Prozessoren mit vier Kernen

Quad-Core-CPUs

Der Königsweg der Prozessorarchitekten heißt heute Parallelisierung: Nachdem sich der Weg zu immer höheren Taktfrequenzen wegen der überproportional wachsenden Leistungsaufnahme der CPUs als Sackgasse erwiesen hat, sollen nun immer mehr Recheneinheiten auf einer CPU dafür sorgen, dass PC-Prozessoren weiterhin in gewohntem Tempo schneller werden.

Die ersten x86-CPUs mit vier Prozessorkernen hat Intel auf den Markt gebracht: zuerst den Core 2 Extreme QX6700 für Desktop-Rechner, dann die Xeon-Prozessoren der 5300er-Serie, die für Server und Workstations mit bis zu zwei Prozessoren bestimmt sind.

Bei AMD werden die ersten Prozessoren mit vier Kernen erst Mitte des Jahres erhältlich sein. Dass die eigenen Quad-Core-CPUs aber bereits jetzt prinzipiell funktionieren, zeigte AMD Ende November 2006 auf einer Konferenz. Dort liefen in einem Server gleich vier der unter dem Codenamen Barcelona entwickelten CPUs parallel.

Modular oder monolithisch

Einer der Gründe für Intels Zeitvorsprung bei den Quad-Core-Prozessoren liegt in deren modularer Architektur: Sie bestehen aus zwei Core-2-Duo-Chips, die Intel einfach zusammen in einem Prozessorgehäuse verbaut. Daher war der Entwicklungsaufwand im Vergleich zu einem Quad-Core-Design in einem Chip minimal. Zudem kann Intel nach Bedarf entweder Dual- oder Quad-Core-CPUs mit denselben Chips herstellen.

Der Nachteil des Intel-Konzepts liegt darin, dass die Verbindung zwischen den beiden Dual-Core-Chips über den Frontside-Bus und die Northbridge des Chipsatzes läuft, was eine höhere Latenzzeit mit sich bringt. Die höher getakteten Xeon-Prozessoren mit vier Kernen arbeiten daher mit einem schnelleren FSB1333-Bus, um diesen unerwünschten Effekt zu minimieren.

AMD setzt auf eine monolithische Architektur und musste daher wesentliche Teile der kommenden Quad-Core-Prozessoren neu entwickeln: Die vier Kerne sind intern über eine Crossbar verbunden und greifen gemeinsam auf den Speichercontroller zu, der ebenfalls auf der CPU sitzt. Ein Level-3-Cache auf dem Prozessor soll die mit 512 KByte vergleichsweise kleinen Level-2-Caches der einzelnen Kerne unterstützen und zeitraubende Zugriffe auf den Hauptspeicher minimieren. Zunächst ist der L3-Cache 2 MByte groß, spätere Versionen des AMD-Prozessors werden aber auch mit einem größeren Cache auf den Markt kommen.