CPU: AMD patentiert Prozessor mit schnellen und langsamen Kernen

Das heterogene Prozessorsystem soll einen energiesparenden und einen leistungsfähigeren Teil kombinieren. Das erinnert an Intels Lakefield.

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AMD kombiniert einen energiesparenden mit einem leistungsfähigeren Chip. (Symbolbild)
AMD kombiniert einen energiesparenden mit einem leistungsfähigeren Chip. (Symbolbild) (Bild: Pexels.com/Montage: Golem.de)

Intel hat mit Lakefield (Test) bereits eine Prozessorserie eingeführt, die sparsame und leistungsfähige Kerne kombiniert (Big/Little), und plant im Jahr 2021 auch mit Alder Lake einen ähnlichen Ansatz. Ein solcher Chip ist bei AMD bisher nicht präsent. Allerdings arbeitet wohl auch dieses Unternehmen an einem Kombiprozessor und hat sich das grobe Designbereits patentieren lassen (PDF). Eingesetzt werden soll er laut Hersteller in mobilen Geräten, die von hohen Akkulaufzeiten profitieren.

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Im Patentdokument beschreibt AMD einen bisher namenlosen Chip, der einen leistungsfähigen Prozessor mir einer energiesparenden, dafür weniger schnellen CPU verbindet. Das wird vom Unternehmen auch heterogenes Prozessorsystem genannt. Beide CPU-Teile greifen auf gemeinsame Register zu. Der L1-Cache wird getrennt ausgelegt, während der darunterliegende, langsamere L2-Cache wiederrum von beiden Chips genutzt wird.

Energiesparende CPU unterstützt weniger Instruktionen

AMD stellt sich vor, dass zunächst der energiesparende erste Prozessor Threads im Low-Power-Modus ausführt. Sollte der Chip eine nicht unterstützte Funktion entdecken, wird der Thread etwa mit einer dedizierten Microcode-Routine pausiert, im Shared-Memory abgespeichert und ein Wechsel auf den leistungsfähigeren zweiten Prozessor eingeleitet. Der zweite Prozessor lädt dabei den zuvor gespeicherten Zustand des Threads und kann dessen Laufzeit fortführen. Ein Cache-Controller soll dabei helfen, die Auslastung der einzelnen Prozessorteile zu überwachen und von einem Teil auf den anderen Teil zu wechseln.

Dass der erste Prozessor einige Funktionen nicht unterstützt, liegt an AMDs Plan, diesen nur mit einem Teil eines vollständigen Instruktionssets auszustatten. Er soll primär für die Ausführung von Tasks mit geringerer Priorität genutzt werden. Mehr Energie kann gespart werden, indem der leisstungsfähigere Prozessor bei Nichtbenutzung abgeschaltet wird. Beide Prozessorteile können laut AMD mit einem oder mehreren Kernen ausgestattet sein. Außerdem können darauf eine integrierte Grafikeinheit und ein Digital Signal Processor integriert werden. In einer abstrakten Grafik zeigen beide Teile zumindest zwei CPUs auf einem Die.

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