Mikrochip entwickelt Befehlssatz selbst

Das kalifornische Start-Up-Unternehmen Stretch hat mit dem S5000 den nach eigenen Angaben ersten Mikrochip vorgestellt, der seinen Befehlssatz im laufenden Betrieb dynamisch an die jeweiligen Anforderungen anpassen kann.

Der Chip besteht aus einer RISC-basierten Ausführungseinheit und aus einem als „Instruction Set Extension Fabric“ (ISEF) bezeichneten Bereich, in dem abhängig von der Anwendung automatisch die zur Ausführung des Programmcodes effizientesten Befehle erstellt werden. Dazu analysiert ein von Stretch entwickelter C/C++-Compiler den Code auf besonders rechenintensive Bestandteile.

Die ISEF ist über ein 128-Bit-Bussystem mit den anderen Ausführungseinheiten des S5000 verbunden und verfügt über 32 128-Bit-Register. Es handelt sich dabei also um einen voll programmierbaren Coprozessor, der zu jeder Zeit seinen Befehlssatz ändern kann.

„Rechneroperationen, die bislang hunderte oder tausende Instruktionen benötigt haben, können jetzt mit einer erledigt werden“, so Stretch-CEO Gary Banta. Zudem sei es auch möglich, eine Vielzahl von DSP-Prozessoren durch eine Kombination aus entsprechender Software und dem S5000 zu ersetzen. Aufgaben wie die Verschlüsselung von Daten oder das Komprimieren von Videos könnten mit einem einzigen Taktzyklus erledigt werden.

Banta zufolge habe ein mit 300 MHz getakteter S5000 eine höhere Leistung erzielt als normale Prozessoren, die mit 2 GHz getaktet waren. Welche Anwendungen und welche Konkurrenz-Chips zu diesem Test herangezogen wurden, ist jedoch nicht bekannt.

Bei klassischen Prozessoren ist der Befehlssatz durch das Layout der Leiterbahnen festgelegt und kann nicht rekonfiguriert werden. Der CPU-Hersteller Transmeta verwendet in seinen Crusoe-Prozessoren ein ähnliches Prinzip wie Stretch. Der weit verbreitete x86-Befehlssatz ist nicht hardwareseitig festgelegt, sondern wird durch Software emuliert. Im Gegensatz zum S5000 können Transmeta-CPUs ihren Befehlssatz jedoch nicht zur Laufzeit wechseln und der Code wird nicht optimiert. Bislang ist auch nur eine x86-Emulation verfügbar.

Stretch stellt eine Entwicklungsumgebung, die unter Windows oder Linux lauffähig ist, zur Verfügung. Zunächst soll der S5000 zu einem Preis zwischen 35 und 100 Dollar für Video-, Netzwek-, und Sicherheitsanwendungen eingesetzt werden.