Intel
Intel
StrongARM
Hogy ne menjünk túlságosan vissza az időben, legyen az első Inteles lapka a StrongARM. A nevéből is adódik, hogy ARM, mégpedig az ARM v4 rendszerre épül. Eredetileg a DEC és az ARM közösen fejlesztette, tőlük vette meg az Intel 1997-ben. Az első, teljesen Intel fejlesztésű processzor ebben a családban az SA-1110 volt, 1999-ben. Elődjét (SA-110) már félkész állapotban vette át az Intel a DEC-től és annak alapjain kezdték meg a saját StrongARM fejlesztését.
A 32 bites StrongARM RISC processzor 133 és 206 MHz-es sebességgel készült, mBGA(Micro Ball Grid Array) tokozással. Fogyasztása az alacsonyabb órajelen kisebb, mint 240 mW 1.55 V-on, míg a 206 MHz-esé 400 mW 1.75 V-on.
forrás: linuxjournal.com
A nagyobb gyártók közül hatan választották a StrongARM SA-1110 processzort PDA-jukba: Compaq (iPAQ H36x0, iPAQ H3830, H3835, H3840, H3850 H3870, H3875 (HTC Rosella)), Hewlett-Packard, Symbol Technologies, Casio (Cassiopeia E-200), Nec (MobilePro P300), Toshiba (Genio e550), előre vetítve, hogy a processzor a 2.5G és 3G telefonokba is bekerülhet. 2001 és 2003 között számos PDA, telefon készült felhasználásával.
XScale
Az Intel XScale processzorcsalád többféle felhazsnálási területet ölel fel, de számunkra most az úgynevezett Application Processors, vagyis a PXA előtagot kapott ág érdekes. A PXA sorozat tagjai a PXA210/PXA25x, PXA26x és PXA27x processzorok. Az 1997-ben létrehozott részlegtől aztán a veszteséges működés miatt az Intel mégis elfordult és 2006-ban eladta az egész kommunikációs és alkalmazásprocesszor üzletágát a Marvellnek. Mivel az XScale is a már jól ismert ARM V5TE architektúrára épül, az Intel a licenc szellemében továbbra is beépítheti bármikor rendszereibe a processzorokat.
Az XPA legfejlettebb tagjai a Bulverde kódnéven futó PXA27x sorozatból valók. A 270 egy memória nélküli, 312MHz, 416MHz, 520MHz és 624MHz órajelen működő különálló processzor.
A 271 már tartalmaz memóriát, mégpedig 32 megabájtnyit az Intel StratFlash memóriájából és 32 megabájtnyi SDRAM-ot (mindkettő 16 bites). Órajele 312MHz, 416MHz lehet.
forrás: embedinfo.com
Itt érdemes egy kis kitérőt tenni, hogy érthető legyen, mi is az a StrataFlash.
Intel StrataFlash
A Flash memóriák alapvetőren az EEPROM memóriák közé sorolhatóak. Az adatot akkor is megőrzik, ha az energiaellátás megszűnik és a programozásra használt feszültségkülönbség előjelének megfordításával törölhetőek. Az Intel a legnagyobb gyártója a NOR (Not OR) memóriáknak, amelyek gyors, soros és véletlenszerű elérést biztosítanak, csakúgy, mint a NAND memóriák, ám a NOR memóriából kiolvasható legkisebb egység 1 bájt, míg a NAND 1 bájtnál nagyobb blokkokban kezeli az adatokat (ezért is jó a NAND memória inkább nagyobb méretű adatok tárolására, mozgatására és folyamatos olvasására – ezért alkalmazzák ezeket például MP3 lejátszókban, digitális fényképezőgépekben).
forrás: cisco.snobu.org
A NOR memóriák jellemzően két feszültségszintet tudnak tárolni egy-egy cellában, ami 1 bitnyi adatot jelent, de a StrataFlash a feszültségszintek variálásával 3 bitnyi adat tárolására alkalmas cellánként. Ez az MLC (sokszintű cella) tárolási technológia. A nagyobb adatsűrűségű memória az internetes telefonok megjelenésének kedvezett, mivel így nagyobb kapacitású, gyors flash memória fért el ugyanannyi helyen.
Természetesen a Samsung által gyártott NAND memóriák is alkalmaznak MLC megoldásokat, ám az olcsóság és az egyébként is kis helyigény nem teszi feltétlen szükségessé ezt. Élettartama is hosszabb egy SLC-nek (egyszintű cella) és az írási sebessége is jobb. A gyártás csíkszélességének csökkenésével a kapacitás is jelentősen növelhető.
Visszatérve a PXA27x családra, a következő a sorban a 272, amelynél nem csupán az órajel növekedett 520 MHz-re az elődhöz képest, hanem a StrataFlash memória is 64 MB lett és 32 bites.
A PXA27x újításai azonban ennyiben nem merülnek ki. Az Intel más területen már alkalmazott SpeedStep technológiája is teret kapott, Wireless SpeedStep néven. Lényege, hogy a processzor órajelét a terheltség függvényében az operációs rendszer lejjebb veheti, így spórolva az energiafelhasználással.
Megjelent a Wireless MMX, ami az SSE integer utasításait, MMX-et és új Xscale SIMD utasításokat tartalmazó utasításkészlet. Érdekesség, hogy a Wireless MMX kapott 16 új 64 bites regisztert is, amely két 32-bites teljes szavas, 16 félszavas és nyolc 8 bites tömbként fogható fel. Az így nyert párhuzamos műveletekkel az Xscale képes multimédiás kódolásra, dekódolásra, játékok hatékony futtatására. Emellett természetesen a fejlődés részeként USB interfész is beépítésre került.
A rendszerbusz 100 MHz-en üzemel, ami 32 bites átvitelnél 400 MB/s átviteli sebességet eredményez.
A grafikus megjelenítésről az Intel és az Intrinsyc által készített 2700G grafikus koprocesszor gondoskodik. Alapja a PowerVR MBX, amiről már volt szó. Ez volt a legelső (3D-re képes) grafikus gyorsító a szegmensben. Mindössze 50mW-os maximális fogyasztásával nem terheli meg túlságosan az akkumulátort. A chipset-et 2004-ben az IDF-en jelentette be a gyártó és elismeréssel beszéltek róla már a kezdetektől. Különleges tulajdonságai között olyanok is fellelhetőek, amelyek addig nem igazán voltak a mobilpiac jellemzői. A 2700G képes egy külső, második kijelző kezelésére is.
Több modifikáció is készült belőle: 2700G3, G5 és G7 néven. A különbség a memória 384 KB-ról (G3) 704 KB-ra (G5), majd 16 MB 32 bites SDRAM (G7) méretre duzzasztása, illetve a felbontás HVGA (320x480), majd VGA (640x480) méretű támogatása. Ez a korlát a lapkára elhelyezett memória maximális 704 KB-os méretéből adódik. Így a maximális felbontás nem lehet nagyobb, mint 640x480 16 biten. A nagyobb felbontás külső rendszermemóriát igényel, ezért kapott a G7 saját SDRAM-ot, így kerülve el a rendszermemória terhelését.
A G7 100 MHz-es sebessége már alkalmas hardveres MPEG-4 dekódolásra az MPEG-2 és a WMV mellett, ám csak SD méretben (720x480 (MPEG-2) vagy 640x480 (MPEG-4, WMV)). A dekódolás folyamatában ismeri az IDCT, motion compensation és a színtérváltás eljárásait, alkalmazható hardveres átméretezés (scaling).
A PXA család eladása kapcsán már említettem, hogy a kétezres évek eleje nem volt éppen a mobil eszközök virágzásának időszaka. A Microsoft Windows Mobile 5.0 (WindowsCE 5.0) ugyan adott némi lökést az iparágnak, de ez sem volt elég, így csupán néhány eszközbe került PXA processzor akkoriban. Az elsők között a Dell Axim X51v, a Palm Tungsten vonal, a Compaq iPaq 3900, a Motorola A780 alkalmazta. Azóta, az említett ARM licenc keretében több Blackberry, Motorola, Samsung és Dell kézieszköz használja PXA27x és 2700G párost:
Motorola MC5590 (WM 6.1), CompuLab Exeda (Android 1.0), Hewlett-Packard iPAQ 600 / 610 / 612 / 614 (WM 5-6), Samsung SGH-i740C (WM 6.1) és egy kuriózum, a HTC Advantage X7510 (HTC Athena 400) (WM 6.1), Motorola A1200 (Linux). Ma már inkább az ipari, nagyvállalati szektorban használják PDA-kba.
Az Intel 2006-ban még elkezdte az új PXA fejlesztését, de mivel idő közben eladta az üzletágat, az új PXA, amihez előzetesen a piac nagy reményeket (fűzött 1 GHz fölötti órajele miatt is), már a Marvell neve alatt jelent meg.
Moorestown
Az Intel frissen bemutatott Moorestown platformja is egy SoC rendszer, amelyet mobiltelefonokba, MID-ekbe szántak. Atom alapokra építkezik és a Lincroft kódnevű SoC a mozgatórugója. A Lincroft 45 nm-es gyártástechnológiával készül, egy darab Intel Atom magot, grafikus egységet, memóriakezelőt és megjelenítő egységet tartalmaz.
Bekerült egy igen erős I/O kontroller HUB is (I/O-PCH) Langwell kódnévvel, ami amellett, hogy vezeték nélküli kapcsolatokra, kamera és memóriakártya, valamint USB csatlakozásra kész, egy sor nem szokványos csatolófelülettel is rendelkezik: CE-ATA, MIPI-CSI, SDIO port, illetve NAND kontrollert is tartalmaz. Az új platform jelentős sebességet és hosszú rendelkezésre állási időt ígér (tízszer többet a mostani átlagnál), ami nem is alaptalan, hiszen az eddig bemutatott három demógép meggyőzően teljesítet a szaksajtó szerint.
forrás: regmedia.co.uk
Operációs rendszerként a Moblin OS-t kapták a demógépek, amely egy Linux alapú fejlesztés célzottan Atom processzorokhoz. Az Intel saját fejlesztése és 2007-es megjelenése után a 2008-ban elkészült Atom piacra dobásával változott nagyot az operációs rendszer is. A Moblin 2-es verziója már ismeri az X Window rendszert is. A bemutatott Moorestown eszközökön a Moblin 2.1 verziója futott.
A Lincroft-ot úgy alakították ki, hogy skálázható legyen a frekvencia benne attól függően, hogy milyen munkát végeznek adott egységek (videó lejátszás, netezés, semmittevés). Ha például egy nagyon számításigényes feladatot végez a processzor, akkor nem csak a CPU sebessége növelhető, hanem a busz frekvenciája is megnő, lecsökkentve addig a CPU és más egységek közötti kapcsolatának buszsebességét. Ez a Bus Turbo Mode. Az Intel® Burst Performance Technology (Intel® BPT) lehetővé teszi a nagyon rövid idejű extra sebesség elérését, ami így nem eredményez különösebben nagy melegedést, de mégis plusz erő vethető be bizonyos feladatokra. Ezekhez az újításokhoz társul még az ismert Hyperthreading technológia is, így biztosítva a megfelelő gördülékenységet használat közben.
A hosszabb üzemidő elérése érdekében LP-DDR1 és LP-DDR2 memóriát tud kezelni a rendszer, ismeri az Intel SpeedStep technológiát és bevezették a MIPI (Mobile Industry Processor Interface) DSI (Display Serial Interface) megjelenítést, amit pont a nagyobb felbontás, kisebb energiaigény jelszó jegyében alkottak.
Bevezették a Distributed Power Gating megoldást is a mérnökök, amire azt hiszem, érdemes néhány szót szánni. A Power Gating (magyarul talán a kapuzás szemléletes szó) lényege abban rejlik, hogy a tranzisztorokat blokkokra osztják és amelyek nincsenek használatban, úgymond altathatóak (sleep transistor). Ezek a kapuzások lehetnek cella vagy cluster (több cella) szintűek is. A lezárás stratégiáját, a blokkok méretét természetesen lehet változtatni is. Persze mindez komoly mérnöki munkát igényel, viszont nagyban növeli az üzemidőt. Leginkább csak a SoC rendszerekben alkalmazzák bizonyos, éppen nem használatos egységek altatására.
forrás: regmedia.co.uk
A Langwell tartalmaz még egy erős energiafelvételt befolyásoló technológiát, egy dedikált PMIC (Power Management IC) chipet (vagy PMU-nak is nevezik (Power Management Unit)). Ezt a NECés a Freescale is használja és célja a rendszerszintű energiafelügyelet. Ezeknek az energiafelhasználást optimalizáló technológiáknak köszönhetően a rendszer fogyasztása mindössze 32 mW lett, szemben az előd Menlow 1.6 W-os fogyasztásával.
Ami a külső kapcsolódást illeti, természetesen 3G/HSPA is van benne, de hogy a jövőbe is mutasson, az Intel a saját WiMAX (4G) technológiáját is beépíti, valamint képes mobiltévé vételre is, illetve GPS modult is kapott.
forrás: regmedia.co.uk
Egyelőre konkrét eszközökről nem lehet tudni, de az LG demótelefonja sejteti, hogy a gyártó használni kívánja az Intel megoldását. Az első Moorestown által hajtott mobilok a tervek szerint ez év közepén érkeznek majd és talán az LG GW990 lehet az első fecske.
***
Remélem, a pilot megnyerte mindenki tetszését és jöhet a folytatás, amelyben még meg kell említeni a Marvell, a Qualcomm megoldásait, néhány szót ejtek az elterjedtebb megjelenítési megoldásokról, az operációs rendszerekről és mindenféle teóriákkal, statisztikákkal illusztrálom, hol is tart ma a kézi eszközök piaca.
