Inflation der Kerne

Inflation der Kerne

Für Intel steht dieses Jahr erst einmal der Umstieg auf einen auf der CPU integrierten Speichercontroller und ein serielles Prozessor-Interface an. Auf dieser mit "Nehalem" eingeführten Core-i7-Baureihe werden alle Intel-CPUs der nächsten beiden Jahre basieren, die aus bis zu acht Kernen aufgebaut sein werden.

Schon 2010 steht dann mit dem Acht-Kern-Prozessor "Sandy Bridge" die nächste Überarbeitung der Prozessorarchitektur an, dann auch bereits mit 32 Nanometer- Prozessortechnologie. Die feineren Strukturgrößen nutzt Intel nach den Vorbild AMDs für einen zusätzlichen Level-3-Cache, der hier aber satte 16 MByte groß sein wird.

AMD hat den Schritt hin zu einem integrieren Memory-Controller schon vor Jahren mit dem Athlon 64 vollzogen, dieses Jahr steht mit den Quad-Core-Prozessoren "Deneb" und "Propus" beim ewigen Zweiten unter den Prozessorherstellern erst einmal der Umstieg auf 45 Nanometer an. 2009 kommt dann mit der Server-CPU "Istambul" der erste Sechskern-Prozessor von AMD.

Intel hat hier mit "Dunnington" zwar beim Rennen um die meisten Kerne die Nase vorn. Allerdings sitzen hier die sechs Kerne nicht auf einem gemeinsamen Die, wie bei AMD, sondern der Prozessor besteht im Prinzip aus drei Dual-Core- Prozessoren der aktuellen "Penryn"-Familie.

Langfristig sind für Intel aber auch 12 oder gar 16 Cores nicht genug. Die Intel-Entwickler arbeiten im Rahmen des Tera-scale-Forschungsprogramms an CPUs mit Hunderten von Kernen, die über ein im Chip integriertes Netzwerk miteinander kommunizieren sollen, das aus Lichtleitern aufgebaut ist. Der Speicher wird direkt auf das Die gepackt, um eine höhere Speicherbandbreite zu erreichen. Ein erster Prototype mit 80 Cores existiert bereits heute.

Allerdings erfordern diese massiv parallel aufgebauten CPUs auch eine neue Art von Software. Das passende Microsoft-Betriebssystem könnte auf der Basis von "Midori" entstehen, einem Forschungsprojekt für einen Windows-Nachfolger, der nicht nur sehr portabel sein wird, sondern auch für Multi- und Manycore-Prozessoren gut geeignet sein soll. Eventuell läuft Midori sogar auf einem via Internet gebildeten Cluster.

CPUs kontra GPUs

Eine erste Frucht aus Intels Tera-scale-Computing-Forschungsprogramm könnte Larrabee sein, die erste diskrete Grafiklösung seit dem 1998 erschienen i740. Larrabee ist im Gegensatz zu den Grafikchips von nVidia und ATI keine GPU im herkömmlichen Sinn, sondern eigentlich eine Multicore- CPU. Die Anzahl der Kerne auf einem Larrabee-Die hat Intel zum Zeitpunkt der Entstehung dieses Artikels nicht bekannt gegeben, zu erwarten sind bis zu 32 Cores.

Die einzelnen Kerne zeigen eine gewisse Verwandschaft zum Pentium 54C und zum Atom. Allerdings hat Intel in den einzelnen Cores leistungsfähige Vektor-Ausführungseinheiten integriert.

Im Vergleich zu den Hunderten von Streaming- Prozessoren auf einer High-End-Karte von nVidia oder den 160 einer ATI Radeon HD4870 sind das zwar nicht sehr viele, aber sie sind komplexer aufgebaut und vielseitiger einsetzbar. Denn der Treiber ist quasi ein Mini-Betriebssystem. Direct3D-oder OpenGL-Instruktionen werden nicht direkt ausgeführt, sondern von einem Software-Renderer.

Daneben kann Larrabee aber auch direkt in C oder C++ programmiert werden – und zwar flexibler als mit nVidias CUDA. Larrabee ist auch eine Reaktion Intels darauf, dass nVidia und ATI in Intels Revier wildern. Denn moderne GPUs beschränken sich längst nicht nur auf bewegte 3D-Grafik, sondern sie fungieren auch als schnelle Coprozessoren, die viele Aufgaben deutlich schneller erledigen als eine Intel-CPU. Beispiele dafür sind sind die Physik-Simulation in Spielen, das Encodieren von HD-Filmen, aber auch wissenschaftliche Anwendungen.

AMD wird den Vorteil nutzen, als einziger Hersteller schon jetzt CPUs und Grafikprozessoren im Portfolio zu haben. "Fusion" soll der erste Chip heißen, der CPU und GPU auf einem Baustein vereint und die GPU auch als Coprozessor nutzen wird. In einem ersten Schritt werden eine Multicore-CPU und die GPU als separate Dies auf einem gemeinsamen Chip sitzen, der "Swift" heißen wird. Später sollen diese Komponenten auf einem gemeinsamen Die vereinigt werden.

Dabei denkt man bei AMD an verschiedenen Kombinationen aus CPUs und GPUs nach, jeweils an den Einsatzzweck angepasst. Fusion soll zunächst in der "Shrike"-Plattform für Notebooks eingesetzt werden. Bei Intel soll die für MIDs bestimmte Atom-Variante mit dem Codenamen "Moorestown" ebenfalls eine integrierte Grafikeinheit besitzen, um so kleinere Bauformen der kleinen Internet-Computer zu ermöglichen.

Ökologie als Mission

Die Computerbranche hat ja dieses Jahr schon auf der CeBIT die Green-IT zum zentralen Thema erklärt, getan hat sich allerdings außer einigen Marketing-Aktionen und der Durchsetzung schon bestehender gesetzlicher Richtlinien zur Vermeidung von Schadstoffen und zum Recycling relativ wenig. Immerhin gibt es inzwischen Ansätze bei Herstellern, für ihre Geräte vermehrt Recyclingmaterial statt Rohstoffe einzusetzen oder gleich ganz auf nachwachsende Materialen zu setzen.

Asus hat ja wenigstens schon einen Notebook-Prototypen präsentiert, dessen Gehäuse teilweise aus Bambus besteht. Beim Energieverbrauch wäre schon positiv, wenn er trotz steigender Leistung der Geräte nicht weiter steigt.

Netbooks oder MIDs sind zwar individuell sparsame Geräte, aber sie ersetzen ja in aller Regel nicht das Notebook, sondern werden zusätzlich in Situationen genutzt, in denen herkömmliche Mobilrechner zu schwer oder unhandlich sind. Auch das Wachstum der diversen Internet-Dienste lässt den Energieverbrauch der gesamten IT-Landschaft derzeit eher explodieren.

Denn MySpace, YouTube, Flickr & Co. benötigen riesige Serverfarmen, um die Daten ihrer User zu speichern. Firmen wie Google oder Microsoft nehmen jeden Monat Tausende neuer Server ans Netz. Hier bleibt zu hoffen, dass die Kombination von Multicore-Prozessoren und Virtualisierung für eine effizientere Nutzung der Rechner sorgen wird, damit der Energieverbrauch nicht ins Unendliche steigt.

Designerträume

Die Computerhersteller geben nur sehr selten Einblick in die Arbeit ihrer Entwicklungsabteilungen, speziell was Projekte für die fernere Zukunft angeht, bei denen die technische Realisierung noch keine große Rolle spielt.

Eine Ahnung, an was in den Laboren der Hersteller derzeit gearbeitet wird, geben aber Designwettbewerbe wie die von Microsoft und der Industrial Designers Society of America (IDSA) ausgerichtete Next-Gen PC Design Competition (www.nextgendesigncomp.com).

Hier findet man Studien wie den "Napkin PC" von Avery Holleman. Bei ihm dient E-Paper als Eingabegerät und Monitor. Bis zu sechs Leute sollen gleichzeitig an Dokumenten arbeiten können, der ideale Rechner für Brainstormings.

Eine Vision eines Mobilrechners für Rucksacktouristen ist "Backpacker's Diary", der sich in der Form an einen Taschenkalender anlehnt und auch als elektronische Karte dient. Auch hier soll ein flexibles Display Einsatz finden. Ein besonderer Clou sind die ausklappbaren Solarpaneele in Folienform, die den Rechner laden, wenn er am Rucksack befestigt getragen wird.

Derartige Rechner sind natürlich erst in einigen Jahren tatsächlich zu realisieren. Sie geben aber einen Eindruck davon, dass man in Zukunft immer mehr spezialisierte Rechner für bestimmte Aufgaben sehen wird, die dann aber natürlich mit anderen Computern Daten austauschen werden. Der PC als Universalgerät wird in Zukunft wohl etwas in den Hintergrund treten.