Intel CPU mit 80 Kernen

Prototyp verbraucht erstaunlich wenig Energie bei hoher Rechenleistung

Auf dem Intel Developer Forum im letzten Herbst hatte Intel bereits bekannt gegeben, den Prototypen eines Prozessors produziert zu haben, der über 80 Kerne verfügt. Man vermutete, dass so eine CPU den Stromverbrauch einer kleinen Stadt besitzt. Weit gefehlt, wie Intels Technologiestratege Manny Vara jetzt erklärt hat. Der Energiebedarf des 80-Kern-Prozessors liegt sogar noch unter dem heutiger Quad-Core CPUs.

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Intel nennt die 80-Kern-CPU „Tera-Scale Teraflop Prototype“ aufgrund der Rechenleistung im Teraflop-Bereich. Der Prototyp wurde angefertigt, um die Kommunikation vieler Kerne miteinander zu testen. Er dient vorerst nur zu Forschungszwecken und es fehlen noch einige notwendige Funktionalitäten, aber nach Angaben von Manny Vara wird Intel in fünf bis acht Jahren in der Lage sein, einen Chip mit 80 Kernen zu produzieren. „Wir machen das als Test“, führte Vara aus. „Unsere Wissenschaftler haben allerlei verschiedene Ideen und wir mussten diese mal austesten anhand eines Stücks Silizium. Wir wissen nicht, ob es funktioniert bis wir es gebaut haben, also haben wir es gebaut und dann auf Teufel heraus getestet.“
Nach Angaben von Vara verbraucht der 80-Kern-Prozessor weniger als 100 Watt. Ein Intel Core 2 Duo (2 Kerne) liegt bei 60 bis 70 Watt und ein Core 2 Quad (4 Kerne) bei 105 bis 130 Watt. Da der Prototyp noch nicht über die komplette Funktionalität eines Systemprozessors verfügt, ist der Stromverbrauch natürlich noch nicht endgültig definiert, aber trotzdem erstaunlich niedrig angesichts von Leistung und Architektur.
Manny Vara betont, dass die Energieeffizienz einen großen Teil dieses Forschungsprojekts einnimmt und erklärt einige der Hintergrunde. Die einzelnen Kerne des Prototypen seien nicht vergleichbar mit heutigen CPU-Kernen. „Die neues Cores werden sehr viel einfacher sein“, meinte Vara. Man teilt die einzelnen Aufgaben des Computers in kleine Teile und ordnet jedem einem Kern zu. „Selbst wenn die einzelnen Kerne einfacher und langsamer sind, man hat sehr viel mehr davon, deshalb bekommt man eine höhere Performance. Jeder Kern einer aktuellen Quad-Core CPU ist für sich gesehen leistungsfähiger als einer der 80, aber mit dem 80-Kern-Chip erzielt man viel mehr Performance bei weniger Strom, weil man viele hat, die bei geringerem Takt laufen. Man verwendet nur die Kerne, die man benötigt. Es ist ‚Performance on demand‘. Wenn man mehr Leistung braucht, werden mehr Kerne ‚aufgeweckt‘, und wenn man fertig ist, gehen sie wieder schlafen.“
Außerdem ist mit den vielen Kernen das „Core hopping“ möglich, wie Manny Vara es nennt. Wenn ein Teil der CPU zu heiß wird, werden die Aufgaben der betroffenen Kerne zu anderen Kernen in einem anderen Teil des Chips verlagert. Das wird die Hitzeentwicklung senken.
Eine entscheidende Frage ist bei so vielen, einfach aufgebauten CPU-Kernen, wie diese zusammen arbeiten und miteinander kommunizieren. Nach Angaben von Manny Vara war das eine schwere Aufgabe. „Was wir tun ist, wir entwickeln ein Netzwerk im Chip. Heute hört man über High-Performance Computing und man hat diese großen, fetten, super-leistungsstarken Server und sie sind alle miteinander vernetzt. Wir versuchen quasi genau das, aber auf einem Chip“, erklärt Vara. „Wir erstellen praktisch ein Netzwerkraster, damit jeder Kern mit den anderen und mit dem Rest des Systems kommunizieren kann. Die Kerne werden wissen wollen, was die anderen Kerne tun, so dass sie nicht untereinander streiten.“
Vara fügte außerdem hinzu, dass ein solcher Multi-Kern-Chip nicht viel größer sein wird als ein typischer Prozessor von heute. Der Prototyp misst angeblich 302,5mm², was nur 17mm² mehr ist ein Kentsfield (Core 2 Quad in 65nm).
Obwohl es bis zur Marktreife des 80-Kern-Chips noch fünf bis acht Jahre dauern wird, sollten IT-Manager nach Angaben von Manny Vara Ausschau halten nach „anderen Versionen“ von Quad-Core CPUs. Eventuell kommen auch neue „Interim Chips“, bei denen komplexere Kerne mit einfachen Kernen kombiniert werden.

Quelle: EETimes

Frank Schräer

Herausgeber, Chefredakteur und Webmaster

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