Mehrkern-Prozessor Tausend Knechte rechnen
Die Prozessoren der Zukunft werden nicht mehr schneller sein – aber dafür mit unzähligen Herzen schlagen.
© Yoshikazu Tsuno/AFP/Getty Images
Die Chips auf diesem Wafer, also dieser Grundplatte zur Produktion, gelten als wahnsinnig schnell, sie vereinen acht Kerne in sich
Die Zukunft des Computers ist groß und laut – auf den ersten Blick: Breit wie ein Backblech ist die Platine, auf der Ingenieure ihre neueste Errungenschaft montiert haben. Damit bei der Präsentation im Braunschweiger Forschungslabor nichts schiefgeht, kühlen zwei lärmende Lüfter den zuvor streng geheimen Prozessor. Im Hintergrund röhrt ein Hochleistungsnetzteil.
Doch der neue Chip, gut versteckt unter einem massiven Kühlkörper, ist weder Riese noch Hitzkopf. Er ist auch nicht ein Chip, sondern 48 Chips in einem: Auf einer Fläche von 576 Quadratmillimetern hat Intel vier Dutzend Rechenkerne untergebracht – ein jeder so stark wie ein alter Pentium-Prozessor, das Arbeitspferd in unzähligen PCs weltweit. Unabhängig voneinander können die 48 Minicomputer anfallende Rechenaufgaben lösen. »Parallelisierung« nennt sich das Prinzip; es elektrisiert derzeit die Prozessorbranche. Höhere Geschwindigkeiten, weniger Stromverbrauch und bislang undenkbare Anwendungen scheinen auf einmal in Reichweite zu liegen – sofern die Programmierer mit der neuen Vielfalt klarkommen.
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Drei Jahrzehnte lang vertraute man auf simple Rezepte, um Prozessoren mehr Leistung zu entlocken: erstens immer mehr Transistoren auf eine immer kleinere Fläche packen. Zweitens die Taktfrequenz, also die in der Einheit Hertz angegebene Zahl der Schaltprozesse pro Sekunde, nach oben schrauben. »Vor etwa acht Jahren wurde allerdings klar, dass wir uns mit den immer höheren Frequenzen in eine Sackgasse manövriert hatten«, sagt Joseph Schütz, Leiter der Mikroprozessorforschung bei Intel. Chips mit mehr als vier Milliarden Hertz (4 Gigahertz) erzeugen so viel Abwärme, dass man auf ihnen Spiegeleier braten könnte.
Um trotzdem die Rechenleistung weiter zu steigern, begannen Hersteller, Prozessoren zu Rechenwerken zu kombinieren. In vielen PCs arbeiten bereits zwei, drei oder sogar vier Rechenkerne. Dabei soll es aber nicht bleiben. »In Zukunft kann ich mir Systeme mit hundert oder auch tausend Kernen vorstellen«, sagt Schütz.
Der neue Prototyp soll den Weg dorthin ebnen. Wie, zeigt das Apfelmännchen – eine farbenfrohe und extrem rechenaufwendige Fraktalgrafik. Entwickler Michael Riepen startet das Programm, zunächst nur mit 24 der 48 Recheneinheiten. Ein Kern übernimmt dabei das Kommando und lässt die Kollegen das Bild Zeile für Zeile berechnen. Ist ein Chip fertig, bekommt er vom Chef eine neue Aufgabe zugewiesen. Nach einigen Sekunden erscheint das Fraktal auf dem Bildschirm. Beim zweiten Versuch, nun mit allen 48 Kernen, klappt das fast doppelt so schnell. »Das Ganze funktioniert deshalb so gut, weil der erste Kern alle anderen optimal beschäftigt«, sagt Riepen.
Die kurze Demonstration zeigt noch einen weiteren Vorteil der Parallelisierung: Beim Einsatz von 24 Kernen benötigt das Testsystem etwa 70 Watt, bei vier Dutzend steigt der Stromverbrauch nur leicht auf 92 Watt. Je mehr Kerne gleichzeitig arbeiten, desto effizienter die Berechnung.
Jedenfalls in der Theorie. In der Praxis klappt das nur bei Anwendungen, die sich in viele Einzelaufgaben zerlegen lassen. Und bei Software, die das auch unterstützt. »Die heutigen Betriebssysteme werden mit der Hardware von morgen nicht mehr funktionieren«, warnt Timothy Roscoe von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich. Unzählige, teils unterschiedliche Kerne, die zum Stromsparen mal aus- und dann wieder eingeschaltet werden können, überfordern jedes gängige Betriebssystem.
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- Datum 22.12.2009 - 18:33 Uhr
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- Serie Technik im Trend
- Quelle DIE ZEIT, 17.12.2009 Nr. 52
- Kommentare 13
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Also bitte gründlich recherchieren - ja Photoshop CS4 kann den GPU (Grafikkarte) nutzen - aber...
Soweit ich bischer festellen konnte nur bei HDRs oder 3D Grafiken, zoomen und eventuel rotieren.
Viele Funktionen in Photoshop übernimmt noch immer der CPU.
Achten Sie auf Ihren Ton! Oben wurde nichts gegenteiliges behauptet!
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Natürlich musste sich die Wissenschaftler und Ingenieure etwas ausdenken, um der Gigahertz-Sackgasse zu entkommen. Das die Entwicklung auf Parallelisierung setzt, war abzusehen. Eine weitere Möglichkeit, die Rechenleistung zu steigern, wäre die schnelle Hardware des Anwenders in Zukunft sogar nur auf Eingabe- und Ausgabegeräte beschränken. Der Prozessor kommt mit sehr geringer Leistung aus, weil die Rechenarbeit im Netz von Servern erledigt wird.
Aber Vorsicht!
Viele Menschen, vor allem ältere, trauen sich nicht, mit dem Computer zu arbeiten, weil er ihnen zu kompliziert ist. Jeder Anwender kennt die Tücken des Computers: Der Drucker arbeitet nicht mehr, die Verbindung zum Internet ist nicht mehr vorhanden, die Tastatur spricht nicht mehr an, die Bildschirmanzeige streikt oder der PC fährt gar nicht mehr hoch und zeigt seinem Benutzer als Erklärung kryptische, unverständliche Fehleranzeigen.
Zum Beispiel ist während des Schreibens der Button "Abschicken" verbasst. Beim Aktualisieren der Seite ist der komplette Text verschwunden. Das sind alltägliche Tücken!
Es wäre wünschenswert, wenn die Entwickler mehr Zeit für die Betriebssicherheit und einfache Bedienbarkeit der Computer investieren würden, wenn der Benutzer bei Fehlern auf die Selbstdiagnose und Selbstreparatur des Computers setzen könnte und der Anwender sich nicht mehr mit Treibern und Registry-Einträgen auseinandersetzen müsste. Das wäre ein echter Fortschritt!
Da ist mir derlei noch nie passiert ^^
Darüber hinaus ist das halt immer der Spagat. Der Durchschnittskonsument verlangt, warum auch immer, nach "Komplettsystemen" die tausend Dinge können die sie zwar nie nutzen, aber sie "könnten" es ja mal nutzen wollen. Das ist so als ob man sich als Single anstatt einer Eigentumswohnung ein Einfamilienhaus mit 4 Kinderzimmern kauft, man "könnte" diese ja mal brauchen. Dementsprechend steht die Industrie vor dem Dilemma möglichst viele Funktionen mit möglichst hohen Leistungsdaten zu möglichst niedrigen Preisen anzubieten. Dass da die Qualität schnell leidet ist abzusehen. Gleichzeitig motzen zB Windows User immer wie überteuert ein Mac doch sei, haben aber ständig Probleme mit Windows...während ich seit meinem Umstieg auf meinen Mac keine einzige komische Fehlermeldung, geschweigedenn eine "Absturz", mehr hatte. Das ist keine Schleichwerbung sondern eben meine Anwendererfahrung. Ein Mac ist also nicht "überteuert", da die Preis-Leistung in meinen Augen absolut stimmig ist. Aber die meisten Konsumenten bedenken das nicht, die sehen im Elektromarkt nur angepriesene Megahertz und einen Preis daneben auf einem Schildchen.
Da ist mir derlei noch nie passiert ^^
Darüber hinaus ist das halt immer der Spagat. Der Durchschnittskonsument verlangt, warum auch immer, nach "Komplettsystemen" die tausend Dinge können die sie zwar nie nutzen, aber sie "könnten" es ja mal nutzen wollen. Das ist so als ob man sich als Single anstatt einer Eigentumswohnung ein Einfamilienhaus mit 4 Kinderzimmern kauft, man "könnte" diese ja mal brauchen. Dementsprechend steht die Industrie vor dem Dilemma möglichst viele Funktionen mit möglichst hohen Leistungsdaten zu möglichst niedrigen Preisen anzubieten. Dass da die Qualität schnell leidet ist abzusehen. Gleichzeitig motzen zB Windows User immer wie überteuert ein Mac doch sei, haben aber ständig Probleme mit Windows...während ich seit meinem Umstieg auf meinen Mac keine einzige komische Fehlermeldung, geschweigedenn eine "Absturz", mehr hatte. Das ist keine Schleichwerbung sondern eben meine Anwendererfahrung. Ein Mac ist also nicht "überteuert", da die Preis-Leistung in meinen Augen absolut stimmig ist. Aber die meisten Konsumenten bedenken das nicht, die sehen im Elektromarkt nur angepriesene Megahertz und einen Preis daneben auf einem Schildchen.
Achten Sie auf Ihren Ton! Oben wurde nichts gegenteiliges behauptet!
Mein sehnlichster Weihnachtes-Wunsch wird endlich wahr.
Künftig brauche ich mich nicht mehr in einer Kabine in den neuen Anzug zwängen.
Ein Klick auf die Maus und schon dreht er mit mir eine Runde, flach auf dem Schirm vor mir, und ich bleibe doch fett im Sessel sitzen.
Schöne Erfindung.
Gruß Max Stockhaus
theoretisch die GPGPU-Lösung zunächst einmal die Nase vorn hat,weil im Grunde die Hardware schon in jedem Rechner verbaut ist und funktioniert (man braucht schliesslich nur eine landläufige GPU) nur eben die Software dafür bereit gestellt werden muss.
Kundenfreundlicher waere es allemal,wenn man für Konversionen nur 1/3 der Zeit benötigen würde wie dass mit einen Dual-Core der Fall waere ohne irgendwelchen hardwaretechnischen Verbesserungen vornehmen zu muessen.
Auch die Aufrüstung ist sehr leichter weil bis auf kleinere Einschränkungen fast jede Grafikkarte mit dem jeweiligen Mainboard kompatibel ist.Bei den Prozessoren ist der finazielle Aufwand da viel höher.
Ich hoffe Intel greift nicht zu unfairen Mitteln,wenn sich abzeichnet dass die Nvidia- oder die Ati-Lösung sich durchzusetzen beginnt.Überraschen würde es mich aber nicht.
Die GPU-Lösung sollte bei Grafikanwendungen immer schneller sein als eine CPU, da erstere genau darauf optimiert wurde und viel Algorithmen bereits in der Hardware enthält. Da wird keine CPU so schnell drankommmen.
Was Intel betrifft haben die den Vorteil, dass sie bereits beides herstellen. Die nächste Generation Notebooks könnte vielleicht schon beides auf einem Chip enthalten. Insofern glaube ich nicht, dass Intel es überhaupt nötig haben wird irgendwelche Tricks anzuwenden.
Die GPU-Lösung sollte bei Grafikanwendungen immer schneller sein als eine CPU, da erstere genau darauf optimiert wurde und viel Algorithmen bereits in der Hardware enthält. Da wird keine CPU so schnell drankommmen.
Was Intel betrifft haben die den Vorteil, dass sie bereits beides herstellen. Die nächste Generation Notebooks könnte vielleicht schon beides auf einem Chip enthalten. Insofern glaube ich nicht, dass Intel es überhaupt nötig haben wird irgendwelche Tricks anzuwenden.
Die GPU-Lösung sollte bei Grafikanwendungen immer schneller sein als eine CPU, da erstere genau darauf optimiert wurde und viel Algorithmen bereits in der Hardware enthält. Da wird keine CPU so schnell drankommmen.
Was Intel betrifft haben die den Vorteil, dass sie bereits beides herstellen. Die nächste Generation Notebooks könnte vielleicht schon beides auf einem Chip enthalten. Insofern glaube ich nicht, dass Intel es überhaupt nötig haben wird irgendwelche Tricks anzuwenden.
weshalb der von Ihnen ausgemachte Vorteil Intels keiner ist. Zum Artikel: Die Nutzung der GPU durch PC-Software ist zwar eine feine Sache, aber sie kann potentere Mehrkern-CPUs nicht in allen Fällen ersetzen. Umfangreiche CAD-Modelle und Spiele lasten den Grafikprozessor oft bis zum Anschlag aus, und es wäre wenig sinnvoll, diesem dann noch zusätzliche Aufgaben aufzubürden. An CPUs mit einer Vielzahl von Kernen dürfte daher in Zukunft kein Weg vorbeiführen - die von AMD für nächstes Jahr angekündigte Sechs-Kern-CPU, bestätigt dies.
weshalb der von Ihnen ausgemachte Vorteil Intels keiner ist. Zum Artikel: Die Nutzung der GPU durch PC-Software ist zwar eine feine Sache, aber sie kann potentere Mehrkern-CPUs nicht in allen Fällen ersetzen. Umfangreiche CAD-Modelle und Spiele lasten den Grafikprozessor oft bis zum Anschlag aus, und es wäre wenig sinnvoll, diesem dann noch zusätzliche Aufgaben aufzubürden. An CPUs mit einer Vielzahl von Kernen dürfte daher in Zukunft kein Weg vorbeiführen - die von AMD für nächstes Jahr angekündigte Sechs-Kern-CPU, bestätigt dies.
weshalb der von Ihnen ausgemachte Vorteil Intels keiner ist. Zum Artikel: Die Nutzung der GPU durch PC-Software ist zwar eine feine Sache, aber sie kann potentere Mehrkern-CPUs nicht in allen Fällen ersetzen. Umfangreiche CAD-Modelle und Spiele lasten den Grafikprozessor oft bis zum Anschlag aus, und es wäre wenig sinnvoll, diesem dann noch zusätzliche Aufgaben aufzubürden. An CPUs mit einer Vielzahl von Kernen dürfte daher in Zukunft kein Weg vorbeiführen - die von AMD für nächstes Jahr angekündigte Sechs-Kern-CPU, bestätigt dies.
Ich habe die letzten erstmals einen Computer mit Windoofs 2007 gesehen, sowie mit Wordschrott 2007 - sorry Leute, anders kann ich es angesichts der haarsträubenden Bedienungs-Uunfreundlichkeit nicht schreiben. Computer müssen nicht leistungsstärker werden, sondern bedienungsfreundlicher. Nicht jeder jeder kann der Kirche des heiligen Mäck beitreten.
Benutzen sie doch DOS.
Vergleichen sie mal Word 2000 mit Word 2007 oder 2010 - 2007 ist anders, ja, aber wenn man sich einmal daran gewöhnt hat dann ist 2007 viel, viel besser.
Logisch aufgebaut, und einfach zu bedienen.
Zum Thema Betriebssystem - Wenn ihnen Vista nicht gefällt, bitte, nutzen sie DOS - Vista ist viel viel Besser als XP und alle Vorgänger - Win7 its Vista 2 :)
Und zum Thema Mac - Vista und Win7 sind sehr anwenderfreundlich - die Leute müssen nur wissen dass sie nichts "tweaken" müssen weil irgendeine dämliche Webseite das sagt - man lässt das Betriebssystem übrigens am besten allein.
Alles Probleme die ich je hatte habe ich mir selbst eingebrockt - und kommen nicht vom Betriebssystem.
Ah und noch was - UAC (User Account Control) sollte man eingeschaltet lasse - am Besten auf Maximum in Win7 :)
Benutzen sie doch DOS.
Vergleichen sie mal Word 2000 mit Word 2007 oder 2010 - 2007 ist anders, ja, aber wenn man sich einmal daran gewöhnt hat dann ist 2007 viel, viel besser.
Logisch aufgebaut, und einfach zu bedienen.
Zum Thema Betriebssystem - Wenn ihnen Vista nicht gefällt, bitte, nutzen sie DOS - Vista ist viel viel Besser als XP und alle Vorgänger - Win7 its Vista 2 :)
Und zum Thema Mac - Vista und Win7 sind sehr anwenderfreundlich - die Leute müssen nur wissen dass sie nichts "tweaken" müssen weil irgendeine dämliche Webseite das sagt - man lässt das Betriebssystem übrigens am besten allein.
Alles Probleme die ich je hatte habe ich mir selbst eingebrockt - und kommen nicht vom Betriebssystem.
Ah und noch was - UAC (User Account Control) sollte man eingeschaltet lasse - am Besten auf Maximum in Win7 :)
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