【レポート】

IDF 2013 - 突如現れた低消費電力プロセッサ「Quark」の謎に迫る

1 Quarkの正体に迫る

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IDF 2013の開催初日である9日に行われた、新CEO Brian Krzanich氏の基調講演。その比較的最後の方で突然出てきたのが「Quark X1000」である(Photo01,02)。

Photo01:IoT(Internet of Thing)はこれから急速に伸びるが、その一方で消費電力やコストをかなり低く抑えたプロセッサが求められる

Photo02:「こうしたマーケットに向けた」とするのが、このQuark X1000

基調講演で開示された情報は以下の通り。

  • Quark X1000はQuarkファミリーの最初のSilicon
  • Quark X1000はSoC
  • ダイサイズはラフにいってAtomの5分の1
  • 消費電力はAtomの約10分の1
  • 現在リファレンスデザインを用意している。このリファレンスデザインはIoT(Internet of Things)のEnd Device向けであり、すでに開発コミュニティに提供されている
  • コアはFull-Synthesizable

実際に基調講演の際には実際のシリコン(Photo03,04)やリファレンスボード(Phoot05,06)、さらにはQuarkを利用したアプリケーション例(Photo07)まで示された。

Photo03:Photo02から分かる通り、パッケージはほぼ正方形。で、Krzanich氏の指の幅とパッケージの幅がほぼ同じだから、大雑把に10~12mm角位というところか

Photo04:ダイの大きさはパッケージ幅のほぼ半分といったところに見える

Photo05:リファレンスボードを示すKrzanich氏

Photo06:開発ボードのアップ。拡張カード類はMiniPCIに見える。ほかにUSBとEthernetが実装されているようだが、これらがQuark X1000に直結されているのか、間にコントローラを挟んでいるのかは定かではない

Photo07:いわゆるWellness Deviceなど、省電力・省サイズに加えてConnectivityが求められる用途ということであろう

さて、これは何であろうか? というのが次の質問なわけであるが、Rani Borkar氏(Photo08)からは「Atomファミリーの一種」という、非常に謎の多い返答が返ってきた。

Photo08:Rani N. Borkar氏(Vice President, General Manager, Intel Architecture Development Group)

また、Full-Synthesizableについて、過去には一度45nmのAtomをTSMCで利用できるようにするサービスを行ったものの、利用者がいなかったために1年で打ち切りになった経緯がある。しかしBorkar氏は「あの時と異なり、今ではIoTに向けて業界が盛り上がっており、チャンスがあると考えている」という話だった。そして「誰が」製造するかに関しては、「当面はIntelのIn Houseで考えているが、将来は外部のFoundaryでの製造も考慮する」という答えだった。

公式発表ベースで分かるのはここまでであるが、もう少しいろいろ分かったことがあるので、以下まとめてみたい。

まずQuake X1000のコアの正体であるが、おそらくこれはまだAtomではなく、Claremont(開発コード名)をベースにしたものである。大体コアのサイズがAtomの5分の1という時点で、既にAtomではありえない。

Claremontは2012年のISSCC(International Solid-State Circuits Conference)において、"A 280mV-to-1.2V Wide-Operating-Range IA-32 Processor in 32nm CMOS,"というタイトルで発表したx86プロセッサで、Pentiumのコアを32nmプロセスで製造したものにNVT(Near Threshold Voltage)の技術を使うことで、電源電圧を280mV@3MHz~1.2V@915MHzの広い範囲で動作を可能とした。

消費電力は1.2V@915MHzの際には737mWなのが、280mV@3MHzのケースでは2mWまで減少する(Photo09)。ISSCCにおけるダイの構造はこんな感じ(Photo10)。CPUコアそのものは2平方mmだが、周囲にI/Oエリアやらなにやらがあって、かなりでかいコアになっている。

Photo09:ISSCCにおける同社の発表資料より抜粋。こちらでは500mV@80MHzと1.05V@650MHzの数字が示されている

Photo10:最適化は全然進んでない感じのエリアマップ

次のページ:さらにQuarkの謎に迫る

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(1) Quarkの正体に迫る
(2) さらにQuarkの謎に迫る
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