Große Pläne

Kommende Varianten der neuen CPU-Generation Haswell

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Bisher hat Intel bloß einige der zahlreichen geplanten Haswell-Varianten vorgestellt, nämlich vor allem Quad-Cores. In den nächsten Monaten folgen sparsamere und billigere Doppelkerne, Tablet-Chips und verschiedene Server-Versionen.

Das erste Haswell-Paket, welches Intel auf der Computex in Taipei auspackte, enthielt Quad-Cores für Desktop-Rechner und größere Notebooks sowie vergleichsweise kräftige Ultrabook-Doppelkerne. Doch Haswell wird etwa auch in besonders sparsamen Tablet-Versionen erscheinen sowie in Server-Dickschiffe einziehen. Der Zeitplan ist kompliziert, weil Intel in jeder Produktkategorie einer eigenen Roadmap folgt: also einer Entwicklungslinie, an der sich die Hersteller der Endprodukte orientieren.

Die größten Stückzahlen wird Haswell – wie x86-Prozessoren allgemein – in Mobilversionen erreichen. Intel hatte schon vor Jahren angekündigt, CPU-Kerne vor allem für akkubetriebene Geräte zu entwickeln. Davon profitieren auch die Server-Versionen, weil sich bei ähnlicher maximaler Leistungsaufnahme immer mehr Kerne hineinpacken lassen. Auch bei den Desktop-Rechnern gibt es einen Trend zu kompakten und höher integrierten Bauformen, also Mini- und All-in-One-PCs.

Tick-Tock

Die CPU-Entwicklung ist ein teures Unterfangen, bei dem wegen der ungeheuren Komplexität der Chips mit mehr als 1 Milliarde Transistoren viele Fehlschläge drohen. Um das Risiko zu minimieren, machen die CPU-Entwickler einen Schritt nach dem anderen. Deshalb ändert Intel nur wenig an der Mikroarchitektur, wenn ein Fertigungsverfahren für feinere Strukturen zum Einsatz kommt. Dabei kommen dann Prozessoren heraus, die bloß wenig besser sind als ihre unmittelbaren Vorgänger – Intel nennt das einen Entwicklungs-„Tick“. Mit einem Tock hingegen ist eine Überarbeitung der Mikroarchitektur gemeint, wie sie nun Haswell bringt – bei nur leicht optimierter 22-Nanometer-Fertigungstechnik. 2014 steht dann die 14-Nanometer-Technik an, mit der Intel den Haswell-Nachfolger Broadwell fertigt.

Die ersten Mobil-Haswells mit vier Kernen sind für normal große Notebooks mit eher kräftigen Kühlsystemen und Akkus gedacht. Auch die Top-Grafik Iris Pro startet in vergleichsweise stromdurstigen Chips. Für Ultrabooks hingegen kommen Dual-Cores mit 15 Watt Thermal Design Power (TDP): Das sind 2 Watt weniger als bei den Ivy-Bridge-Typen mit einem „U“ in der Produktbezeichnung. Vor allem aber will Intel die Leistungsaufnahme der U-Typen im Leerlauf drastisch reduziert haben, was deutlich längere Akkulaufzeiten verspricht.

Haswell hält auch bei den bisher selten eingesetzten „Y“-Versionen Einzug, für die Intel eine heiß diskutierte „Scenario Design Power“ (SDP) spezifiziert. Schon die genaue Bedeutung der Thermal Design Power (TDP) ist schwierig zu erfassen, weil es dabei einerseits nicht um die maximal mögliche Leistungsaufnahme geht und andererseits kein standardisiertes Messverfahren existiert. Intel räumt freimütig ein, dass die TDP bei einem Tablet-Chip wie dem Atom nach anderen Kriterien definiert wird als etwa bei einem Xeon für Server. Die SDP ist noch schwammiger gemeint und liegt unter der TDP des jeweiligen Chips. Sie erlaubt es dem Hersteller des jeweiligen Mobilrechners, sehr leichte und flache Kühler und Akkus zu verwenden. Doch je nach Auslegung des Gerätes schwankt auch die Rechenleistung. Die SDP macht deshalb den Vergleich von Prozessoren anhand ihrer Datenblätter nahezu unmöglich.

Neue Einsatzbereiche erlauben die System-on-Chip-(SoC-)Versionen von Haswell, bei denen ein abgespeckter Chipsatz mit im Gehäuse sitzt. Sie sind für Tablets und Hybride gedacht, die den Windows-8-Schlafmodus Connected Standby unterstützen. Mehrere Wochen lang können sie in diesem „verbundenen Standbymodus“ die Verbindung zu WLAN- oder UMTS-Netzen halten, ohne ihren Akku zu erschöpfen. So melden sie eingehende E-Mails oder erinnern an Termine. Voraussetzung für Connected Standby sind extrem sparsamer Hauptspeicher sowie ein Prozessor mit dem Pseudo-Schlafmodus S0ix. Bisher unterstützen das nur ARM-Chips und der Atom Z2760.

Apropos Atom: Intel hat Pläne, die neuen Silvermont-Kerne mit 22-nm-Technik nicht nur in Prozessoren namens Atom für Tablets und Smartphones zu nutzen, sondern auch in bestimmten Celerons und Pentiums. Bisher stecken darin immer abgespeckte Varianten der jeweils aktuellen Core-i-Typen.

Desktop und Server

Für stationäre Rechner und Server führt Intel separate Roadmaps. Der Markt der Desktop-PCs schrumpft und die Konkurrenz von AMD spielt kaum noch eine Rolle. Intel hat also wenig Anreiz, viel Geld in die Entwicklung klassischer ATX-Systeme zu stecken. Aus dem Verkauf von Desktop-PC-Mainboards unter eigenem Namen steigt Intel komplett aus: Die LGA1150-Boards für Haswell werden die letzten sein. Weiterhin wird es aber welche für Embedded Systems, Mini-PCs und Server geben. Wachstum erwartet Intel bei den All-in-One-PCs. Darauf zielen spezielle Quad-Cores mit Iris-Pro-Grafik, die man an einem R in der Typenbezeichnung erkennt. Sie passen nicht in die LGA1150-Fassung, sondern sind zum Auflöten gedacht. Ob damit bestückte Mainboards einzeln erhältlich sein werden, ist bisher unbekannt.

Der Starttermin für billige Haswell-Doppelkerne ist ungewiss, aber das Warten lohnt auch kaum: Die Unterschiede zu Ivy Bridge dürften minimal sein, weil Intel bei Celeron und Pentium ohnehin AES, AVX, Quick Sync Video und die HD-Video-Optimierung abschaltet. Spekulationen ranken sich um einen möglichen 14-nm-(Broadwell-)Chip für die Fassung LGA1150: Er könnte auf den jetzt neuen Serie-8-Mainboards laufen. Vielleicht will Intel aber 2014 auch Serie-9-Chipsätze mit SATA Express und Prozessoren für DDR4-SDRAM bringen – dann wären neue Boards fällig.

Bei High-End-PCs mit der CPU-Fassung LGA2011 und vier Speicherkanälen erfolgen Generationswechsel viel langsamer, nämlich im Takt der eng verwandten Xeon-Chips für Server mit mehr als einer CPU-Fassung. Hier ist noch 32-nm-Technik Trumpf. Im Herbst werden die ersten 22-nm-Chips im LGA2011-Gehäuse erwartet, und zwar als Ivy Bridge-E mit weiterhin wohl bloß sechs CPU-Kernen. Sie sollen auf vielen aktuellen Boards mit dem Chipsatz X79 laufen.

Von den Stückzahlen her machen Server und Workstations weniger als 3 Prozent der PCs und Notebooks aus. Doch die teureren Server-Prozessoren der vier Xeon-Familien bringen erhebliche Umsätze ein. Wichtiger Unterschied zu den Desktop-Prozessoren: Im Verbund mit bestimmten Chipsätzen steuern die Xeons ECC-Speicher mit Fehlerschutz an.

Außer den Spezial-Atoms für Microserver gibt es drei „normale“ Xeon-Serien E3, E5 und E7. Der Xeon E3 ist ein enger Verwandter des jeweils aktuellen Core i7, deshalb löst der Haswell-Typ E3-1200 v3 nun auch seinen Ivy-Bridge-Vorgänger E3-1200 v2 ab. Ein Xeon E3-1200 v3 läuft genau wie ein Desktop-Prozessor nur als Einzelkämpfer und verwendet dieselbe CPU-Fassung LGA1150. ECC-Speicher erlaubt Intel aber nur im Verbund mit Chipsätzen der C-Serie.

Für Multiprozessor-Server oder mehr RAM sind die Xeon-Baureihen E5 und E7 gedacht, von denen es wiederum Kleingruppen gibt: Xeon E5-1600, E5-2600, E5-4600 für die Fassung LGA2011, E5-2400 (LGA1356) sowie E7-2800, E7-4800, E7-8800 für die Fassung LGA1567. Die Xeon-Baureihe E5 wird in diesem Jahr auf 22-nm-Technik umgestellt, angeblich kommen 12-Kerner (Ivy Bridge-EP). 2014, so munkelt man, könnte ein Haswell-EP für DDR4-SDRAM folgen.

Auch beim Hauptspeicher folgt die Computerbranche einer Roadmap, schließlich brauchen die DRAM-Hersteller Zeit für die Entwicklung und müssen viel Geld in neue Fertigungsanlagen investieren. Ihr Geschäftsrisiko sinkt, wenn die CPU-Firmen sich frühzeitig festlegen, wann sie Chips mit Speicher-Controllern für neue DRAM-Generationen ausliefern. Ab etwa Mitte 2014 sollen DDR4-Speicherchips jedenfalls in Serienprodukten zum Einsatz kommen; noch hat Intel aber nicht verraten, in welchen. (ciw)

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