Öppen hårdvara

Som så många säger ”Det är häftigt att köra öppet med caben nere”.

Att inbyggda system ofta använder öppen källkod vet jag men hur är det med hårdvaran. Linuxspalten besöker FPGAworld08 som hållits i Lund och Stockholm. Konferensen i Stockholm hölls i Electrums lokaler mitt i den akademiska och kommersiella smältdegel som Kista nu är.

Lennart Lind, konferensgeneral, öppnade FPGA-World med att peka på hur viktigt det är med intryck från den akademiska världen men att man till nästa år gärna ser fler bidrag från industrin.

– I år når vi över 170 besökare här i Kista säger Lennart och ser hur utvecklingen av kraftfulla FPGA-kretsar skapar fortsatt grogrund för konferensen.

Även i den keynote som Xilinx teknikchef dr Ivo Bolsons höll pekades på vikten av det öppna tänkande som finns i den akademiska världen. Öppenhet är på modet även i hårdvaruvärlden.

Bolsons frågade sig ”Var är FPGA på väg och vad är det som driver på utvecklingen”. En FPGA är idag långt ifrån var den var när den introducerades för 20 år sedan. Ändå menar Bolsens att vi bara sett början. 300,000 logiska celler i en FPGA idag kommer redan om fem år vara 2,6 miljoner med flera miljarder transistorer. Även om Moores lag inte skalar på samma sätt som förr så kan man även vänta sig en ökning av klockhastigheten från 300 MHz till 500 MHz till priset av effektförbrukningen. En rimlig gissning är att läckströmmar, ökad arbetsfrekvens och ett ökat antal I/O-portar kommer att, trots reducering av geometrier i kommande processnoder, göra att stora FPGAer kommer att dra 20 till 25 Watt även i morgon.

Det som händer idag och som kommer att ge FPGA ett fortsatt liv är kommunikation menar man på Xilinx.

Det globala Internet ska flytta runt 44 miljarder gigabyte per månad redan 2012 säger Bolsens. En faktor sju mer än dagens internettrafik. För att klara detta behövs högre bandbredd. Det som Bolsons pekade på är att när hastigheten går upp för datatrafiken kommer det per definition också göra att kapacitet för transportnätens pakethantering måste följa med och det är i nätens kraftfulla routrar vi idag hittar många av de riktigt stora projekten. De som kan använda FPGA:er nära nog oavsett kostnad och effektkrav. Prestanda är den enda helt överskuggande drivkraften.

Med terabithastigheter för nätet krävs mer avancerade metoder för trafikhanteringen av datapaket. Virtualisering av nätverket, med möjlighet för dig som användare att specificera trafiksättet, konfiguration ”on the fly”. Något som kommer att ställa helt nya krav på hårdvarulösningar. Ivo Bolsons anser att FPGA-tekniken blir den bro som kommer att kunna binda samman olika typer av höghastighetskommunikation. Utmaningen är att få ut och in data i dessa kommande terakretsar. Vi har ännu inte sett hur I/O hanteringen för Terabit-Ethernet ska se ut på padnivå.

Väljer vi att tro på denna utveckling av internet, på att hela 90 procent av trafiken kommer att bestå av videoströmmar, att mer än hälften av all trafik är ”per to per” är det ”tera” som gäller. För att över huvud taget lyckas hantera framtidens strömmande data blir det krav på 1000 gigaops per sekund som konstruktörerna måste konstruera system för.

När Sun, för många år sedan, formade sin, numera nerlagda, slogan ”The net is the Computer” var man tidig ute. Idag menar företrädare i FPGA-världen att det är just dit vi är på väg. Nätet måste för att vi ska klara framtida krav på bandbredd ges en egen förmåga att behandla och lagra data. Det kan bli ett intressant inlägg i debatten om FRA-lagen. Om data ska ses som allestädes närvarande i en framtid hur ska vi då på ett enkelt sätt lyckas spåra och följa enskilda datapakets innehåll och destination. Kanske din lokala router kommer att vara delaktig i transport av data som hör till någon annan på nätet.

Finns det öppen IP (intellectual property) som går att använda frågar jag Marcus Erlandsson på ORSoC, ett av de företag som inte bara satsat på utan lever på öppenheten och licensfri IP. Han är inte ensam på konferensen att tala om open source men lyser ändå starkast som representant för den öppenhet som jag själv tror på så starkt. Initiativet opencores.org som Markus nu driver tillsammans med Johan Rilegård är en del av den öppna källkodsrörelsen. Här i form av definitioner för hur man programmerar hårdvaran i en FPGA eller ASIC. OpenRISC processorn (OR1200) finns att ladda ner från deras site och är en 32-bitars RISC processor med höga prestanda och den är öppen och helt fri från licenser. Kan man köra Linux på den, frågar jag.

– Självklart, säger Marcus, stöd för 2.4.x har funnits en tid och stöd för 2.6.23 kommer vi att släppa inom kort. Det vi behöver för ett ordentligt genombrott är fler programmerare som skriver drivrutiner.

Med 70,000 besökare varje månad till web-siten opencores.org och omkring 500 aktiva projekt är förhoppningarna högt ställda för framtiden. Med de kraftfulla FPGAer som dr Ivo Bolsons på Xilinx förespår lär ORSoC och den öppna hårdvaran ha framtiden för sig.

För min egen del går jag i väntas tider, dels på en bättre EeePC. Den som heter EeePC 1000 ska ju vara på väg, och Dell har ju släppt en Asus-dödare säger man. Det andra jag väntar på är kameratillverkaren Canons svar på Nikons senaste vidunder D700 med småbildssensor. Ryktet går att brusreduceringen och dynamiken nu skall nå nya höjder.

Filed under: Jan Zettergren, Linuxspalten