Dispositivos de efecto cuántico

El plan original de QED era construir un microprocesador MIPS para una computadora portátil. Esto ocurrió durante la iniciativa ACE de Microsoft para brindar soporte a múltiples arquitecturas RISC para su nuevo sistema operativo Windows NT . Empresas de sistemas como DeskStation Technology y fabricantes de placas como ShaBLAMM! Computer estaban desarrollando productos con la esperanza de que las computadoras personales basadas en RISC se popularizaran. Si bien ese mercado nunca se materializó, el primer producto, el microprocesador R4600 "Orion", demostró ser exitoso en varios mercados integrados, como enrutadores de red y máquinas recreativas. Posteriormente, se diseñaron proyectos para empresas como Toshiba e IDT ( R4700 ), IDT y NKK ( R4650 ), SGI y NEC ( R5000 ).

El PowerPC 603q era un microprocesador PowerPC diseñado para Motorola , destinado a los ordenadores personales y consolas de juegos de Apple Computer . Ninguno de estos diseños llegó a comercializarse, por lo que el PowerPC 603q nunca alcanzó la producción en serie.

Varios años después, en un intento por aumentar los ingresos por productos, la empresa se transformó en una empresa de productos que vendía su propia línea de microprocesadores MIPS. En ese momento, la empresa cambió su nombre a Quantum Effect Devices. Después de exitosas presentaciones de productos como el RM5200 y el RM7000, bajo su propia marca "RISCMark", la empresa tuvo su IPO el 1 de febrero de 2000. El precio inicial de las acciones de $16 subió a $56.50 el primer día de cotización. ^{[ 1 ]} La empresa fue adquirida por PMC-Sierra en octubre de 2000; en ese momento, Quantum Effect Devices fue valorada en un intercambio de acciones por un valor de $2.3 mil millones según una estimación. ^{[ 2 ]} La empresa se convirtió en la División de Productos de Microprocesadores de PMC. La adquisición se realizó en la bolsa de valores y fue valorada en $2.3 mil millones. El equipo completó la línea de productos RM9x00 mientras estaba en PMC, pero esa línea de productos no tuvo éxito en el mercado. La mayor parte del equipo de desarrollo del núcleo del microprocesador, derivado de QED, fue despedido en bloque por PMC-Sierra en junio de 2005; los últimos fueron despedidos en enero de 2006.

El nombre de la empresa se atribuyó a Tom Riordan. Él creía que la empresa sobreviviría hasta la época en que las dimensiones geométricas de los semiconductores fueran tan pequeñas que los efectos cuánticos dominarían el comportamiento de los circuitos.

El primer microprocesador de QED fue el R4600. Los fundadores de QED, que ya habían trabajado con el R4000 , consideraron que el dispositivo era demasiado complejo y que una implementación más sencilla ofrecería una mejor relación precio/rendimiento. Por ello, el R4600 es una reimplementación de la arquitectura RISC clásica de 5 etapas con cachés grandes (para la época) . Durante un tiempo, este dispositivo pequeño y económico fue uno de los microprocesadores de mayor rendimiento del mercado. Si bien el mercado objetivo inicial de un ordenador portátil MIPS nunca se materializó, este dispositivo tuvo éxito en varios mercados. Fue el primer procesador RISC utilizado en un router de red de Cisco Systems . También se utilizó en varios juegos arcade de Atari /Midway , como los dos primeros juegos de Killer Instinct . El R4600 fue licenciado por IDT y Toshiba, quienes fabricaron y vendieron los dispositivos.

El R4700 estaba dirigido a SGI , que buscaba un rendimiento ligeramente superior en operaciones de coma flotante . El R4700 mejoró la tasa de repetición de las instrucciones de multiplicación de coma flotante. Este dispositivo se utilizó en la estación de trabajo de gama baja SGI Indy . IDT y Toshiba, fabricantes y distribuidores del R4700, obtuvieron la licencia para su comercialización.

El R4650 fue encargado por NKK , que buscaba una implementación más económica para una consola de videojuegos . El R4650 logró un área de chip más pequeña al reducir a la mitad las cachés, implementando únicamente coma flotante de precisión simple . Este dispositivo fue el primero de QED en implementar las instrucciones de multiplicación y acumulación , lo que permitió funciones de software como softmodem . Este dispositivo se utilizó en el dispositivo original Microsoft WebTV . El R4650 fue licenciado por IDT y NKK, quienes fabricaron y vendieron los dispositivos. El R4640 era el mismo chip, pero con el bus del sistema restringido a 32 bits en lugar de 64 bits.

El R5000 fue encargado por SGI. Este dispositivo duplicó las cachés de instrucciones y datos a 32 KB. Implementó una unidad de punto flotante de alto rendimiento, totalmente segmentada, con capacidad de multiplicación y acumulación, y un divisor SRT. El dispositivo contaba con una implementación limitada de emisión de instrucciones superescalares , en la que se podía emitir una instrucción entera y una de punto flotante en un mismo ciclo. Este dispositivo se utilizó en las estaciones de trabajo de gama baja SGI O2 y SGI Indy . El diseño era propiedad de SGI, que lo licenció a IDT y NEC , y finalmente a Toshiba.

Motorola encargó el PowerPC 603q , cuyo mercado objetivo eran los clientes de bajo coste de Apple Computer , incluyendo un ordenador doméstico para estudiantes y un videojuego para consola doméstica llamado Pippen . El 603q era básicamente la arquitectura R4600 adaptada al conjunto de instrucciones PowerPC . Dado que el PowerPC 603 era entonces el chip más eficiente energéticamente de la alianza AIM , se eligió el nombre de este dispositivo para reflejar sus características de bajo coste y bajo consumo. Tras la cancelación de esos proyectos de Apple, Motorola detuvo el desarrollo del 603q, a pesar de que QED ya había recibido las primeras muestras de silicio y estas eran funcionales.

La serie RM52XX fue la primera línea de productos vendida directamente por QED. El primer modelo de la serie fue una versión de menor costo del R5000 con cachés más pequeñas y una distribución de pines diferente. Los primeros dispositivos RM52X0 tenían cachés de solo 16 KB, mientras que los posteriores dispositivos RM52X1 tenían cachés de 32 KB. Los dispositivos RM523X tenían buses de sistema de 32 bits, mientras que los RM526X tenían buses de sistema de 64 bits. Esta línea de productos tuvo mucho éxito en el mercado de impresoras láser, ganando numerosos clientes entre empresas de impresoras como Hewlett-Packard , Lexmark , Ricoh y Samsung .

La serie RM70XX fue la segunda línea de productos vendida directamente por QED. Implementaba una caché de nivel 2 integrada de 256 KB. El RM7000 fue uno de los primeros microprocesadores en hacerlo, especialmente dentro del segmento de mercado de microprocesadores embebidos. También implementaba la emisión de instrucciones superescalares simétricas con dos unidades de ejecución de enteros. El dispositivo RM7061 era una actualización compatible con pines para la serie RM526X. Esta línea de productos fue una continuación muy exitosa de los productos RM52XX.

La familia RM9x00 fue el primer SOC implementado por QED. El núcleo del microprocesador Apollo, que formaba parte del RM9x00, tenía su pipeline extendido a 7 etapas para permitir frecuencias de operación más altas. Se agregó predicción dinámica de bifurcaciones para mitigar las latencias de bifurcación más largas. Dentro del RM9x00, se utilizaron dos núcleos Apollo para implementar un dispositivo de doble núcleo . Estos núcleos de procesador lograron con éxito su objetivo de frecuencia de operación de 1 GHz . La interconexión del sistema SOC fue un diseño propio con almacenamiento centralizado para las transacciones que fluían a través del SOC. Los periféricos incluían un controlador de memoria DDR , un controlador de bus SysAD, un controlador de bus de arranque, un controlador DMA y un controlador de hipertransporte . Un dispositivo de segunda generación agregó un controlador Gigabit Ethernet , un controlador PCI y coherencia de caché. Esta familia de productos no tuvo éxito debido a su tardía llegada al mercado. La empresa fue financieramente conservadora durante el período previo y posterior a su oferta pública inicial y no dotó de personal completo al proyecto SOC. Una de las razones para vender la empresa a PMC-Sierra fue financiar estos proyectos de SOC. Para entonces, competidores como SiByte ya habían entrado en el mercado con dispositivos equivalentes.