Centrale processor voert veel randfuncties uit; Alles uit het hart

We noemen ze niet zo, maar in feite zijn geluidkaart, telefoonmodem en videokaart randcomputers die hun eigen programma afdraaien. Ze zijn behoorlijk krachtig, want ze moeten gecomprimeerde audio en video zonder vertragingen - real time - weer aanschouwelijk en hoorbaar maken. Een rare situatie. Een 486-processor zou de datapomp-functie van een modem net zo goed kunnen vervullen. Maar nee, gespecialiseerde chips op de modemkaart moeten dat werk klaren.

Leveranciers van randapparatuur, computerchips, PC's en software hebben nog weinig moeite gedaan om via afspraken het rekenhart van PC's efficiënt te gebruiken. Ook Intel vindt dat het tijd wordt om van de PC een evenwichtige machine maken. 's Werelds marktleider in microprocessoren voor PC's begon vorig jaar een omvangrijk programma om rekentaken voor modem, geluid en video geheel of gedeeltelijk door te sturen naar zijn nieuwe Pentium-microprocessor. Pentium is de naam voor de nieuwe '586'-generatie in de rij 286-, 386- en 486-processoren. PC's met een Pentium als rekenbrein moeten communicatiemachines worden, zo verklaarde Intels topman Andy Grove vorig jaar op de computerbeurs Comdex in Las Vegas.

Grove's doel is een bureaucomputer waarop zonder veel extra kosten ook multimedia- en communicatiefuncties mogelijk zijn. Als het aan hem ligt hoeft de computeraar in de toekomst voor het verzenden van faxberichten alleen een softwarepakket aan te schaffen, net zoals hij een tekstverwerkingsprogramma koopt. De eerste PC's die met deze mogelijkheden zijn uitgerust, zullen na de zomer op de markt verschijnen. De besparing zit hem in het overbodig maken van de rekenchips op de insteekkaarten.

Video-compressie

Alles draait daarbij om digitale signaalverwerking. In de vakwereld kort men dat af tot DSP, van digital signal processing. Deze bewerkingen van grote hoeveelheden digitale informatie liggen aan de basis van taken als spraaksynthese en video-compressie of -decompressie. Op insteekkaarten wordt dat werk gedaan door gespecialiseerde, snelle DSP-chips. De Pentium is ook tot signaalverwerking in staat, als je hem met speciale programma's maar vertelt wat hij precies moet doen. Intel noemt deze softwarematige aanpak Native Signal Processing (NSP). Native, omdat de centrale processor de signaalverwerking doet.

De Pentium zal worden ingezet voor functies in parallelle spraak en datamodems (Digital Simultaneous Voice and Data, DSVD). Daarmee kunnen twee bellers hun PC gebruiken om via een analoge telefoonlijn met elkaar te praten en tegelijkertijd bij elkaar op de monitor te kijken. Bijvoorbeeld om een document te bespreken of een spelletje te spelen.

Zulke modems verschijnen inmiddels als speciale insteekkaart en losse modules op de markt, maar er zal ook een goedkopere versie komen voor Pentium-PC's met NSP. DSP-chips zijn daarbij overbodig, want de Pentium-processor zal het gedigitaliseerde geluid comprimeren, het signaal multiplexen met de computerinformatie en vervolgens verpompen via een snelle modemfunctie (28,8 kilobit per seconde).

Ook videotaken kunnen naar het centrale rekenhart. Sega heeft aangekondigd dat er een NSP-versie komt van zijn spelletje met het egeltje Sonic.

Sommige systemen voor videovergaderen maken al gebruik van de rekencapaciteit van de Pentium. De kwaliteit is laag, 8 tot 12 beeldjes per seconde, maar wie beter wil kan extra insteekkaarten kopen. NSP verdeelt het rekenwerk namelijk over centrale processor en DSP-chips. Je kan dus zonder problemen extra rekenkracht bijkopen als je de kwaliteit niet voldoende vindt. De opvolgers van de Pentium, de P6 en P7, zullen met nieuwe rekenkracht de kwaliteit echter drastisch verhogen.

Natuurlijk heb je om te kunnen videotelefoneren nog steeds een microfoon, luidsprekers en een camera nodig, evenals een snelle telefoonlijn. Verder kunnen we niet zonder omzetters: de chips die analoge informatie uit de telefoonlijn, microfoon of video-chip vertalen naar digitale signalen, en omgekeerd. Deze analoog-digitaal-converters zitten nu op elke insteekkaart, maar PC-fabrikanten zullen ze steeds vaker als standaard onderdeel naast de microprocessor op het zogenaamde moederbord monteren. Er zijn al enkele fabrikanten die voor zowel video, geluid als modem één omzetter-chip op de markt brengen. Het resultaat: voor steeds meer toepassingen hoeven gebruikers slechts software te kopen.

Intel zorgt met NSP tegelijkertijd voor standaardisatie. Door nieuwe afspraken met computerfabrikanten en leveranciers van randapparatuur hoopt Intel toekomstige generaties PC's net zo gebruiksvriendelijk te maken als de Macintosh van Apple. Met NSP zullen PC-gebruikers printers en CD-ROM stations kunnen installeren zonder alle ellende met 'dip switch'-instellingen en andere aanpassingen.

Met NSP stelt Intel zijn x86-standaard voor microprocessoren veilig. Dat is voor de gigant van levensbelang, want inmiddels maakt het nauwelijks meer wat uit of je eenvoudige computerprogramma's zoals tekstverwerken of boekhouden op een 386-, een 486- of een Pentium-PC laat draaien. Voor geluid, video en spraaksynthese is echter veel rekenkracht nodig. Door deze veeleisende signaalverwerkingstaken via x86-instructies te laten verlopen houdt Intel de vraag naar nieuwe generaties krachtige processoren in stand. Zo blijft Intels x86-standaard stevig in de markt verankerd. Ook toekomstige generaties Intel-processoren, de P6 en de P7, hebben hun handen vol aan multimedia.

In wezen is signaalverwerking op de centrale processor een omslachtige aanpak. De DSP-functies moeten eerst worden vertaald naar x86-instructies zodat ze 'verstaanbaar' zijn voor de Pentium. Want eigenlijk is deze helemaal niet voor DSP gemaakt. De Pentium en ook de P6 zullen daardoor rekenwerk gaan verzetten dat in feite gemakkelijk door een tien maal kleinere DSP-chip zou kunnen worden gedaan.

In sommige gevallen zal een PC met een 'oude' 386- of 486-processor, met uitbreidingskaarten naar wens, voordeliger kunnen zijn. Aan de andere kant wordt de rekenkracht van de centrale processor steeds goedkoper. Als je toch een Pentium hebt kun je hem net zo goed efficiënt gebruiken.

Najaars-Comdex

Als straks de NSP-publiciteitscampagne losbreekt zal dat wellicht de indruk wekken dat Intel innoverend bezig is, maar eigenlijk sukkelt het bedrijf wat achteraan op het gebied van digitale signaalverwerking. IBM Microelectronics liet tijdens de najaars-Comdex in 1993 al DSP-functies zien op een 95 MHz PowerPC met Windows 3.1. De nieuwe PC's die IBM onlangs lanceerde zijn in staat om video- en modemfuncties naar de centrale PowerPC-processor door te sluizen. Ook Apple heeft een softwarematige versie met lage kwaliteit van het videovergadersysteem Quicktime dat gebruik maakt van het centrale rekenhart in de Power Mac.

Er zijn ook bedrijven die op eigen houtje de kracht van nieuwe Intel-processoren aanwenden voor hun applicaties. AT&T, Phylon en Rockwell maken modems die de datapomp-functie door de centrale processor laten uitvoeren. “En Apple Computer deelde Intel de eerste klap uit. Het verkoopt al maanden de softwarematige Geoport modem die DSP-functies laat uitvoeren op de PowerPC”, zegt Will Strauss, directeur van Forward Concepts, een marktanalysebureau dat is gespecialiseerd op het gebied van DSP. “Je zou dus evengoed kunnen stellen dat Intel zich haast om aan kop te komen van een optocht die al lang begonnen is.”