Wie kann man sich einen Taktlosen Prozessor vorstellen?

[Gast]

Hi,

ich habe mal gelesen, dass der Nachfolger vom Opteron taktlos sein soll. Nun, was kann man sich darunter genau vorstellen? Wie wird die Geschwindigkeit bei einem taktlosen Prozessor angegeben? Gibt es schon Beispiele für taktlose CPUs?

Fragen über Fragen, ich danke schonmal für eure Mühe :)

[Gast]

Arghs, sorry, das sollte heissen: "Wie kann man sich einen Taktlosen Prozessor vorstellen?" Grammatik ist nicht immer meine Stärke ;)

[GloomY]

Ich habe keine Ahnung.

Die Meldung vom "taktlosen Opteron" halte ich für ziemlichen Blödsinn. Wie soll man denn eine Digitalschaltung synchronisieren können, wenn der Takt fehlt?

[mirp]

http://www.geek.com/news/geeknews/2001oct/bch20011029008561.htm

[Xmas]

Ich denke mal mit "taktlos" ist eine asynchrone CPU gemeint. Solche Chips gibt es, allerdings in kleinerem Maßstab als heutige CPUs. Der größte Chip mit asynchroner Logik hat AFAIK ~13 Mio. Transistoren (http://www.fulcrummicro.com/)

Um es mal mit einfachen Worten zu erklären:
Synchrone Logik bekommt von Außen einen Takt vorgegeben, dieser Takt muss so gewählt sein, dass auch der längste "Schritt" eines Logikteils innerhalb eines Taktes ausgeführt werden kann. Wie viel vorher er fertig ist, ist nicht relevant, durchreichen der Daten ist also nicht schneller als eine Operation, die nur gerade so in den Takt passt.

In einer Pipeline operiert also jeder Stage zeitlich nur vom Takt abhängig. Bei einer Taktflanke holt er sich die Inputs ab, und vor der nächsten Taktflanke muss er fertig sein, damit auch der nächste Stage die korrekten Werte bekommt.

Asynchrone Logik dagegen basiert darauf, dass jeder Stage einen Bereit-Zustand hat. Wenn ein Stage nicht bereit ist, hält der vorherige einfach an und macht Pause, bis der Nachfolger wieder empfangsbereit ist. Hier wird also die Zeit vollständig ausgenutzt. Werden nur simple Operationen ausgeführt, können diese wesentlich schneller durchlaufen werden als komplexe.

[anorakker]

nebenbei ist es dabei sehr interessant, dass sich die temperatur und core spannung erheblich auf die schaltzeiten auswirken und somit die "geschwindigkeit" solch eines prozessors beeinflussen !

hier mal der titac 2, einer der wenigen wirklichen realisierungen dieser technik :
http://www.hotchips.org/archive/hc9/hc9pres_pdf/hc97_1c_nanya_2up.pdf

[Haarmann]

Im Prinzip arbeitet ne heutige CPU nach Takten, Taktvielfachen oder Teilern. Allerdings dauert der Durchlauf einer Multiplikation nicht (Achtung ist ein BSP) 3 Takte (Zeiteinheiten), sondern eigentlich nur 2.1 Takte. Arbeitet der Chip nun synchron auf dieser Taktbasis, so braucht der Chip eben 3 Takte. Nun kombiniere ich das ganze mit ner Addition, die 0.7 Takte dauert. Ein herkömmlicher Chip braucht nun 4 Takte für Addition und Multiplikation und der Asynchrone und Taktlose könnte das in der Theorie ja in 2.8 Takten hinkriegen.
Um mal ein CPU fremdes Problem zu beschreiben ist dies das Selbe Phänomen, wie der verschwendete Platz (Slack) bei festen Zuordnungseinheiten auf einem Datenträger. Ich hab 16KB FAT32 Cluster und ne 60GB HD und ca 1GB davon sind Slack, obschon nur 48 GB gefüllt sind.
Noch ein Versuch das zu erklären wäre, dass jede Funktionsunit einen eigenen Takt besitzt, der unabhängig von den anderen ist.

[Gast]

Etwas arg OT, aber ich hätte es gerne gesehen, wenn sie beim K9 die folgende Technik eingesetzt hätten :

http://www.intrinsity.com/
http://www.intrinsity.com/technology/technology_home_set.htm


Die Dynamische Logik soll 2-5 mal schneller sein als die normalerweise benutzte statische Logik. Fragt mich jetzt bitte nicht was der Unterschied ist, aber ein älterer c't Artikel hat die Angaben so inetwa bestätigt (soweit ich mich erinnere).

[anorakker]

das ist aber sehr "schlabberig" formuliert. was genau ist schneller ?
die reinen alus , fpus usw. können sehr schnell rechnen, da aber ein x86 prozessor ein sehr, sagen wir mal, inhomogenes system ist, dass sich nicht nur um berechnungen sondern auch alle anderen koordinationsprobleme kümmern muss, optimiert man eher nach den anforderungen, die heutige software und betriebsysteme vorgeben.
software ist i.a. eben ziemlich unlinear und somit wird ziemlich viel aufwand betrieben, die recheneinheiten einer cpu optimal auszulasten und sie nicht zum warten zu zwingen (z.b. die "intelligente" sprungvorhersage, optimierte cachestrategien, hyperthreading usw.)

taktlose logik muss auch mehr signale verarbeiten und benötigt eine modifizierte boolesche logik (soweit ich das aus dem erwähnten c´t artikel noch in erinnerung habe), was gleichbedeutend mit mehr transistoren, grösserer die-fläche, längeren signalwegen und viel unerforschter technologie ist....hätte die taktlose technologie wirklich umsetzbare vorteile, wäre sie wohl nicht so in der versenkung verschwunden....

[PhoenixFG]

Manche Technologie verschwindet auch in einer Schublade, weil sie zur Zeit der Erfindung eben nicht kostengünstig beherrschbar ist. Aber man kann sie ja später wieder hervorkramen, um dann einen neuen Versuch zu starten. Wenn jemand schon 1850 das Laserprinzip entdeckt hätte, hätte auch kaum jemand Laser einsetzen können, weil die Technologie zur Herstellung von z.b. Rubinen noch nicht verfügbar war.

MfG