Intel: Neuer Core 2 "Penryn" 20 bis 45 Prozent schneller
Erste Details zur neuen Architektur in 45 Nanometern Strukturbreite. Mittels einer Telefonkonferenz gab Intel mehrere Monate vor der Markteinführung technische Einzelheiten zu seinem neuen Prozessor-Design "Penryn" bekannt, das als Dual- und Quad-Core mit bis zu 12 MByte L2-Cache erscheinen soll. Dank verbesserter Recheneinheiten und einem neuen SSE-Befehlssatz sollen die CPUs bei über 3 GHz bis zu 45 Prozent schneller sein als bisher verfügbare Intel-Prozessoren.
Intels Chef der "Digital Enterprise Group", Stephen Smith, stellte sich nach einer Präsentation, aus der die folgenden Screenshots stammen, telefonisch den Fragen von Journalisten. Ungewohnt offen legte der Intel-Manager dabei auch zumindest Abschätzungen zur erzielbaren Leistung der kommenden Prozessoren vor.
Penryn ist Intels erstes CPU-Design, das auf eine Fertigung mit Strukturbreiten von 45 Nanometern ausgerichtet ist. Wie bereits berichtet , kommt dabei ein neuer Transistor-Aufbau zum Einsatz, der das bisherige Problem der Leckströme deutlich mildern soll. Die Penryns sollen mit demselben Die sowohl für Desktops, Notebooks und Server erscheinen, auf einem Die sitzen dabei wie beim bisherigen Core 2 Duo zwei Kerne. Zwei dieser Dies bilden dann einen Quad-Core-Prozessor.
Trotz der geringeren Strukturbreite bleibt Intel im Wesentlichen bei der gleichen Leistungsaufnahme, was unter anderem durch einen von 4 auf 6 MByte vergrößerten L2-Cache pro Die bedingt ist. Intel spricht jedoch nur von "bis zu 6 MByte" , kleinere Versionen – wie auch schon beim aktuellen Core 2 Duo – sind also zu erwarten. Für die mobilen Prozessoren legte Intel noch keine TDP-Zahlen der typischen Leistungsaufnahme vor, Stephen Smith sagte lediglich, Penryn solle in dieselben Notebook-Designs passen wie der bisherige Core 2 Duo, dessen Kern bei Notebooks "Merom" heißt.
Um trotzdem in mobilen Rechnern Strom zu sparen und hohe Rechenleistung zu erzielen, hat sich Intel zwei Maßnahmen ausgedacht. Zum einen können die Kerne einzeln in einen Modus namens "Deep Power Down" versetzt werden. Dabei wird der Kern nahezu komplett abgeschaltet, durch die neuen Transistoren verbraucht er kaum noch Strom. Dazu ist Unterstützung durch den Chipsatz nötig, den die Santa-Rosa-Plattform mitbringen wird: Der FSB kann ebenfalls heruntergetaktet werden, bei Datenzugriffen des einen Kerns müssen weder FSB noch der andere Kern komplett aufgeweckt werden. Trotz gleicher TDP-Werte sollen Penryn-Notebooks bei gleicher Ausstattung im Akku-Betrieb länger laufen als ihre Vorgänger.
Damit Notebooks auch mehr Rechenleistung erzielen, hat Intel neben der nominellen Taktfrequenz auch einen höheren Takt mit mehr Kernspannung vorgesehen, den der Prozessor anlegen kann, wenn ein Kern gerade nichts zu tun hat. Intel nennt das "Dynamic Acceleration Technology". Dieses serienmäßige Übertakten soll Anwendungen, die noch nicht in mehrere Threads aufgeteilt sind, etwas beschleunigen. Für die Desktop- und Server-Prozessoren hat Intel die Technik nach bisherigem Stand nicht vorgesehen. Auch wenn ein Kern schneller läuft, während der andere schläft, soll die typische Leistungsaufnahme, auf welche die Kühlsysteme ausgelegt sind, nicht überschritten werden.
Bei den Desktop-Prozessoren soll das Penryn-Design Taktfrequenzen von deutlich über 3 GHz erreichen. Zusammen mit einem effektiv 1.333 MHz schnellen FSB, den die Chipsätze der 3er-Serie bieten, erhofft sich Intel in Verbindung mit den größeren Caches deutliche Leistungssteigerungen. Bei Dual-Cores soll die typische Leistungsaufnahme wie bisher 65 Watt nicht überschreiten, für die Quad-Cores erwartet Intel je nach Takt und Cache-Ausstattung 95 oder 130 Watt. Die bisher stromhungrigsten Desktop-CPUs der "Extreme"-Serie werden nur noch als Quad-Cores erscheinen.
Noch schneller sollen die neuen Xeons werden, ihr FSB darf bis zu effektiv 1.600 MHz schnell takten. Bei den Quad-Cores sind Versionen mit 50, 80 oder 120 Watt typischer Leistungsaufnahme geplant. Wie auch die Desktop-Prozessoren sollen die Penryn-Xeons sockelkompatibel sein, bei gleichem FSB-Takt reicht also ein BIOS-Update. Wer den 1.600-MHz-FSB braucht, kommt aber um den neuen Xeon-Chipsatz "Caneland" nicht herum.
Neben mehr Takt, schnellerem FSB und mehr Cache hat Intel die Core-Architektur der bisherigen Prozessoren noch etwas aufgebohrt. Über die technischen Eigenschaften dieses Prozessor-Designs hat Golem.de bereits ausführlich berichtet, so dass im Folgenden nur die Erweiterungen genannt werden. Penryn bleibt weiterhin ein vierfach multiskalarer Prozessor, der vier Befehle parallel bearbeiten kann. Da er seine Leistung vor allem aus dem "Shared Cache" für die L2-Speicherung zieht, hat Intel hier für noch mehr Bandbreite gesorgt. Über einen "Split Load" genannten Mechanismus kann der Prozessor auch Daten, die über mehrere Cache-Lines verteilt sind, in einem Rutsch laden, was Wartezyklen erspart. Vor allem bei Servern erhofft sich Intel so mehr Leistung. Laut Stephen Smith sind bei bandbreitenlastigen Anwendungen bis zu 45 Prozent mehr Rechengeschwindigkeit gegenüber den aktuellen Xeons drin.
Über zusätzliche Funktionseinheiten ließ sich Stephen Smith noch nicht aus. Er erwähnte aber eine neue Divisionseinheit namens "Fast Radix-16", die vor allem beim Wurzelziehen hilft. Sie kann pro Takt 4 statt bisher 2 Bit verarbeiten und soll bestimmte Algorithmen mehr als doppelt so schnell abarbeiten wie die bisherige Core-Architektur. Wo dieser Teiler sitzt, also ob beispielsweise in den SSE-Einheiten, verriet Intel noch nicht.
Die SSE-Einheiten wurden bei Penryn aber deutlich erweitert. Er beherrscht einen neuen Befehlssatz namens "SSE4", der wie schon bisherige SSE-Versionen vor allem Spiele, Medienbearbeitung und Grafikoperationen deutlich anschieben soll. Laut Smith konnte man mit den ersten Penryn-Prozessoren auch bei bisherigen Spielen eine Leistungssteigerung von 20 Prozent gegenüber dem Core-2-Duo messen, Video-Encoding soll – unter Einsatz von SSE4, also mit neuen Programmen – sogar 40 Prozent schneller laufen. Dabei hilft eine neue Funktion namens "Super Shuffle", welche die Daten stets byteweise auf die 128 Bit Breite der SSE-Einheiten bringt. Super Shuffle wirkt nicht nur bei neuem SSE4-Code, sondern auch bei Anwendung bisheriger SSE-Befehlssätze.
Noch immer steht der Marktstart der Penryns nicht genau fest. Laut Intel sollen die ersten Prozessoren mit der Architektur-Erweiterung noch 2007 in neuen Rechnern landen.
