Warum haben Prozessoren so wenige Kerne?

Nächste Woche gibt es bei ALDI einen Tablett-PC mit Achtkernprozessor und auch Intel hat bei den Desktop Exemplaren dieses Jahr mit 6 bzw. 8 Kernen eine Schippe draufgelegt, doch noch immer sind das deutlich weniger als man nach Intels eigenen Angaben erwarten dürfte. Als 2005 die ersten Dualcoreprozessoren eingeführt wurden, verkündete Intel, nun würde sich die Kernzahl alle zwei Jahre verdoppeln. Damit dürften wir 2015 die ersten 64-Kernprozessoren erwarten. Die kommen aber nicht. Nicht das Intel das nicht hinbekommt. Schon 2009 gab es bei der Westmere Generation 10 Kerne, im Einklang mit dem „Gesetz“ (das für 2009 acht Kerne vorhersagte) und heute liegt der Rekord bei den Xeon Prozessoren bei 18 Kernen mit Hyperthreading (36 logische Kerne). Daneben gibt es den Xeon Phi mit 50 Kernen, doch dazu später mehr. Warum aber belässt man es im Desktop-Segment bei zwei oder vier Kernen, wenn doch technisch mehr möglich sind?

Nun es gibt eine Reihe von Gründen dafür. Der erste ist, dass im Desktop-Bereich meist ein Programm mit einem Thread aktiv ist. Andere Threads sind zwar auch vorhanden, arbeiten aber meist im Hintergrund und brauchen oft nur eine geringe Rechenleistung. Daher hat man mehr Arbeit in den Turbo-Boost gesteckt, darunter versteht man dass einer oder mehrere Kerne kurzzeitig eine höhere Taktfrequenz fahren können, wenn die anderen nicht ausgelastet sind. Das erhöht die Singlethreadperformance die im PC-Bereich so wichtig ist.  Es verwundert nicht das Xeon Prozessoren die für Server gedacht sind und damit für Multithreadanwendungen mehr Kerne haben. Continue reading „Warum haben Prozessoren so wenige Kerne?“

Auf zu 10 GHz und mehr

Erinnert sich noch jemand an den Pentium 4? Als er vorgestellt wurde, betonte Intel, dass sein gesamtes Design auf hohe Taktfrequenzen ausgelegt sei. Er hatte eine enorm lange Pipeline, sprich er dekodierte einen Befehl in vielen Takten. er hatte nur wenige Funktionseinheiten, diese sollten aber die Mikro-Ops schnell abarbeiten. Und zuerst sah auch alles gut aus. In zwei Jahren wurde der Takt von 1,2 auf 3,2 GHz gesteigert. Intel präsentierte auf Präsentationen auch Prototypen die mit 5 und 7 GHz liefen (zumindest während der Vorführung). Doch bei 3,8 GHz war Schluss. Was den Träumen von vielen Gigahertz ein Ende bereitete, waren die Leckströme, die bei jedem Umschalten frei wurden und die exponentiell mit der Taktfrequenz anstiegen. Bei einer TDP (Thermal Design Power) von 125 Watt war Schluss. Um die dabei entstehende Abwärme abzuführen, brauchte man sehr große Kühler. Größere waren mechanisch (Zug an dem meist senkrecht aufgehängten Motherboard) wie auch vom verfügbaren Platz nicht in einem normalen PC Gehäuse unterzubringen. Continue reading „Auf zu 10 GHz und mehr“

Ich möchte einen Xeon Phi

Schon in meinen ersten Computerjahren, so Anfang / Mitte der achtziger faszinierten mich Supercomputer. Diese Rechenpower auf kleinstem Raum, die hochgezüchtete Elektronik, wie bei der Cray die superschnelle ECL Logik. Inzwischen haben Supercomputer viel Sex-Appeal verloren. Einige Tausend bis einige Zehntausend PC’s miteinander koppeln kann jeder, okay es sind keine PC’s, sondern Server aber im Prinzip Standard PC Technik. Anstatt einem kompakten Rechner wie der Cray 1, die man notfalls auch als Couch nutzen konnte, füllen heute Supercomputer ganze Hallen und verbrauchen Megawatt an Strom. Für den Earth-Simulator hat man sogar extra ein Gebäude, samt Kraftwerk nebenan, für die Stromversorgung gebaut. Continue reading „Ich möchte einen Xeon Phi“