أجهزة التأثير الكمي

كانت الخطة الأصلية لشركة QED هي بناء معالج دقيق MIPS لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. جاء ذلك خلال مبادرة ACE من مايكروسوفت لدعم بنى RISC المتعددة لنظام التشغيل الجديد ويندوز NT . كانت شركات الأنظمة مثل DeskStation Technology وشركات تصنيع اللوحات الإلكترونية مثل ShaBLAMM! Computer تُطوّر منتجاتها على أمل أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الشخصية القائمة على معالجات RISC شائعة الاستخدام. ورغم أن هذا السوق لم يتحقق، إلا أن المنتج الأول، المعالج الدقيق R4600 "أوريون"، أثبت نجاحه في العديد من أسواق الأنظمة المدمجة، مثل أجهزة توجيه الشبكات وألعاب الأركيد. صُممت مشاريع لاحقة لشركات مثل توشيبا و IDT ( R4700 )، وIDT و NKK ( R4650 )، و SGI و NEC ( R5000 ).

كان معالج PowerPC 603q معالجًا دقيقًا من سلسلة PowerPC ، صُمم خصيصًا لشركة موتورولا ، وكان مُعدًا لأجهزة الكمبيوتر المنزلية وأجهزة الألعاب من إنتاج شركة أبل . لم يُطرح أي من هذين التصميمين في الأسواق، لذا لم يصل معالج PowerPC 603q إلى مرحلة الإنتاج الكامل.

بعد عدة سنوات، وفي محاولة لزيادة إيرادات منتجاتها، تحولت الشركة إلى شركة منتجات تبيع خطها الخاص من معالجات MIPS الدقيقة. في ذلك الوقت، غيرت الشركة اسمها إلى Quantum Effect Devices. بعد إطلاق منتجات ناجحة مثل RM5200 وRM7000، تحت علامتها التجارية "RISCMark"، طرحت الشركة أسهمها للاكتتاب العام في 1 فبراير 2000. قفز سعر السهم الأولي من 16 دولارًا إلى 56.50 دولارًا في اليوم الأول للتداول. ^{[ 1 ]} استحوذت شركة PMC-Sierra على الشركة في أكتوبر 2000؛ في ذلك الوقت، قُدّرت قيمة Quantum Effect Devices في صفقة تبادل أسهم بـ 2.3 مليار دولار وفقًا لأحد التقديرات. ^{[ 2 ]} أصبحت الشركة قسم منتجات المعالجات الدقيقة في PMC. تم الاستحواذ عن طريق البورصة وقُدّرت قيمته بـ 2.3 مليار دولار. أكمل الفريق خط إنتاج RM9x00 أثناء وجوده في PMC، لكن هذا الخط لم يحقق نجاحًا في السوق. تم تسريح معظم أعضاء فريق تطوير المعالجات الدقيقة الأساسي المشتق من شركة QED كمجموعة من قبل شركة PMC-Sierra في يونيو 2005؛ وتم تسريح آخر عدد قليل منهم في يناير 2006.

يُنسب اسم الشركة إلى توم ريوردان. كان يعتقد أن الشركة ستستمر حتى العصر الذي ستصبح فيه أبعاد هندسة أشباه الموصلات صغيرة جدًا لدرجة أن التأثيرات الكمومية ستسيطر على سلوك الدوائر.

كان أول معالج دقيق من إنتاج شركة QED هو R4600. شعر مؤسسو QED، الذين سبق لهم العمل على R4000 ، أن الجهاز الكبير معقد للغاية، وأن تصميمًا أبسط سيحقق نسبة أداء/سعر أفضل. لهذا السبب، يُعد R4600 إعادة تصميم لخط أنابيب RISC الكلاسيكي ذي الخمس مراحل مع ذاكرة تخزين مؤقت كبيرة (بالنسبة لتلك الفترة) . لفترة من الزمن، كان هذا الجهاز الصغير منخفض التكلفة من بين أعلى المعالجات الدقيقة أداءً في السوق. على الرغم من أن السوق المستهدف الأولي لأجهزة الكمبيوتر المحمولة MIPS لم يتحقق، إلا أن هذا الجهاز حقق نجاحًا في عدة أسواق. كان أول معالج RISC يُستخدم في موجه شبكة من Cisco Systems . كما استُخدم في العديد من ألعاب Atari /Midway ، مثل أول لعبتين من سلسلة Killer Instinct . حصلت شركتا IDT و Toshiba على ترخيص R4600، وقامتا بتصنيع وبيع الأجهزة.

صُمم جهاز R4700 خصيصًا لشركة SGI ، التي كانت تسعى إلى تحسين أداء عمليات الفاصلة العائمة . وقد حسّن R4700 معدل تكرار تعليمات ضرب الفاصلة العائمة. استُخدم هذا الجهاز داخل محطة عمل SGI Indy منخفضة التكلفة. حصلت شركتا IDT وتوشيبا على ترخيص R4700، وهما من قامتا بتصنيع وبيع هذه الأجهزة.

تم تصميم شريحة R4650 بتكليف من شركة NKK ، التي كانت تسعى إلى تصميم أقل تكلفة لجهاز ألعاب فيديو . حققت R4650 مساحة أصغر للشريحة بتقليص حجم الذاكرة المؤقتة إلى النصف، مع الاكتفاء بتنفيذ عمليات الفاصلة العائمة أحادية الدقة . كان هذا الجهاز أول جهاز QED يُنفذ تعليمات الضرب والتجميع ، مما مكّن وظائف برمجية مثل المودم البرمجي . استُخدم هذا الجهاز في جهاز Microsoft WebTV الأصلي . حصلت شركتا IDT وNKK على ترخيص R4650، وقامتا بتصنيع وبيع الأجهزة. أما شريحة R4640، فكانت هي نفسها ولكن مع تقييد ناقل النظام إلى 32 بت بدلاً من 64 بت.

تم تصميم جهاز R5000 بتكليف من شركة SGI. وقد ضاعف هذا الجهاز سعة ذاكرة التخزين المؤقت للتعليمات والبيانات إلى 32 كيلوبايت. تضمن الجهاز وحدة معالجة فاصلة عائمة عالية الأداء ومتكاملة مع إمكانية الضرب والتجميع، بالإضافة إلى مُقسِّم SRT. كما تميز الجهاز بإمكانية محدودة لإصدار تعليمات المعالجة الفائقة ، حيث كان بالإمكان إصدار تعليمة عدد صحيح وتعليمة فاصلة عائمة في دورة واحدة. استُخدم هذا الجهاز في محطات العمل منخفضة التكلفة SGI O2 و SGI Indy . كانت شركة SGI هي المالكة للتصميم، والتي رخصته لشركتي IDT و NEC، ثم لشركة Toshiba لاحقًا.

تم تطوير معالج PowerPC 603q بتكليف من شركة موتورولا ، وكان السوق المستهدف هو عملاء شركة أبل ذوي التكلفة المنخفضة، بما في ذلك جهاز كمبيوتر منزلي للطلاب وجهاز ألعاب فيديو منزلي يُدعى Pippen . كان 603q في الأساس عبارة عن معالج R4600 مُعاد تصميمه ليتوافق مع مجموعة تعليمات PowerPC . ونظرًا لأن PowerPC 603 كان آنذاك الشريحة الأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من تحالف AIM ، فقد تم اختيار اسم هذا الجهاز ليعكس خصائصه منخفضة التكلفة واستهلاك الطاقة. بعد إلغاء مشاريع أبل تلك، أوقفت موتورولا تطوير 603q على الرغم من أن شركة QED قد استلمت عينات السيليكون الأولى وكانت تعمل بكفاءة.

كانت سلسلة RM52XX أول خط إنتاج تبيعه شركة QED مباشرةً. وكان أول إصدار من هذه السلسلة نسخةً مُخفّضة التكلفة من R5000، مزودة بذاكرة تخزين مؤقت أصغر وتصميم مختلف للدبابيس. احتوت أجهزة RM52X0 السابقة على ذاكرة تخزين مؤقت بسعة 16 كيلوبايت فقط، بينما احتوت أجهزة RM52X1 اللاحقة على ذاكرة تخزين مؤقت بسعة 32 كيلوبايت. واعتمدت أجهزة RM523X على ناقل نظام 32 بت، بينما اعتمدت أجهزة RM526X على ناقل نظام 64 بت. حقق هذا الخط الإنتاجي نجاحًا باهرًا في سوق طابعات الليزر، وكسب العديد من العملاء لدى شركات تصنيع الطابعات الرائدة مثل هيوليت-باكارد ، وليكسمارك ، وريكو ، وسامسونج .

كانت سلسلة RM70XX ثاني خط إنتاج تبيعه شركة QED مباشرةً. وقد تميزت بذاكرة تخزين مؤقتة كبيرة من المستوى الثاني مدمجة بسعة 256 كيلوبايت. وكان معالج RM7000 من أوائل المعالجات الدقيقة التي حققت ذلك، لا سيما في قطاع المعالجات الدقيقة المدمجة. كما تميزت هذه السلسلة بإصدار تعليمات متناظرة فائقة القياس باستخدام وحدتي تنفيذ للأعداد الصحيحة. وكان جهاز RM7061 ترقية متوافقة مع سلسلة RM526X من حيث التوصيلات. وقد حقق هذا الخط الإنتاجي نجاحًا كبيرًا كامتداد لمنتجات RM52XX.

كانت عائلة RM9x00 أول نظام على شريحة (SoC) تُنفذه شركة QED. تم تمديد مسار معالجة نواة معالج Apollo الدقيقة، التي كانت جزءًا من RM9x00، إلى 7 مراحل لتمكين ترددات تشغيل أعلى. أُضيفت خاصية التنبؤ الديناميكي بالتفرعات لتحسين زمن استجابة التفرعات الطويل. ضمن RM9x00، استُخدمت نواتان من Apollo لتنفيذ جهاز ثنائي النواة . حققت هذه النوى بنجاح تردد التشغيل المستهدف البالغ 1 جيجاهرتز . كان نظام الربط البيني لنظام SOC تصميمًا داخليًا مع تخزين مركزي للمعاملات التي تمر عبر النظام. شملت الأجهزة الطرفية وحدة تحكم ذاكرة DDR ، ووحدة تحكم ناقل SysAD، ووحدة تحكم ناقل الإقلاع، ووحدة تحكم DMA ، ووحدة تحكم Hypertransport . أضاف الجيل الثاني من الجهاز وحدة تحكم Gigabit Ethernet ، ووحدة تحكم PCI ، وتناسق ذاكرة التخزين المؤقت. لم تُحقق هذه العائلة من المنتجات النجاح بسبب تأخر طرحها في السوق. كانت الشركة متحفظة ماليًا خلال الفترة التي سبقت طرحها الأولي للاكتتاب العام وبعده، ولم تُوفر العدد الكافي من الموظفين لمشروع SOC. كان أحد أسباب بيع الشركة لشركة PMC-Sierra هو تمويل مشاريع أنظمة على رقاقة (SoC). في ذلك الوقت، كان المنافسون مثل SiByte قد دخلوا السوق بالفعل بأجهزة مماثلة.