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5 Prozent mehr Rechenleistung bei gleichem Takt

Obwohl nach bisher unbestätigten Informationen die mit Haswell erstmals auf den Prozessor verlegten Spannungsregler mit Broadwells Nachfolger, Skylake, wieder abgeschafft werden sollen, gibt es auch hier jetzt erst einmal eine Überarbeitung. Dabei erhält vor allem das SFF-Package, das CPU und Chipsatz auf einer kleinen Platine vereint, eine einschneidende Änderung, denn die Spulen der Regelelektronik werden in kleine Kästchen auf der Unterseite des Packages verfrachtet.

  • Das 3DL-Modul mit Spulen muss unter das Mainboard. (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Nur kleine Verbesserungen an den Cores (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
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  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Engere und längere Finnen (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Die Interconnects lassen sich näher zusammenrücken. (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Mainboard-Rückseite mit Loch für das 3DL-Modul (Bild: Intel, Hervorhebung Golem.de)
Das 3DL-Modul mit Spulen muss unter das Mainboard. (Folien: Intel)
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Dieses Modul heißt "3DL" und ist Teil des Spannungsreglers, den Intel als "FIVR", für "Fully Integrated Voltage Regulator", abkürzt. Dort sollen sie unabhängig von möglichen Einstreuungen der anderen Elektronik effizienter arbeiten. Zudem soll sich trotz des 3DL-Moduls die gesamte Bauhöhe des Packages reduzieren. Das klappt aber nur, wenn an der Stelle dieser Kästchen ein Loch im Mainboard gelassen wird. Das ist aber für das Layout der Platinen nicht weiter tragisch, denn üblicherweise sitzen genau unterhalb des Dies der CPU auf der Rückseite des Mainboards Kondensatoren für die Stromversorgung - und diese sind nun schon auf dem Package integriert.

Dieses Package mit CPU und dem Ein-Chip-Chipsatz PCH ist nun nur noch halb so groß wie bei Haswell, was aber nur für Broadwell-Y alias Core M gilt. Die anderen Bauformen hat Intel noch nicht vorgestellt. Durch die Änderungen der Halbleiterbauform und weitere Sparmaßnahmen beim PCH soll das gesamte Package - was wie bei einem SoC fast den ganzen Computer ausmacht - 60 Prozent weniger Leistung im Leerlauf aufnehmen als bei Haswell. Genaue Angaben in Milliwatt, wie bei ARM-SoCs üblich, machte Intel aber noch nicht. Da schon Haswell im Idle-Modus aber seine Leistungsaufnahme bis auf 1 Watt reduzieren konnte, dürfte Broadwell-Y bei etwa 500 Milliwatt liegen.

  • Das 3DL-Modul mit Spulen muss unter das Mainboard. (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
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  • Nur kleine Verbesserungen an den Cores (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
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  • Engere und längere Finnen (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Die Interconnects lassen sich näher zusammenrücken. (Folien: Intel)
  • Bauweise und Architektur von Broadwell (Folien: Intel)
  • Mainboard-Rückseite mit Loch für das 3DL-Modul (Bild: Intel, Hervorhebung Golem.de)
Nur kleine Verbesserungen an den Cores (Folien: Intel)

Wenn sich Intels Angaben zum Stromsparen auch deutlich in der Praxis mit längeren Akkulaufzeiten niederschlagen, ist wohl auch noch zu verschmerzen, dass die Rechenleistung pro Takt (IPC) auch bei dieser Generation nicht deutlich angestiegen ist. Lediglich 5 Prozent mehr Tempo bei gleicher Frequenz gibt Intel an. Das ist auch nicht verwunderlich, denn gemäß der Tick-Tock-Strategie ist Broadwell ein Tick. Dabei wird die Strukturbreite verkleinert, aber das Design der Rechenwerke nicht stark verändert. Das ist erst mit dem nächsten Tock, Skylake, zu erwarten.

Um dennoch etwas mehr Leistung bieten zu können, hat Intel vor allem den "translation look-aside buffer" (TLB) für den L2-Cache überarbeitet. Solche kleinen Puffer, die noch schneller als Caches arbeiten, dienen der Übersetzung von virtuellen in physikalische Speicheradressen. Der L2-TLB kann bei Broadwell nun 1.500 statt 1.000 Einträge speichern, zudem gibt es eine zweite Einheit zur Behandlung von fehlerhaften Vorhersagen einer als nächstes benötigten Speicherseite. Daneben hat Intel auch noch vier bereits dokumentierte neue Befehle für Verschlüsselungen eingeführt.

Dass Broadwell zuerst für Tablets erscheint, ist aber nicht allein eine Reaktion auf den sich verändernden Markt. Vielmehr erklärte Intel bei der Vorstellung der Architektur auch, dass bisher erst eine Chipfabrik die 14-Nanometer-Fertigung beherrscht. Bis Mitte 2015 sollen es dann aber drei, und einige Monate später vier sein. Die Ausbeute an funktionierenden Chips, der Yield, soll inzwischen aber auf einem akzeptablen Niveau liegen. Genaue Zahlen für den Yield nennen die Chiphersteller traditionell nicht. Auf dem IDF 2014 Mitte September will Intel weitere Daten zu Broadwell verraten, insbesondere auch zu einzelnen Modellen und Benchmarkwerten.

 Intel Broadwell: Lange FinFETs und tiefer gelegte Spulen für flache Tablets
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pierrot 12. Aug 2014

Ist mir neu, dass Spielkonsolenzulieferer zu sein der heilige Gral für Chiphersteller...

nie (Golem.de) 11. Aug 2014

Quadratmikrometer, wird gleich korrigiert, Danke.


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