Die Zeit vom 25. bis 28. Februar 2002 hat Intel wieder genutzt, um den insgesamt 4000 anwesenden Ingenieuren, Analysten und Journalisten aus aller Welt zu zeigen, welche Möglichkeiten Intel-Produkte bieten und künftig bieten sollen.
So stand die Frühjahrsausgabe von Intels Developer Forum auch ganz unbescheiden unter dem Motto "Advancing the Digital Universe". Und vom obligatorisch demonstrierten Taktfrequenzrekord mal abgesehen, gab es auch einige Neuigkeiten: neue Xeon-Prozessoren und frische Chipsätze, Hyper-Threading für Desktop-CPUs bereits ab 2003, Serial ATA II sowie der allgemeine Trend zur seriellen Technik. Und mit welchem Elan Intel jetzt auf DDR-SDRAM als Speicher der Zukunft setzt, zeigt ein Blick auf die DRAM-Roadmap.
Für reichlich Notebook-Power soll der mobile Pentium 4 sorgen. Auf dem IDF gab Intel aber noch nicht die Details bekannt, denn die offizielle Vorstellung hob man sich für den 4. März 2002 auf. Dafür demonstrierte Intel schon mal einen lauffähigen Chipsatz für den Banias, einer komplett neuen Mobile-CPU für 2003.
Aber nicht nur Intel sorgte beim IDF für Aufsehen. Geschickt, nur ein paar Blocks vom IDF entfernt, hatte sich AMD in einem Hotel eingenistet und die Hammer-CPU in Aktion gezeigt. Das war natürlich Gesprächsstoff Nr.1 auf dem Entwicklerforum.
Auf den folgenden Seiten fassen wir die wichtigsten Ereignisse des Intel Developer Forums für Sie zusammen. Außerdem präsentieren wir Ihnen die Details zum Mobile Pentium 4 Prozessor-M.
CPU: 4 GHz 2003, 30 GHz 2017
Es hat bereits Tradition auf dem Intel Developer Forum: Die Demonstration eines neuen Taktfrequenzrekords. Ein wassergekühlter Pentium 4 mit 4,0 GHz war es diesmal. Interessanter ist daran, dass in der Vergangenheit ein Jahr nach den IDF-Demos entsprechend getaktete CPUs bereits auf dem Markt waren.
Mit der 4-GHz-Demo wird klar, dass Intel beim Pentium 4 die Taktfrequenzen rasch hochdrehen kann. Intel strebt damit dem 10-GHz-Design entgegen, über das schon auf dem Herbst-IDF 2001 gesprochen wurde. Bereits Ende 2000 hat Intel in seinen Forschungslabors den kleinsten Transistor der Welt für 10-GHz-CPUs entwickelt. Ab 2005 sollen derart hoch getaktete Prozessoren mit Core-Spannungen von unter einem Volt vom Band laufen.
Wie der Prozessor in 15 Jahren aussieht, gab Intel-CEO Craig Barrett während seiner Keynote zum Besten: 30 GHz Taktfrequenz sollen dann durch aggressives Vorantreiben der Technologie erreicht sein. Die Fertigung des 30-GHz-Prozessors wird mit einer Strukturbreite von nur 10 nm erfolgen. Verglichen mit dem aktuellen 0,13-µm-Prozess des Pentium 4 verkleinern sich die Siliziumstrukturen innerhalb der nächsten 15 Jahre demnach um den Faktor 13.
Entsprechend hoch wird auch die Transistorzahl der Prozessoren sein. Craig Barrett sprach von zwei Milliarden. Zum Vergleich: Der Pentium-4-Prozessor mit Northwood-Core ist derzeit aus 55 Millionen Transistoren aufgebaut. Auch die Weiterentwicklung in der Wafer-Fertigung steht laut Barrett nicht still. Die 30-GHz-CPU soll nach seinen Aussagen aus einem 450-mm-Wafer "herausgeschnitten" werden. Aktuell ist Intel gerade bei Wafern mit einem Durchmesser von 300 mm angelangt.
Hyper-Threading für Desktops
Als nächsten "großen Schritt" sieht man bei Intel die Hyper-Threading-Technologie. Sie wurde bereits auf dem IDF Fall 2001 vorgestellt und ist eine Multi-Threaded-Erweiterung der IA-32-Architektur. Der ursprüngliche Codename lautete Jackson-Technologie, auch die Bezeichnung Simultaneous Multi-Threading (SMT) ist verbreitet.
Ein großer Teil der Prozessor-Ressourcen bleibt bei modernen CPUs ungenutzt. Intel gibt an, dass bei Anwendungen mit einer typischen Verteilung der Befehle bei der 32-Bit-Netburst-Architektur vom Pentium 4 und Xeon nur etwa 35 Prozent der Ressourcen eingesetzt werden.
Das Ziel von Hyper-Threading ist, dass die unterschiedlichen Pipelines eines Mikroprozessors durch unterschiedliche Threads zeitgleich - und damit wie getrennte Prozessoren - effizient genutzt werden.
Die ersten Prozessoren mit Hyper-Threading sind die im Januar 2002 vorgestellten Xeons für Workstations. Auf dem IDF präsentierte Intel auch die Server-Version des Xeon, die sich aber von den Workstation-Xeons bis auf die verfügbaren Taktfrequenzen nicht unterscheidet.
Im Desktop-Segment hält die Hyper-Threading-Technologie in der zweiten Jahreshälfte 2003 erstmals Einzug. Dann stellt Intel den Pentium-4-Nachfolger Prescott vor. Der Prozessor basiert auf dem NetBurst-Core und wartet mit einigen Architektur-Erweiterungen auf. Die Fertigung von Prescott soll in einem 0,09-µm-Prozess erfolgen. Intels Pentium-4-Prozessoren werden derzeit noch mit einer Strukturbreite von 0,13 µm hergestellt.
Um von Hyper-Threading zu profitieren, müssen die Anwendungen aber multithreaded programmiert sein. Bislang hätte es das hauptsächlich bei Server-Anwendungen gegeben, so Intel. Normal programmierte Anwendungen können mit Hyper-Threading sogar langsamer laufen.
Neue Chipsätze für den Xeon
Für die Xeon-Prozessoren wurden auf dem IDF gleich zwei neue Chipsätze vorgestellt: Intel präsentiert den Server-Chipsatz E7500, ServerWorks bietet den Grand-Champion-LE-Chipsatz an.
Bei den Dual-Xeon-Chipsätzen müssen sich die Xeons einen gemeinsamen Prozessorbus teilen, der mit 400 MHz Taktfrequenz arbeitet. Die Speicherunterstützung des E7500 und GC-LE für PC200-DDR-SDRAM ist ebenfalls identisch. Die Chipsätze verfügen über zwei Speicherkanäle, ähnlich dem Rambus-Chipsatz i860. Mit einer Bandbreite von 1,6 GByte/s pro Kanal ermöglichen der E7500 und GC-LE einen maximalen Speicherdurchsatz von 3,2 GByte/s (2,98 GByte/s bei Rechnung mit 1024er Basis). Jeder Speicher-Channel kann bis zu vier DIMMs verwalten. Damit können die Chipsätze bis zu 16 GByte Arbeitsspeicher adressieren.
Als besonderes Feature führt ServerWorks noch die "On-Line-Spare-Memory"-Funktionalität auf: Fällt ein DIMM während des Betriebs aus, so springt sofort ein Speichermodul ein, das sich im Standby-Mode befindet. On-Line-Spare-Memory beinhaltet einen 128-Bit-ECC-Algorithmus, der 16-Bit-Fehler erkennen und 8-Bit-Fehler korrigieren kann.
Support für AGP-Grafikkarten bietet der E7500-Chipsatz nicht. Allerdings spielt dies beim E7500 durch den Einsatz in Servern keine Rolle. Für den Workstation-Bereich ist Intels Rambus-Chipsatz i860 vorgesehen. Flexibler zeigt sich ServerWorks mit dem GC-LE: Über den optional verwendbaren CIOB-G-Baustein lassen sich AGP4X-Grafikkarten anbinden.
Für Einsteckkarten mit hohem Datendurchsatz bieten der E7500 und GC-LE PCI-X-Steckplätze an. Für Standard-Peripherie stehen jeweils USB-1.1-Ports und Ultra-ATA/100 zur Verfügung. Als Besonderheit beherrscht der ATA-Controller des ServerWorks-Chipsatzes RAID-0 und RAID-1.
3GIO löst PCI ab
Das "Third Generation I/O" Interface 3GIO soll im Jahr 2004 die PCI-Schnittstelle auf Mainboards ersetzen. 3GIO ist eine serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung und erlaubt eine flexible Skalierung in der benötigten Bandbreite. Die Software-Kompatibilität zur PCI-Schnittstelle bleibt erhalten.
3GIO arbeitet mit einem differenziellen Signal und nutzt für jede Datenrichtung eine eigene Leitung. Pro Pin sind Datentransferraten von 2,5 GBit/s möglich. Durch 3GIO-Konfigurationen von 1, 2, 4, 8, 12, 16, oder 32 Datenleitungen lässt sich die Bandbreite je nach Erfordernis anpassen.
Die 3GIO-Schnittstelle arbeitet mit einem paketorientierten Protokoll und stellt bei jedem Paket die Datenintegrität über eine CRC-Prüfung sicher. Durch die hohe Datensicherheit soll sich 3GIO auch für I/O-Erweiterungen im Serverbereich eignen. Selbst Grafikkarten bleiben nach Intels Willen von 3GIO nicht verschont: AGP8X soll das letzte parallele Interface für Grafikkarten sein.
Die Spezifikation für 3GIO ist von Intel bereits in einer Draft-1.0-Version an die PCI-SIG eingereicht worden. Die PCI-SIG ist ein Konsortium zur Verabschiedung von PCI-Standards.
Serial ATA in Griffweite
Die Spezifikation für die Serial-ATA-Schnittstelle ist bereits seit August 2001 verabschiedet. Von marktreifen Festplatten mit der seriellen Schnittstelle ist aber noch nichts zu sehen. Bisherige Präsentationen von Serial-ATA-Festplatten verwendeten noch einen Bridge-Baustein, der das serielle Protokoll parallelisiert. Diese Demo-Drives basieren auf herkömmlichen ATA-Festplatten mit parallelem Interface.
Seagate zeigte auf dem Intel Developer Forum jetzt erstmals eine Barracuda ATA IV mit so genanntem Native-Serial-ATA-Interface. Native bedeutet, dass der serielle Datenstrom nicht mehr in ein anderes Format umgesetzt werden muss, sondern direkt verarbeitet werden kann.
Durch die Native-Serial-ATA-Schnittstelle der Seagate-Festplatte steht erstmals die volle Interface-Geschwindigkeit von 150 MByte/s zur Verfügung. Der Overhead durch die Befehlsumsetzung fällt weg. Seagates Native-Serial-ATA-Controller besteht aus einer 1-Chip-Lösung, die den Physical-, Link- und Transport-Layer- sowie den AT-Controller-Chip vereint. Mit der Auslieferung von Serial-ATA-Festplatten will Seagate nach eigenen Aussagen aber erst beginnen, sobald führende Chipsatzhersteller entsprechende Controller auf den Mainboards integrieren oder PCI-Steckkarten ausliefern.
Während es noch immer kein Serienprodukt mit Serial ATA gibt, wurde auf dem IDF bereits die Formierung der Serial ATA II Working Group bekannt gegeben. Serial ATA II bietet neben einer höheren Datentransferrate von 300 MByte/s vor allem Features für den Servereinsatz und für Netzwerkspeicher.
DDR II: Speicher der Zukunft
Hätte sich Rambus mit der Vorstellung der RIMM-4200-Module auf dem Intel Developer Forum nicht selbst ins Gespräch gebracht, wäre die Firma und deren Speichertechnologie von Intel kaum erwähnt worden.
Auf Intels Roadmaps findet RDRAM nur noch einen Nischenplatz im so genannten "High Performance Segment". Der Hersteller konzentriert sich voll auf DDR-SDRAM und bietet für Desktop-PCs, Notebooks und Server entsprechende Chipsätze an. Gerade auch im Serverbereich sieht Intel einen breiten Schwenk auf den DDR-Speicher. Im Jahr 2002 wird laut Samsung erstmals auch die Produktion von Standard-SDRAM zurückgehen, RDRAM hat nur noch einen leichten Zuwachs zu verzeichnen.
Um für die eigenen Chipsätze auch einen stabilen Betrieb mit DDR-SDRAM zu gewährleisten, gibt es von Intel ein Memory Validation Programm für PC200- und PC266-Speicher. DDR333 steht Intel dagegen noch skeptisch gegenüber. Hier will man abwarten, wie sich die Stabilität, die Produktionsausbeute sowie der Preis von PC333-Speicher entwickelt.
Bei der Entwicklung von DDR II will Intel dagegen eine führende Rolle spielen. Den Fokus bei der Entwicklung des Nachfolgers von DDR-Speicher setzt Intel auf stabile Systemlösungen mit hoher Performance.
Bei DDR II handelt es sich um eine Weiterentwicklung aktueller DDR-SDRAMs. Zu Beginn soll DDR II mit 400 und 533 MHz Taktfrequenz arbeiten. Die Core-Spannung wird dabei von 2,5 V aktuellem DDR-Speicher auf 1,8 V gesenkt. Die Stabilität von DDR-II-Bausteinen soll sich durch eine On-Die-Terminierung deutlich erhöhen.
Erste Samples von DDR-II-Modulen soll es Mitte 2003 geben. Mit der Massenproduktion ist erst im Jahr 2004 zu rechnen. Die finalen Spezifikationen für DDR-II-Speicher sollen der JEDEC laut Intel bis Ende 2002 vorliegen.
Details zum Pentium 4 Prozessor-M
Wenige Tage nach dem Ende des Intel Developer Forums, am 4. März 2002, stellte Intel den Pentium 4 Prozessor-M für Notebooks vor. Die Mobile-CPU arbeitet zum Start mit 1,6 und 1,7 GHz und basiert auf dem Northwood-Core des Pentium 4 für Desktops.
Entsprechend verfügt der Pentium 4 Prozessor-M über einen 512 KByte großen L2-Cache sowie über die Features der NetBurst-Architektur: 400-MHz FSB, Execution Trace Cache und die SSE2-Befehlserweiterung.
Intel stattet den mobilen Pentium 4 mit der Enhanced-SpeedStep-Technologie aus, die bereits im Pentium III Prozessor-M zum Einsatz kommt. Enhanced SpeedStep kann die Taktfrequenz dynamisch an die Prozessorauslastung angleichen. Bei voller Taktfrequenz laufen die 1,6- und 1,7-GHz-Version mit einer Core-Spannung von 1,3 V. Im batterieoptimierten Modus senkt der Pentium 4 Prozessor-M die Taktfrequenz auf 1,2 GHz bei einer reduzierten Core-Spannung von 1,2 Volt. Noch geringer ist die Core-Spannung, wenn der Prozessor in den Deeper-Sleep-Mode geht. In diesem Schlafzustand liegen nur noch 1,0 V am Prozessor an.
Den durchschnittlichen Leistungsverbrauch des Pentium 4 Prozessor-M beziffert Intel mit unter zwei Watt im batterieoptimierten Modus. Der TDP-Wert des Pentium 4 Prozessor-M liegt mit 30 Watt deutlich unter den Werten der Desktop-CPUs, die Intel mit 52 Watt beim 2,0-GHz-Northwood angibt. Zum Vergleich: ein Mobile Pentium III Prozessor-M mit 1,2 GHz Taktfrequenz besitzt einen TDP-Wert von 22 Watt.
Verantwortlich für den niedrigen Stromverbrauch des Pentium 4 Prozessor-M zeichnen neben der geringeren Core-Spannung auch 20 Prozent niedrigere Leckströme im Silizium - verglichen mit dem Desktop-Pentium-4. Zusätzlich verwendet Intel beim mobilen Pentium 4 die IMVP-Technik der dritten Generation. Die Fertigung erfolgt wie beim Desktop-Pentium-4 im 0,13-µm-Prozess.
Intel bietet den Pentium 4 Prozessor-M in einem µFCPGA-Gehäuse an. Im Vergleich zur Desktop-Version fehlt der aufgesetzte Head Spreader. Dadurch lässt sich die Bauhöhe verringern und die Wärme direkter abführen.
Der Pentium 4 Prozessor-M kostet bei Abnahme von 1000 Stück 401 US-Dollar in der 1,6-GHz-Version (Stand: 04.03.2002). Mit 1,7 GHz Taktfrequenz stehen 508 US-Dollar auf der Preisliste.
Mobile-Chipsatz i845MP
Zusammen mit dem Pentium 4 Prozessor-M stellt Intel den Mobile-Chipsatz i845MP vor. Der Chipsatz unterstützt die Enhanced-SpeedStep-Funktion der CPU.
Der i845MP kann bis zu 1 GByte PC266-DDR-SDRAM verwalten. Für die Grafikanbindung steht eine AGP4X-Schnittstelle zur Verfügung.
Die Zweichip-Lösung des i845MP besteht aus Intels bekannter Hub-Architektur: Dem 82845-Memory-Controller-Hub (MCH) steht ein I/O-Controller-Hub (ICH) zur Seite. Ein Highspeed-Interface stellt eine Bandbreite von 254 MByte/s (266 MB/s) zwischen beiden Bausteinen zur Verfügung.
Für die Peripherie zeichnet beim i845MP der ICH3-M verantwortlich. Der I/O-Controller-Hub bietet sechs USB-Ports, allerdings noch in der langsamen 1.1-Version. Weiter auf der Feature-Liste stehen zwei Ultra-ATA/100-Kanäle, ein integriertes LAN-Interface sowie Sound nach dem AC97-Standard.
Im Laufe des Jahres will Intel den i845MZ vorstellen, der über eine integrierte Grafik-Engine verfügt. Für den ab sofort lieferbaren i845MP verlangt Intel 43 US-Dollar bei einer Abnahmemenge von 1000 Stück.
Banias-CPU kommt 2003
Während Intel mit dem Pentium 4 Prozessor-M gerade eine neue Generation von Mobile-CPUs vorgestellt hat, arbeitet der Hersteller schon an der nächsten Generation.
In der ersten Jahreshälfte 2003 will Intel den Banias präsentieren. Bei Banias handelt es sich um einen IA32-kompatiblen Prozessor, dessen Design komplett für den mobilen Einsatz entwickelt wird. Anand Chandrasekher, Vice President und General Manager von Intels Mobile Platform Group, konnte während seiner Keynote über Mobile PCs bereits ein lauffähiges System mit einem Banias-Chipsatz zeigen. Der mit dem Codenamen Odem versehene Chipsatz arbeitete in dem Demo-System aber noch nicht mit einer Banias-CPU, sondern mit einem Pentium-4-Prozessor.
Weitere Details zum Odem-Chipsatz gab Chandrasekher während seiner Präsentation aber nicht bekannt. Auch auf neue Informationen zum Banias-Prozessor selbst wartete man vergebens. Die Entwicklung dieser neuen CPU-Architektur für Notebooks wurde erstmals auf dem Herbst-IDF 2001 präsentiert. Banias soll Kommunikationsfeatures enthalten und über ein speziell erweitertes Clock-Gating verfügen. Damit können gerade nicht benötigte Core-Segmente, beispielsweise Ausführungseinheiten, abgeschaltet werden. Die bereits bekannten Details zum Banias können Sie in einer News vom Herbst-IDF 2001 nachlesen.
Investieren statt Verlieren
Die Botschaft "Investieren statt Verlieren" war von Intel-CEO Craig Barrett während seiner Keynote zu hören. Während die derzeitige schwierige wirtschaftliche Lage allerorts für Verunsicherung am Markt sorgt, lautet Intels Devise: "Weiter Geld in die Forschung investieren". Die wirtschaftliche Entwicklung werde zunehmend von technologischen Innovationen getrieben, sagte Barrett.
Gerade in den Bereichen des Computing und der Kommunikation sieht der Intel-CEO Perspektiven für Wachstum. Besonders das Internet sei als tragende Säule zu betrachten. Aber auch E-Commerce-Anwendungen und der Entertainment-Bereich könnten der Wirtschaft neue Impulse geben.
Um diese Impulse zu nutzen, gelte es aber einige Hürden in der Infrastruktur zu meistern: Das Thema Datensicherheit benötige Lösungen und Internet-Zugänge mit hoher Bandbreite - am besten drahtlos. Nicht zuletzt müsse man dem Benutzer die Vorteile von Web Services verständlich machen.
Das ultimative Ziel ist es laut Barrett, neue Technologien stets für jeden, immer und an jedem Ort zur Verfügung zu stellen. Auf dem Weg dahin brauche es aber offene Standards, etwa bei den Kommunikationstechniken. Die Produkte müssten außerdem viel mehr auf die Bedürfnisse der Anwender zugeschnitten sein. Intel investiere trotz Halbleiterkrise weiter auf hohem Niveau in Forschung, Entwicklung und Fertigung, um diese Ziele zu erreichen. Erste Erfolge dieser Strategie haben sich laut Barrett bereits eingestellt.
Fazit
Das größte Highlight während der Dauer des Intel Developer Forums war das lauffähige Hammer-System, das AMD gezielt in der Nähe der Entwicklerkonferenz zeigte. Dennoch dürfte Intel auch die Frühjahrsausgabe des IDF wieder als gelungene Veranstaltung werten. Begeistert zollten die Zuhörer den zahlreichen Keynotes Applaus.
Es gab ja auch einiges zu sehen: Den obligatorischen Taktfrequenzrekord beim Pentium 4. Aufgewertet wurde dieser Rekord durch konkrete Ideen und Technologien für noch höhere Leistungen. Nicht von ungefähr wagte Intels CEO Craig Barrett den Ausblick auf den 30-GHz-Prozessor.
Neben Zukunftsmusik zeigte Intel aber auch handfeste Produkte. Die Xeon-Familie wurde um Serverprozessoren sowie Chipsätze erweitert, der Pentium 4 nimmt nun in einer mobilen Version in Notebooks Platz und Serial ATA kommt endlich in Schwung. Und für Netzwerke gibt es günstige Gigabit-Ethernet-Controller sowie leistungsstarke XScale-Prozessoren.
Und immer wieder schön zu sehen und hören war, wie bedingungslos die Intel-Mitarbeiter an die Produkte und Ideen der eigenen Firma glauben. "Advancing the Digital Universe", das Motto des Frühjahrs-IDF, ist wohl auch das Motto der Mitarbeiter. (cvi)