HOT CHIPS: Taktloser ARM-Prozessor
Die Architektur des ARM996HS von Handshake Solutions wurde erstmals im Februar 2006 vorgestellt. Der laut Hersteller erste taktlose kommerzielle Prozessor soll im Vergleich zu ähnlich schnellen ARM-Prozessoren nur ein Drittel der Energie benötigen. Auf dem Spring Processor Forum im Mai 2006 präsentierte Handshake Solutions den ARM996HS als Prototyp in Form eines Xilinx-FPGAs.
Beim taktlosen ARM996HS gibt es keinen zentralen Taktgeber wie in herkömmlichen synchronen CPU-Architekturen auf der Von-Neumann-Basis. Stattdessen kommunizieren die einzelnen logischen Einheiten des Prozessors per Handshake mit Request und Acknowledge. Laut Handshake Solutions arbeitet das taktlose Harvard-Design mit besonders geringen elektromagnetischen Emissionen. Dies prädestiniere ihn für die vorgesehenen Einsatzgebiete im Automotivsegment, medizinischen Implantaten, Sensoren, Wireless-Geräten oder Smartcards.
Der ARM996HS von Handshake Solutions basiert auf einem herkömmlichen ARM9E-Core. Der 32-Bit-RISC-Prozessorkern mit seiner fünfstufigen Pipeline ist kompatibel zur ARMv5TE-Architektur. Die Pipeline-Stufen takten dabei nur die gerade benötigten Datenelemente. Der ARM996HS beherrscht die 16-Bit-Thumb-Befehle sowie 32-Bit-ARM-Code. Hier kommt der taktlosen CPU ihre Verwandtschaft mit dem ARM9E zugute.
Betrachtet man die Performance des ARM996HS umgerechnet in die Taktfrequenz eines synchronen ARM968E-S, so arbeitet der Handshake-Solutions-Chip mit 77 MHz. Diese Angabe gilt für eine Normtemperatur von 25 Grad Celsius. Denn die Performance des taktlosen ARM996HS hängt von der Umgebungstemperatur ab. In einem Worst-Case-Szenario bei 125 Grad Celsius sinkt die projizierte Taktfrequenz auf 50 MHz. Der als Vergleich dienende ARM986E-S arbeitet jedoch bereits mit Taktfrequenzen von 240 bis 268 MHz. Dafür soll der 0,69 mm² große taktlose Chip sich mit nur 0,045 mW pro MHz begnügen – im Vergleich zu 0,13 mW pro MHz beim ARM968E-S.
Der ARM996HS ist laut Handshake Solutions jetzt lizenzierbar. (cvi)
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