Äskettäin VLSI (Unit of a hedge fund) jätti patenttiloukkauskanteen Inteliä vastaan väittäen, että Intel käytti heidän dynaamista teho- ja suorituskykytekniikkaansa Speed Shiftissä. Miksi dynaamisia tehotiloja käytetään, mikä on Speed Shift ja miksi VLSI uskoo, että kyseessä olevia patentteja on rikottu?
Mitä dynaaminen taajuuden skaalaus on?
Intel 4004:n jälkeen suorittimien kehitys on muuttunut dramaattisesti. Putkilinjauksen käyttöönotto hyödynsi prosessorilaitteistoa paremmin, välimuistin käyttöönotto nopeutti toimintoja pienillä muistialueilla ja lisäytimet mahdollistivat useiden prosessien suorittamisen samanaikaisesti.
Aiemmin suorittimet kiinnitettiin tiettyyn kellotaajuuteen, mikä johti tietyn määrän virrankulutukseen. Kuitenkin prosessorien virrankulutuksen kasvaessa myös parempien lämmönhallintaratkaisujen tarve kasvoi, mikä toi mukanaan tuulettimien käytön jäähdytyslevyissä, jotka voivat olla meluisia. Asiaa pahensi vielä se, että mobiililaitteiden kehitys näki tarpeen yrittää vähentää virrankulutusta mahdollisimman paljon akun käyttöiän säästämiseksi.
Ratkaisu näihin ongelmiin on dynaaminen taajuuden skaalaus, ja tähän tekniikkaan kuuluu prosessorin toimintataajuuden muuttaminen käytön aikana. CMOS-tekniikan kytkentähäviöiden vuoksi CMOS-pohjaisen prosessorin taajuuden kasvaessa myös virrankulutus kasvaa. Siksi, jos taajuutta lasketaan, kulutetun tehon kokonaismäärä pienenee.
Monet eri prosessorikehittäjät käyttävät erilaisia tekniikoita, mutta Intelin käyttämää tekniikkaa kutsutaan Speed Stepiksi. Tässä tekniikassa käyttöjärjestelmä päättää, missä tehotilassa CPU:n tulee toimia, ja ohjeistaa prosessoria, mihin tilaan sen tulee siirtyä. P-tilat osoittavat, missä suorituskyvyssä CPU:n tulee olla käynnissä, ja C-tilat osoittavat, mitä suorituskykytilaa CPU:n tulee tehdä, kun suoritin ei ole käytössä.
Mikä Intel Speed Shift on?
Nykyinen virranhallintaratkaisu on antaa käyttöjärjestelmän päättää, mitä prosessorin pitäisi tehdä. Tämä kuitenkin lisää viivettä, koska kestää jonkin aikaa, ennen kuin käyttöjärjestelmä on vuorovaikutuksessa prosessorin kanssa. Lisäksi käyttöjärjestelmän on pidettävä tarkkaa kirjaa kaikista käynnissä olevista prosesseista ja määritettävä nykyinen kuormitus.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi Intel on kehittänyt uuden järjestelmän, joka on nyt otettu heidän Skylake-arkkitehtuuriinsa nimeltä Speed Shift. Tässä järjestelmässä prosessori päättää, missä P-tilassa sen tulee olla ilman käyttöjärjestelmän häiriöitä. Pohjimmiltaan prosessori näkee, mitä siltä vaaditaan, ja sitten se voi nostaa jännitettä ja taajuutta parantaakseen suorituskykyä tai pudottaa niitä vähentääkseen virrankulutusta. Intelin mukaan uusi järjestelmä ei vain vähennä latenssia 100 ms:sta 30 ms:iin, vaan tarjoaa myös paremman akun suorituskyvyn.
VLSI ilmoittaa Intelin patenttiloukkauksesta
Vuonna 2019 VLSI (hedge fund -ryhmän omistama yksikkö) haastaa Intelin oikeuteen kahden sen omistaman patentin rikkomisesta. US6366522B1 ja US6633187B1. VLSI:n mukaan Intelin Speed Shift -tekniikka rikkoo selvästi ilmoitettuja patentteja, jotka kuvaavat prosessorien itsevalvontaa käyttöä ja skaalaavaa kelloaan ja virrankulutustaan tarpeen mukaan. Maaliskuun 2. päivänä tuomaristo myönsi VLSI:lle 2,18 miljardin dollarin vahingonkorvauksia, ja seuraavat patenttiloukkaustapaukset alkavat pian.
VLSI:n kaksi patenttia ovat hirveän samanlaisia kuin Intelin Speed Shift -teknologia. Lisäksi on myös mielenkiintoista huomata, että termiä "Speed Shift" ei ole suojattu tavaramerkillä, kun taas Speed Step on. Olemme kuitenkin äskettäin todenneet aiemmissa artikkeleissa, kuinka patentit voivat estää teknologista kehitystä, ja VLSI:n hallussa olevat patentit ovat jokseenkin ilmeisiä.
Aluksi SigmaTel jätti molemmat patentit vuonna 2020 (nimi, jota et kuule joka päivä), mutta patenttioikeudet on sittemmin siirretty VLSI Technology LLC:lle. Patentit myönnettiin kahdesta kolmeen vuotta hakemuksen jättämisen jälkeen, ja yksi patenteista, US6366522B1, on nyt vanhentunut.
Tapauksesta tekee mielenkiintoisen, että tehon ja taajuuden kuristuksen käsite on hyvin tunnettu ja laajalle levinnyt, mutta ohjauksen siirtäminen käyttöjärjestelmästä (ohjelmistosta) CPU:hen (laitteistoon) aiheuttaa yhtäkkiä patenttiloukkauksen. Lisäksi on kysyttävä, ovatko patentinhaltijat hyödyntäneet patenttia. Niin oudolta kuin se saattaakin tuntua, patentin hyödyntäminen hyödyttää teollisuutta, koska teknologiaa saa käyttää. Jos se kuitenkin pohjimmiltaan haudattiin, joko tekniikkaa kiellettiin muiden käyttämästä, se oli niin ilmeistä, että kukaan ei edes tiennyt sen olevan patentoitu, tai tekniikka oli yksinkertaisesti tarpeeton ja olennaisesti hyödytön. Joka tapauksessa suuren miljardin dollarin palkinto voitaisiin väittää epäreiluksi, varsinkin kun otetaan huomioon, että yksi patenteista on nyt vanhentunut.
Lue lisää
