Ricerca IBM: una nuova tecnologia per realizzare i chip necessari all’Internet di domani

Milano, 10/11/2010 (informazione.it - comunicati stampa - information technology) L’offerta Cu-32 Custom Logic impiega la tecnologia esclusiva IBM – progettata dai centri di Ricerca IBM – per aumentare drasticamente la capacità di memoria e la velocità di elaborazione dei chip utilizzati nelle reti a fibra ottica e wireless ed in dispositivi quali router e switch.

I sistemi che utilizzano i chip realizzati con Cu-32, ad esempio, possono produrre:
infrastruttura cellulare in grado di spostare l’equivalente di un anno di messaggi di testo (sei trilioni, a livello mondiale, nel 2010) in meno di dieci secondi; (1)
la possibilità per un consumatore di scaricare un lungometraggio su uno smart phone in meno di dieci secondi, o una versione in HD in meno di un minuto; (2)
router in grado di eseguire lo streaming di ogni film in meno di un minuto; (3)

Il numero di persone che utilizzano Internet è raddoppiato negli ultimi cinque anni, toccando quota due miliardi nel 2010.(4) Gli smart phone, le console per i giochi, le TV digitali, i dispositivi GPS e i lettori MP3 sono alcune delle soluzioni più diffuse che ormai utilizzano Internet. Mentre l’infrastruttura mondiale diventa sempre più digitalizzata, connessa e monitorata, anche una vasta gamma di sensori machine-to-machine sta iniziando a utilizzare Internet per trasmettere i dati, ad esempio, sul traffico dei pendolari, sul consumo energetico degli edifici o sulla salute dei neonati. I produttori di infrastrutture per le comunicazioni avranno sempre più bisogno di tecnologie di semiconduttori rivoluzionarie, come Cu-32, per tenere il passo con l’esigenza di proteggere, archiviare e movimentare una quantità sempre maggiore di traffico web.

La memoria embedded è la chiave per prestazioni rivoluzionarie
La tecnologia embedded DRAM (eDRAM) di IBM fornisce la memoria dinamica on-chip con la maggiore densità attualmente disponibile, supportando più di un 1 Gb di memoria su di un unico chip. Le prestazioni della eDRAM di IBM sono arrivate a un punto tale da poter sostituire la tradizionale memoria statica (SRAM) on-chip in molte applicazioni, occupando fino al 60% di spazio in meno sul chip e consumando fino al 90% di potenza in meno.
“La tecnologia Cu-32 di IBM combinata con l'avanzata physical IP di ARM consente ai produttori di chip di rendere disponibili rapidamente potenti soluzioni system-on-a-chip”, spiega Simon Segars, executive vice president e general manager di ARM, divisione physical IP. “La nostra collaborazione con IBM permette a entrambe le aziende di promuovere lo stato dell’arte nei semiconduttori embedded a bassa potenza, che contribuiranno a creare le reti della prossima generazione”.
Una suite di nuovi core HSS (High-Speed Serial) fornisce a Cu-32 funzionalità avanzate per collegarsi in rete con più una dozzina di standard di interfaccia diversi. Inoltre, il processo Silicon-on-Insulator (SOI) di IBM contribuisce a migliorare l’efficienza energetica nei chip che usano Cu-32. Dal 1998, anno dell'introduzione della tecnologia SOI IBM, sono stati consegnati più di 100 milioni di chip SOI, che hanno dato vita alle più recenti generazioni di videogame e a un’ampia gamma di nuove applicazioni. Più di venti fra i maggiori produttori di semiconduttori, di strumenti e forniture industriali fanno parte del SOI Industry Consortium e contribuiscono alla definizione delle innovazioni future di questa tecnologia.
“Cresce il numero di utenti mobili e il volume dei dati aumenta quotidianamente, questo vuol dire che il traffico di rete aumenterà a un ritmo esponenziale”, spiega Mark Ireland, VP, Semiconductor Products, IBM. "Cu-32, la nostra offerta Custom Logic più avanzata, con il meglio del settore in termini di eDRAM e collegamenti seriali ad alta velocità, fornirà ai nostri partner il vantaggio di cui hanno bisogno per creare le reti della prossima generazione”.

Caratteristiche tecniche del kit di progettazione Cu-32
I core High Speed Serial (HSS) di IBM possiedono eccezionali caratteristiche di jitter ed un supporto di equalizzazione leader del settore, che migliorano le prestazioni dei sistemi e riducono gli errori. IBM partecipa all’Optical Internetworking Forum ed è alla guida dell’iniziativa per definire standard di interfacciamento per le applicazioni di comunicazione di rete.
Cu-32 offre la prima serie di core HSS del settore nella tecnologia SOI a 32 nm, comprendente:
Core backplane 15G che supporta lo standard Fibre Channel 16G
Core Chip-to-Chip 15G che supporta applicazioni ottiche a bassa potenza e chip-to-chip
Core backplane 28G che supporta lo standard Fibre Channel 32G
Core standard 6G che supporta gli standard PCI-Express Gen1 e Gen2
Core PCI-Express Gen3 che supporta gli standard Gen1, Gen2 e Gen3
IBM, come primo fornitore di tecnologia eDRAM in un sistema di progettazione custom logic, continua ad espandere la propria offerta eDRAM con un compilatore in grado di creare più di 3.000 configurazioni. Questa flessibilità consente di realizzare soluzioni di silicio più intelligenti, con memoria ottimizzata per una vasta gamma di applicazioni, dai server di fascia alta alle applicazioni di networking, ai processori per i giochi.
L’offerta eDRAM di IBM presenta la memoria eDRAM più veloce e più densa del settore, raggiungendo fino a 600 MHz di prestazioni di ciclo random, utilizzando una potenza di standby fino a dieci volte inferiore rispetto alla SRAM convenzionale. La tecnologia eDRAM trench-based è ottimizzata per fornire prestazioni elevate e basso consumo di potenza, evitando molte delle complessità di processo delle celle eDRAM alternative basate su condensatori MIM.
La tecnologia SOI high-k metal gate (HKMG) di IBM può fornire un miglioramento delle prestazioni del chip fino al 25%, un’efficienza energetica fino al 30% superiore, con addirittura due volte la densità rispetto alla tecnologia SOI a 45 nm, consentendo ai chip realizzati con il processo Cu-32 di adattarsi a una gamma ancora più ampia di dispositivi e applicazioni.

I kit di progettazione per librerie di celle standard, compilatori di memoria, eDRAM e standard Fibre Channel HSS di supporto sono disponibili da subito, mentre la disponibilità degli standard HSS supplementari è prevista per la fine del 2010.
L’accreditamento di IBM come Trusted Supplier consente a programmi sponsorizzati da agenzie pubbliche l’accesso all’offerta Cu-32.
Per ulteriori informazioni su Cu-32 e IBM Microelectronics Division, visitate il sito http://www.ibm.com/chips/ Note

(1) Cell phone uses a control channel for call setup. The control channel also provides the pathway for SMS messages. The message flows through the SMSC, then to the tower. ?? 740 Billion text messages (1H09) or 1.5 Trillion messages full-year 2009 (Source: CTIA Wireless Association)
?? 6.1 Trillion text messages WW in 2010 (Source: ITU)
?? Max text message size: 140 Bytes
?? Total # of Bytes transferred
– 1.5 Trillion * 140 Bytes = 210 TB = 1600 TeraBits = 1.6 PetaBits
– 6.1 Trillion * 140 Bytes = 854 TB = 6832 TeraBits = 6.8 PetaBits
?? WW deployment of BTS: ~5 Million
?? WW BTS Downlink capacity: 5 Million * 1 Gbps = 5 Peta-bps
?? WW BTS Uplink capacity: 5 Million * 0.5 Gbps = 2.5 Peta-bps
?? WW Backhaul network capacity: 5 Million * 1 Gbps = 5 Peta-bps
?? End-to-End message transfer time
– Uplink + Backhaul + Dnlink
– 6.8Pb/2.5Pbps + 6.8Pb/5Pbps + 6.8Pb/5Pbps = 2.7 + 1.4 + 1.4 = 5.5 (<10 sec)="">

(2) (3) Every motion picture ever produced to be streamed in less than one minute.
• WW movie production per year: 4,000
• Total movies produced in 100 years: 400K (Upper bound 1M movies)
• 4.4 GB per DVD * 1M movies = 36PetaBits
• Time to stream = 36 PetaBits/ 1Pbps = 36 sec = <1 min="">
?? 4G/LTE-Advance Downlink rate: 1.0 Gbps; MIMO; Single sector
?? 4G/LTE-Advance Uplink rate: 500 Mbps; MIMO; Single sector
?? 4G/LTE Advance Backhaul rate: 1.0 Gbps
?? H.264 (MPEG-4 Part 10) movie
– 2 Hr SD Movie: 1 GB
• Time to download SD movie: 1 GB * 8 bits / 1Gbps = 8 sec (< 10="" sec)="">
– 2 Hr HD Movie: 6 GB
• Time to download HD movie: 6 GB * 8 bits / 1 Gbps = 48 sec (< 1="" min)="">
• H.264 Encoder Data rate: 6-12 Mbps
• 2 Hour HD movie = 2 Hr * 60 Mins/Hr * 60 Sec/Min * 6 Mbps = 5.4 GB

(4) ITU: "The World in 2010"
http://www.itu.int/ITU-D/ict/material/FactsFigures2010.pdf

Per ulteriori informazioni:
IBM Italia
Alessandra Apicella
Tel 02.5962.5460
[email protected]

Pleon
Sara Magri
Tel 02 006629.204
[email protected]