Prozessorgeflüster

Von Herzen und Seelen

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Sie sollte ganz neu beseelt sein, „The Machine“, die Hewlett-Packard für die Big-Data-Herausforderungen der nächsten Jahre konzipiert. Die russische Seele in dortigen Computersystemen hat viel mit Orwell, Snowden und Warrior zu tun.

Auf der letztjährigen HP Discover zeigte CTO Martin Fink stolz die Seele der neuen Maschine herum, den Memristor-Speicher mit Zugriffszeiten im unteren Nanosekundenbereich, mit dem das zukunftsweisende „Distributed Mesh Computing“ möglich werden soll: 6 TByte in einem kleinen Modul, angeschlossen über Glasfaserkabel. Fink verkündete, dass erste funktionierende Memristor-Prototypen im Verlauf von 2015 verfügbar sein sollen. Doch in diesem Jahr folgte auf HPs Discover in Las Vegas die Ernüchterung: The Machine wird es vorläufig nicht mit Memristoren, sondern zunächst nur mit normalem DRAM-Speicher geben – gepuffert, denn Festplatten oder SSDs sind in dem Distributed-Mesh-Konzept mit nichtvolatilem Speicher nicht vorgesehen. Das erste Testsystem soll immerhin 320 TByte Speicher und über 2500 CPU-Kerne aufweisen. Später will man dann zunächst Phasenübergangsspeicher einsetzen, bevor letztlich die vielversprechenden Memristoren spruchreif sein sollen.

Herstellerpartner SK Hynix kommt damit offenbar nicht in die Strümpfe. Man hört von katastrophalen Ausbeuten von unter 15 Prozent. Böse Zungen lästern, man hätte in den chinesischen Hynix-Werken in Wuxi wohl nicht genügend reinen Sauerstoff – das Memristor-Konzept von HP/Hynix arbeitet nämlich mit Sauerstoff-Atomen als Speicher, die in Titandioxid-Schichten hin- und hergeschoben werden. Vielleicht hat SK Hynix aber auch einfach keine Kapazitäten frei und muss jetzt erst einmal zuhauf High Bandwidth Memory (HBM) für die auf der Computex vorgestellten neuen AMD-Fiji-Grafikchips liefern.

Auch anderswo wird intensiv an Memristoren geforscht. So meldeten Wissenschaftler der traumhaft am Pazifik gelegenen Universität von Santa Barbara Erfolge mit neuronalen Pt/TiO2-Memristor/CMOS-Hybrid-Chips, die 100 Synapsen simulieren und Mustererkennung analog zum Gehirn ausführen können.

Schon lustig, den Teamleiter, Prof. Dmitri Strukov, traf ich vor Jahren zufällig im Brew Pub „Faultline“ in Sunnyvale – das Silicon Valley ist eben ein Dorf. Strukov forschte damals noch an den Hewlett-Packard Laboratories in Palo Alto, wo er offenbar von HP-Fellow Stan Williams mit dem Memristor-Virus infiziert wurde. Der russische Wissenschaftler zeigte mir auch seine Greencard – nun weiß ich, dass die gar nicht unbedingt grün, sondern zumeist weiß ist.

Synapsen

Ob bei seinen späteren Vorträgen, die er als UCBA-Professor unter anderem bei Intel in Hillsboro über „Pattern Classification with Memristive Xbar Circuits“ abhielt, auch sein sowjetischer Kollege, der berühmte Computerpionier Boris Babayan, mitgelauscht hat, ist nicht überliefert.

Babayan ist übrigens weder Russe noch Armenier – wie uns Wikipedia weismachen will –, sondern Aserbeidschaner, geboren in Baku. Er arbeitet nun schon seit elf Jahren als Intel-Fellow für Computer-Architektur in den USA und denkt mit 81 immer noch nicht ans Aufhören: „Ich hab noch so viele Ideen“. Viel Aufsehen hatte er in den späten 90ern, damals noch in Moskau, mit seinem angekündigten Elbrus-2000-Prozessor gemacht. Dessen 512 Bit breites VLIW-Design mit bis zu 20 Instruktionen pro Takt und mit dynamischer binärer Translation kam als Konkurrent zum Intel Itanium zwar nicht auf den Markt, wurde aber nach seinem Weggang von dem verbliebenen Elbrus-Team im Moskow Center of SPARC Technologies (MCST) fertiggestellt und dann vom russischen Militär eingesetzt. So mussten sie keine Angst vor Hardware-Hintertüren fremder Dienste haben. Der Elbrus-Prozessor wurde dann kontinuierlich weiterentwickelt und auf vier und acht Kerne ausgedehnt. Ein YouTube-Video zeigt, dass man auf dem Vierkerner Elbrus-4C (auch 4S genannt, je nachdem ob man das C kyrillisch oder lateinisch interpretiert) mit seinen 720 MHz durchaus auch Doom 3 BFG spielen kann.

Den Achtkerner Elbrus-8C mit 1,3 GHz Takt, bis zu 25 Instruktionen pro Takt, 250 GFlops theoretischer Performance, gefertigt im 28-nm-TSMC-Prozess, stellte MCST im letzten Jahr vor. Vielleicht sieht man ja damit bestückte Systeme auch außerhalb Russlands (dann mit vermutlich anderen Hintertüren).

Daneben gibt es weitere russische Prozessorfirmen, die sich allerdings im Kern auf westliche Designs abstützen. So erwartete man vom Start-up Baikal eigentlich einen ARM-Chip für Router, Switches und andere Netzwerkgeräte. Doch völlig überraschend kam der jetzt vorgestellte Baikal-T1 mit zwei MIPS-Warrior-Kernen (5600) von Imagination Technologies heraus. Allein vom Namen her bietet sich der schon fürs Militär an. Und wofür sich „Orwell“ des ebenfalls in Zusammenarbeit mit Imagination von der Moskauer Firma Elvees designte Chip eignet, kann man erahnen – aber im Visier des Spezial-Chips für Videoanalyse liegt insbesondere der Zukunftsmarkt der Driver-Assist-Systeme für autonome Automobile. Als Nächstes, so kann man vermuten, kommt aus Moskau dann der Sicherheits-Chip Snowden.

Neue amerikanische Prozessoren gibt es natürlich auch. Die nächsten Broadwell-Versionen für Notebooks, Desktops und kleine Server wurden jetzt feierlich auf der Computex vorgestellt (siehe S. 22). Sie sind zwar nicht schneller als die Vorgänger, verbrauchen aber weniger und haben leistungsfähigere Grafikprozessoren an Bord. Bei dem einen oder anderen taiwanischen Hersteller lugte daneben schon der Broadwell-Nachfolger Skylake hervor. Klassische Intel-Partner wie Asus und Gigabyte präsentierten zudem ihre Cavium-Boards mit bis zu 96 ARM64-Kernen. Auch Applied Micro war mit dem X-Gene 2 zugegen. Um diese Konkurrenz abzublocken, hatte Intel den Xeon D auf den Markt geworfen – zumindest auf dem Papier. Für ihn gibt es zwar inzwischen Boards etwa von Asrock oder Supermicro – aber wirklich zu sehen ist er noch nicht. Hier und da findet man bei den üblichen Anbietern etwa unter der Bestellnummer des Xeon D-1520 (GG8067401741800S R29B) ein paar Chips, meistens jedoch „No stock“. Aber mit Broadwell-Kern wird ihn ohnehin wohl kaum noch einer haben wollen, denn hinter den Kulissen hört man vom Xeon D mit Skylake-Kernen (Skylake-DE) schon im September. (as@ct.de)

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