Der totgesagte Gefährte Northwoods: Nehalem?

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Der totgesagte Gefährte Northwoods: Nehalem?NetBurst ist tot; spätestens seit der Vorstellung der Tigerton-CPUs für Acht-Sockel-Systeme, die wie alle neuen Intel-Prozessoren auf der Core-Mikroarchitektur beruhen. Die letzten Überbleibsel von NetBurst - alte Prozessoren oder Sockel - werden von Intel langsam aber stetig bei Seite geschafft. Nichts mehr wird aus der Zeit der hohen Taktraten übrig bleiben.

Wirklich nichts? Doch, etwas aus den alten Roadmaps ist noch übrig geblieben, auch wenn es nur ein Name ist: Nehalem. Bekannt ist dieser Codename schon mehr als fünf Jahre, stellvertretend für einen weiteren großen Schritt in der Prozessor-Entwicklung. Alle anderen Codenamen wurden nach der Vorstellung des Prescotts gestrichen - von Tejas, dem Namensgeber von Sockel 775 (Sockel T), ist keine Rede mehr, stattdessen bekamen die Prozessoren auf Basis der Core-Mikroarchitektur neue Namen. Wundert ja auch wenig, schließlich haben diese Prozessoren mit den ursprünglichen Planungen von Intel wenig gemein.

Umso mehr ist es merkwürdig, das Intel am Codenamen "Nehalem" festhält. Doch der Name ist nicht das einzige, was aus den NetBurst-Zeiten überlebt hat: Auch eine Form von Hyper-Threading wird Nehalem besitzen, wie Intel auf dem IDF bestätigte. Ein Achtkerner wird bis zu 16 Threads ausführen können. Die Technologie erhält zwar einen neuen Namen und ist auch nicht direkt mit dem Hyper-Threading aus den NetBurst-Zeiten vergleichbar. Trotzdem lässt es vermuten, dass Nehalem eine etwas längere Pipeline spendiert bekommt, da mit der Länge der Pipeline der Vorteil einer solchen Technik zunimmt.

Aber Moment mal: Längere Pipeline? Das war es doch, was NetBurst auszeichnete: Eine ziemlich lange Pipeline. Zur Zeit des Northwoods hat dies ja auch recht gut funktioniert, gegenüber dem AMD Athlon XP konnte Intel sich durchsetzen. Aber dann kam der K8 mit dem integrierten Speichercontroller, der schon allein die Pro-Takt-Leistung der AMD-Prozessoren deutlich steigerte. Und Intel verlängerte dann die Pipeline nochmals, um höhere Taktraten zu ermöglichen, was dem Prescott zusammen mit den zu niedrigen Taktraten den Ruf des Flops einbrachte.

Bei solchen Ähnlichkeiten stellt sich dann schon die Frage, ob Nehalem nicht über längere Hand geplant ist und auch die Misserfolge der älteren NetBurst-Architektur Intel daran gehindert haben, den ursprünglichen Plan weiterzuverfolgen. Dass die Länge der Pipeline nicht ein alleiniger Ausschlaggeber für die Pro-MHz-Leistung einer Architektur ist, zeigt Intel ja mit seiner Core-Mikroarchitektur: Die Pipeline besitzt zwei Stufen mehr als AMDs K8-Architektur, letztere hat auch noch den Vorteil des integrierten Speichercontrollers, und trotzdem zeigen sich Intels Prozessoren vor allem im Desktop-Markt mit deutlich mehr Leistung pro Takt.

Apropos Core-Mikroarchitektur: Hier zeigt sich, dass Intel keine Angst vorm Recyclen hat. Im Wesentlichen basiert diese ja auf der P6-Architektur, die seit 1995 in ersten Prozessoren verwendet wurde. Die zweite Version P6 macht sich auch zwölf Jahre später noch gut. Wieso sollte sich dann eine zweite Version NetBurst, die ja im Gegensatz zur Ersten immer noch stark überarbeitet wurde, 2008 nicht behaupten können? Das Leckstromproblem könnte Intel durch High-k in den Griff bekommen haben, und bei einer höheren Pro-MHz-Leistung, die sicherlich durch solche Features wie dem integrierten Speichercontroller entsteht, muss die Taktrate auch nicht mehr so stark steigen wie bei Ur-NetBurst.

Was Nehalem genau bieten wird, wird wohl erst in ca. einem Jahr zu erfahren sein. Gewisse Ähnlichkeiten zu NetBurst-Prozessoren werden meines Erachtens auf jeden Fall zu finden sein, schließlich wird Nehalem ja auch noch vom selben Team entwickelt, welches einstig NetBurst erfand.

NetBurst ist vielleicht zur Zeit auf dem Friedhof, aber nur um der Hitze der letzte Ehre zu erweisen. Ich bin mir sicher, Elementares wird zurückkehren, wenn auch unter anderen Namen und verschleiert. Totgesagte leben eben länger.

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15 Kommentare

15.) KonKorT 24.09.2007 - 16:07 Uhr
Stellvertretend für Jonathan will ich sagen, dass er sich - wie im letzten Post angekündigt - für eine Woche verabschiedet hat und erst dann wieder hier an Ort und Stelle antworten kann. ;)

Zum Thema "zu wenig Technik":
Meiner Meinung nach gehört in eine Kolumne so gut wie gar keine Technik rein. Lies Dir mal unsere Berichte oder Tests zu Grafikkarten und Prozessoren durch - beispielsweise auch zur K10 Architektur -, dort findest Du des Öfteren technische Hintergründe.
14.) Phenocore 24.09.2007 - 15:14 Uhr
Na-ja, ein gleiches Team, kann bei einer anderen Zielsetzung durchaus was anderes entwickeln. Die Ingenieure sind da nicht so eingefahren... Um 1 Ghz schneller und doppelt so viele Kerne und das ganze auch noch Effizienter. Ein wenig viel auf einmal^^...AMD hat bisher auch nichts an der Architektur verändert um die Ghz-Zahl anzuheben (immer noch unter 3,8 Ghz), sondern an der Effizienz gearbeitet... aber lassen wir das mal so stehen, bevor es in einem Glaubenskrieg ausartet. Ich habe meine Argumente ja gebracht.

Lass uns mal lieber ein wenig über die Technik Fachsimpeln. Es müssen doch wohl noch andere Möglichkeiten geben den Takt zu erhöhen als nur über die Verlängerung der Pipeline, oder?! Warum kann man überhaupt bei einer längeren Pipeline den Takt erhöhen? Was geschieht technisch bei einer Pipelineverlängerung?

Zu Jonathan Laser: Wie schafft es Intel, den Nachteil in Bezug auf IPC der länger Pipeline zu umgehen? Sind diese Techniken auch noch bei einer noch längere Pipeline effizient einsetzbar? Warum hat AMD die Pipeline nicht verlängert? Einfach nur was spekulativ zu sagen, reicht mir nicht, zumal die Roadmaps und alles andere bei Intel was anderes andeuten. Mehr Bezug zur Technik, please.
13.) KonKorT 24.09.2007 - 01:06 Uhr
Ich bin wie Streamline der Ansicht, dass die Nehalem-Architektur doch mehr Ähnlichkeit zu NetBurst besitzt als man bislang denkt. Wie gesagt wird/wurde die Architektur in Oregon, von demselben Team entwickelt, das einst die NetBurst Architektur herstellte.

Sicherlich werden neue Funktionen der Core Mikroarhitektur wie die 4-fache sklare Architektur und die 128-Bit SSE Befehle übernommen werden, gewiss wird aber auch wieder die Pipeline verlängert worden sein, so dass ich der Meinung bin, dass bei 4 GHz noch längst nicht das Ende der Fahnenstange erreicht ist. Solche Taktraten erwarte ich vielleicht zum Launch.

Der Nehalem-Architektur prognostiziere ich Taktraten von an die 5 GHz und mehr. Diese Taktraten wird man mit Westmere, dem 32nm Refresh, bestimmt erlangen.
Zur Frage der Taktraten des K10. Serienreife Prozessoren erwarte ich hierbei mit maximal 3.4 - 3.8 GHz.
12.) Phenocore 24.09.2007 - 00:15 Uhr
Na-ja, das Ghz-Problem sehe ich nicht für die nächste Generation.
Zur Zeit 3,2Ghz->4 Cores @130 Watt

Nehalem: maximal 4Ghz->8 Cores @ 130 Watt bis man das geschafft hat ist die nächste Entwicklungsstufe bei Intel an der Reihe. Wenn Intel vor allem mehr als 4 Ghz hätte schaffen wollen, hätte man das angekündigt anstatt des 8 Cores Nehalem. Intel will erst mal vor allem in die Breite (Core Anzahl) nicht primär in die Höhe (Ghz) wachsen und das wurde offiziell auch angekündigt und passt auch in das neue "viele Cores" Konzept. Wir können ja nächste Woche Wetten abschließen, wer am Ende mehr Recht behält :D Was meinst du, wie hoch man die neue K10 Architektur hochtakten kann? ;)
11.) Streamline 23.09.2007 - 23:58 Uhr
Von der Wiedergeburt Netbursts sprach ich ja auch nicht, sondern eher von einem Nachfolger mit dem Beheben gewisser Macken der Ur-Architektur. Eben Stromsparend muss es werden, hier müssen gewisse Dinge in den Griff bekommen werden.
NetBurst II - wenn man etwas so nennen will - muss ja nicht wieder die negativen Eigenschaften von NetBurst I bekommen. ;-)

Die Core-Architektur ist nicht für wesentlich höhere Taktraten ausgelegt, 4 GHz sind wohl im aktuellen Stand für Verkaufszwecke zu erreichen, danach muss man intern etwas umfriemeln.

Naja, nun mach ich erstmal Schluss. Gute Nacht und bis in einer Woche.
10.) Phenocore 23.09.2007 - 23:40 Uhr
Größere Änderungen sind technisch möglich. Größere Änderungen Richtung NetBurst sind aber nach all den Roadmaps und der ganzen Intelausausrichtung in die Zukunft unwahrscheinlich/unmöglich. NetBurst war für hohe Taktraten ausgelegt. Intel hat aber die Strategie in Richtung vieler Cores statt viel Takt geändert. Viele Cores sind aber nur mit einer Effizienten Architektur möglich, weswegen auch die Architektur aus dem Mobilbereich in den Desktopbereich und Serverbereich aufstieg. Hyper-Threading wird doch auch nur vom Netburst übernommen, weil das voll ins Konzept "viele Cores->viele Threads" passt. Dazu muss natürlich die Core-Architektur etwas geändert werden (Es müssen einige Bausteine doppelt auf der CPU vorhanden sein...). Allein schon aus diesen Überlegungen ist die Theorie über die Wiedergeburt von Netburst über die Implementierung von Hyper-Threading hinaus mehr als unglaubwürdig. Zudem kommt noch der Zeitfaktor und die Entwicklungsperioden von Intel mit zwei verschiedenen Entwicklerteams (sieh auch vorherigen Beitrag).

Die schwachstelle von Core 2 ist der FSB, besonders in Mehrsockelsystemen und genau da wird man ansetzen -oder besser gesagt- hat man angesetzt, denn man hat schon den Nehalem gezeigt und den Quikpatch/CSI angekündigt. Man wird nicht gleich die komplette CPU auf den Kopf stellen. Auch wegen des kleinen Zeitfensters und deswegen, weil Core 2 im Kern immer noch die effektivste CPU ist, besonders im Integerbereich. Ob man nun noch die FPU aufbohren wird oder etwas anderes noch dort und hier verbessern wird, weiß ich nicht. Allerdings haben solche Verbesserungen nichts mit Netburst zu tun.
9.) Streamline 23.09.2007 - 22:08 Uhr
Phenocore, ich wollte eigentlich nur andeuten das größere Abänderungen einer Architektur, sodass sie gar nicht mehr nach der alten Architektur aussieht, möglich sind. Sieht man ja in der Entwicklung vom Pentium III -> Core 2.
Nun schriebst du, dass beim Nehalem am Kern wenig geändert wird. Mich interessiert es, woher du das weißt - dieser Punkt ist nämlich durchaus umstritten. Hier kann durchaus eine neue Architektur, die schon zu NetBurst-Zeiten entwickelt worden ist, stehen. Sozusagen der direkte Nachfolger, während die Core-Architektur nur ein Zwischenschritt und das letzte Aufleben des P6 ist - weil NetBurst in der zweiten Lebenshälfte nicht besonders erfolgreich war und gewisse Planungen dann gestrichen wurden.

PS: Zum nicht Unüberwindbar - dass die Schritte technisch möglich waren, wollte ich genau damit aussagen. ;)
8.) Phenocore 23.09.2007 - 20:37 Uhr
Streamline:
Unüberwindbar riesig waren die Änderungen vom Pentium III über Pentium M und Core zum Core 2 auch nicht.

Wenn sie unüberwindbar wären, hätte sie Intel ja auch nicht überwunden und die Produkte nicht auf den Markt gebracht. Die Wahl des Adjektivs ist deplatziert. Sorry, wenn das grad nach Klugscheißer sich anhört, aber ich kann mit dem Satz einfach nichts anfangen. Ich kann auch keinen Zusammenhang zwischen diesem Satz und meinem Beitrag erkennen. Vielleicht erläuterst du mir, was du in Bezug auf meinen vorigen Beitrag mir damit sagen möchtest.
7.) Stangmar 23.09.2007 - 20:32 Uhr
sehr gut gelungen die kolumne hat mir doch das ein oder andere schmunzeln abgerungen und mir vieles erzählt was ich nicht wusste und ich auch nicht mit gerechnet hätte weiter so
6.) Streamline 23.09.2007 - 19:52 Uhr
@Phenocore: Woher beziehst du denn deine Fakten? Über den eigentlichen Nehalem ist ja noch nicht so viel bekannt, musst ja ein Insider sein. ;-)

Unüberwindbar riesig waren die Änderungen vom Pentium III über Pentium M und Core zum Core 2 auch nicht.
5.) UltraXFX-92 23.09.2007 - 18:46 Uhr
Ja, war ein bisschen übertrieben, dennoch nicht auszuschließen.

Willkommen erstmal, hier im Forum.
4.) Phenocore 23.09.2007 - 18:00 Uhr
lol UltraXFX-92
Wenn überhaupt, dann wohl eher Core Mikroarchitektur mit einigen NetBurst-Architekturelementen. Im wesentlichen wird aber das Hypherthreading die größte Übernahme aus der NetBurst-Architektur sein. Daran ändert auch der Name Nehalem nichts.

Von Core Duo zu Core 2 Duo wurde vor allem am Kern viel geändert, die Anbindungen nach außen aber kaum verändert (nur höherer FSB-Takt). Beim Nehalem wird es genau anderesherum sein. Die Anbindung wird geändert, der Kern "nur" um ein paar Features ergänzt. Beim Core 2 Duo wurde die Inside-Out-Methode (Von den Systeminterna zu den Schnittstellen zur Umwelt) verwendet beim Nehalem dagegen die Outside-In-Methode (von den Schnittstellen zur Umwelt zu den Systeminterna) Durch diese beiden unterschiedlichen Vorgehensweisen ist es für Intel auch möglich mit zwei Entwicklerteams periodisch eine neue Evolutionstufe/Architektur zu präsentieren und damit den Prozessor sowohl von Innen als auch seine Anbindung nach außen zu optimieren.
3.) Luk Luk 23.09.2007 - 16:20 Uhr
Gute Argumentation!
2.) UltraXFX-92 23.09.2007 - 15:11 Uhr
Sehr interessantes Thema.

Es ist auch nicht ausschließbar, daß der Nehalem auf der NetBurst-Architektur mit einigen Elementen der Core Mikroarchitekur aufbaut.
1.) KonKorT 23.09.2007 - 15:05 Uhr
Sehr gute Kolumne!

Die Argumentation ist in sich schlüssig, gut geschrieben. Sowas liest man doch gerne, besonders in Zeiten magerer Newskost. ;)