Mehr Kerne - niedrigere Taktrate

Wolfgang Miedl arbeitet Autor und Berater mit Schwerpunkt IT und Business. Daneben publiziert er auf der Website Sharepoint360.de regelmäßig rund um Microsoft SharePoint, Office und Social Collaboration.
Nachdem das Megahertz-Rennen zwischen Intel und AMD an physikalische Grenzen stieß, dreht sich das neue Duell um die Anzahl der Prozessorkerne. Aktuell ist man bei Quad-Core-CPUs angelangt.

Verkehrte Welt? Seit Jahren haben die Marketing-Abteilungen der Computerindustrie die Kunden auf die simple Megahertzformel konditioniert: höhere Taktfrequenz = mehr Leistung = ein besserer Computer. Mit den im vergangenen Jahr neu erschienenen Mehrkernprozessoren scheinen sich diese bekannten Gesetze plötzlich ins Gegenteil zu verkehren, die Taktfrequenz geht bei neuen Prozessorserien sogar wieder nach unten. So legte Intel beispielsweise bei der Premiere seines ersten Doppelkern-Prozessors "Core 2 Duo E6300" die Latte auf niedrige 1,86 Gigahertz. Und in diesem Jahr sollen Einstiegsmodelle mit einer Taktrate von 1,4 Gigahertz auf den Markt kommen.

Aussteller

AMD Advanced Micro Devices:

Halle 2, Stand C22;

Acer Computer:

Halle 25, Stand D40, (M102);

IBM Deutschland:

Halle 1, Stand F41;

Intel:

Halle 21, Stand B42;

Fujitsu Siemens Computers:

Halle 1, Stand G51;

Sun Microsystems:

Halle 1, Stand A90;

transtec:

Halle 2, Stand C20.

Multikern-Prozessoren

Mehrprozessorsysteme basierten bisher auf Hauptplatinen mit mehreren Sockeln für klassische Einzel-CPUs. Multi-Core-Prozessoren hingegen vereinen zwei, vier oder mehr Recheneinheiten innerhalb eines Prozessorgehäuses und belegen so auf der Hauptplatine nur einen Sockel. Aus Sicht des Betriebssystems spielt das keine Rolle - es nimmt jeden dieser Kerne als eine eigenständige CPU wahr.

Gründe für die Abkehr vom Gigahertz-Wahn gibt es mehrere. Zunächst einmal hatte Intel im Wettrennen mit AMD schlicht zu hoch gepokert, indem es seinerzeit den "Pentium 4" für Taktraten jenseits der 4-Gigahertz-Marke konzipiert hatte. Die physikalischen Gesetze brachten dieses ehrgeizige Vorhaben allerdings schnell ins Stocken, so dass bald nach anderen technischen Neuerungen gefahndet werden musste, um die Kunden bei der Stange zu halten.

Vielfalt als Ausweg

Dem Erzrivalen AMD gelang es zwischenzeitlich, mit der 64-Bit-Erweiterung (x64) in der Gunst der Kunden an Intel vorbeizuziehen, bevor der Marktführer eine nahezu unüberschaubare Zahl an CPU-Erweiterungen ersann, beispielsweise Komponenten für Virtualisierungssoftware oder Multimedia-Heim-PCs (Viiv).

Als Ausweg aus dem Gigahertz-Dilemma hat sich nun die Parallelisierung der Prozessorkerne herauskristallisiert, wie sie zuvor schon IBM und Sun bei ihren Risc-Prozessoren eingeführt hatten. Den Startschuss für diesen neuen Wettbewerb bei PC-Servern hat Marktführer Intel im vergangenen Sommer mit der Einführung der Core-2-Architektur gegeben. Unter dem Label "Core 2 Duo" wurden anfangs je fünf CPUs für Desktops ("Conroe") und für Notebooks ("Merom") in 65-Nanometer-Technik vorgestellt, die laut Hersteller bei 40 Prozent mehr Leistung 40 Prozent weniger Strom aufnehmen (zum Vergleich: Core 2 Duo: 65 Watt, Pentium 4: 95 Watt, Pentium D: 130 Watt).

Strukturbreiten als Vorteil

Bereits im November warf Intel weitere Kerne in die Waagschale und stellte seine erste Vier-Kern-CPU-Serie für Highend-PCs und für Server vor. Die Desktop-Reihe hört dabei auf den Namen "Core 2 Extreme Quad-Core", das Pendant für Server heißt "Quad-Core Xeon 5300". Erzrivale AMD schien von diesem Tempo zunächst überrascht und konnte anfänglich nicht dagegenhalten. Einer der Gründe dafür liegt in einem Rückstand bei der Herstellungstechnik: Intel war bereits im Sommer 2006 in der Lage, Prozessoren in einer verkleinerten 65-Nanometer-Struktur zu produzieren, während AMD erst Ende des vergangenen Jahres diesen Herstellungsprozess beherrschte.

In der Zwischenzeit bemüht sich AMD, wieder mit Intel gleichzuziehen. So wurden soeben modernisierte Doppelkern-Modelle vorgestellt, während man die offene Vierkernflanke derweil mit einem Griff in die Marketing-Trickkiste zu schließen versucht. Hinter der Bezeichnung des brandneuen Quad- Cores "Quad FX" verbirgt sich nämliche eine Pseudo-Vierfach-Lösung, bei der in Wirklichkeit Dual-Core-CPUs zum Einsatz kommen, die paarweise in Doppelsockel-Mainboards gesteckt werden. Vom äußeren Anschein her handelt es sich hierbei also um eine klassische Mehrprozessor-Maschine. AMD trommelt aber bereits jetzt für ein Zukunftsprodukt, das ab Jahresmitte am Markt erhältlich sein soll. Den in Aussicht gestellten Opteron-Quad-Core (Codename "Barcelona") nennt der US-Hersteller mit deutschen Produktionsstätten ganz selbstbewusst den ersten "echten" Quad-Core-Prozessor. Dieser Seitenhieb in Richtung Intel ist durchaus begründet, denn auch dessen aktuelle Modelle entsprechen nicht der reinen Quad-Core-Lehre: Bei seinen derzeitigen Serien integriert der Marktführer nämlich zwei Dual-Core-Chips in einem Prozessor-Gehäuse - immerhin reicht dazu ein CPU-Sockel.

AMD setzt beim reinrassigen Vierkernchip Akzente in Form eines neu entwickelten Crossbar, der als zentraler Austauschknoten für alle vier auf einem Chip zusammengefassten Kerne dient. Das beschleunigt den internen Datenverkehr und ermöglicht unter anderem einen schnelleren Zugriff auf den Hauptspeicher, was laut AMD zu einer doppelt so schnellen Verarbeitung von Daten und Befehlen führt. Intel wiederum wird sich in diesem Prestigeduell wohl keine Pause gönnen - der echte Quad-Core vom Marktführer ist ebenfalls für dieses Jahr angekündigt.

Die großen Hardwarehersteller sind mittlerweile allesamt mehr oder weniger umfassend auf den Quad-Core-Zug aufgesprungen. Dell beispielsweise bietet alle Server mit der Vierfachoption an. Jürgen Kleinheinz, der bei Dell Deutschland das Server-Marketing verantwortet, rechnet damit, dass für viele Anwender ein Umstieg auf Mehrkern-CPUs attraktiv ist: "Der aktuelle Trend zur Virtualisierung von Server-Instanzen wird durch Multicore-Technik noch beschleunigt, weil sich damit auf einer Maschine mehr virtuelle Betriebssysteme als bisher unterbringen lassen."

Lizenzkosten sparen

Ein nicht unerheblicher Aspekt sei außerdem das Thema Softwarelizenzen. Da die meisten Softwarehersteller die Lizenzkosten pro CPU-Sockel berechnen, zeichne sich für Unternehmen hier ein enormes Einsparpotenzial ab. "Hier könnte sich schon bald die nächste Konsolidierungswelle anbahnen", glaubt Kleinheinz.

Auch das Thema Stromverbrauch wird das Multikern-Thema weiter beflügeln. Bereits jetzt arbeiten viele Rechenzentren am Versorgungslimit, und für 2008 prophezeit Gartner, dass rund die Hälfte aller Rechenzentren in puncto Stromverbrauch und Klimatisierung massive Probleme bekommen werden. Da aktuelle Quad-Core-Prozessoren eine deutliche Leistungssteigerung bei gleich bleibendem Energieverbrauch versprechen, dürften sie sich auch für RZ-Modernisierungen empfehlen.

IBM zählt zu den Anbietern, die auf der CeBIT bereits ein umfangreiches Portfolio an Multi-Core-Rechnern vorweisen können. So ist die x-Serie mit dem Modell "x3650" vertreten, dessen zwei Sockel Platz für Dual- oder Quad-Core-Chips bieten. Außerdem kann Big Blue auf der hauseigenen Power-Plattform Quad-Core-Technik liefern. Gut im Rennen liegt der IT-Riese außerdem mit der in Kooperation mit Sony entwickelten "Cell"-Prozessorarchitektur, die beispielsweise in Blades zum Einsatz kommt.

Das Rennen zwischen Intel und AMD bleibt indes spannend. Intel ist mittlerweile bei der Verkleinerung der Strukturbreiten wieder einen Schritt voraus und stellt erste Serien in einem 45-Nanometer-Prozess her, was unter anderem zu einem noch niedrigeren Stromverbrauch führt. Bis Ende 2007 dürften beide Hersteller mit Octo-Core-CPUs auf Basis von zwei Quad-Core-Prozessoren aufwarten. (kk)