Intel Quark – rodina procesorů pro IoT

18. 8. 2015 10:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Internet of Things (IoT) je stále skloňovanějším termínem napříč IT světem, někdy jako zářná budoucnost, jindy jako marketingový hype. Ovšem výrobci zjevně tuto oblast berou vážně a největší z nich, Intel, má v nabídce zajímavý čip Quark X1000, mimochodem jde o ten s vůbec nejnižším TDP.

Intenret of Things je maličko rozmlžený termín, který na svou definici životem ještě čeká. Nicméně je stále více produktů, které nějakým způsobem potřebují předat či sdílet data, která získají, nebo naopak doručují svému uživateli. Počítače i mobilní telefony mají kategorie sami pr sebe, ovšem chytré televize jsou dnes v každé druhé domácnosti, chytré hodinky jsou sice zatím spíš doplněk, ale fitness náramky potkávám poměrně běžně. Lidé si často pod pojmem „internet věcí“ představí „chytrou ledničku“, ale zrovna tohle není asi nejbližší budoucnost a spíš tu představu zkresluje. Ale v novinách se dočteme o hacknutém autě a elektronika se objevuje na čím dál více místech.

Quarky jsou v nabídce Intelu procesory s nejnižším TDP, v současnosti ho mají stanovené na 2,2 W při frekvenci 400 MHz, frekvence jde i snížit. A to jsou vyráběny řádně zastaralým 32nm procesem, při případném přechodu na aktuálních 14 nm by se TDP snadno mohlo blížit hranici 1 W.

Kde Quarky najdeme? Zatím asi nejčastěji v různých síťových komponentech, stavebnicových počítačích, ale do budoucna se s nimi počítá pro větší šíři nasazení a mnohem větší objem výroby, Intel téhle oblasti trhu věří natolik, že pro Quarky vytvořil celou samostatnou divizi.

Z TDP nastaveného na 2,2 W je jasné, že v rámci Intelu nenajde Quark žádnou konkurenci, ovšem že se snaží vnutit na velice silně obsazené pole, tedy mezi architekturou zcela odlišné ARM procesory, které najdeme nejčastěji v našich mobilech. Quark je ovšem výrazně jiný – nabízí všechny zásadní výhody x86 architektury, které ARM nemá. Z pohledu instrukcí je sice někde na úrovni Pentií (i586), ale vzhledem k velikost, výkonu i rezervám ve výrobním procesu je jistě jeho potenciál poměrně veliký.

Intel se navíc právě u Quarku pustil do velice zajímavé modifikace svých obvyklých postupů. Většina technologií za Quarkem je open-source, Intel sice preferuje výrobu ve svých továrnách, ale ke Quarkům je možné zakoupit licenci a nechat si je vyrábět i externě (u velkovýrobců jako je TSMC apod.) a dokonce i modifikovat. Prostě vývojový a prodejní model téměř přesně odvozený od ARMových Cortexů.

Není ovšem třeba pro smartwatch 2,2 W TDP mnoho? Já vlastně celou dobu píšu o Quarku jako o „procesoru“, ale jedná se o SoC (System on Chip), který kromě samotného procesoru obsahuje i FPU (matematický koprocesor), paměť, správce sběrnic (tedy vlastně celý severní a jižní můstek) včetně USB 2.0 a PCI Express 2.0, Secure Digital řadič a Fast Ethernet (10/100), tedy prakticky naprosto vše potřebné k běhu většiny aplikací. Ostatně na obrázku můžete vidět jednoduchý board Galileo, podle ktrého můžete posoudit jednoduchost návrhu. Zajímavé jsou i ceny, Intel prodává model X1000 jen o několik centů dráž než za 10 dolarů.

Pojďme se podívat i na základní specifikace. Quark X1000 je jednojádrový jednovláknový 32bitový procesor o velikost 15 x 15 mm v BGA pouzdře s |393 piny. Pracovat může v prostředí o teplotě -40 až +85 stupňů Celsia, sám snese teploty do 110 stupňů. Vyráběn je 32nm procesem, nastaven na základní (a nejvyšší) frekvenci 400 MHz. Jeho jádro má 16KB L1 cache (vyrovnávací paměť) sdílenou pro data i instrukce. Používá až 2 GB DDR3-800 paměti zapojené do 32bitové jednokanálové sběrnice. Některé modely mají i ECC podporu, tedy paměti mají kontrolu chybovosti.

Zajímavostí je, že Intel vypustil na trh již jednu z raných revizí, ty jsou obvykle vyráběny spíše pro vývojové potřeby, počítá tedy opravdu s tím, že odběratelé budou do výroby mluvit mnohem více, než kolik byli zvyklí z „větších“ procesorů.

Otázka, zda výhody x86 konstrukce převáží nad setrvačností ARM produkce jsou otázkou, nejspíše zase budou vedle sebe fungovat ty i ony přístroje a uživatel si bude moci vybrat, jak si svůj internet věcí nakonfiguruje a sestaví. A mimochodem, také vás občas prosí kamarádi, abyste se jim koukli na počítač, že to nebo ono...? Už se těším, až mě první osloví, jestli bych mu neuměl aktualizovat ledničku.