Chipentwicklung Intel und die Tick-Tock-Strategie

Der Chiphersteller Intel kündigt für seine diesjährigen Neuvorstellungen "die größten Veränderungen seit 40 Jahren" an und verspricht mehr Leistung zu deutlich geringeren Kosten. Die wahren Innovationen werden aber erst für 2008 erwartet.

Hamburg - Jedes Jahr, so sieht es die sogenannte Tick-Tock-Strategie des weltgrößten Chipherstellers vor, soll eine neue Generation von Mikroprozessoren des Unternehmens auf den Markt kommen. In San Fransisco hat Intel  nun Details zu den für die kommenden Jahre geplanten Prozessorgenerationen bekanntgegeben.

Als Erstes steht die unter dem Codenamen Penryn entwickelte Prozessorfamilie auf dem Plan. Deren herausragendes Merkmal wird eine weitere Miniaturisierung der Bauelemente auf dem Chip sein. Einzelne Bauteile sollen dabei in sogenannter 45 Nanometer-Technologie hergestellt werden, also nur noch eine Breite von 45 Milliardstel Metern aufweisen. Um die bei so geringen Strukturen ansonsten unvermeidbaren Leckströme zu minimieren, setzt der Hersteller das Element Hafnium ein. Der Intel-Mitgründer Gordon Moore bezeichnet diese neue Technologie als "die größte Änderung in der Transistor-Technologie seit der Einführung von Polysilizium MOS-Transistoren in den späten 60er Jahren."

Mehr Schaltkreise, geringerer Strombedarf

Als Resultat sollen bis zu doppelt so viele Schaltkreise wie bisher auf dieselbe Fläche passen. Zudem sollen die Schaltprozesse 30 Prozent weniger Energie benötigen und um 20 Prozent schneller ablaufen. Leckströme habe man um den Faktor fünf reduzieren können.

Wie erwartet, wird es den neuen Chip auch in einer Variante mit vier Prozessorkernen geben, bisher sind im Desktop- und Notebookbereich maximal zwei Kerne üblich. Insgesamt 820 Millionen Transistoren will der Hersteller auf einem solchen Vierkernchip von der Größe eines Fingernagels versammeln.

Neben der zusätzlichen Rechenleistung, die sich aus der höheren Transistorzahl ergibt, verspricht Intel einige weitere Verbesserungen gegenüber den aktuellen Modellen. Besonders interessant für Notebooknutzer dürfte der sogenannte "Deep Power Down"-Modus sein, in den sich der Prozessor selbst während kürzester Arbeitspausen versetzt und der die Akkulaufzeit mobiler Rechner verlängern soll. Erfahrungsgemäß hat der Prozessor allerdings nur einen vergleichsweise geringen Anteil am Gesamtstromverbrauch von Laptops.

Chips aus dem Baukasten

Chips aus dem Baukasten

Darüber hinaus sollen die neuen Chips unter anderem Optimierungen für Multimediaanwendungen enthalten und teilweise mit Taktfrequenzen jenseits von drei Gigahertz laufen. In diesen Bereich ist der Hersteller seit seiner Abkehr vom Pentium-Konzept nicht mehr vorgedrungen. Das derzeitige Topmodell der Core-Serie, der Core 2 Extreme X6800EE, erreicht 2,933 Gigahertz.

Die eigentlichen Innovationen bereitet Intel jedoch für 2008 vor. Dann soll der Penryn-Nachfolger "Nehalem" auf den Markt kommen. Den bezeichnet Pat Gelsinger, Senior Vice President und General Manager von Intels Digital Enterprise Group, als "die erste dynamisch skalierbare Mikroarchitektur." Was er damit meint ist, dass die gesamte Chiptechnologie so konzipiert ist, dass einzelne Komponenten je nach Bedarf kombiniert werden können. Auf diese Weise sollen sich ohne viel Aufwand hoch spezialisierte Chips, etwa für ultraleichte Notebooks oder Strom sparende Server, aus dem Grunddesign ableiten lassen.

Bis zu acht Kerne will Intel auf den Nehalem-Chips unterbringen. Die sollen durch direkte Verbindungen miteinander kommunizieren. Damit räumt Intel einen der Schwachpunkte der aktuellen Core-Architektur aus, bei der die Prozessoren Daten umständlich über ein sogenanntes Bussystem austauschen.

32-Nanometer-Chip anvisiert

Eine der wichtigsten Neuerungen bei Nehalem wird jedoch die Integration eines sogenannten Speichercontrollers werden. Der sorgt dafür, dass der Prozessor direkten Zugriff auf den Arbeitsspeicher hat. Bisher benötigen Intel-CPUs dafür noch einen separaten Steuerchip. Intels Hauptkonkurrent AMD  hingegen baut den Speichercontroller bereits seit einiger Zeit direkt in den Prozessor ein und konnte sich damit in bestimmten Bereichen Leistungsvorteile ergattern.

Für die Produktion der neuen Chips hat Intel bereits mit Milliardeninvestitionen zwei neue Fabriken aufgebaut. Das ist in der Chipbranche nicht ungewöhnlich, da jede neue Generation von Mikroprozessoren in der Regel auch vollkommen neue Produktionsanlagen benötigt. Bis der Nehalem-Prozessor in Produktion geht, will der Konzern zwei weitere Fabrikationsstätten auf die neue Technologie vorbereitet haben.

Wenn es soweit ist, werden sich Intels Entwickler längst mit anderen Themen befassen. Denn als Nächstes stehen noch weiter verkleinerte Chips auf dem Programm. Strukturen von nur noch 32 Nanometern Breite plant das Unternehmen für den Nehalem-Nachfolger. Dessen Entwicklung steht allerdings noch so weit am Anfang, dass er bisher noch nicht einmal einen Codenamen hat.

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