AMD und Intel trommeln für kommende Prozessoren

Während AMD behauptet, der kommende Vierkern-Opteron sei um 40 Prozent schneller als der Xeon 5300, führt Intel bereits Rechner mit 45-Nanometer-Prozessoren vor.

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Von
  • Erich Bonnert

Merom- (oben) und Penryn-Dice, skaliert auf gleiche Breite

Die nächste Runde im ewigen Wettstreit zwischen AMD und Intel wirft ihre Schatten voraus: "Mitte 2007" sollen die ersten Vierkern-Opterons erscheinen, mit denen AMD im Servermarkt wieder mehr Fahrt aufnehmen will. Ebenso wie es Intel vor Jahresfrist tat, protzt nun AMD schon mal vorab mit der Leistungsfähigkeit eines noch nicht lieferbaren Produktes: Die kommenden "nativen" Server-Quad-Cores sollen um bis zu 40 Prozent schneller sein als Intels Xeon-5300-Prozessoren. Dass die Vierkern-Opterons eine um 70 Prozent höhere Leistung bei Datenbank-Abfragen liefern sollen und 40 Prozent mehr Gleitkomma-Durchsatz als ihre Doppelkern-Vorfahren, hatte AMD bereits versprochen. Zur Rechengeschwindigkeit kommender Desktop-PC-Prozessoren mit zwei Kernen hat AMD bisher kaum etwas gesagt.

Wenn die AMD-Behauptungen zutreffen, dann könnten Intels Xeons ab Mitte des Jahres im Leistungsvergleich zurückfallen. Doch bereits in der zweiten Jahreshälfte steht bei Intel bekanntlich der Umstieg auf die 45-Nanometer-Fertigungstechnik P1266 an. Davon schwärmte nun schon mal vorab Intel-Fellow Mark Bohr. Für die Transistoren der nächsten Prozessgeneration verwende man völlig neue Materialien, angeblich zum ersten Mal seit den 60er-Jahren. Eine absichtlich nicht näher beschriebene Hafnium-Verbindung ersetzt als High-k-Dielektrikum die althergebrachte Siliziumdioxid-Isolatorschicht der Transistor-Gates. Diese kann nun wieder dicker werden, nämlich statt zuletzt 1,2 Nanometer nun grob geschätze 3 nm. Die Hafnium-Verbindung wird mit bereits vorhandener Anlagentechnik schichtenweise aufgebracht.

Auch das Elektrodenmaterial der Transistor-Gates wurde optimiert: Statt Polysilizium verwendet Intel nun zwei ebenfalls geheim gehaltene Metalle. Die genaue Verbindung ist dabei laut Bohr weniger wichtig als die präzisen Oxidationszustände sowie die Art und Weise der Aufbringung auf den Wafer.

Zwei 45-nm-Vierkerne mit 2,13 GHz in Aktion

Laut Bohr sollen die High-k-Metal-Gate-Transistoren entweder um über 20 Prozent schneller schalten als die aktuellen 65-nm-Transistoren oder einen um den Faktor 5 reduzierten Leckstrom durchlassen; der Gate-Leckstrom schrumpft auf ein Zehntel. Die Schaltverluste der Transistoren sinken um 30 Prozent. Intel-CEO Paul Otellini persönlich erläuterte, dass die Kostenvorteile und der zeitliche Vorsprung zu der Entscheidung geführt hätten, bei der 45-nm-Technik auf Immersions-Lithografie (und zuvor schon 157-nm-Laser oder SOI-Wafer) zu verzichten. Der Flächenbedarf der 45-nm-Transistoren ist nur noch etwa halb so groß wie bei den 65-nm-Transistoren, was die Fertigungskosten pro CPU senkt oder mehr Transistoren pro Chip ermöglicht.

Doch Intel ließ nicht nur Bohr und Otellini über die neue Fertigungstechnik fachsimpeln, sondern führte einer kleinen Journalistengruppe auch gleich laufende Rechner-Prototypen mit den 45-Nanometer-"Penryn"-Prozessoren vor, die angeblich Anfang Januar in der Fab D1D in Hillsboro/OR gefertigt wurden. Zu sehen waren ein Notebook und ein Desktop-PC mit 2,13-GHz-Penryns (beziehungsweise Wolfdale beim Desktop), ein Desktop-PC mit einer Quad-Core-CPU (Yorkfield?) und 1,86 GHz Taktfrequenz, die allesamt unter Windows Vista liefen. Ebenfalls unter Vista rannten dann noch zwei Quad-Core-Serverversionen des Penryn gemeinsam auf einem Board mit 2,13 GHz, während ein Dual-Core-Pärchen unter Windows 2003 Server R2 lief. Angeblich sollen die Penryns auch bereits problemlos unter Linux, Windows XP und Mac OS X laufen – von Solaris war aber nicht die Rede.

Otellini betont günstige Fertigungskosten und frühe Markteinführung

Bohr zeigte ein Die-Foto des Penryn-Kerns, der dem Merom/Conroe/Woodcrest tatsächlich stark ähnelt. Penryn wird also keine großartigen Architekturverbesserungen bringen, allerdings wohl SSE4, größere Caches und einen schnelleren Frontsidebus. Außerdem wies Bohr ja explizit darauf hin, dass die Taktfrequenz-Reserven wachsen. Ein Penryn-Doppelkern soll 410 Millionen Transistoren enthalten, beim Core 2 Duo mit 4 MByte L2-Cache sind es 291 Millionen.

Die ersten Penryns sollen aus der Fab D1D in Hillsboro kommen, die im Bau befindlichen 45-nm-Fabs 32 (in Chandler beziehungsweise Ocotillo bei Phoenix/Arizona) und 28 (Kiryat Gat/Israel) sollen im ersten Halbjahr 2008 hochfahren. (Erich Bonnert) / (ciw)