Intel vs. nVidia – Der Kampf um die Rechnerarchitektur der Zukunft?
Seit Ende letzten Jahres spitzt sich der Konflikt zwischen dem Chipgiganten Intel und dem Spezialisten für Mainboard- und Grafikchipsätzen kontinuierlich zu. Zum Einen “verbal” in der Auseinadersetzung um nVidias Ion Chipsatz und Grafikkartenkombination für günstige Netbooks oder Nettops und mittlerweile gerichtlich um zukünftige nVidia Chipsätze für Intels neue “Nehalem” Prozessorgeneration Core i7. Allerdings geht es in diesem Konflikt nicht nur um wirtschaftlichen Interessen zweier Unternehmen, sondern vielmehr um die Rechner- bzw. Softwarearchitektur der Zukunft.
Die Vergangenheit
Im Jahr 2004 als Intel die Leistungskrone in Ihrem Kerngeschäft an AMD verloren hatte, wurden Intel und nVidia zu Partnern. Sie tauschten gegenseitig Patente aus so dass Intel SLI (Verbund aus zwei oder mehr Grafikkarten) taugliche und nVidia Intel CPU kompatible Chipsätze entwickeln und vertreiben konnten. Dadurch erhoffte sich Intel einen höheren Absatz seiner auch als Heizlüfter bekannten Pentium IV Prozessoren, während sich für nVidia ein großer Absatzmarkt auftat.
Die Gegenwart
Mittlerweile ist aus dem für Intel Verhältnisse kleinen “David” nVidia noch kein Goliat geworden, doch knabbert nVidia mächtig an Intels Marktanteilen im Desktop und Notebook Segment. Konnte Intel ab dem Jahr 2003 mit dem Centrino Logoprogramm welches für eine CPU, Chipsatz und WLAN Karte von Intel stand, den größten Marktanteil für sich erobern und Konkurrenten wie AMD bei den CPUs, nVidia oder AMD/ATI bei den Chipsätzen oder Realtek bei Netzwerkkarten zurückdrängen. Allerdings hat man die Entwicklung der Grafikeinheiten, eventuell zugunsten der neuen “Nehalem” Prozessorarchitektur, und die Integration verschiedener Bauelemente wie North- und Southbridge in nur ein Bauteil verschlafen. So bietet nVidia und ATI mittlerweile Chipsätze mit integrierter Grafik an, die ein vielfaches an Grafikleistung erbringen. Zudem hat nVidia mit der 9000M G Familie einen Chipsatz geschaffen, der mit einem einzigen Bauteil auskommt. Dies bieten vor allem in der Herstellung aber auch beim Design Vorteile. So sinken die Ausschußraten bei der Produktion, weil man nun einen komplexen Chip weniger auflöten muss. Zudem sinkt die Platinenfläche, welches eine geringere Produktionskosten und/oder dünnere Notebookdesigns zulässt. Das wohl bekannteste Beispiel hierfür ist das MacBook Air der zweiten Generation. Durch den Umstieg auf nVidia Hardware soll sich die Grafikleistung, laut Apple, nahezu vervierfacht haben. Was bei High-End Subnotebooks begann, soll sich laut nVidia auch auf Netbooks, Nettops und All-in-one-PCs übertragen lassen. Deshalb schwelt hier schon der nächste Konflikt. So hat nVidia eine neue Chipsatzplattform für günstige Rechner namens Ion präsentiert. Dies passt dem Prozessorgiganten aus zwei Gründen nicht, da die “beschnittene” 4-5 Jahre alte Grafikeinheit der “Atom” Baureihe das Hauptabgrenzungsmerkmal zu Leistungsfähigeren Rechnern z.B. der Centrino2 Reihe ist. Somit würde die Verwendung des Ion Chipsatzes nicht nur Intels Absätze bei den “Atom Chipsatz” 945GSE oder GN40 verringern, sondern würde zudem die Absatzzahlen der Netbooks auf Kosten der margenstarken Centrino-Klasse hochtreiben. Hier hat Intel aber noch ein Ass im Ärmel, die Atom CPUs mangels entsprechender AMD oder Via Konkurrenz, einfach weiterhin nur in Paket mit entsprechendem Chipsatz zu verkaufen. Es ist aber sehr wahrscheinlich, dass dies die Wettbewerbshüter auf den Plan rufen würde.
Die Zukunft – Ein Ausblick
Mittlerweile hat Intel die Leistungskrone bei Prozessoren AMD entrissen und AMD kann seine Prozessoren fast nur nur noch über den Preis verkaufen. Die SLI Patente hat Intel durch die Vereinbarungen von 2004 ebenfalls “im Sack” und nVidia ist ein ernsthafter Konkurrent geworden, welche Intel gerne loswerden würde. Da passt es gut, dass das Lizenzaustauschprogramm mit nVidia sich nicht auf “tiefgreifende” technologische Neuerungen beziehen soll. Laut Intel ist dies, mit der Verlegung des Speichercontrollers direkt auf das Die des CPUs geschehen. Für nVidia ist dies selbstverständlich nichts Neues, da der Speichercontroller bei AMD schon seit Jahren in der CPU integriert ist und nVidia genauso lange schon entsprechende Chipsätze liefert.
Auch könnten die Vorstellungen beider Branchengrößen über die zukünftigen Rechnerarchitektur nicht anders aussehen. Während Intel sein Visionen rund um die CPU und mehreren Duzend Cores, also Kernen, ausmalt, stellt sich nVidia die Auslagerung von Rechenoperationen von der CPU an die Grafikkarte vor. So hat heutzutage eine Grafikkarte der Oberklasse schon ein mehrfaches der Rechenleistung eines High-End CPUs. nVidia gehört hinter Apple zu der treibenden Kraft bezüglich OpenCL. Dies ist ein von mehreren Branchengrößen erarbeiteter Standard, der letztlich OpenCL schon auf der Ebene des Betriebssystem integrieren soll. Hierdurch würde bei identischer CPU nicht nur die Performance entscheidend verbessert werden, sondern es soll Softwareentwicklern erleichtert werden Ihrer Programme mit Hilfen von OpenCL zu optimieren. Ob das Konzept von Intel, mehr Cores und nach der Integration des Speichercontrollers die Integration eines Grafikprozessors in die CPU erfolgsversprechender ist, werden erst Benchmarks einsatzfähiger Systeme zeigen. So sollen, laut Roadmap 2010, erste “Larrabee” CPU-GPU Kombiprozessoren erhältlich sein. Wie hoch die Grafikleistung dieser Systeme sein wird, wissen momentan höchstens die beteiligten Intel Ingenieure oder Manager…
IDF'08: Von Core i7, Atomen und jeder Menge Flash
Auf dem Intel Developer Forum hat der Branchenriese Produktinforamtionen und Roadmaps für 2009 vorgestellt. Drei schon länger bekannte Projekt materalisieren sich nun bald in greifbaren Produkten. Die bis jetzt unter dem Codenamen Nehalem entwickelte CPU Architektur wird unter dem Namen Core i7 die Core2Duo CPUs ablösen. Allerdings hat Intel zum Start der neuen Prozessorplattform nicht viel mehr als Namen, Logos etc. verraten. Gerade bei der Taktfrequenz hielt sich Intel bedeckt. Man munkelt aber von bis zu 3,2GHz pro Kern. Dementgegen steht der L3-Cache von bis 8MB schon fest. Auch wird der neue Prozessor in einer neuen Fassung LGA1366 inkl. neuen Kühleraufnahmen gefertigt. Der Core i7 kann der mit dem neuen, aber von AMD Prozessoren schon bekannten, integriertem Speicherinterface bis zu 24GB DDR3 RAM ansprechen. Eine Unterstützung von DDR2 RAM wird es hingegen nicht geben. Weitere Verbesserungen sind SSE 4.2 sowie der Hypertransport Bus 3.1.
Die in im Netbooks überaus erfolgreiche Atom Plattform bekommt Zuwachs durch einen Dual-Core Atom. Der aus zwei Silverthrone Dices zusammengesetzte Atom 330 soll deshalb genau doppelt soviel Energie verbrauchen wie der Single-Core Atom 230. Nämlich 8 statt 4 Watt. Deshalb ist der Dual-Dore Atom auch eher für Nettops sowie diverse Homeserver Lösungen interessant und, laut Intel, nicht für Leistungsfähigere Netbooks vorgesehen. Schließlich will Intel keine billig Konkurrenz für die Celeron Dual-Core Prozessoren aus eigenem Hause.
Auch steht nun der Markteintritt von Intel in den Markt mit Flashmassenspeichern bevor. Die aus der Kooperation mit STM Microelectronics produzierten Flash MLC-Bausteine werden im Herbst In drei verschiedenen SSDs (Solide State Disks) auf den Markt kommen. Die X25-M sowie X18-M sind für den Desktop und Notebook Markt eingeplant und fassen 80 bzw. 160GB an Daten sowie eine 64 bzw. 32GB Version für den Servermarkt. Die normalen "Platten" werden eine maximale Transferrate beim Lesen von 250GB/s und beim Schreiben von bis zu 70GB/s erreichen. Die "Serverplatten" werden noch etwas darüber liegen und mit bis zu 35.000 verschiedenen Leseoperationen ausführen können. Zudem kommen bei den Intel SSDs die aktuelle SATA II (genau 2.6) inklusive NCQ (Native Command Queuing) zum Einsatz. Die ursprünglich für konventionelle Festplatten gedachte Technik sortiert Lese und Schreibanfragen, damit der eigentliche Lese- und Schreibkopf einer Festplatte nicht so häufig auf den Platten hin und her springen muss. Da SSDs keine solchen mechanischen Teile haben, kommt der Vorteil des NCQ durch einen anderen Effekt zum Tragen. Die "normale" Speicherzellengröße bei SSDs beträgt zwei oder vier kByte. Löschoperationen können aber nur die gesamte "Zelle" der Größe zwischen 256 bis 512kB löschen. So muss häufig innerhalb der SSD umsortiert und Daten umgelagert werden, damit keine Daten verloren gehen. Hier greift NCQ ein, so dass weniger Verschiebungsvorgänge nötig und somit schnellere Transferraten möglich sind. Laut Intel liegt die mittlere Energieaufnahme unter Volllast bei 150mA und im Leerlauf bei ca. 80mA. Der Temperaturbereich ist zwischen 0 und 70°C angegeben.
AMD & Intel und das leidige Thema mit dem Ungeziefer!
Das auch die größten Hersteller in der Halbleiter Industrie Qualitätsprobleme in der Entwicklung haben, zeigen die neuesten Berichte über Bugs in Computer Prozessoren, die zu verfäschten Ergebnissen und somit, schlimmstenfalles zu Abstürtzen des System führen können. Das Problem bei den neuesten AMD Phenom Vierkern Prozessoren, liegt im L3-Cache über den die einzelnen Kerne miteinander kommunizieren. Laut einem Post von Elsie Wahlig iauf der AMD x86/x64 Linux Seite ist unter bestimmten Umständen der Übergang von Wert 0 auf 1 der Accessed- und Dirty-Bits von Translation Table Einträgen im L2-TLB nicht atomar. Während eines kurzen Zeitfensters können andere Cache-Operationen dazu führen, dass ungültige Zwischenschritte im L3-TLB landen. Die bisher einzige umgehungsmöglichkeit des Bugs ist die deaktivierung der TLB Funktion. Dieses Vorgehen kostet aber, den ohnehin im Vergleich zu den Intel Core 2 Quads, recht langsamen AMD Phenomprozessoren weitere 10% an Rechenleistung.
Aber nicht nur AMD hat Qualitätsprobleme. Auch bei den neuen in 45-Nanometer Prozessoren von Intel kommt es, laut Gerüchten, zu Problemen mit dem FSB1333. Dieses Problem soll zur weiteren Auslieferungsverzögerung der neuen Intel Quad Core Desktop Prozessoren führen. Diese waren wohl für Januar 2008 vorgesehen und sollen nun erst im Verlauf des ersten Quartal 2008 erscheinen.
AMD vs. Intel: Von Drillingen, zwei Zwillingen und echten Vierlingen
Nachdem Intel schon fast ein Jahr mit seinen Quadcore Prozessoren am Markt ist, zieht AMD nun mit den ersten vierkern Opteron im Serverbereich nach. Im Gegensatz zu den Intelprozessoren, die eigentlich aus zwei zusammengesetzte Core 2 Duo Kernen bestehen, handelt es sich bei den AMD Flagschiffen um echte Vierkerne. Einhergehend mit der Umstellung auf vier Kerne erhalten die neuen Prozessoren einen deutlich größeren L3-Cache Speicher und das vom K8 erweiterte K10 Stepping zur besseren Kommunikation der Kerne untereinander. Um die Ausbeute bei der Produktion zu verbessern, verdichten sich Gerüchte, um AMD Dreikern Prozessoren. Sollte wärend der Produktion ein Kern einen Mangel oder Fehler aufweisen, wird dieser deaktiviert und als Phenom Triple-Core auf den Markt landen. So will AMD am Anfang die Lücke zwischen günstigeren Doppelkernen und leistungstarken, aber teuren, x4 CPUs füllen. Laut AMD sollen die ersten Barcelona Vierkerne noch gegen Ende 2007 Einzug in den für Privatanwender interessanten Desktopberich halten. Allerdings werden am Anfang die teuren CPUs nur für "Gamer" oder "Videoschneider" relevant sein. Denn mit üblichen Aufgaben, wie Office, DVD- oder Musikwiedergabe sowie Internet langweilen sich die CPUs schon seit langem. Aber zur Freude aller Konsumenten bedeutet dies einen weiteren Preisverfall bei den Prozessoren. Ganz gleich ob diese einen, zwei oder vier Kerne besitzen...