Mehrkerntechnik beendet Taktrennen

04.06.2006
Von Holger Henning und Jan Heichler

Hightech für den Alltag

Die Idee der Multiprozessortechnik ist dabei keineswegs neu. Sie wurde bereits vor Jahrzehnten in Mainframes oder spezialisierten Hochleistungsrechnern eingesetzt und ist im Segment der leistungsstarken Server-Boliden seit zwei Jahren Standard. Neu ist allerdings, dass die Mehrkern-Prozessoren nun in das Alltagsgeschäft der x86-Server, Desktop-PCs und Notebooks drängen. Anstatt sich zu immer neuen Höchstmarken bei der Taktrate zu treiben, werden AMD und Intel künftig die Auseinandersetzung auf dem Feld der "Kern-Kraft" suchen.

Player, Produkte, Pläne

Von den einstigen Plänen zu Prozessoren mit einer Taktrate von 10 Gigahertz und höher will heute niemand mehr etwas wissen. Stattdessen setzen Intel und AMD seit rund einem Jahr auf die Karte des Mehrkern-Prozessors. Sie folgen damit einer Entwicklung, die IBM 2001 mit zwei Kernen im "Power-4-Chip" auslöste und die ihren aktuellen Höhepunkt im "Ultra-Sparc T1" (mit acht Kernen und jeweils vier Threads) von Sun findet. AMD und Intel traten 2005 erstmals mit eigenen Doppelkern-Angeboten auf, wobei AMD in puncto Markteintritt stets die Nase ein wenig vorne hatte. In schneller Folge wurden die Doppelkern-Chips auf Basis von Xeon (Server), Pentium D (Desktop), Athlon 64 x2 (PC) und Opteron (Server) eingeführt.

AMD wartete von Beginn an mit einem eleganter anmutenden Design als Intel auf, da bereits das Zusammenspiel der zum jeweiligen Kern zugehörigen Cache-Speicher über einen Crossbar-Switch erfolgt. Dieser regelt zugleich den Zugriff auf den Memory-Controller und die Hyper-Transport-Technik für andere I/O-Aufgaben.

Intels erster Doppelprozessor-Entwurf handelte sich den Vorwurf des Quick-and-dirty-Designs ein. Der Grund: Die jeweils mit einem L2-Cache ausgestatteten Kerne eines Sockels teilen sich wie siamesische Zwillinge einen Frontside-Bus. Die ersten Dualcore-CPUs "Smithfield", "Paxville" und "Dempsey" folgten alle diesem Konzept. Mit dem Core Duo für Laptops ("Yonah"), der auch in den neuen Apple-Laptops genutzt wird, wechselte Intel zu einem gemeinsamen L2-Cache.

Auf dem jüngsten Developer Forum in San Francisco stellte der Hersteller nun die lang erwartete neue Mikroarchitektur vor. Diese folgt dem Vorbild von Yonah und stattet die Prozessoren mit einem gemeinsamen, bis zu 4 MB großen L2-Cache aus, der den Kernen dynamisch Platz zuweisen kann. Noch in diesem Jahr sollen auf Basis der Core-Mikroarchitektur Prozessoren für die Bereiche Desktop ("Conroe"), Notebook ("Merom") und Server ("Woodcrest") eingeführt werden. Für 2007 ist mit "Covertown" ein erster Quadro-Kern-Prozessor geplant, der zwei Doppelkern-Prozessoren über einen schnellen Frontside-Bus bündelt.