Intel: Details zu Larrabee

Erste Einzelheiten zu Architektur und Features von Intels Grafikkarten

Auf der Siggraph, der Messe für Computer-Grafik in Los Angeles, wird Intel am 12. August die „Many-Core“ Architektur mit dem Codenamen ‚Larrabee‘ präsentieren. Erste Details wurden der Presse aber bereits jetzt mitgeteilt. Hinter Larrabee steckt eine hoch-parallelisierte Struktur vieler x86 Prozessoren. Besondere Beachtung findet diese Ansatz deshalb, weil die ersten Produkte auf Larrabee-Basis Grafikkarten sein werden – die ersten Grafikkarten auf Intel-Basis seit langer Zeit.

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Nach Ansicht von Intel benötigt man in Zukunft eine bessere Programmierbarkeit und höhere Parallelisierung. Larrabee sei dafür eine bessere Lösung als die Architektur aktueller Grafikkarten, die durch ihre Fixierung auf Grafik für andere Aufgaben limitiert sind.
Ansätze für die wachsende Parallelisierung und die Nutzung von Grafikkarten für andere Zwecke sieht man allerdings jetzt schon bei aktuellen Modellen von AMD und Nvidia, die über mehr als Hundert Shader Einheiten (Stream Prozessoren) verfügen und diese auch z.B. für Videokonvertierung, Folding@Home, Physikbeschleunigung etc. nutzen.
Heutige Grafikkarten sind deutlich umfangreicher programmierbar als z.B. noch vor acht Jahren, mit Larrabee will Intel noch einen Schritt weiter gehen als AMD und Nvidia. Mit einer Vielzahl von x86 Prozessoren auf Pentium-Basis soll eine voll-programmierbare und flexible Architektur geschaffen werden, die mit der entsprechenden Software auch DirectX und OpenGL und damit aktuelle Spiele und Anwendungen unterstützt. Darüberhinaus ist Larrabee aufgrund der x86-Basis ganz normal wie eine CPU programmierbar (z.B. in C/C++).
Als weiteren Vorteil von Larrabee stellt Intel die typische Belastung (Workload) einer Grafikkarte in einem Spiel heraus. Solch eine gäbe es nämlich nicht. Einige Spiele machen massiven Gebrauch von Pixel Shadern, andere benötigen dagegen mehr Rechenkraft für die Rasterisierung und Tiefentests. Selbst in einem Spiel ändert sich der ‚Workload‘ auf der Grafikkarte von Szene zu Szene. Mit multifunktionalen Kernen wie bei Larrabee soll hier kein Flaschenhals entstehen, weil jeder Kern jede Aufgabe übernehmen kann und z.B. Shader Einheiten nicht brach liegen, weil sie gerade nicht gebraucht werden.

Jeder CPU-Kern von Larrabee entspricht im Großen und Ganzen einem abgespeckten Pentium Prozessor und verfügt über einen integrierten Level-1 Cache. Der Core unterstützt Multi-Threading, 64bit Erweiterungen und Prefetching. Die Kerne sind über einen bidirektionalen, 1024bit breiten Ringbus miteinander verbunden (512bit pro Richtung) und können auf einen Level-2 Cache zugreifen. Der L2-Cache ist partioniert, jedem Kern steht sein eigener Bereich zur Verfügung, trotzdem erlaubt die Struktur auch die Replizierung und den Austausch von Daten unter den Kernen. Darüberhinaus gibt es einige spezielle Logikblöcke für feste Grafikfunktionen wie die Verarbeitung von Texturen und die Pixelausgabe.

Auch die Skalierung von Larrabee soll nach Angaben von Intel sehr effektiv sein. Nach internen Simulationen soll sich die Performance in den Spielen F.E.A.R., Half-Life 2 (Episode 2) und Gears of War von 8 auf 16 auf 32 Kerne jeweils verdoppeln. Beim Sprung on 24 auf 48 Kerne soll die Leistung zwar nicht mehr verdoppelt werden, aber immerhin gibt Intel einen Zuwachs von etwa 80 Prozent an.
Dabei muss man allerdings festhalten, dass es sich noch um eine Simulation handelt. Auf Nachfrage erklärte Intel, dass es sich bei diesen Ergebnissen nicht um Praxistests mit Larrabee Hardware handelt.

Jeglichen Fragen zu kommenden Produkten wie den Grafikkarten und deren Technik weicht Intel momentan noch aus. Man verweist stattdessen darauf, dass jetzt nur die Architektur an sich vorgestellt wird. Wie die Produkte auf Larrabee-Basis später aussehen werden, wieviele Kerne z.B. auf einer Grafikkarte zu finden sein werden, was diese kosten und an Strom verbrauchen werden, ließ man offen.
Die ersten Produkte auf Larrabee-Basis werden laut Intel aber für den Computergrafik-Markt sein. Intel erwartet diese im nächsten oder übernächsten Jahr.

Die Konvergenz der Architekturen
Larrabee Blockdiagramm
Skalierung von Larrabee: Mehr Kerne, mehr Spiele-Power

Quelle: Eigene

Frank Schräer

Herausgeber, Chefredakteur und Webmaster

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