Bit-Rauschen: 7 nm heute und morgen, günstiger Speicher, schnelle Interconnects

Bit-Rauschen: 7 nm heute und morgen, günstiger Speicher, schnelle Interconnects

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AMD sonnt sich im Glanze seiner 7-nm-Chips, während Intel händeringend nach einer Antwort auf diese sucht und Ausblicke auf Ice-Lake-Prozessoren gewährt.

Seit der Super Computing ConferenceI SC 2019 im Juni ist klar, dass die Server-Welt mit Spannung auf den in Kürze bevorstehenden Launch von AMDs Epyc-Serverprozessoren der zweiten Generation wartet. In den Labors der großen Hersteller sind entsprechende (Prototypen-) Systeme bereits im Einsatz, sodass die Sehnsucht nicht allein AMDs Marketing zuzuschreiben ist.

Doppelte Kernzahl bei 2-Sockel-Systemen und mehr als verdoppelte Gleitkomma-Rechenleistung pro Takt lassen die Anbieter auch über das Fehlen von spezialisierten Machine-Learning-Befehlen hinwegsehen. Die stellt Intel etwa bei den Server-CPUs Cooper Lake in den Vordergrund. Für solche Anwendungen nutzen die meisten Rechenzentren entweder GPUs oder spezialisierte ML-Beschleuniger wie Googles TPU.

Intel betreibt derweil Schadensbegrenzung an allen Fronten – denn einen Plan B, um die eigentlich seit Jahren fest für Massenfertigung eingeplante 10-nm-Technik zu ersetzen, gibts nicht.

Man könnte nun meinen, Intel habe einfach Pech gehabt und sich verrannt. Ein Teil der Probleme waren aber wohl auch hausgemacht, wie Intel-CEO Bob Swan nun auf der Fortune-Tech-Konferenz Brainstorm zu Protokoll gab. Demnach seien die Ziele für die intern als Prozess 1274 bezeichnete 10-nm-Fertigung zu ambitioniert gewesen. Im Gegensatz zu den meisten Full-Node-Shrinks, bei denen man eine Verdopplung der Transistordichte in standardisierten SRAM-Zellen anpeilt, habe man sich für P1272 an Faktor 2,7 versucht. Das habe zu den jahrelangen Verzögerungen und – so munkelt man – möglicherweise auch zum Out-of-Order Retirement von (Ex-)Fertigungschef Mark Bohr geführt.

Swan bekräftigte erneut, 10-nm-Produkte dieses Jahr ausliefern zu wollen und blickte optimistisch, wie bei börsennotierten Unternehmen üblich, in die Zukunft. Bereits in zwei Jahren solle dann – wieder mit konservativeren Zielen, sprich Skalierungsfaktor 2,0 – die 7-nm-Fertigung (P1276) starten.

Mit der 7-nm-Fertigung will Intel sich wieder realistischere Ziele setzen und plant bereits Optimierungen über mehrere Prozessschritte.

Eben diese Strukturbreite nutzt AMD mithilfe der Chipschmiede TSMC schon jetzt weidlich aus und will für die kommende Zen 3-Architektur schon auf 7nm+, also extrem-ultraviolette Fertigung auf allen Belichtungsmasken, wechseln. Parallel dazu investiert TSMC nach Berichten aus Asien massiv in den Ausbau seiner Fertigungsstraßen und in neue Anlagen für die Fertigung in 3 nm und kleiner. Einen guten Teil der Chips sähen die Taiwaner allerdings bei anderen Kunden und Anwendungen rund um 5G-Netze.

Intels Ice Lake bringt zudem die neue Gen11-Grafik Iris Plus 900, für die Intel eine Verdopplung der 3D-Performance im Vergleich etwa zur Ultra HD 620 verspricht – es stecken ja auch 2,6-mal so viele Execution Units (EUs) drin, nämlich 64 statt 24. Der Vergleich hinkt allerdings nicht nur ein wenig, weil Intel dabei einerseits der Iris Plus 900 extrem schnellen LPDDR4x-3733-Speicher gönnt, der nicht in jedem Ice-Lake-Notebook stecken wird, und andererseits unter den Tisch fallen lässt, dass es ja auch jetzt schon 28-Watt-Mobilprozessoren mit der Iris Plus 655 gibt. Letztere hat 48 EUs und zusätzlichen eDRAM-Cache und kommt weitaus dichter an die Neulinge heran.

Die Frage bleibt also wie so oft: Von welcher Warte betrachtet man die (vielleicht gar nicht so) revolutionären Verbesserungen? Denn Faktor 2,6 gegenüber aktueller UHD-630-Grafik schafft bereits AMDs Ryzen 5 3400G (siehe S. 90) im 3DMark Firestrike. Just dieser Ryzen nutzt sogar noch alte Zen+-Technik – nicht Zen2 – und die gerade abgelöste Vega-Grafikarchitektur.

Apropos: Nachdem nun klar ist, dass Intel im Desktop-PC leistungsmäßig hintan steht (siehe c’t 16/2019, S. 16), beeilte man sich, noch vor Verfügbarkeit der Notebook-Chips Ice Lake-U, ein paar Benchmarks zu streuen (siehe S. 31), die zeigen sollen, welch große Fortschritte mit den 10-nm-Chips bei Intel kommen. Werden. Bald.

Obwohl AMD in Sachen Interconnect mit Infinity Fabric und PCI Express 4.0 bislang gut dabei ist und die Produkte nicht nur ankündigt, sondern bereits liefert, macht man dort nicht den Fehler, sich auf den Lorbeeren auszuruhen. So gab Technik-Chef Mark Papermaster kürzlich im AMD-Blog bekannt, seine Firma würde sich dem Compute Express Link Consortium (CXL) anschließen, in dem bereits 54 Industriegrößen, darunter auch Intel, Cisco, Google, Marvel, Mellanox und die größten Serverhersteller, an Schnittstellen der nächsten Generation arbeiten. Dafür setzt man auf PCIe 5.0 mit 32 GBit/s je Lane, bietet zusätzlich aber die Option auf Cache- Kohärenz, sodass Beschleunigerkarten in großen Installationen effizienter zusammenarbeiten können. (csp)