Mobilni procesori

Ko vlada, ko bi želeo da vlada, a ko zapravo caruje u svetu procesora za mobilne telefone

Tržište mobilnih telefona je već nekoliko godina jedno od najbrže rastućih, a kako sa razvojem tržišta rastu i zahtevi korisnika, nije nimalo čudno što se sve više poznatih proizvođača procesora trudi da zavlada (i) u svetu mobilnih komunikacija. Od početnih dana mobilne telefonije kada su se usluge ograničavale na prenos glasa i malih količina podataka (pre svega SMS poruka), sada je došlo do toga da Internet i multimedijalni sadržaji predstavljaju sasvim uobičajen servis mobilnih operatera. Ali, novi servisi zahtevaju daleko moćnije telefone, sa jačim procesorima, i to je upravo ono što veliki proizvođači procesora vide kao svoju šansu. Ilustracije radi, očekivani rast prodaje tzv. voice only mobilnih telefona, dakle telefona koji ne omogućavaju napredne multimedijalne servise, poslednjih godina se usporava: 2002. godine prodato je 406 miliona primeraka, a očekuje se da prodaja dostigne 670 miliona primeraka 2007. godine. S druge strane, kada su u pitanju data and voice enabled mobilni telefoni, 2002. godine prodato je svega tri miliona primeraka, dok se očekuje da će 2007. godine biti prodato čitavih 150 miliona.

Texas Instruments – neosporni lider

Procenjuje se da na tržištu procesora namenjenih mobilnim telefonima trenutno najveći deo kolača, nešto više od 50 procenata, pripada Texas Instrumentsu. TI već godinama blisko sarađuje sa Nokijom, finskim gigantom mobilne telefonije, koja koristi njihove čipove. Familija čipova TCS predstavlja „srce” velikog broja mobilnih telefona kada je u pitanju baseband funkcionalnost, pri čemu se ova vrsta funkcionalnosti odnosi pre svega na digitalnu obradu signala. Napredni multimedijalni servisi zahtevaju dodatni procesor, tzv. application processor, koji se koristi, na primer, za kontrolu kamere, obradu slike, dekodovanje video-snimaka i slično. Kod TI-ja ove dodatne poslove obavljaju familije procesora OMAP i OMAP2. I, na kraju, kada je u pitanju rad s analognim signalima, TI takođe poseduje širok spektar čipova koji obavljaju primopredaju analognog signala (RF moduli). Lako je zaključiti da tri navedene komponente zauzimaju više prostora i troše više energije nego jedna koja bi integrisala funkcionalnost sve tri, pa je upravo to pravac u kojem se TI uputio. Zvuči jednostavno, ali nije ako se zna da su baseband i application procesori digitalne komponente, dok je RF modul analogna komponenta, a tehnologije izrade i materijali korišćeni za proizvodnju digitalnih i analognih čipova se veoma razlikuju. Međutim, koristeći svoje bogato iskustvo iz oba sveta – analognog i digitalnog – TI je uspeo da ove dve tehnologije ujedini i napravi rešenje koje spaja sve neophodne funkcionalnosti mobilnog telefona u jednom čipu. Očekuje se da će prvi telefoni koji se zasnivaju na ovoj tehnologiji biti u prodaji do kraja godine.

I Intel želi svoj deo

Šta se dešava sa Transmetom? Kompanija koja se pre nekoliko godina pojavila kao nosilac revolucionarnih tehnologija za smanjenje potrošnje energije kod procesora za prenosne računare, poslednjih godina se suočava sa finansijskim poteškoćama koje će, po svemu sudeći, rezultovati prekidom proizvodnje njenih procesora. Kada je Transmeta 2000. godine predstavila svoj x86 kompatibilni procesor Crusoe koji je po pitanju potrošnje konkurenciju ostavljao daleko iza sebe, nastala je prava pometnja kod proizvođača procesora namenjenih prenosnim računarima. Procesor Crusoe doneo je tehnologiju LongRun koja se u suštini svodila na promenu takta i napona procesora nekoliko stotina puta u sekundi, zavisno od opterećenosti procesora. Takođe, iako je procesor bio x86 kompatibilan, posedovao je u stvari svoj poseban set instrukcija koji je specijalnom tehnologijom CodeMorphing emulirao X86 instrukcije. U trenutku predstavljanja procesora veliki broj proizvođača prenosnih računara, među kojima i Sony, Sharp, Fujitsu, Toshiba i Casio, uspostavio je saradnju sa Transmetom. Ovi proizvođači su ubrzo na tržište izbacili svoje modele bazirane na procesoru Crusoe. Brz uspeh Transmete primorao je čak i Intel da ubrza predstavljanje Centrino procesora sa pripadajućim čip-setovima i mrežnim interfejsom. Uprkos početnom uspehu, tokom 2001. godine oduševljenje stručnjaka vezano za procesore Crusoe splasnulo je jer, uprkos maloj potrošnji, procesor donosi osrednje performanse. Takođe, konstantno kašnjenje isporuka procesora dovelo je do toga da je kompanija počela da beleži gubitke koji su se vremenom nagomilavali i od 1998. godine pa do sada dostigli cifru od 635 miliona dolara. Sve ovo dovodi do toga da veliki partneri jedan po jedan napuštaju Transmetu, čineći njeno tržište sve manjim. Kompanija se kroz sve ove godine gubitaka i dalje grčevito bori za opstanak, o čemu govori i činjenica da je za manje od četiri godine promenila čak četiri direktora. U međuvremenu, u pokušaju da se na tržište vrati uz pomoć bolje tehnologije, Transmeta predstavlja tehnologiju LongRun2 u kojoj ide korak dalje u smanjenju potrošnje procesora. Naime, sa smanjenjem dimenzija tranzistora unutar procesora, sve veći deo u potrošnji procesora predstavljaju takozvane „struje curenja” tranzistora koje Transmeta uspešno smanjuje tehnologijom LongRun2. LongRun2 se zasniva na kontroli napona, kao i naponskih pragova provođenja tranzistora, a time i struje curenja. Nova, druga generacija Transmetinih procesora, Efficeon, u sebi inkorporira sve pomenute tehnike smanjenja potrošnje. Ipak, iako je i familija procesora Efficeon našla svoje mesto u prenosnim računarima određenog broja poznatih proizvođača, Transmeta je nastavila da posluje s gubicima. Po svemu sudeći, Transmeta se od proizvodnje procesora ubrzano orijentiše na licenciranje svojih tehnologija, pa je tako nedavno sklopila ugovor sa kompanijom Culture.com iz Hongkonga kojoj je za 15 miliona dolara prodala prava za procesor Crusoe, kao i licencu za proizvodnju procesora Efficeon u 130-nanometarskoj tehnologiji, dok će proizvodnju u 90-nanometarskoj tehnologiji nastaviti još određeno vreme kako bi zadovoljila potrebe preostalih naručilaca. Culture.com će Crusoe i Efficeon procesore prodavati kineskim proizvođačima potrošačke elektronike, naravno uz odgovarajuću podršku u vidu softvera na kineskom jeziku. Kada je licenciranje tehnologije u pitanju, Transmeta je trenutno na dobrom putu: Sony je sa Transmetom stupio u pregovore oko otkupa licence na korišćenje tehnologije LongRun2 u konzolama PlayStation 3, a unutar procesora Cell koji predstavlja zajednički napor kompanija Sony, IBM i Toshiba da se probiju na široko tržište potrošačke elektronike. Budući da će i Toshiba svoje sledeće TV prijemnike bazirati na Cell procesoru, Transmeta može da se nada značajnoj zaradi od licenci. Vreme će pokazati koliko će Transmeta uspeti da opstane u surovim tržišnim uslovima, uprkos nesumnjivo naprednim tehnologijama koje poseduje. Licenciranje tehnologije velikim igračima je nešto što uliva nadu, ali bezbroj drugih primera pokazuje da to ne mora da znači i siguran uspeh.

Intel već dugo pokušava da na tržište procesora za mobilne telefone uđe na velika vrata i u te svoje pokušaje ulaže ogromna sredstva, ali do sada nije imao previše uspeha, iako je po pitanju fleš memorija na ovom tržištu veoma zastupljen. Kao i TI, i Intel ima svoje application procesore PX familije, bazirane na jezgru XScale, kao i baseband procesore, dok RF module ne proizvodi budući da ova kompanija u analognoj tehnologiji nema previše iskustva. Kada je integracija u pitanju, Intel veruje da integracija analognog i digitalnog dela u jedan čip još uvek nije ekonomski opravdana, ali je zato odlučio da uz baseband i application procesore integriše i fleš memoriju. Prvenac ove integracije kod Intela, poznat pod imenom Manitoba, objedinjuje procesor XScale na 312 MHz, DSP procesor na 104 MHz i 4 MB fleš memorije, a sve ovo ujedinjeno je 130-nanometarskim proizvodnim procesom. Iako predstavljen davne 2003. godine, čip je prvi put našao mesto u mobilnom telefonu tek ovog meseca kada je Intel sklopio ugovor sa britanskim mobilnim operaterom mmO2, za koji će za sada nepoznata firma proizvoditi „muzičke” mobilne telefone namenjene nemačkom i britanskom tržištu po ne baš niskoj ceni od 200 funti. Interesantno je što je ugovor sklopljen tek kada su Intelovi inženjeri uradili određene prepravke na čipu u skladu sa zahtevima mmO2. U svakom slučaju, to će verovatno biti i kraj Manitobe.

Na greškama napravljenim kod prvog mobilnog procesora Intel je dovoljno naučio, pa za drugu polovinu ove godine najavljuje novu generaciju mobilnih procesora, poznatu pod radnim nazivom Hermon. Ova familija procesora će imati unapređeno jezgro XScale, koristiće napredne tehnike smanjenja potrošnje (kao što je SpeedStep) koje su do sada korišćene kod procesora namenjenih prenosnim računarima. Čip će omogućavati videokonferensing unutar 3G mreža, a posedovaće i poboljšanu podršku za kamere, pri čemu se očekuje da će čip biti u stanju da obrađuje fotografije od dva megapiksela. Uprkos neuspehu Manitobe, Intel je uveren da će do kraja ove godine isporučiti 30 miliona procesora Hermon, a da će se rast prodaje u narednoj godini dodatno ubrzati. Ako se uzmu u obzir procene analitičara koji tvrde da je Intel uložio između četiri i pet milijardi dolara da bi se probio na tržište procesora namenjenih mobilnim telefonima, u ovo ne treba ni sumnjati.

A ARM svima prodaje licence

Najbolji primer da se od znanja može sasvim lepo živeti predstavlja (nekada engleska, a sada multinacionalna) kompanija ARM, čija jezgra čine osnovu najvećeg dela application procesora koji se mogu naći na tržištu, uključujući i Intelove i TI-ove application procesore. Kompanija je devedesetih godina na tržište izbacila prvi jeftini RISC procesor, za koji su licence ubrzo počeli da kupuju mnogi veliki igrači poput NEC-a, TI-ja, Sharpa i Cirrus Logica, da bi do današnjih dana 19 od 20 najvećih proizvođača čipova u nekom od svojih procesora imali za osnovu neko od ARM jezgara. Skalabilnost ARM jezgara dovela je do toga da gotovo da nema oblasti potrošačke elektronike gde u nekom od primenjenih procesora u pozadini ne leži ARM arhitektura. ARM-ova RISC jezgra poseduju veoma kvalitetan skup instrukcija, postoji široka skala jezgara namenjenih najrazličitijim stvarima, efikasna su po pitanju potrošnje energije, a od strane ARM-a izuzetno dobro podržana razvojnim alatima. S pravom se može reći da je ARM u svetu procesora za mobilne telefone, ali i na mnogim drugim tržištima – vladar iz senke.

Dejan STEFANOVIĆ