Prozessoren von Morgen auf der Hot-Chip-Konferenz

Quelle: http://pc.watch.impress.co.jp Fujitsu Sparc64 VIIIfx-Wafer Auf der Konferenz Hot-Chip hat IBM über den neuen Power7 und Fujitsu über den Sparc VIII fx gesprochen - beide sollen in kommenden Servern zum Einsatz kommen. PC Games Hardware blickt mit diesem Bericht abseits der x86-Welt ein wenig über den Tellerrand.

IBM Power7 mit acht Kernen
Jeder der acht Kerne beherrscht bis zu vierfaches Multithreading, sodass ingesamt 32 Aufgaben "quasi gleichzeitig" bearbeitet werden können. Die gigantischen Datenmengen, um die Rechenwerke beschäftigt zu halten, kommen über zwei Speichercontroller mit insgesamt über 100 GByte pro Sekunde Bandbreite.

Quelle: IBM IBM Power7: Die-Shot 2 Auf 567mm² soll IBM den Chip des Achtkernprozessors Power7 getrimmt haben - trotz gigantischer 32 MiByte Level-3-Cache. Möglich wurde dies durch den Einsatz von eDRAM (embedded DRAM), welches gegenüber den traditionell in Caches verwendeten SRAM-Zellen mit einem Fünftel der Transistoren auskommt. Die Fertigungsprobleme von hochtaktenden Schaltungen und DRAM will IBM in den Griff bekommen haben - sie haben zum Beispiel bei der Xbox-360 für eine Aufteilung von GPU und ROP/EDRAM-Chip in zwei Module auf einem Substrat gesorgt. So bleibt dann auch die Schaltungszahl mit 1,2 Milliarden auf einem vergleichsweise zahmen Niveau; laut IBM hätte man mit herkömmlichem SRAM 2,7 Milliarden Schaltkreise gebraucht. Um die Latenz des riesigen L3-Cache nicht ausufern zu lassen, wandten die Techniker einen ähnlichen Trick an, wie auch Intel in seinen Nehalem-EX-CPUs: Nur ein vergleichsweise kleiner 4-Megabyte-Bereich kann von jedem Kern direkt angesprochen werden, will er auf die Bereiche der anderen Kerne zugreifen, erhöht sich die Latenz deutlich. Der Level-2-Cache fällt mit 256 kByte pro Kern, konnte aber in Sachen Latenz stark verbessert werden - heise online spricht von einer Halbierung. Die Leistungsaufnahme soll laut IBM auf dem Niveau des Vorgängers Power6 bleiben und dementsprechend seien auch Upgrade-Module für bestehende Server geplant.

Quelle: http://pc.watch.impress.co.jp Fujitsu Sparc64 VIIIfx CPU-Modul mit Heatspreader Fujitsu Sparc VIII fx
Bereits auf dem Fujitsu-Forum 2009 zeigte der Hersteller die Sparc64 VIII fx - die angeblich schnellste CPU der Welt. Auf der Hot-Chips-Konferenz wurden nun weitere Details genannt.

Die 45nm-CPU soll wie bereits berichtet, ebenfalls ein Achtkerner mit Multithreading werden. Dank stark vergrößertem Registersatz für Integer- und Floating-Point-Berechnungen (Ganz- und Gleitkommazahl), können die Kerne mehr Parallelität aus typischem Programmcode nutzen. Zudem können Programme die Cache-Struktur beeinflussen, damit zum Beispiel Streaming nicht dauernd wiederkehrende Daten aus dem Cache wirft. Im Gegensatz zu den ersten Meldungen spezifiziert Fujitsu die Leistungsaufnahme nun mit 58, nicht mehr den sensationellen 35 Watt - fordert laut heise online aber trotzdem eine Wasserkühlung um die Betriebstemperatur von 30 Grad Celsius zu halten, oberhalb derer die Leckströme offenbar außer Kontrolle geraten.

Der neue, alte Trend: FPGAs:
Neben den Server-Chips Fujitsu Sparc VIII fx und IBM Power7 lag einer der Schwerpunkte vor allem auf dem Einsatz von FPGAs, programmierbaren Gitterfeld-Schaltungen, die eine extrem hohe Rechenleistung für spezielle Einsatzgebiete liefern können und dabei CPU und GPUs weit in den Schatten stellen. Convey Computer stellten auf der Hot-Chips den HC-1 vor, einen hybriden Computer, der in einem Servergehäuse einen Xeon-Prozessor als Steuereinheit verwendet und die restlichen, maximal drei Sockel mit FGPA-Platinen auf Basis des Xilinx Virtex 5 als Rechenknechte einspannt. Insgesamt arbeiten so pro Sockel bis zu 13 FPGAs unterschiedlicher Bauart zusammen. Der Hersteller gibt eine Rechenleistung von 500 GFLOPS bei einfacher und 200 GFLOPS bei doppelter Genauigkeit an - die Leistungsaufnahme pro FPGA-Modul läge bei 130 Watt, so heise online. Eine Beschleunigung verschiedener Anwendungen, für die bereits FPGA-Profile vorliegen, von bis zu Faktor 16 wäre mit dem Convey-HC-1-System erreichbar, so der Hersteller.

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Auf der Hot-Chips-Konferenz zeigen Branchengrößen wie IBM, Fujitsu und andere ihre Neuentwicklungen im Bereich der High-End-CPUs, die in Servern und Workstations zum Einsatz kommen. Ein erneuerter Trend: FPGAs als Rechenknechte.

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