar al waarschuwde Pat Gelsinger, Chief Technology Officer van Intel, voor de vermogensproblematiek. “Performance tegen iedere prijs is een begrip van het verleden”, aldus Gelsinger. “Wie nu een snelle processor wil bouwen, zal het ontwerp aan alle kanten moeten ‘afdichten’.” Vaak passen de ingenieurs een bestaand ontwerp aan voor een nieuwe situatie. Als dat eerste ontwerp een paar onnauwkeurigheidjes bevat, kan het gebeuren dat het nieuwe ontwerp in zijn geheel niet werkt. “Het is de kunst om de diverse factoren die de performance van een chip bepalen, zo goed mogelijk uit te balanceren. Dat wil zeggen dat we ondermeer de verliezen door lekstromen zoveel mogelijk proberen te beperken”, zegt Gelsinger. Het algehele streven is erop gericht, de afmetingen van de details op de chip zo klein mogelijk te maken. Dat is nodig, om de schakelingen op een zeer hoge frequentie te laten werken. “Maar”, zegt Gelsinger, “je loopt dan keihard aan tegen een buitensporige toename van de lekstroom. De enige manier om dat op te vangen is een andere manier van ontwerpen te kiezen die resulteert in een optimale layout van de schakelingen. Vaak blijkt ook dat de schakelingen die we zo bedenken kleiner zijn dan de originele circuits.” Proberen De theorie mag heel mooi klinken, de ideeën zullen toch ook in de praktijk waargemaakt moeten worden. “Bij sommige chips hebben we een reductie in de vermogensopname gemeten van 23 procent. Onder andere door de lekstromen met een factor 3,5 te reduceren. Dat wordt dan gemeten bij een schakeling die stand-by staat, met andere woorden een circuit dat niet actief schakelt. Zodra een schakeling wel omklapt van 0 naar 1 of andersom, treedt een kortstondige vermogenspiek op.” Bij het ‘bakken’ van de proefchips werd duidelijk dat van de hele wafer ongeveer 3 procent van de chips niet voldeed aan de stringente eisen. “Die mochten we niet het predicaat ‘highest performance’ geven, ze kwamen niet verder dan ‘high performance’. Ze zijn dan nog wel bruikbaar, alleen voor iets minder veeleisende toepassingen”, aldus Gelsinger. Geheugens Intel werkt ook aan nieuwe types geheugens. Onder de naam Ovonics wordt een speciaal soort niet-vluchtig geheugen gebouwd, dat relatief goedkoop gemaakt kan worden. De geheugens zijn uitgevoerd in de vorm van een matrix. Iedere cel uit zo’n array kan met behulp van warmte in één van twee standen worden gezet: geleidend of sperrend. Zo kan binaire informatie opgeslagen worden, die niet verdwijnt wanneer de voedingsspanning wordt weggehaald. De arrays fungeren dus als permanent geheugen, net zoals Flash Eproms. De Ovonics-geheugens hebben nu nog een spoorbreedte van 0,18 micron. Die wordt binnenkort verkleind tot 0,13 micron. “Binnen twaalf maanden hebben we nieuwe informatie over dit project, dan kunnen we meteen vertellen hoe we op vermogen hebben bezuinigd. Voor het beschrijven van een cel is nu een stroompje nodig van 1 milliampere en dat vinden we te veel”, aldus Gilsinger.