Prozessorgeflüster

Von Bugs, Bietern und Batmen

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Das neue Jahr fängt an, wie das alte endet: Verzögerungen bei Windows Tablets, Fehler in Hard- und Software und Ausblicke auf neue, natürlich viel bessere Chips wie Nvidias Wayne.

Nvidas Tegra-Superhelden sind ein bisschen unter Verzug. Vielleicht wird Wayne auf der CES im Januar 2013 vorgestellt.

Dell und HP konnten das Weihnachtsgeschäft mit ihren Windows-8-Tablets nicht mehr mitnehmen. Die Gerüchteküche schob die Verzögerung abermals Microsoft in die Schuhe, deren Quality Testing Lab angeblich zu lange testet und womöglich hier und da auch noch was zu bemäkeln hat. Und so wird man das mit Intel Atom Z2760 bestückte Dell Latitude 10 und das HP Envy x2 11t-g000 erst Anfang des neuen Jahres begrüßen können. Aber besser, man testet lieber vorher ordentlich, als dass man später den Katzenjammer hat – sonst ergeht es einem so wie unlängst Samsung, deren Software für aktuelle Exynos-Chipsätze erhebliche Schwachstellen aufwies, die man zum Rooten unter Android ausnutzen konnte (siehe Seite 17). So etwas kommt zwar immer mal wieder vor, aber der ganze Vorgang offenbarte, wie sehr doch mangelnde Dokumentation und fehlender Quellcode dazu beitragen. Samsung gelobte gegenüber der erbosten Community Besserung und twitterte „Wir haben euren Unmut über Dokumentation und Source Code für Exynos-Geräte vernommen. Wir diskutieren das mit unserem Team und halten euch auf dem Laufenden“.

Überhaupt ist es gerade in der ARM-Welt ziemlich düster mit öffentlich zugänglicher Dokumentation oder gar mit Bug-Reports. Viele Lizenznehmer veröffentlichen solche Kleinigkeiten wie die Energieaufnahme (TDP) ihrer Chips erst gar nicht. Und von ARM selbst bekommt man nicht einmal den Instruktionssatz zum 64-bittigen ARMv8 ohne Unterwerfungserklärung ausgeliefert. Wenn die Firma und ihre Lizenznehmer wirklich in den Serverbereich hinein wollen, sollten sie sich auch so langsam an die dort üblichen Gepflogenheiten anpassen. Okay, Intel brauchte damals auch erst das Pentium-FDIV-Debakel als kräftigen Schuss vor den Bug, um daraufhin die vornehm „Specification Updates“ getauften Fehlerlisten der Prozessoren und Chipsätze zu veröffentlichen. Das kam später insbesondere in der Serverwelt gut an – AMD, IBM und andere folgten dann dem Vorbild Intels.

Über ark.intel.com kommt man inzwischen bequem an die meisten Datenblätter und Specification Updates der Intel-Prozessoren, -Boards und -Chipsätze heran. Beim Xeon-E5 listet Intel derzeit nicht weniger als 240 Fehler auf – und das sind nicht einmal alle, denn Intel pflegt darüber hinaus noch umfangreichere nichtöffentliche Fehlerbeschreibungen. Im Dezember sind noch einmal drei Fehlerchen hinzugekommen, darunter unter BT238 ein ganz putziger: The Processor May Not Properly Execute Code Modified Using A Floating-Point Store. Der lässt Erinnerungen an die 80er-Jahre aufkommen, wo es kein Bug, sondern ein Feature war, dass Prozessoren es nicht mitbekamen, wenn man den Code unmittelbar „vor ihren Füßen“ änderte. Den Code hatten sie dann schon in ihre Prefetch-Queue geladen. Das ließ sich schön für einen Aprilscherz (Jump Reverse in c’t 4/89, S. 38) missbrauchen, denn ein entsprechendes Programm verhielt sich unterschiedlich, je nachdem, ob man es in einem Schwung ausführte oder Instruktion per Instruktion im Debugger. Bei späteren Prozessoren hat Intel dieses Verhalten geändert, fortan bekamen sie solche unverfrorenen Codemanipulationen mit.

Beim Sandy-Bridge lässt sich nun aber just solch antikes Verhalten wieder per Floating-Point Store provozieren – allerdings nur unter nicht weiter beschriebenen „complex internal conditions“. Ähnlich gilt für die meisten der in den Listen aufgeführten Fehler, dass sie nur unter sehr komplexen Umständen auftreten. Die Fehlerwahrscheinlichkeit ist also vergleichsweise gering, eher hat man schon mit sogenannten Soft Errors zu kämpfen, die in der Regel durch Umgebungsstrahlung ausgelöst werden. Empfindlich sind insbesondere Speicher, Caches und Registerfiles, die daher zunehmend mit ECC gesichert werden müssen, um solche Fehler abzufangen. Server loggen im Regelfall alle Fehlerkorrekturen mit, bei Großrechnern tauchen so zum Teil Hunderte von Fehlerkorrekturmeldungen pro Tag in den Message-Logs auf.

Höhenflüge

Das Los Alamos National Laboratory hatte sich mal bei IBM darüber beschwert, dass bei ihnen bei den gleichen Rechnern viel mehr Fehler aufliefen als bei ihren kalifornischen Kollegen in Livermore – da hatten die Wissenschaftler nur übersehen, dass Los Alamos auf 2200 m Höhe liegt, wo die kosmische Neutronenstrahlung fünfmal stärker ist als auf Meereshöhe. Und wer gar im Flieger wichtige Sachen auf seinem ungeschützten Notebook berechnet, der lebt riskant. Hier ist die Soft Error Rate (SER) um Faktor 100 oder mehr höher als am Meeresstrand. Und die Tendenz ist steigend, denn kleinere Strukturen werden immer empfindlicher. Intel hat daher schon vor einigen Jahren Patente eingereicht, um Strahlendetektoren in Chips einzubauen.

Zu den Firmen, die äußerst wenig über die Fehler ihrer Chips berichten und die sehr ungehalten reagieren, wenns andere tun, gehört auch Nvidia. Dafür weiß Nvidia, wann man was geschickt lancieren muss, etwa ein paar Infos über die nächste Chipgeneration. Auf der chinesischen Website Chiphell erschien jedenfalls ein recht echt aussehendes Bild über den nächsten Tegra-Chip mit Codenamen Wayne – der Codename bezieht sich übrigens nicht auf einen alten amerikanischen Western- oder einen aktuellen britischen Fußballstar, sondern auf den amerikanischen Comic-Superhelden Batman, ähnlich wie bei den anderen Tegras auch.

Batmans Quad-Core-Prozessor (American) Eagle wird von den meisten als Cortex-A15 eingestuft – aber vielleicht braucht der zu viel Strom. Ihm zur Seite soll noch ein kleiner, energiesparender Robin (Cortex-A7?) gestellt werden. Mit 72 Kernen soll Waynes Grafik sechsmal so leistungsfähig sein wie die seines Superman-Vorgängers – aber von Unified Shadern ist bei ihm noch nichts zu sehen, das bleibt wohl Logan (Wolverine) im Jahre 2014 vorbehalten. Hinzu kommen jetzt aber 1440p-Encoder/Decoder, H.264HP, 2560×1660-Display sowie 4K, USB3.0 …

Ob die Grafik-Performance von Wayne ausreichen wird, um dem nächsten Joker von Imagination in den kommenden iPads Paroli bieten zu können? Mit dem PowerVR Series 6 hat sich das britische Designhaus schon mal gut aufgestellt. Einen anderen Wettkampf hat Imagination bereits gewonnen, und zwar den Bieter-Wettbewerb gegen die kalifornische DSP-Firma Ceva Inc. um die Übernahme von MIPS. Nun muss Imagination 100 Millionen US-Dollar und damit 40 Millionen mehr als ursprünglich geplant dafür berappen. Den größten Teil der MIPS-Patente hat sich allerdings zuvor das sogenannte „Bridge Consortium“ gesichert – und dieses Konsortium wird von niemand anderem angeführt als von dem MIPS-Konkurrenten ARM. (as)

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