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Tips zur Anmoderation:

Ilse und Otto Müller entwickelten folgende Basisinnovationen als erste der Welt:

1968 Nixdorf 820 Bürocomputer - 12bit / Lochkarte (Fakturiermaschine)
1970der erste PC der Welt - 16bit, Byte-Struktur, Magnetbandkassette, Bildschirm, freiprogrammierbar - die auf 8bit abgespeckte Version wurde das Bundesbahnterminal TA 1000 von Triumph-Adler
1976erstes Client-Server-System der Welt bereits im Praxiseinsatz bei Gervais-Danone und Südfleisch
erste grafische Benutzeroberfläche
erstes Multitaskingsystem
1990erster Chip mit kombinierter CISC/RISC-Architektur
1993 erster Chip mit im Befehlssatz integrierter DSP-Funktion
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DER HYPERSTONE

Die hyperstone-Technologie arbeitet mit variabler Befehlslänge, was bedeutet, daß die für hyperstone-Chips compilierten Programme kleiner sind als bei anderen Prozessoren. Die Ausführung der Programme wird dadurch beschleunigt, daß der Prefetch-Mechanismus der Cache- und Stacksteuerung dafür sorgt, daß immer 32bit pro Takt eingelesen und weitergeleitet werden, also bei 16bit Befehlen zwei Befehle pro Takt.

Herkömmliche RISC-Prozessoren erreichen bei einem Großteil ihres Befehlssatzes die Ausführung der Befehle in nur einem Takt.

Während CISC, das Complex Instruction Set Computing, zur Ausführung eines Befehls für komplexe Aufgaben mehrere Takte braucht, benötigt herkömmliche RISC-Architektur, das Reduced Instruction Set Computing, für eine komplexe Aufgabe mehrere Befehle, die in jeweils in einem Takt, insgesamt also auch in mehreren Takten ausgeführt werden.

Der Befehlssatz "klassischer" RISC-Prozessoren beschränkt sich jedoch oft auf die Ausführung sehr einfacher Funktionen, so daß der Vorteil gegenüber der CISC-Architektur, nämlich die Ausführung der Befehle in nur einem Takt, wieder aufgehoben wird.

Der hyperstone mit seiner EFISC-Architektur, dem Enhanced Fast Instruction Set, hingegen braucht auch für komplexe Aufgaben nur einen Takt, so zum Beispiel für ein Multiply-Accumulate also Multiplizieren mit anschließendem Addieren/Subtrahieren.

So kommt es, daß der hyperstone auf seine besondere Art das Versprechen der RISC-Computer einlöst: durchschnittlich ein Befehl pro Takt.

Da der hyperstone-Chip mit seiner EFISC-Architektur neben den Vorteilen von RISC-Rechnern und CISC-Rechnern auch noch DSP-Funktionen integriert, ist er besonders geeignet für Aufgaben der Telekommunikation und für Multimedia-Anwendungen. Ein DSP, also ein Digital Signal Processor, ist eine Recheneinheit, die mathematische Funktionen, die für Telekommunikations- und Multimedia-Anwendungen häufig benötigt werden, besonders schnell ausführt.

Die DSP-Funktion ist beim hyperstone-Chip bereits im Befehlssatz integriert. Das ist deshalb bemerkenswert, weil die meisten anderen Chip-Hersteller den Digital Signal Processor - wenn überhaupt - nur als Coprozessor ins Chip-Layout aufnehmen.

Will ein Programmierer für den hyperstone Anwendungen entwickeln, so kann er das tun, ohne seine gewohnte Programmierumgebung zu verlassen. Ein kleines Board für die üblichen IBM-kompatiblen PCs mit ISA-Bus wird in diesen eingesteckt und läuft als Gast im Rechner in dem mit Windows, Windows NT / UNIX / OS/2 oder anderen Systemen gearbeitet wird - so als programmierte man für Intel-Prozessoren.

Eine Anwendung, die in der Praxis bereits eingesetzt wird, ist die schreiberunabhängige Handschriftenerkennung, die eine 99,9% Erkennungsrate hat und daher zum Einlesen von handgeschriebenen Überweisungsträgern bei Banken zur Anwendung kommt. Bereits der ältere 16bit hyperstone liest 120 handgeschriebenen Zeichen pro Sekunde.

Eine Zusammenschaltung mehrerer 32bit hyperstones schafft bis zu 700 Zeichen pro Sekunde. Möglich wird das Ganze durch Anwendung von intelligenten statistischen Methoden der Firma Recognition in Allensbach am Bodensee, die Millionen von Schriftproben ausgewertet hat. Deren Software läuft auf einem hyperstone etwa 3x so schnell wie auf einem Pentium 90.

IBM in Böblingen benutzt bereits seit drei Jahren ISDN-Boards, die den Vorläufer des hier vorgestellten hyperstone-Chips zur Basis haben. Diese Boards schaufeln mit ihrer Echtzeit-Komprimierung / Dekomprimierung und Verschlüsselung / Entschlüsselung nach dem amerikanischen DES-Standard bis zu 1 Megabit pro Sekunde über einen B-Kanal von physikalisch 64kilobit pro Sekunde und sind damit im Praxiseinsatz im Durchschnitt vier bis fünf mal schneller als die schnellsten ISDN-Lösungen der Mitbewerber.

Die gesamte notwendige Elektronik läßt sich dabei auch auf einer PC-Karte nach dem PCMCIA-Standard unterbringen, die etwa halb so groß ist wie eine Postkarte und in tragbaren Computern verwendet wird. Das funktioniert, weil im hyperstone die Steuerungselektronik für die Speicherbausteine und den Eingabe / Ausgabebereich des Computers bereits integriert, Abwärme und Stromverbrauch äußerst gering sind.

Der neueste hyperstone schafft, weil er keinen Kompatibilitäts-Ballast mit sich herumschleppt wie z.B. Intel-Chips, mit nur 220.000 Transistoren eine Leistung, für die andere Chip-Hersteller Millionen von Transistoren brauchen.

In der Herstellung bedarf es deshalb auch keiner aufwendigen Fertigungstechnologie und so wird durchschnittlich ein Yield erreicht, eine Ausbeute von über 85% bereits auf dem ersten Wafer - oder wie die Ingenieure sagen: beim first silicon. Zum Vergleich: die meisten Chip-Architekten brauchen in der Regel 2 bis 3 Jahre bis Ihre Produkte etwa 50% Ausbeute erzielen. Das Ingenieurteam um Ilse und Otto Müller in Konstanz schafft dies durch den konsequenten Einsatz von HDSL, der Standard-Hardware-Beschreibungssprache, sowie durch ausgefeilte Simulation der späteren Chip-Funktionen.

LINUX, das kostenlose UNIX, läuft auf dem hyperstone genau wie jedes andere Programm, dessen Quelltext in C, C++ oder demnächst JAVA geschrieben ist, sich für den hyperstone eignet. Die Firma hyperstone electronics strebt allerdings den Einsatz Ihres Prozessors im Workstation-Markt zur Zeit nicht an. Die Technologie ist in Asien und den USA bereits im Bereich der embedded Systems eingesetzt, also der Computer, von denen man ständig umgeben ist, ohne es zu bemerken - etwa im Auto oder im Telefon.

Insgesamt läßt sich sagen, daß die hyperstone-Architektur eine höchst bemerkenswerte Entwicklung darstellt, die man nicht aus den Augen lassen sollte, besonders jetzt, wo die Software durch den Internet-Boom eine immer größere Unabhängigkeit von der zugrundeliegenden Computerarchitektur erlangt.
Frank Fremerey

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