{"id":10680,"date":"2014-12-20T00:07:35","date_gmt":"2014-12-19T23:07:35","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=10680"},"modified":"2025-06-14T07:36:57","modified_gmt":"2025-06-14T05:36:57","slug":"das-moorsche-gesetz-gilt-noch-immer-oder-nicht-mehr","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2014\/12\/20\/das-moorsche-gesetz-gilt-noch-immer-oder-nicht-mehr\/","title":{"rendered":"Das Moorsche Gesetz gilt noch immer – oder nicht mehr"},"content":{"rendered":"
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So, an dem heutigen Artikel habe ich fast zwei Tage gearbeitet, vor allem daran die ganzen Daten zusammenzubekommen. Entsprechend lang ist er geworden. Ich hoffe ihr weist das zu würdigen.<\/p>\n

Die ct‘ hat wie immer vor Weihnachten ihre Empfehlungen für den „optimalen“ PC (sortiert nach Anwendungen) gegeben. Wie immer gibt es einen Grundlagen Artikel, was man in jeder Preisklasse von Prozessor, Speicher, Festplatte und Grafikkarte erwarten kann. Mich hat zweierlei gestört: das erste war das im Text zwar darauf eingegangen wird, dass sich heute Einstiegsprozessoren und High-end Core i7 in der Singlethreadperformance kaum unterschieden, das sieht man an den Ergebnissen aber kaum. Die Tabellen führen nur Benchmarks von auf mehrere Threads optimierten, fließkommaintensiven Benchmarks. Die in einem früheren Artikel beim Vergleich genutzten Benchmarks wie PC-Marks, die die reale Performance von Anwendungsprogrammen als Basis nahmen, fielen weg,<\/p>\n

Das zweite war dass man die AMD Prozessoren aber auch einige Intel Prozessoren im Low-End als veraltet darstellt. Nun zumindest bei AMD gilt dies im Hinblick auf den Stromverbrauch, weil AMD noch im 28 nm Prozess produziert. Intel hat inzwischen den 14 nm Prozess voll im Griff, das erlaubt es, wenn man gleich viele Transistoren für eine gewisse Funktion braucht, diese auf einem Viertel der Fläche unterzubringen und so den Stromverbrauch deutlich zu senken. Hinsichtlich der für Integeranwendungen wichtigen Leistung hat sich seit Einführung der Core Mikroarchitektur, das ist nun auch schon 7 Jahre her, nicht viel getan, hier gab es nur evolutionäre Veränderungen. Intel hat seit 15 Jahren vor allem an Schraube Fließkommaperformance gedreht, die bei typischen Desktopanwendungen wie Textverarbeitung, Surfen, Mail aber auch Videodekodierung kaum genutzt wird.<\/p>\n

Bevor ich einen Leserbrief an die ct‘ schreibe dachte ich mir, veröffentliche das im Blog, da haben mehr Leute was davon und ich kann weiter ausholen. Zuerst einmal: warum erwarten wie das PCs schneller werden? Grundlage ist schlussendlich das „Moorsche Gesetz“. Gordon Moore prognostizierte 1965 das sich die Anzahl der Elemente auf einer bestimmte Chipgröße alle 12 Monate verdoppelte, später korrigierte er auf 24 Monate, als Ende der Sechziger das Wachstum abflachte das auf 24 Monate.<\/p>\n

Nun ist für den Anwender letztendlich egal, wie viele Transistoren auf ein Die passen. Das hat die Folge, das man den Speicher erweitern kann und er pro Bit immer billiger wird. Solange aber der Rechner nicht schneller wird nützt dem Anwender das nichts (oder was würde ein C-64 mit 8 GByte RAM anfangen können?) Solange die CPU nicht schneller wird, wohl wenig. Aber mehr Transistoren erlauben eine ausgeklügelte Architektur: mächtigere Befehle, Verarbeitung von mehr Daten gleichzeitig, stufenweise Verarbeitung verschiedener Befehle in unterschiedlichen Stadien in mehreren Teilen des Prozesors. Dadurch steigt letztendlich die Geschwindigkeit.<\/p>\n

Moores Gesetz gilt noch immer, auch wenn die Kurve nun etwas abflacht. Was jedoch nicht mehr gilt, ist dass die Geschwindigkeit automatisch ansteigt. Intel wie AMD scheinen einen Endpunkt in der x86 Architektur erreicht zu haben. Die Performance pro Kern steigt seit einigen Jahren nur noch langsam an. Mehr parallel arbeitende Einheiten machen wenig Sinn, wenn sie nicht vollständig ausgelastet werden. Hyperthreading oder SMRT wie Intel es nun nennt zeigt das ja deutlich Hyperthreading simuliert für das Betriebssystem mehr Kerne als es tatsächlich gibt. Mehr Geschwindigkeit erreicht man dadurch, dass die „virtuellen“ Kerne, die von dem Code in einem Thread ungenutzten Funktionseinheiten ausnutzen. Wären diese ausgelastet, so wäre der Gewinn gleich Null. Das Hyperthreading immer effektiver ist (beim Pentium 4 waren es 10-15%, bei Nehalem schon 20% und bei Haswell sind es 30%) liegt daran dass es immer mehr Einheiten für Ganzzahlanweisungen gibt, aber der Code die Parallelität nicht her gab.<\/p>\n

Da ich seit Juli an einer Serie über die x86-Architektur<\/a> arbeite (primär zur eigenen Fortbildung, aber ich hoffe, es nützt auch anderen) habe ich auch Benchmarkergebnisse gesammelt. Es gibt eigentlich nur zwei Benchmarks, die sowohl auf dem 8086 wie auch einem Core 5XXX arbeiten: Dhyrstone und Whetstone. Sie sind sehr alt, mit den entsprechenden Nachteilen, aber Dhrystone korreliert sehr gut mit der Singlethreadperforance auch moderner Anwendungen und Wheatstone sehr gut mit der Fließkommaperformance ohne AVX Unterstützung. Ich habe sie auch gewählt, weil sie beim BOINC Netzwerk Grundlage für die Credits sind die ein Benutzer bekommt. Da ich selbst BONIC installiert habe, kann ich auch leicht den geschätzten Aufwand in GFLOPS durch die verbrauchte Prozessorzeit teilen und komme auf in etwa die gleichen Wert wie bei Whetstone. Die BOINC Ergebnisse publizieren aber viele um anzugeben. Das erlaubt zumindest bei neuen Prozessor eine einfachere Recherche.<\/p>\n

So habe ich folgende Tabelle erstellt. Dazu noch einige Bemerkungen:<\/p>\n