? De wet van Moore kunnen sterven, maar er is nog genoeg vraag naar snellere chips

Het wordt steeds moeilijker en duurder om chips te schalen, en de Wet van Moore – de motor die computers en elektronica drijft – lijkt te afbouw. Maar de vraag naar snellere, beter in staat processors die minder stroom gebruiken blijft gedreven door alles van luxe sedans tot smartwatches. Op zijn gelijknamige processor conferentie deze week, analist Linley Gwennap gesproken over deze tegenstrijdige trends en wat die betekenen voor de industrie.

De conferentie van oudsher richt zich op embedded processoren. Deze chips hebben niet dezelfde naamsbekendheid als de Intel Core-processor, maar er zijn veel meer van hen zwoegend in alledaagse apparaten zoals geldautomaten, netwerken en communicatie versnelling, auto’s en andere voertuigen, en natuurlijk het internet van de dingen. Van de totale processor IP-markt (15,3 billon chips in 2014 verzonden), mobiel is de grootste op 6 miljard, maar ingebed is bijna net zo groot en sneller groeiende, gevolgd door bedrijven (zoals pc’s), de consument en de flash-opslag. Al deze toepassingen groeien complex (en veeleisende), wordt de industrie verschuift van algemene processoren om zeer toepassingsspecifieke processors packing meer functies op een systeem-op-chip (SoC).

Tot voor kort chipmakers kon beroepen op fysieke schaalvergroting de meeste van deze uitdagingen aan te gaan. Door te springen naar het volgende knooppunt, kregen ze betere prestaties, lager energieverbruik en meer transistors om mee te werken in een bepaald gebied om nieuwe functies toe te voegen. Maar de wet van Moore loopt uit van stoom en Gwennap zei dat de kosten per transistor verhoogd 20nm, en opnieuw op 14nm, als gevolg van extra lithografie stappen. “Vroeger was het zo dat iedereen verplaatst naar het volgende knooppunt, omdat het goedkoper, beter en sneller was, en dat was geweldig,” zei hij. “Nu is veel ingewikkelder.

Deze complexe SoCs vereisen ook kennis van de beoogde toepassing, toegang tot tal van intellectuele eigendom, en een compleet platform inclusief software. Veel bedrijven zijn ook kiezen voor hun eigen aangepaste kernen te ontwerpen, in het bijzonder op 64-bit ARMv8 omdat het ecosysteem is zeer vertrouwd met de ingenieurs en programmeurs die het ontwerpen van deze systemen. Voorbeelden hiervan zijn AppliedMicro’s X-Gene, Cavium’s ThunderX, Broadcom’s ‘Vulcan’ kern, en volgens Gwennap, een Marvell aangepaste ARMv8 kern. ARM SoC’s worden steeds vaker gebruik van API’s om de taken van de CPU naar de GPU, DSP (Digital Signal Processor), of gespecialiseerde beeld of visie verwerking motoren die hen efficiënter kan omgaan met offload. In sommige gevallen worden ze met behulp van netwerk-on-a-chip (NOC) IP van de wil van Arteris, netspeed en Sonics om al deze verschillende blokken samenvoegen.

Alleen de grootste semiconductor bedrijven kunnen al deze uitdagingen aan te pakken, en het resultaat is een golf consolidatie geweest. Intel, de leider in embedded want het maakt gebruik van de pc-hardware en software-ecosysteem, is van plan om Altera kopen voor $ 16700000000. De nummer twee onderneming, Freescale is fusie met NXP Semiconductors in een $ 40000000000 deal. Avago, al een speler in deze ruimte door middel van haar LSI deal, is het proces van het verwerven van Broadcom voor $ 37000000000. Andere spelers in deze ruimte, zoals Cavium, AMD, Marvell en AppliedMicro kan ook overnamekandidaten als bedrijven als Qualcomm en Intel, evenals consortia in China, proberen uit te breiden naar ingebedde groeigebieden. Skyworks kondigde ook plannen om PMC-Sierra eerder deze week te verwerven.

Dingen hebben gekregen in het bijzonder verwarrend (en moordende) in netwerken en communicatie. Gwennap zei dat als de normen vallen op zijn plaats, datacenters en service providers beginnen te implementeren NFV (netwerkfuncties virtualisatie), die het mogelijk maakt om standaard servers gebruiken in plaats van proprietary hardware. Intel is die verder gaat dan de control plane, en heeft nu server en netwerken SoCs die zich uitstrekken in de gegevens vliegtuig, worden de ARM jongens allemaal na servers en embedded, en snelle netwerk processors beginnen om veel meer uitzien als general-purpose processors ( EZchip de NPS-400, bijvoorbeeld, draait Linux en maakt gebruik van standaard programmeertalen en gereedschap). Dienstverleners zijn ook met behulp van slimme NICs van Cavium, EZchip / Tilera, Netronome basistaken van de server CPU’s kwijt te raken, en het verbeteren van de efficiëntie van hun netwerken. Tot slot veiligheid is een groot probleem hier en het vereist gespecialiseerde verwerking met een custom ASIC of een security-motor geïntegreerd in een SoC. Op de conferentie AMD gooide zelfs een APU’s met on-die Radeon graphics als een manier om IPsec, een protocol voor veilige communicatie via internet te versnellen.

Het was interessant om te zien hoe een andere markt – automotive – nam de conferentie van dit jaar. De halfgeleiderindustrie is duidelijk rekenen op het aan het worden “next big thing.” Automotive is al een vrij grote markt – onze auto’s zijn verpakt met microcontrollers die alles behandelen van de wisserbladen op de Engine Control Unit – maar meer geavanceerde toepassingen zoals ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) en uiteindelijk autonome voertuigen vereisen veel meer geavanceerde technologie. ADAS, die zaken als adaptieve cruise control, blinde vlek controle, bestuurder de controle (slaperigheid), steeg vertrek en automatische noodstop omvat, vereist een GPU of een specifieke visie processor. Een van de meer interessante trends op de conferentie was de ontwikkeling van geavanceerde visie DSP of processor IP van Cadence / Tensilica, Ceva en Synopsys die kan leveren 10x betere prestaties per watt dan een CPU en GPU 100x. Deze zullen concurreren met Mobileye, de marktleider, en Nvidia’s Drive PX. Uiteindelijk zullen we volledig autonome voertuigen te krijgen. Deze zullen vereisen duidelijk een zeer geavanceerd niveau van processing power. Gwennap merken ook de voortgang van zelfrijdende auto’s en zei dat hij verwacht dat ze zijn de weg om te zien vanaf ongeveer 2022. Over het algemeen automotive halfgeleiders is een $ 10 miljard dollar per jaar markt en de Linley Group verwacht dat verdubbelen in de komende tien jaar.

Het internet van de dingen verhaal is meer gemengd. Gwennap opgemerkt dat ivd is eigenlijk gewoon een nieuwe naam voor embedded systemen met een internetverbinding. De industriële ivd markt snel beweegt. Er zijn al 300 miljoen slimme meters ingezet en intelligentie wordt toegevoegd om alles van automaten tot oogstmachines. Maar uiteindelijk industriële ivd is beperkt, Gwennap zei, omdat “er gewoon niet dat veel fabrieken en ziekenhuizen die deze technologie nodig hebben.” De consument kant verschilt. Het is langzamer geweest om af te nemen omdat de producten zijn nog steeds relatief duur, en ze niet op te slaan consumenten veel geld. De slimme woning is nog niet echt gebeurd is, en terwijl fitness trackers doen het goed, SmartWatch verkoop zijn nog klein. Maar als de prijzen dalen, en de apps beter, zal deze markt begint af te nemen en uiteindelijk zal het een grotere kans dan de industrie zijn. De Linley Group heeft misschien wel de meest conservatieve IoT prognose omdat het alleen telt nieuwe toepassingen en gaat ervan uit de reële groei in consumenten ivd begint niet tot 2017. Het verwacht 1,9 miljard zendingen ivd apparaat per jaar te zien – of ongeveer de grootte van de huidige markt voor mobiele telefoons – in 2020. Dat is een verre schreeuw van 50 miljard aangesloten apparaten en objecten Cisco’s in 2020.

 van de Linley Processor Conference 2015

Intel lanceert 7de generatie processors 4K UHD duwen om de massa’s

Visie en neurale netwerken te rijden vraag naar krachtigere chips

Nvidia lanceert virtuele GPU monitoring, analytics

AMD slaat terug tegen Intel dominantie met Zen

Micron zegt nieuwe geheugen prestaties bottleneck te breken

Processors; Intel lanceert 7de generatie processors 4K UHD duwen om de massa’s, processors, Visie en neurale netwerken te rijden vraag naar krachtigere chips; Data Centers; Nvidia lanceert virtuele GPU bewaking, analyse, hardware, AMD slaat terug tegen Intel dominantie met Zen