ARM bringt den ersten Prozessor ohne Clock

Der Chiphersteller ARM will die Handshake-Technik, die bislang millionenfach in kleinen Designs von Smartcards Einsatz gefunden hat, erstmals auf einem Prozessor unterbringen. Damit hat der Philips-Inkubator Handshake Solutions, der vor einigen Jahren aus den Philips-Labors ausgegründet worden war, seinen ersten Vertrag im Chipbereich abgeschlossen. Für die Chipdesigner als Industrie bricht damit ein neues Zeitalter an: Energiesparende und weitaus weniger fehleranfällige Prozessoren sollen sich mit der als ‘Asynchronous and Clockless and Self-Timing’ bekannten Technik bauen lassen.
ARM muss sich aber beeilen, auch hier der Pionier zu sein. Denn abgesehen von ARM sollen Intel sowie die bereits kommerziell arbeitenden Start-ups Theseus Logic und Fulcrum Microsystems bereits seit gut einem Jahr an jeweils eigenen asynchronen Techniken für Self-Timing statt Clock-Design arbeiten.

Das asynchrone Chip-Design, das lange unter dem Namen Tangram bekannt war bevor die Philips-Labors die Technik unter dem Logo Handshake weiterentwickelten, war über zehn Jahre als rein akademisch und zukunftslos verschrieen. Es ersetzt das bisher bekannte Clock-Design durch ein ineinander greifendes und bedarfsgesteuertes (Self-Timing) System aus Requests und Bestätigungssignalen untereinander, so genannten Handshakes, die die Lebensdauer der Energieversorgung auf den Bauteilen beträchtlich verlängern und den Energiebedarf drücken soll. Die Fehleranfälligkeit soll sich senken lassen, weil die Prozessoren nicht mehr mit einem Wirrwarr aus Signalleitungen für die Clocks bedeckt sind.

Philips hatte lange nach Abnehmern für die Technik gesucht. ARM hat aber jetzt als erste Chipfirma offen mit den marktüblichen Bauweisen gebrochen und die Technik für den ARM RISC-Prozessor für 32 Bit avisiert. Dabei beruht der Prozessorkern auf einer engen Zusammenarbeit der Forscher von ARM und Handshake. Sie haben die Spezifikationen zunächst an die ARM-eigene Architekturdefinition v5TE angepasst. Im ersten Quartal des nächsten Jahres soll der Chip aus dem akademischen Olymp in das schnöde Marktgeschehen hinabsteigen. Ein noch nicht genannter Erstkunde aus dem Großindustriebereich soll dann seine ersten Erfahrungen mit der Handshake-Technik auf dem Prozessor öffentlich machen. Die Auslieferung der ersten lauffähigen Produkte ist für Ende 2005 geplant.