Hardware-News KW04: Kernfusion (Llano und Maxwell)
Teil der Exklusiv-Serie Hardware-News

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Dennis Ziesecke 29926 EXP - Freier Redakteur,R10,S10,C9,A8,J10
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24. Januar 2011 - 13:15
Keine Sorge, für diese Ausgabe der GamersGlobal Hardware-News wurde keine Atom-CPU gefoltert. Die Kernfusion entsteht ausschließlich in den Labors von Intel, AMD und NVidia: Diese Zwangsehe zwischen Prozessor und Grafiklösung wird vermutlich einer der Modetrends der Hardware-Industrie in den nächsten Monaten sein.
 

Die Leistung pro Watt soll mit den kommenden Maxwell-GPUs stark steigen.

Maxwell: NVidia kombiniert CPU und GPU

Die Kombination von CPU und Grafikchip ist bei AMD und Intel das Trendthema Nummer eins und wird auch in Zukunft die Schlagzeilen dominieren. Mit Sandy Bridge ist Intel ein guter Einstieg in den Markt gelungen, der Fokus liegt bei Intel wie gewohnt auf hoher CPU-Leistung mit durchschnittlicher Grafikpower. AMDs Fusion-CPUs werden im Gegenzug deutlich weniger Prozessorpower und etwas mehr Grafikleistung aufs Tablett bringen.

Mit NVidia hatte in diesem Geschäft allerdings niemand gerechnet. Unter anderem, da der kalifornische Hersteller keine Lizenz für die momentan sehr wichtige x86-Technologie hält. Zur Erinnerung: Bei fast allen in aktuell verkauften Desktop- und Notebookrechnern eingesetzten CPUs handelt es sich um x86-Prozessoren. Und auch Windows funktioniert in den Desktopversionen bislang ausschließlich mit x86-CPUs. Allerdings kann sich das schnell ändern, bereits Windows 8 soll die im Mobilsektor sehr beliebten ARM-Rechenkerne unterstützen.

Einen solchen ARM kombiniert NVidia nun mit den hauseigenen Grafiklösungen. Wie auch das kommende Windows ist NVidias Maxwell-GPU für das Jahr 2013 angekündigt und soll neben einem schnellen Grafikkern auch einen ARM-Prozessor enthalten. Zum Einsatz kommen soll dabei zum ersten Mal NVidias "Projekt Denver" -- eine ARM-Eigenentwicklung, gedacht für energiesparende Serversysteme. Um jedoch die vergleichsweise langsamen Transfers von CPU zu GPU zu minimieren, soll auf Maxwell-Grafiklösungen eben auch ein Denver-Rechenkern sitzen. Theoretisch wäre eine solche Kombination als eigenständige Rechenlösung einsetzbar: Denver soll neben der reinen Recheneinheit auch Peripherie verwalten können und eigenen RAM enthalten. Gefertigt werden sollen Maxwell-Karten bereits in schmalen 22nm-Strukturen.

Der Einsatz in schnellen Spiele-Computern wird aber wohl nicht der primäre Einsatzbereich einer solchen Grafikkarte sein. NVidia zielt auf Supercomputer und Rechenzentren ab. Dort etablieren sich GPGPU-Berechnungen bereits als energiesparende und pfeilschnelle Alternative zu herkömmlichen Prozessorsystemen. Angesichts sinkender CPU-Relevanz für PC-Spieler könnte Maxwell dennoch auch für Spieler interessant werden. Es bleibt abzuwarten, wie NVidias Planungen in dieser Hinsicht aussehen werden. Zuvor steht mit Kepler allerdings noch eine andere Ausbaustufe aktueller Grafiklösungen an.


Je kleiner die Fertigungsstrukturen, desto mehr GPUs passen auf einen solchen Wafer.

28nm-Grafikchips kommen noch dieses Jahr

Mit der Geforce500-Reihe ist NVidia aktuell gut im Geschäft. AMD hat bei den prestigeträchtigen Highend-Modellen aktuell nichts gegen die GTX580 in der Hand. Und auch der Kritikpunkt, eine GTX580 hätte für Highend mit 1,5 GB RAM zu wenig Grafikspeicher, wird mit dem Erscheinen der jüngst vorgestellten 3-GB-Modelle vom Tisch sein. Doch bei NVidia und natürlich auch bei AMD sitzt man nicht untätig herum. 

Bereits im Herbst, spätestens im Winter 2011 werden überarbeitete Versionen der aktuellen Grafikkartenserie in noch feineren Fertigungsstrukturen vom Band laufen. Mit nur 28nm Strukturbreite können diese Chips entweder bei gleichem Energiebedarf deutlich höher takten (oder zusätzliche Shadereinheiten enthalten) -- oder bei gleicher Taktung deutlich weniger Energie aufnehmen. Sowohl NVidia als auch AMD werden ihre 28nm-Chips beim Haus-und-Hof-Lieferanten TSMC fertigen lassen. Für AMDs Grafiklösungen war zwar ein Wechsel zu Globalfoundries im Gespräch -- oder auch eine zweigleisige Fertigung bei beiden Herstellern -- allerdings scheint man bei AMD der Erfahrung von TSMC mehr zu vertrauen.


Nahaufnahme von AMDs Llano - oben die CPU-Kerne, unten ist die GPU zu sehen.

AMDs Llano: Performance und Grafiktricks

Erste Informationen zur Leistungsfähigkeit von AMDs kommender Fusion-CPU mit dem Codenamen Llano wirken ernüchternd. Die CPU-Performance liegt laut der Internetseite Donanimhaber nur auf dem Niveau aktueller Athlon-II-CPUs. Damit würde ein Llano-Fusion-Prozessor gerade knapp die Rechenleistung eines Intel Core i3 erreichen. Allerdings enthält Llano nicht nur den noch auf der aktuellen Athlon-II-Architektur basierenden Prozessorkern, sondern auch noch einen Grafikchip. Dieser soll bereits die Leistung aktueller Mittelklasse-Grafikkarten erreichen. Der als HD6400 bezeichnete Grafikprozessor wird ungefähr auf dem Niveau einer AMD HD5550 rechnen -- für Gamer zwar immer noch zu wenig, dank einiger Tricks aber eventuell dennoch spannend.

Laut Informationen der türkischen Kollegen von Donanimhaber plant AMD eine Neuauflage der Hybrid-Grafik, mit der AMD vor einiger Zeit versuchte die GPU-Leistung der hauseigenen Mainboardchipsätze mit dedizierten Grafikkarten zu bündeln. Im Prinzip handelt es sich um eine Crossfire-Lösung, die integrierte Grafikeinheit unterstützt eine dedizierte Grafikkarte bei ihren Berechnungen. Bei Crossfire sind hierfür allerdings zwei möglichst gleichwertige Grafikchips nötig, AMDs Hybrid-Grafik arbeitet auch, wenn sich eine langsame mit einer deutlich schnelleren GPU zusammen tun.

Allerdings war dieser Ansatz schon vor einiger Zeit nicht sehr erfolgreich und wurde von AMD schon nach kurzer Zeit nicht mehr unterstützt. AMD könnte die bereits in Ansätzen vorhandene Technik wieder aufgreifen, um Nutzer der Fusion-Grafik zum Kauf einer dedizierten GPU zu bewegen. Ob und wie hoch die Leistungssteigerung durch diese Technologie letzten Endes ausfällt, hängt stark von AMDs Programmierern ab. Mit geschickter Treiberentwicklung ließe sich eine sehr interessante Nutzung der integrierten GPU-Leistung erreichen.

NVidia fährt in aktuellen Notebooks mit der hauseigenen Optimus-Technologie einen anderen Ansatz. Hierbei schaltet sich die die schnelle dedizierte Grafik nur hinzu, wenn deren Rechenleistung tatsächlich benötigt wird. Angesichts der hohen Multimedialeistung von Llano --sowohl hochauflösende Videos als auch rudimentäre 3D-Funktionen werden unterstüzt -- müsste eine separate Grafikkarte nur noch bei aufwändigen Spielen aktiviert werden. Selbst grafisch weniger anspruchsvolle Spiele könnte die Llano-GPU übernehmen und somit viel Energie einsparen, da in dieser Zeit die dedizierte GPU deaktiviert werden kann. Eine Kombination der beiden Lösungen wäre nicht nur im Desktopsegment bahnbrechend. Besonders im Bereich der Notebooks könnte AMD so bestimmt große Erfolge feiern.

Dennis Ziesecke Freier Redakteur - P - 29926 - 24. Januar 2011 - 18:28 #

Maxwell klingt schon interessant muss ich zugeben. Mal schauen, was daraus wird.

Revolted 09 Triple-Talent - 276 - 24. Januar 2011 - 18:47 #

Ich würde gerne wissen woher du die Information beziehst Windows 8 würde 2013 erscheinen? War es nicht mal 2012? Ist es denn offiziell bestätigt?

-.- Ich hoffe, dass es 2012 erscheint...dann kann ich früher schon einen neuen Pc kaufen :)

rAmbAzAmbA 17 Shapeshifter - 7391 - 24. Januar 2011 - 19:04 #

eh nix da, die sollen sich zeit lassen :D 2013 reicht voll und ganz^^

Dennis Ziesecke Freier Redakteur - P - 29926 - 24. Januar 2011 - 19:30 #

Unter anderem: http://winfuture.de/news,60972.html oder auch http://www.pcgameshardware.de/aid,808694/Windows-8-Kommt-das-neue-Microsoft-Betriebssystem-Anfang-2013/Windows/News/

rAmbAzAmbA 17 Shapeshifter - 7391 - 24. Januar 2011 - 18:59 #

Nach gefühlten 2-4 Jahren Stillstand im CPU/GPU Markt ( bis auf mal einen Kern und 100MHz mehr :D ) scheint die nächsten 2 Jahre wohl wieder richtig viel zu passieren :) Teilweise ist mir das schon zu viel :D Muss man wohl abwarten was da so kommt und ob es sich am Markt etablieren kann. Im Moment kommt es mir vor als hätte man Handy - klassischen Desktop - Konsole in einen Mixer geschmissen und puzzelt alles mal zusammen egal wie Hauptsache anders/neu und guckt ob es einer kauft :) So wie es in der Automobilbranche im Moment ist, jede Nische muss sein Modell haben.

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