Einen Schritt zurück: Intel, der Larrabee und der Atom Prozessor

Intel arbeitet derzeit an einem neuen Prozessor mit 32 Kernen. Unter dem Codenamen „Larrabee“ wird ein Prozessor entwickelt mit …. Tada … der Pentium (P54C) Architektur Intel hat das Design an das US Verteidigungsministerium verkauft, dort wurde es verbessert und man wollte damit strahlengehärtete Prozessoren entwickeln. Inzwischen hat man beim DoD keine Verwendung mehr dafür (man setzt auf die PowerPC Plattform). Intel hat es zurückgekauft und setzt es nun in dem Prozessor ein. Einige Eigenschaften blieben erhalten, wie das In Order Design (Da heutige Prozessoren mehrere Befehle pro Kern ausführen können, stellt sich die Frage was man macht, wenn ein Befehl von dem Ergebnis des letzten abhängig ist, z.B. dessen Ergebnis braucht. Moderne Prozessoren arbeiten dabei „out of Order“ – sie sortieren die Befehle so um, dass ihre Einheiten möglichst alle beschäftigt sind. Der Pentium arbeitet „In order“. Er musste in diesem Falle warten, bis das Ergebnis vorliegt. Neu ist allerdings die Erweiterung auf 64 Bit und eine Vektoreinheit, die 16 identische Operationen mit einfacher Genauigkeit (32 Bit) ausführen kann. Zusammen mit den 32 Kernen und 2 Operationen pro Taktzyklus erreicht man bei 2 GHz eine Geschwindigkeit von 2 TFLOPs, das ist etwa 70 mal so schnell wie ein heutiger Prozessor von Intel.

Wofür braucht man das? Nun Intel will damit den Grafikkarten Konkurrenz machen. Analog den Rasterprozessoren sollen diese Grafikoperationen wie das Berechnen der Szenen oder das Versehen mit Texturen durchführen. Intel veröffentlichte sogar eine Demo, in der ein älteres Spiel per Raytracing berechnet wird – Ray Tracing ist viel besser parallelisierbar als die heutigen Berechnungen. Es ist aber viel aufwendiger wenn Licht und Schatten, Reflektionen und diffuses Licht dazu kommen. Optisch gibt es nur Vorteile, wenn die Welt sehr viele spiegelnde Oberflächen hat, was eher selten der Fall ist.

Larrabee erreicht bei normalen Grafikprozessoren in etwa die Performance einer 140 Euro Grafikkarte. Es trennt ihn also noch einiges von der Spitzenklasse, obwohl er nominell doppelt so schnell ist wie NVidias und ATI’s Spitzenmodelle. (2 anstatt 1 TFLOP, obwohl diese bis zu 1000 Rasterprozessoren haben). Die Frage ist: Was soll das? Sucht Intel krampfhaft nach neuen Absatzgebieten für seine Chips? Bei den PCs ist es so, dass die QuadCores in der Praxis wenig nutzen bringen. Die wenigsten Anwendungen werden schneller und der Bequemlichkeitsfaktor (Ein Prozessor ist mit Arbeit beschäftigt und der andere für den Anwender verfügbar) ist ja schon beim Dual Core gegeben. Sicherlich sind Spiele die Anwendungen, die heute mit die Spitzenperformance erfordern und bestimmte Spieler geben einige Hundert Euro für eine Spitzengrafikkarte aus. Doch das Groß der PCs arbeitet mit einer OnBoard Graphikkarte oder einem einfachen Modell und braucht nicht die Performance. Bürorechner haben normalerweise keine Grafikkarte (und viele Firmen wollen auch keine dezidierte Karte in den Rechnern) und wenn es nicht das aktuellste Spiel ist, reicht auch ein billigeres Modell. Warum soll also der Anwender einen Chip kaufen, dessen viele Kerne er nur bei diesen Anwendungen ausreizen kann und die sonst langsamer als ein DualCore sind?

Die zweite Neuerung von Intel halte ich für sinnvoller. Es ist der Atom Prozessor. Der Atom Prozessor, den es schon gibt, mit bis zu 1.8 GHz Takt Es ist ein Einkernprozessor ebenfalls im In Order Design. Das besondere: er verbraucht nur 2.5 Watt an Leistung. Damit braucht er keinen Kühler. Gedacht ist er eigentlich für Netbooks, also diese neue Klasse von Mini-Notebooks wie dem EEE-PC. Da erwartet man keine Spitzenleistungen, aber der Akku soll, obwohl er klein ist, lange durchhalten. Das 10″ Medion Notebook, das es kürzlich bei Aldi zu kaufen gab, setzt z.B. den Prozessor ein. Daneben soll er recht preiswerte Boards ermöglichen, für 70 Euro inklusive (fest eingelötetem) Prozessor und damit will man in den Entwicklungsländern mehr Umsatz machen. Möglich ist dies, weil die Chipfläche nur 25 mm² beträgt, das ist ein Viertel bis Zehntel der größeren Brüder. Dafür ist die Performance auch niedriger, in etwa so schnell wie ein Athlon 2000-2500, also etwa das was vor 4 Jahren noch aktuell war. Doch für Windows XP und die meisten Büroanwendungen reicht das.

Ich denke der Atom ist interessanter für viele: Damit kann man lüfterlose Rechner bauen, die ohne den großen Lüfter auch recht kompakt sind. Der Einsatz als PC neben dem Fernseher und der Stereoanlage zum Aufzeichnen und Abspielen von Videos und MP3 wäre denkbar. Bezahlbar wäre es auch. Denn das Board kostet ja nur 70 Euro. Oder ein leiser Büro-PC, denn man hinter den Monitor klemmen oder als Monitorfuß nehmen kann – endlich Schluss mit den großen Desktop Gehäusen. Einige Modelle gibt es schon, aber ich denke es werden mehr werden.

Ich habe vor einigen Jahren einmal den Aufsatz „Die große Mauer“ über die grenzen der Miniaturisierung geschrieben. Vieles was ich angesprochen habe ist mittlerweile eingetreten – Die Taktfrequenz ist seit Ende 2002 nicht mehr bei den Intel Chips angestiegen. Im Gegenteil: Die 3.73 GHz die ein Intel 4 einmal erreichte, schafft heute kein Intel Prozessor mehr. (Power PC erreicht 5 GHz, aber das ist auch eine andere Architektur) Mehr Leistung gibt es nur durch mehr Kerne, da die Grenzen bei der Miniaturisierung noch nicht erreicht sind. Doch Festplatten wachsen schon deutlich langsamer in der Größe. Seit einem Jahr steht der Rekord bei 1 TByte – Es gibt zwar mittlerweile schon 1.5 TByte Platten, doch nur deswegen weil diese mehr Schreiben einsetzen, die Dichte pro Quadratzoll ist kaum angestiegen. Solange die Anzahl der Transistoren immer weiter ansteigt, aber die Taktrate kaum, hat Intel eben nur die Wahl immer mehr Kerne auf einen Chip zu packen oder diese immer billiger zu verkaufen und die Ausbeute pro Wafer zu erhöhen indem der einzelne Chip immer kleiner wird. Das grundsätzliche Problem ist aber, dass es bei dem, was die meisten User machen, keine Möglichkeit gibt dies zu parallelisieren. Es geht bei Videoschnitt, aufwendige Fotobearbeitung und Spielen, doch das ist eben nicht das, was die meisten tun. Für Office und Internet braucht man keine schnelleren Prozessoren. Solange nicht die „Killeranwendung“ vor der Tür steht hat Intel wenig Chancen mit dem Larrabee.