Online-Abo
Login Registrieren
Games World
  • Intel Haswell: Die CPU-Architektur erklärt - schneller, effizienter und mehr Features

    Haswell: Intel erläutert die neue CPU-Architektur - schneller, effizienter und mehr Features Quelle: Intel

    Haswell inside: Im Rahmen des Intel Developer Forum 2012 sprach der Hersteller ausführlich über die CPU-Architektur der kommenden Haswell-Prozessor-Generation. Intel erfindet zwar das Rad nicht neu, bohrt die Technik aber an einigen Stellen auf - die Maxime aber lautet Effizienz.

    Alle guten Dinge sind drei - oder aber wenn es nach Intel geht, vier. Denn mit Haswell läuft 2013 die laut Zählung des Herstellers nunmehr vierte Core-Generation auf, welche bei der integrierten Grafikeinheit sowie dem eigentlichen CPU-Part große Sprünge vorwärts machen soll. So gab der Chipgigant auf dem Intel Developer Forum einen ausführlichen Ausblick, welche Verbesserungen man der CPU-Architektur spendiert hat - denn bei Haswell handelt es sich um "Tock", also eine neue Technik bei Nutzung eines bekannten Fertigungsverfahren (in diesem Falle 22 Nanometer und Tri-Gate-Transistoren).

    Intel Haswell: Mehr Daten bitte und zwar schnell!

    Auf den ersten Blick bleibt alles beim Alten: Bis zu vier CPU-Kerne, der System Agent (Uncore-Bereich samt u.a. dem Speicher-Controller) sowie die integrierte Grafikeinheit hängen per Ringbus an der letzten Cache-Stufe, dem LLC (Last Level Cache). Unter Haube aber hat Intel gerade das sogenannte Frontend getunt: Dieses holt sich Befehle, dekodiert diese und schickt die aufbereiteten Daten dann weiter zu den eigentlichen Rechenheiten - je schneller, desto besser. So überarbeitete der Hersteller die wichtige Sprungvorhersage (liegt diese schief, heißt es von vorne anfangen) und lässt den L1-Instruction-Cache sowie den angehängten TLB (Translation Lookaside Buffer) spekulativ arbeiten, Cache Misses (Daten nicht im Puffer) können so parallel berechnet werden.

    Weiterhin vergrößert Intel sehr viele Zwischenspeicher deutlich um mehr Informationen gleichzeitig abarbeiten zu können und bohrt zudem die Übertragungsrate der L1- und L2-Caches auf das Doppelte im Vergleich zu Ivy Bridge auf, um die breiten Vektoreinheiten AVX2 füttern zu können.

    Intel Haswell: Breiter, paralleler und neue Befehlssatz-Erweiterungen

    Hinter dem Frontend sitzen wie erwähnt die eigentlichen Rechenheiten und die hat Intel natürlich ebenfalls aufgemotzt: Vorneweg steigt die Anzahl Dispatch-Ports, welche die Daten weitergeben von sechs auf acht. Um diesen Anstieg von einem Drittel auch in mehr Leistung umzusetzen, erweitert Intel pro Kern eine weitere Integer-ALU (Arithmetic Logic Unit) sowie eine zusätzliche AGU (Address Generation Unit) dazu, abgerundet wird das Paket durch eine Sprungeinheit.

    Weiterhin hat es Intel endlich geschafft, der Gleitkomma-Einheit die Fähigkeit zur FMA-Berechnung (Fused Multiplay Add) spendiert und auf 256 Bit verbreitert - AMD beherrscht bereits seit Monaten FMA3 und FMA4. Intel geht bei der ersten Implementiert allerdings in die Vollen und verdoppelt den Durchsatz in Kombination mit AVX2 gegenüber Sandy Bridge. Damit diese Leistung ankommt, verringert Intel die Chip-internen Latenzen und und verdoppelt beispielsweise die Bandbreite des L1- und L2-Caches. Größer werden diese Caches allerdings nicht, auch der maximale L3-Ausbau fasst wie gehabt acht MiByte (inklusives Design). Den System Agent sowie der Ringbus sollen weiterhin schneller arbeiten, der Speicher-Controller ebenfalls - dabei allerdings sparsamer und somit effizienter agieren.

    Intel Haswell: Die Transactional Synchronization Extentions (TSX) und verbesserte Virtualisierung (VT)

    Wie von Intel bereits vor geraumer Zeit bekannt gegeben, nutzt Haswell erstmals Transactional Memory. Miteinander kommunizierende Threads sollen sich hierdurch schneller absprechen, die Synchronisation ist allerdings ein Problem. An dieser Stelle greift TSX und prüft an einem bestimmten Zeitpunkt, ob sich die Threads in die Quere kommen. Die Transactional Synchronization Extentions müssen allerdings mittels einer von zwei Schnittstellen (Hardware Lock Elison [HLE] oder Restricted Transactional Memory [RTM]) in bestehende Software integriert werden um genutzt werden zu können. An die Virtualisierung legte Intel ebenfalls Hand an und beschleunigte diese. Verbesserungen an diversen Verschlüsselungsmodi (SHA, AES, RSA und CRC) gibt's ebenfalls - sprich sie werden schneller berechnet.

    Intel Haswell: Effizienz ist König - hallo Ultrabooks *wink*

    Wie kaum eine andere Generation zuvor, trimmt Intel Haswell auf Sparsamkeit und Effizienz. Die CPU-Kerne, der Ringbus samt dem L3-Cache und die Grafikeinheit können unabhängig voneinander abgeschaltet werden und verfügen über unabhängige Taktdomänen (laufen bei Last aber wie gehabt mit Kernfrequenz). Die bekannte Power Control Unit (PCU) überwacht in Echtzeit, welche Chipteile gerade nicht benötigt werden und die 22-Nanometer-Fertigung wurde natürlich ebenfalls verbessert. Neu ist zudem der C7-Modus, welcher wie der Standby-S3 arbeitet - aber viel schneller handelt. Die Übergänge zwischen Stromsparmodi sollen 25 Prozent flotter erfolgen und die neuen S0ix Idle States machen den Chip noch sparsamer - alle in allem spricht Intel von einem 1/20 des aktuellen Leerlauf-Verbrauchs. Übrigens wandern auch die Spannungswandler mit ins Die.

    Intel Haswell: Und was bedeutet das nun alles?

    Haswell wird nicht nur eine weitaus höhere Grafikleistung bieten als bisher und möglicherweise gar den größten Sprung in Intels Geschichte hinlegen, sondern auch beim CPU-Part mit entsprechender Software-Unterstützung einen Satz nach vorne machen - gerade FMA hat Potenzial, da AMD dies auch unterstützt. Im Alltag hingegen wird die Leistung pro Takt weiter ansteigen und Intel somit in Sachen pro MHz seinen Vorsprung ausbauen. Durch das verbesserte Frontend und mehr Ausführungseinheiten, aber auch die vielen Stromsparmodi dürfte zudem die Effizienz neue Bestmarken aufstellen - nicht umsonst gab Intel bekannt, mit Haswell das Ultrabook neu erfinden zu wollen. Auf das auf große Worte große Taten folgen mögen, denn AMDs Kaveri sieht bisher auch vielversprechend aus.

  • Es gibt 39 Kommentare zum Artikel
    Von ruyven_macaran
    Mit dem mehr als nur kleinen&feinen Unterschied, dass bei Intel alle Pipelines an einem Scheduler hängen und somit von…
    Von Locuza
    Er redet auch von der CPU. Haswell bekommt eine vierte ALU pro Core. (3+33% ~ 4)
    Von Threshold
    Redest du jetzt von der IGP?Ich meine die CPU.
    Von Locuza
    Sieht so aus, als ob Intel Port 0 und 1 in Zukunft kopiert und schwubs, haben wir eine Konstellation, die der von AMD…
    Von GoldenMic
    Sehr interessanter Artikel. Ich finde es gut das Intel soviel in neue Fertigungstechniken investiert.
      • Von ruyven_macaran Trockeneisprofi (m/w)
        Zitat von Locuza
        Sieht so aus, als ob Intel Port 0 und 1 in Zukunft kopiert und schwubs, haben wir eine Konstellation, die der von AMD gar nicht so unähnlich ist.


        Mit dem mehr als nur kleinen&feinen Unterschied, dass bei Intel alle Pipelines an einem Scheduler hängen und somit von einem einzigen Thread genutzt werden können respektive, wenn dieser sie nicht rund um die Uhr auslasten kann, eine zeitlich beliebige Teilung via HT erfolgt, während AMD für den gleichen Auslastungsgrad pro Modul zwei Threads mit identischem Load bräuchte (nebst diversen Verbesserungen am Frontend), die so in der (Spiele-)Praxis eher selten zu finden sein werden.
      • Von Locuza Lötkolbengott/-göttin
        Er redet auch von der CPU. Haswell bekommt eine vierte ALU pro Core. (3+33% ~ 4)
      • Von Threshold Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        Zitat von ruyven_macaran
        Es geht nicht um die Befehlssätze, es geht um 33% mehr ALUs. Zugegeben: Die neue ist nicht annähernd so universal, wie die alten - aber es reicht ja, wenn sie diese von den ganzen einfachen Aufgaben entlastet. Wie gesagt, ist hier in einem Kern die Rechenleistung gegeben, die bei AMD in einem ganzen Modul steckt - zuzüglich Intels leistungsfähigeren Design innerhalb der einzelnen Einheiten.

        Redest du jetzt von der IGP?
        Ich meine die CPU.
      • Von Locuza Lötkolbengott/-göttin
        Zitat von ruyven_macaran
        Es geht nicht um die Befehlssätze, es geht um 33% mehr ALUs. Zugegeben: Die neue ist nicht annähernd so universal, wie die alten - aber es reicht ja, wenn sie diese von den ganzen einfachen Aufgaben entlastet. Wie gesagt, ist hier in einem Kern die Rechenleistung gegeben, die bei AMD in einem ganzen Modul steckt - zuzüglich Intels leistungsfähigeren Design innerhalb der einzelnen Einheiten.
        Sieht so aus, als ob Intel Port 0 und 1 in Zukunft kopiert und schwubs, haben wir eine Konstellation, die der von AMD gar nicht so unähnlich ist.
      • Von GoldenMic Lötkolbengott/-göttin
        Sehr interessanter Artikel.
        Ich finde es gut das Intel soviel in neue Fertigungstechniken investiert.
  • Print / Abo
    Apps
    PC Games Hardware 04/2017 PC Games 03/2017 PC Games MMore 04/2017 play³ 04/2017 Games Aktuell 04/2017 buffed 12/2016 XBG Games 04/2017
    PCGH Magazin 04/2017 PC Games 03/2017 PC Games MMORE Computec Kiosk On the Run! Birdies Run
article
1024314
Haswell
Intel Haswell: Die CPU-Architektur erklärt - schneller, effizienter und mehr Features
Haswell inside: Im Rahmen des Intel Developer Forum 2012 sprach der Hersteller ausführlich über die CPU-Architektur der kommenden Haswell-Prozessor-Generation. Intel erfindet zwar das Rad nicht neu, bohrt die Technik aber an einigen Stellen auf - die Maxime aber lautet Effizienz.
http://www.pcgameshardware.de/Haswell-Codename-255592/News/Intel-Haswell-CPU-Architektur-1024314/
16.09.2012
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2012/09/IDF-2012-Haswell-CPU-Architecture-01_b2teaser_169.png
haswell,intel,cpu
news