Aktuality  |  Články  |  Recenze
Doporučení  |  Diskuze
Grafické karty a hry  |  Procesory
Storage a RAM
Monitory  |  Ostatní
Akumulátory, EV
Robotika, AI
Průzkum vesmíru
Digimanie  |  TV Freak  |  Svět mobilně

Jak se rodí procesor ?

20.3.1999, Vít Zatloukal, zpráva
Jak se rodí procesor ?
Vývoj nového procesoru není vůbec jednoduchá ani laciná záležitost.
Počítače (a jejich procesory) se staly běžnou součástí našeho života a jejich vymoženosti bereme s naprostou samozřejmostí. Ve své podstatě je procesor kus polovodiče (křemíku) s několika příměsemi (ponejvíce hliník). Málokdo si však dokáže představit, jak takový vývoj a testy procesoru vypadají. Jak to všechno probíhá v Intelu, měli možnost zjistit redaktoři z PC Magazine přímo v jednom ze sídel v Oregonu.

Pro představu toho, co se v procesoru děje, je možné si představit obrovské velkoměsto se všemi jeho budovami, ulicemi a dopravou na nich - auty, autobusy, podzemními dráhami (česky se tomu říká metro) - prostě šílený zmatek. Něco podobného, ovšem v podstatně menším měřítku, probíhá i v procesoru. Aby byl procesor vůbec použitelný, je třeba vyzkoušet, zda tento zmatek funguje tak, jak má. Ověřovací testy procesorů stojí jejich výrobce obrovské množství času a hlavně peněz.

Celý vývoj procesoru lze rozdělit do několika etap. Ještě předtím, než se ruka vývojáře vůbec dotkne křemíku, se vytváří softwarový model procesoru, který se označuje jako RTL (register transfer logic). Jedná se o velmi kvalitní a výkonný program, který pracuje stejně, jak by měl pracovat připravovaný procesor. Z testovacích důvodů pracuje model mnohem pomaleji, pouze na frekvenci 2 až 5Hz. Souběžně s tím je testován další nezávislý softwarový model zvaný Arcsim, který na rozdíl od RTL (pracující na nízké úrovni), modeluje tzv. high-end úroveň.

Zvláštní testy se pak provádí na obřím hardwarovém modelu čipu. Slovo "obří" není rozhodně nadnesené, protože takovýto model procesoru zabere celou místnost. Tato fáze testování se nazývá emulace (emulation).

Předběžná verze čipu je poté testována na speciálně postavených počítačích (cena jednoho takového kousku se pohybuje kolem $250.000). Vždy, když je objevena chyba a procesor je revidován, je označen novým dvoupísmenným kódem. Malé pokroky jsou označovány změnou čísla, zatímco větší změnou písmene (např. B3). Pro zásahy do polovodiče je používán soustředěný svazek iontů, který umožňuje, ve spojení s elektronovým mikroskopem, měnit obvodové spoje, které jsou několikrát tenčí než lidský vlas.

Proces pokračuje testy kompatibility na stovkách hardwarových komponent a tisících softwarových aplikacích. Je nutné ověřit, zda bude čip pracovat s existujícím hardwarem a softwarem. V rámci těchto testů je procesor vkládán do běžných počítačů a jsou na něm zkoušeny tisíce aplikací. Tyto testy většinou probíhají bez zásahu techniků, testovací zařízení dokáže samo nastavit systém, nainstalovat operační systém a aplikace a porovnat jejich běh se standardem. Procesory jsou samozřejmě testovány i z hlediska výkonu různými benchmarkovými programy. Nakonec Intel posílá čipy svým partnerům a koncovým uživatelům pro dodatečné beta testy. Kontrolní testy pokračují i po zahájení produkce, každý nový čip prochází sérií testů (v rozsahu 10-20 sekund).

I přes všechny tyto rozsáhlé testy se v prvních sériích procesorů objevují chyby. V procesoru Pentium II bylo objeveno více než 50 chyb, od doby, kdy se začaly prodávat zákazníkům (jednalo se ovšem o naprosto okrajové problémy, které se velmi pravděpodobně nemohly projevit v běžných každodenních operacích). To ovšem neznamená, že by Intel testování svých procesorů odbýval, jen je vidět, že vyvinout nový procesor není žádná legrace. Například Pentium Pro - první procesor s architekturou P6 (která je použita i v Pentiích II) - obsahuje téměř 5,5 milionů tranzistorů (nejnovější Mendocino jich má dokonce 19 milionů). Pokud bychom chtěli prověřit všechny možné stavy procesoru, museli bychom vyzkoušet 25,5 milionu (dvě na pět a půl milionu) kombinací (číslo je to opravdu impozantní - jednička a za ní 1.600.000 nul). Kromě toho musí procesor správně komunikovat s čipsetem základní desky, L2 cache, pamětí a dalšími periferiemi. Pokud by se vám snad podařilo nějakou chybu intelovského procesoru objevit, můžete zavolat na jejich bezplatné číslo.