Die zukünftige CPU-Entwicklung bei Intel

14. Juli 2004 / von Leonidas / Seite 1 von 3

Dieser Artikel wird sich damit beschäftigen, was wir in den nächsten ein bis zwei Jahren von Intel an Neuerungen im Prozessoren-Bereich zu erwarten haben. Der kalifornische Hersteller wird in dieser Zeit mehr oder weniger komplett auf DualCore-Architekturen wechseln, zudem wurde die bisherige Roadmap radikal geändert, indem der Tejas-Prozessor gänzlich aufgegeben wurde und stattdessen der Pentium-M ins Desktop-Segment geführt werden wird.

Zuerst wollen noch einmal auf die Situation eingehen, wie sie sich für Intel vor der Entscheidung zu DualCore-Prozessoren darstellte. Ungefähr folgendermaßen sollte die Weiterentwicklung nach dem Northwood-Prozessor vonstatten gehen (Stand Februar 2004):

Wie gut zu sehen, sollte nach den ursprünglichen Planungen die Netburst-Architektur mit den Prescott- und Tejas-Cores noch bis ins Jahr 2006 oder gar 2007 durchhalten. Was danach vom Nehalem-Core zu erwarten gewesen wäre, darüber kann leider nur spekuliert werden. Doch nachdem Intel zuletzt im Jahr 2000 mit dem originalen Pentium 4 Willamette eine generell neue Architektur vorgestellt hat und solche Achitekturen im gewöhnlichen nach 4 bis 6 Jahren abgelöst werden, ist es durchaus eine vernünftige Annahme, den Nehalem-Core als eine völlig neue Architektur anzusehen.

Dies würde auch zu den Intel-Aussagen bei dem Bekanntwerden von AMD´s 64-Bit-Plänen zusammenpassen, wonach Intel seinerzeit einem 32/64-Bit-Mix auf dem Desktop eine Absage erteilte und später mit reinen 64-Bit-Prozessoren den Umstieg auf 64-Bit wagen wollte, zumindestens sah man seinerzeit 64-Bit auf dem Desktop erst in einigen Jahren. Womöglich sollte Nehalem nach den ursprünglichen Intel-Planungen dieser reine 64-Bit-Prozessor sein - dies würde auch zeitmäßig hervorragend zu den damaligen Intel-Aussagen passen.

Aus den vorstehend aufgezeichneten ursprünglichen Intel-Planungen ergibt sich aber auch schon das große Problem dieser Planungen, welche vermutlich auch zu ihrem Sturz führten: Die Taktspirale, welche den bisherigen Pentium 4 Prozessoren noch recht gut getan hat und Intel gute Karten im Kampf mit AMD gab, würde bei den für die Jahre 2005 und 2006 geplanten Taktfrequenzen zu geradezu enormen Leistungsaufnahmen führen. Da der Wechsel vom 130nm auf den 90nm Fertigungsprozeß bei Intel überhaupt nicht zur Senkung der Leistungsaufnahmen beitrug, wie dies normalerweise beim Wechsel auf ein kleineres Fertigungsverfahren der Fall ist, werden die Leistungsaufnahmen zukünftiger Prescott-Prozessoren immer mehr zu einem generellen Problem.

Denn letztlich konnte Intel bisher die Leistungsaufnahme des in 90nm hergestellten Prescott nicht unterhalb der des in 130nm hergestellten Northwood senken: Bei 3.4 GHz verbraucht ersterer 103 Watt, der ältere Northwood hingegen nur 82 Watt. Dies hängt sicherlich auch mit der von 55 auf 125 Millionen deutlich gesteigerten Transistorenmenge zusammen. Dabei handelt es sich zwar größtenteils um Transistoren für den größeren Cache des Prescott-Cores handelt, welche eigentlich nicht so viel Strom verbrauchen sollten, aber der Prescott hat auch viele Transistoren für Logik-Einheiten hinzubekommen: Der hohe Stromverbrauch ist beim Prescott somit Design-bedingt und damit kaum änderbar.

Lange Rede, kurzer Sinn: Die Leistungsaufnahme/Verlustleistungen mussten das ganze Pentium 4 Konzept der hohen Taktfrequenzen zwangsläufig zu Fall bringen. Wenn ein 3.4 GHz Prescott schon 103 Watt verbraucht, dann muß ein Tejas-Prozessor auf 6 GHz schon runde 200 Watt verbrauchen - eine mögliche und zudem wahrscheinliche Steigerung der Leistungsaufnahme durch den Tejas-Core noch gar nicht einmal mitgerechnet. Durch den bei 6 GHz anstehenden 65nm Fertigungsprozeß hätte Intel nachfolgend zwar wohl wieder etwas Luft gewonnen, doch bei den weiter steigenden Taktraten in Richtung der geplanten 9 GHz wäre dann sicherlich auch die 200-Watt-Grenze beim 65nm Prozeß durchbrochen wurden.

Nun sind sicherlich im Laufe der PC-Entwicklung der letzten 20 Jahre ständig die Verlustleistungen gestiegen - eventuell erinnern sich noch einige der älteren Jahrgänge daran, daß CPUs einstmals rein passiv gekühlt wurden und daß allein Festplatten als die Krachmacher im PC-System galten. Doch das Problem an Prescott und Tejas ist wohl deren schnelle, letztlich zu schnelle Steigerung der Taktfrequenzen und damit Leistungsaufnahmen. Den 6-GHz-Tejas peilte Intel immerhin für das zweite Halbjahr 2005 an, also in etwa einem Jahr.

Innerhalb dieser kurzen Zeit ist es wohl unmöglich, heutige PC-Systeme so umzustellen, daß jene plötzlich mit 200 Watt Leistungsaufnahme einer CPU zurechtkommen, anstatt jetzt 100 Watt. Sicherlich gibt es Lösungen dafür (Stichwort Wasserkühlung), doch ob diese so schnell bereit sind für den Massenmarkt, ist eher zu bezweifeln. Zudem hat Intel auch selber schon ausgesagt, in nächster Zeit keine Prozessoren mit über 150 Watt Leistungsaufnahme ausliefern zu wollen.

Nun ist nicht wirklich sicher, ob Intel bei seiner Entscheidung, den Tejas-Prozessor aufzugeben, alles nur von dieser Frage der Leistungsaufnahmen abhängig gemacht hat. Solche Entscheidungen laufen in der Regel wesentlich komplexer ab, auch gibt es innerhalb einer solch großen Firma wie Intel sicherlich mehrere "Fraktionen", welche eventuell anderer Meinung sind bzw. andere Lösungsvorschläge anbieten. Sicherlich wird bei dieser Entscheidung auch mit hineingespielt haben, daß der Pentium-M Core eine überraschend hohe Pro-MHz-Leistung anzubieten hat sowie trotz der Abstammung vom Pentium II/III immer noch bezüglich der Taktfrequenzen mithalten kann, was vorher so keiner erwarten konnte.

Wann genau bei Intel die vorstehend skizzierte Roadmap umgestoßen wurde, ist nicht bekannt. Erste Gerüchte über einen Pentium-M Nachfolger für den Desktop gab es bereits im März. Daß damit aber gleichzeitig auch die komplette Aufgabe des Tejas-Projekts gemeint war, kristallierte sich erst im Mai heraus und wurde dann auch von Intel offiziell bestätigt. Gleichzeitig stellte man seine neue DualCore-Strategie vor, ohne aber offiziell etwas dazu zu sagen, auf welcher Prozessoren-Architektur diese aufbauen soll.