Gene Amdahl zet cmos van mainframes op ijs

Prestaties chips twee tot drie keer beter

Commercial Data Servers wil volgend jaar S/390-mainframes op de markt brengen met interne diepvriezende-elementen. Deze koelen cmos-processoren tot cryogene temperaturen (-180 tot -120 °C), waardoor de prestaties van deze chips twee tot drie keer toenemen.

Commercial Data Servers uit Mountain View, Californië, lijkt de wereld op zijn kop te willen zetten. De trend in mainframes is cmos, een chiptechnologie die energiezuinige microprocessoren oplevert waardoor ze bij kamertemperatuur hun werk kunnen doen. Dat maakt ze onderhoudsvriendelijk, ruimtebesparend en bovendien zo'n tien keer goedkoper dan de oude bipolaire (ecl) technologie. Enkele maanden geleden nog koos IBM onvoorwaardelijk voor cmos en zette voorgoed een punt achter zijn watergekoelde systemen op basis van ecl-processoren.
En ineens is daar Commercial Data Servers dat S/390-mainframes wil bouwen op basis van cmos-processoren die bij -180 graden Celsius hun werk doen. De plannen zouden als onbetekenend kunnen worden aangemerkt, ware het niet dat de voorzitter van CDS Gene Amdahl heet. Amdahl, een van IBM's beste mainframe-ontwerpers, zei Big Blue in 1970 vaarwel om Amdahl Corporation te starten (dat inmiddels een dochter is van Fujitsu).

Eigen ontwerp

CDS verkoopt al apparatuur die IBM's verouderde low-end S/390-lijn kan vervangen. Deze CDS 2000 mainframes gebruiken de door IBM ontwikkelde S/390-processoren. De diepgekoelde systemen zullen dezelfde architectuur hebben als de CDS 2000. Die chips zal CDS nu echter vervangen door een S/390-processor naar eigen ontwerp. Door tot -180 °C te koelen zou elk van deze cmos-processoren een kloksnelheid kunnen bereiken van 500 MHz met een prestatie van 260 S/390 Mips. De cryogene temperaturen worden bereikt met zeer compacte Stirling-koelers. Dit zijn kleine diepvriezende elementen die op de processoren kunnen worden aangebracht. Het zijn compacte systemen. Ze werken op stroom en hebben een betrouwbare levensduur van zo'n viereneenhalf jaar. De computers zijn zo compact dat ze gewoon in een kantooromgeving kunnen staan. CDS hoopt de systemen in 1998 te kunnen produceren. Volgens het bedrijf zullen de mainframes slechts een fractie van de prijs kosten van vergelijkbare IBM-machines.

Intel

Het is een bekend gegeven dat de prestatie van cmos-chips verbetert door koeling. Afgelopen februari sloot Intel zijn Pentium II op de waterkraan aan en bereikte zo een kloksnelheid van 400 MHz. 'Door standaard microprocessoren recht-toe-recht-aan te koelen tot -20 °C krijg je al 30 tot 60 keer betere prestaties', zegt Jim Sloan, vice-president marketing van Superconducting Technology uit Santa Barbara, Californië, een bedrijf dat Stirling-koelers produceert. Op de Universiteit Twente doen wetenschappers ook onderzoek naar prestatieverbetering door cryogene koeling.
'Zeer lage temperaturen geven twee tot drie keer betere prestaties', zegt dr.ir. Marcel ter Brake van de leerstoel Lage Temperaturen (Universiteit Twente). De leerstoel heeft contacten met computerbedrijven, maar wil geen namen noemen. Er is een aangepast productieproces nodig voor chips die bij -180 °C kunnen werken. CDS kocht zijn cmos-fabricagelijn van Lockheed Martin die het proces gebruikte voor de productie van chips voor zijn satellieten.