Een superprocessor made in Den Bosch

De introductie van nieuwe processoren heeft wel wat weg van haasje-over: amper is de computerwereld aan de ene chip gewend, of de volgende dient zich aan. Onlangs hebben Nederlandse ontwerpers een nieuwe processor geïntroduceerd. Maar de ontwerpers van de 'Imagine', zoals de processor heet, mikken op allesbehalve een kortstondig bestaan.

'Imagine' houdt een belofte in, maar tot dat idee kwamen de ontwerpers van Arcobel Graphics uit Den Bosch eigenlijk pas achteraf. De naam is ook samentrekking van 'Image' en 'Engine'. Daarmee wordt duidelijk dat de processor bedoeld is voor grafische informatie: de real-time opbouw van het computerscherm met beelden van videokwaliteit.

Vier ontwerpers

Het weergeven van allerlei hoge-kwaliteitsbeelden op een computerscherm is in principe geen probleem: wie over een harde schijf beschikt, kan met één druk op de knop prachtige plaatjes oproepen. De problemen beginnen pas als het nodig is om beelden supersnel na elkaar te wisselen en dan ook nog zonder een vaste volgorde. Hierbij valt te denken aan een vluchtsimulator: de stuurknuppel naar rechts levert voor de vlieger een heel ander panorama op dan de stuurknuppel naar links.

In dat soort gevallen komt het aan op rekenkracht: het is nodig objecten te verplaatsen of zelfs te roteren. De huidige processoren kunnen dergelijke processen maar net bijbenen, tenzij ze hun werk in groepjes doen: het zogenaamde principe van de 'parallelliteit'. Snellere, grafische processoren zijn dus gewenst. In een recent nummer van het vakblad Elektronica (94-6) stelt Arcobel Graphics dat de Imagine vijf tot twintig keer zo snel werkt als andere superprocessoren. Zelfs uitschieters rond de factor 100 zouden mogelijk zijn. De exacte snelheidswinst is afhankelijk van het programma.

De Imagine is het werk van slechts vier ontwerpers. Ter vergelijking: Intel laat honderden specialisten aan een nieuwe processor werken. De vraag is hoe het Brabantse bedrijf dit varkentje heeft gewassen. Volgens Arcobel Graphics was de werkwijze simpel: ga uit van 'het punt nul' en laat je niet leiden door bestaande oplossingen, maar houd de bestaande siliciumtechnologie aan. Het blijkt dan dat andere processorfabrikanten mogelijkheden laten liggen.

Een voordeel van de Imagine is dat elke module op deze chip binnen een klokcyclus (de 'hartslag' van een processor) meerdere instructies kan verwerken. Normaal gesproken verwerkt een 32-bit processor een 32-bit getal òf een 8-bit getal in een klokslag. Dit heeft als gevolg dat bij een 8-bit bewerking een deel van de transistoren onbenut blijft. De modulen van de Imagine kunnen echter vier 8-bit instructies tegelijk uitvoeren.

De snelheidswinst van de processor neemt bovendien toe door 'interne parallelliteit'. De geestelijke vader van Imagine, De Vries, heeft alle modulen van de chip zo weten te rangschikken dat ze tegelijkertijd bezig kunnen zijn aan een bepaald grafisch algoritme, zoals het berekenen van schaduwwerking. Weliswaar is dit principe van opdeling niet nieuw, maar het ploegje rond De Vries heeft het probleem van onderlinge verkeersopstoppingen effectief weten op te lossen.

De geestesvader

De geestesvader van de Imagine blijkt niet alleen een man te zijn van de hardware, maar ook van de software. Veel programmeurs klagen dat hun programmeertaal in feite te grof is om precies te bepalen welke transistor waar wat doet op een chip. Hierdoor blijft hardware ongebruikt.

De Vries introduceert met het oog hierop de term 'HISC' (Hierarchical Instruction Set Computer). In een HISC kan een programmeur binnen hetzelfde computerprogramma verschillende detailniveaus hanteren. Hierdoor kan hij in feite zo diep in de computer 'afdalen' als hij maar wil. 'Een programmeur kan binnen twee maanden uit de voeten met de HISC-opzet,' aldus De Vries.