ARCHIV 1999-2006

ARCHIV :: # 3789

Der programmierte Kollaps

oder: Als die Mauern fielen...

Autor: mike - Datum: 04.07.2005

Anfang Mai ereilte die Prozessorfachwelt die Neuigkeit, dass Intel den Nachfolger des Prescott nun doch nicht baut. Weder "Tejas", noch das Serverpendant "JayHawk" werden offiziell das Licht der Welt erblicken. Sie sind wohl aufgrund der thermischen Probleme vorzeitig vertrocknet - Intel Wadi™ Technology. Doch bleiben wir ernsthaft: Jedenfalls, so erklärte der Hersteller, wolle man nun am mit doppelten Herzen operieren, weil dies der Wunsch der Desktop-Klientel sei. Alles bloss Pressegelabber? Grob können wir erkennen, wie sich diese Begebenheit in die Ereignisse einreiht, die seit der bösartigen Ankündigung Apple's, nun an Pentiums interessiert zu sein, stattfanden. Denn es zeichnet sich ein Richtungswechsel bei Chipzilla ab, und wenn aus Apples Sicht die günstigsten CPUs in Zukunft auch zu den effizientesten gehören, gepaart mit der Sicherheit, dass Intel nicht gleich in den nächsten 3 Jahre ausstirbt, kann man damit leben, seinen Schatten zu verkaufen ;-) Dachte sich Steve.

Die Hintergründe sind indes etwas verzwickter. Unsere Leser erinnern sich natürlich an das Echo im Internet, als der Pentium-4 vorgestellt wurde. Ja, schnell getaktet sei er, aber nicht unbedingt schneller rechnend - und wenn, dann nur wenn (man den Code von Hand mahlt). Der "Willamette"-P4-Kern wurde im Jahr 2000 getauft. Es folgte sodann der "Northwood" Kern, der schliesslich durch den "Prescott" abgelöst wurde. Das Grundprinzip der dabei angewandten "NetBurst" Technologie ist eigentlich der Ansatz, dass mehr Takt letztlich zu mehr Leistung führt, und dass man mehr Takt durch längere Pipelines erreicht. Wir wissen, wie es im Innern des Chips aussieht, wenn er diese Pipeline dann entleeren muss - *stomp stomp* - erinnern wir uns doch gerne an die jeweiligen Auftritte Phil Schillers auf der Keynote. Nun bringt eine längere Pipeline aber auch gewichtige Nachteile mit sich, wovon wir einen bereits ansprachen, aber weitere sofort folgen: Die tiefe und damit lange Pipeline braucht auch weitaus mehr "Support-Logik" drumherum, was den Chip nicht nur vergrössert, sondern auch stromhungrig macht.

Dieses "Hyperpipelining" ist eigentlich ein Wahnsinn. Wahrscheinlich basieren die vor einiger Zeit gesungenen Lieder auf 10GHz Prozessoren auf der Idee, dass wir bald 60-stufige Pipelines in den Prozessoren haben werden. Es frohlocke, wer einfach denkt ;-) Doch es scheint, als sei auch Intel zu dem Schluss gekommen, dass das nicht so gut war: Ein Prozessordesign mit einer langen Pipeline MUSS schnell getaktet werden, damit es den effizienteren Prozessoren (wie etwa dem AMD Athlon/Opteron oder POWER, u.a.) nachkommt. Schneller Takt ist dabei also kritisch, bringt aber eine Reihe Nachteile mit sich, welche sich nicht nur in einer hohem thermischen Dichte auf dem Chip, oder internen Spannungsabfällen äussern. Man braucht auch schnellere Transistoren ("Schalter"), jedoch werden gerade die um so "undichter", je höher man den Arbeitstakt treibt oder den Herstellungsprozess verkleinert. Diesen Leckströmen könnte man mit höherer Betriebsspannung entgegentreten, wäre da nicht die quadratische Steigerung der Leistungsaufnahme...

In der Revision "Prescott" erhielt das Pentium4-Design einige massgebliche Veränderungen, doch der praktische Nutzen daraus erwies sich als gering. Ganz im scheinbaren Gegenteil: Pro Takt verbrät ein Prescott bis zu 60(sic!) Prozent mehr Leistung als der Vorgänger "Northwood", und war dabei pro Takt langsamer - bei doppeltem L2 Cache! Danke an die zusätzlichen 10 Pipelinestufen (=31). Intel veränderte auch den Sockel (mehr Masseanschlüsse etc), ja man musste das Kühlsystem anpassen, jedoch alles mit marginalem Erfolg, weil die erhöhte Verlustleistung des Prozessors leider auch noch via eine kleinere (Kristall-)Oberfläche des Chips (109mm2 gegenüber 145) abzuleiten ist!

Eigentlich ein trauriges Resumée, dass das ganze Redesign des Prozessors letztlich NICHTS brachte - denn nicht einmal höher takten als einen Northwood kann man ihn - weil thermische Probleme den Chip zähmen. Es dürfte nun einigermassen ersichtlich sein, weswegen Intel den neuen Pentium 4 aus der Roadmap löschte... wievielen Managern.. oder welchem... dies den Job kostete, sei dahingestellt.

Die Zukunft der Prozessorgilde liegt woanders. Kleine effiziente "out-of-order" superskalare Prozessorkerne, deren Leistung durch Parallelisierung einer Vielzahl von Kernen kaskadiert werden kann. Mehrere Prozessorkerne auf einem Modul sind keine grosse Sache, und die zu erwartende Leistungssteigerung durch Erhöhen der Anzahl dieser Kerne ist durchschaubarer als komplexe Designs wie der Prescott (Prescott, wie P.Bush der Verräter?). Zunehmende Komplexität beim Prozessordesign ist nämlich überhaupt kein Garant für Leistungszuwachs, ganz im Gegenteil. Mit wenigen Ausnahmen waren alle bisherigen Prozessoren mit herausragender Leistung sehr einfach aufgebaute Chips. Einfache Chips lassen sich auch besser verkaufen, da sie besser skalieren; weniger dediziert auf eine Aufgabe sind und damit ihre Performance über ein breiteres Anwendungsgebiet halten können.

Der Pentium 4 ist also im Altersheim. Was nun? Der Pentium-M ist ja ganz anständig geworden, aber unpassend für nicht-portable Lösungen. Denn im Desktop Bereich darf es durchaus etwas FPU Leistung sein, und so genau muss man auch nicht auf den Stromverbrauch achten (Takt, und Bustakt). Die Fliesskommaleistung des Pentium-M ist nämlich bestenfalls als moderat zu bezeichnen. Ein klares Zugeständnis an den Stromverbrauch - und darum ging es beim Design dieses Chips. Zwar ist auch der neue Pentium-M ("Dothan") schon wieder um einiges stromhungriger geworden, aber noch immer weitaus besser für Batteriebetrieb geeignet als ein Pentium 4 Heizkissen es jemals hätte sein können.

Ich glaube sogar, dass Intel längst eine Desktopversion dieses Chips im Sortiment hätte, wäre nicht solange an der NetBurst-Architektur festgehalten und dahingehend soviel Energie und Geld verschwendet worden... (In zynischer Weise sei mir erlaubt zu erwähnen, dass dieser Intel-Reinfall für AMD möglichweise lebensrettend war; ohne P4 wäre Intel vielleicht mit dem Pentium-M in einer performanten Desktopversion vorgeprescht und der Athlon hätte das Einsehen gehabt. Diese innovativen und kämpferischen aber halt finanziell "zerbrechlichen" AMD Leute wollen wir aber doch nicht verlieren - wie eigentlich die ganze Prozessordiversität die Sache interessant hält!)

Und nun kommt uns möglicherweise Yonah zur Hilfe, einer Friedenstaube (Hebräisch, =Taube) gleich, den Ausweg aus der Pentium4 Misere ("Nineveh") weisend - doch zunächst muss Yonah aus dem Bauch des Wales raus *lach*

Tom's Hardware hat einen netten Testbericht mit einem Duell Pentium-M gegen Penn-tium-4 - if you read english, go :-)

Kommentare

Nur so nebenbei:

Von: Killa | Datum: 04.07.2005 | #1
Artikel bei THG erscheinen immer auch auf deutsch
[Link]

Und zwar auch ogft, wie in diesem Fall, zuerst.. :D

cooler Artikel ...

Von: mcj | Datum: 04.07.2005 | #2
dazu1: ich habe mal gelesen, dass die P4s auch deshalb viel Strom verbrauchen, weil deren Packaging nicht ganz so verlustfrei die Signale überträgt, wie bei dem der Moto und IBM Prozessoren. Ich kenne mich da gar nicht gut aus, aber das hat wohl mit der Flip-Chip Bauweise und den BGA-Sachen zu tun. Weiß jemand mehr?

dazu2: wann hat eigentlich bei den Xeons der Umstieg von Pentium-III architektur auf Pentium-IV architektur begonnen? Kann es sein, dass die letzten Xeons irgendwann mal mit 1,3Ghz liefen, die auf noch dem Pentium-III Kern basierten?

dazu3: ich glaube, AMD hätte mehr Erfolg gehabt, wenn Intel auf die Gigahertz-Blenderei mit den Pentium-IV verzichtet hätte. Von daher war es schon smart von Intel diese Nummer durchzuziehen. Dass die jetzt an die Grenzen stossen, war denen von Intel vermutlich schon vorher klar.

Gruss, m.

War mir alles klar aber ;p

Von: ionas | Datum: 04.07.2005 | #3
Wen kratzt schon die geringere FPU Power? Die GPUs sind auf dem Vormarsch und kosten jetzt schon deutlich mehr als CPUs. Die GPUs sind FP Monster. Mit brauchbaren Schnittstellen und einem guten Power Ballancing könnte man die GPUs real time, falls noch Kapazitäten frei sind (gerade im nicht 3D-Betrieb sollte das der Fall sein) doch als FP Units nutzen.

Ausserdem glaube ich dass man den Pentium M auch was FP betrifft noch aufmotzen kann.

Ach ja - LoL ;p

Von: ionas | Datum: 04.07.2005 | #4
Den zitierten THG Artikel gibt es 1. auf Deutsch und 2. habe ich auf diesen schon vor der WWDC hingewiesen, als Mac + Intel noch ein Gerücht war (welches viele verbittert abgestritten haben ;p)

[Link]

Mr. Mike:

Von: Karl Schimanek | Datum: 04.07.2005 | #5
"... und wenn aus Apples Sicht die günstigsten CPUs in Zukunft auch zu den effizientesten gehören..."

Günstig?
Bezweifle ich aber ganz stark!

Häh?

Von: Kai (MacGuardians) | Datum: 04.07.2005 | #6
"Anfang Mai ereilte die Prozessorfachwelt die Neuigkeit, dass Intel den Nachfolger des Prescott nun doch nicht baut. "

Anfang Mai??? Ja - Aber Mail letzten Jahres!

[Link]

[Link]

P-M für Desktop ungeeignet?

Von: Kai (MacGuardians) | Datum: 04.07.2005 | #7
Komisch, aus dem Toms Hardware Test les ich aber irgendwie was ganz anderes raus! ;-) Da verbläst das Ding in den meisten Tests die schnellsten P4s und Athlons!

ionas:
"Ausserdem glaube ich dass man den Pentium M auch was FP betrifft noch aufmotzen kann."

Genau das hat Intel für die 2006 kommenden P-Ms angekündigt, aber was genaueres darüber konnte ich noch nicht rausfinden...

mhm

Von: dave | Datum: 04.07.2005 | #8
@ ionas: Womit wir wieder bei den Coprozessoren wären, die Macbidouille schon zurück ins Spiel gebracht hat

@ Mike: Grundsätzliches Lob für den Artikel, der sich endlich mal erfrischend von dem Nonsense der letzten Wochen abhebt, deshalb verzeih ich Dir auch - "gela(b)ber" und "das (Ein)Nachsehn haben"

@Kai

Von: Thesi | Datum: 05.07.2005 | #9
für mich liesst es sich auch so, dass der pentium-m sehr wohl auch für desktops geeignet wäre. immerhin schlägt ein (mit 2,56ghz leicht übertaktetes modell) die derzeit schnellsten p4s und athlons.

ich stelle mir gerade mac mini, emac, powerbook und ibook mit so einem 2,5ghz pentium-m vor... das hätte doch (schon mal) was! und dürfte imho doch recht schnell auf den markt zu bringen sein...

@ Dave

Von: Konrad Duden | Datum: 05.07.2005 | #10
lab|bern <sw.V.; hat> [niederl. labberen= sich schlaff hin u. her bewegen]:

1. (nordd. ugs.) etw. schl?rfend essen od. trinken: Milch l.

2. (nordd. ugs. abwertend) dummes Zeug reden: er labbert den ganzen Tag.

3. (Seemannsspr.) (von Segeln) schlaff herabh?ngen: bei dieser Flaute labbern die Segel.
M].

FPU

Von: dermattin | Datum: 05.07.2005 | #11
"Denn im Desktop Bereich darf es durchaus etwas FPU Leistung sein, und so genau muss man auch nicht auf den Stromverbrauch achten (Takt, und Bustakt). Die Fliesskommaleistung des Pentium-M ist nämlich bestenfalls als moderat zu bezeichnen."

Egal, wenn die Softwarehersteller eh nicht für den G5 o. A. optimieren. Der Pentium M rendert z.b. unter Cinema4D schneller als ein gleichgetakteter G5 oder AMD Chips.

@dermattin hast du schon gewußt?

Von: Schauvorbei | Datum: 05.07.2005 | #12
GOTT rendert nicht!!!!!!!!