Manche lieben es, auf vielen Kernen gleichzeitig zu laufen, andere brauchen brutale Einzel-Thread-Power, um wirklich schnell zu sein. Intel hat bisher versucht, beides zu vereinen, indem die Prozessoren zwei verschiedene Kernarten enthalten: effiziente E-Cores und leistungsstarke P-Cores. Doch dieser Hybrid-Ansatz bringt Nachteile mit sich, vor allem beim Entwicklungsaufwand und bei der Flexibilität.
Jetzt zeigt ein neues Patent, dass Intel über einen ganz anderen Weg nachdenkt. Der Name klingt fast nach Science-Fiction: Software-defined Super Core. Die Idee dahinter ist simpel und gleichzeitig genial. Statt unterschiedliche Kerne zu bauen, sollen nur die kleinen E-Cores auf dem Chip sitzen. Wenn ein Programm plötzlich richtig Power auf nur einem Thread braucht, schließen sich kurzerhand zwei dieser E-Cores zusammen und arbeiten wie ein einziger großer. Ein Superkern entsteht.
Wie zwei Kerne zu einem werden
Damit das klappt, muss die Arbeit des Programms in handliche Blöcke aufgeteilt werden. Diese Blöcke bekommen beide Kerne zugewiesen, arbeiten sie durch und synchronisieren sich am Ende, damit die Ergebnisse in der richtigen Reihenfolge zusammenlaufen. Für das Betriebssystem sieht das Ganze so aus, als würde nur ein normaler Thread laufen. Der eigentliche Trick passiert unsichtbar im Hintergrund.
Damit die Abstimmung funktioniert, wird zusätzlicher Code eingebaut, den entweder ein Compiler oder eine spezielle Software erzeugt. Darin stecken Kontroll- und Synchronisationsbefehle, die verhindern, dass die beiden Kerne sich gegenseitig in die Quere kommen. Natürlich braucht das ein wenig Extraaufwand, doch laut Patent bleibt dieser überschaubar.
Chancen und Stolpersteine
Ob das am Ende wirklich einen Leistungsschub bringt, hängt von vielen Details ab. Je nachdem, wie stark die Berechnungen voneinander abhängen, kann die Synchronisation einiges an Tempo kosten. Auch Sprungvorhersagen spielen eine Rolle, denn wenn einer der Kerne falsch abbiegt, muss Arbeit verworfen werden. In solchen Fällen ist ein einzelner Kern tatsächlich effizienter. Deshalb ist der Superkern-Modus dynamisch. Erkennt das Betriebssystem, dass die Zusammenarbeit keinen Vorteil bringt, wird der Thread sofort wieder auf nur einem Kern ausgeführt.
Besonders spannend ist die Idee, dass sich nicht nur zwei, sondern auch drei oder mehr Kerne zusammenschalten lassen könnten. So entstünde eine Art modulare CPU-Leistung, die sich je nach Bedarf anpassen kann.
Warum Intel diesen Weg einschlägt
Die klassischen Methoden, um die Single-Thread-Leistung zu steigern, stoßen längst an ihre Grenzen. Immer breitere Ausführungslogik, größere Registerdateien und wachsende Caches verschlingen enorme Mengen an Fläche und Energie. Gleichzeitig profitieren längst nicht alle Programme davon. Ein flexibles Modell, das kleine Kerne bei Bedarf zu größeren Einheiten kombiniert, könnte dieses Problem auf elegante Weise umgehen.
Vision oder bald Realität
Ob die Superkerne jemals in einem Serienprozessor auftauchen, ist offen. Viele Patente bleiben am Ende eine gute Idee auf dem Papier. Doch die Richtung ist interessant, gerade weil Intel selbst mit der aktuellen Mischung aus E- und P-Cores nicht hundertprozentig zufrieden wirkt. Ein Chip, der sich dynamisch zwischen vielen kleinen und wenigen großen Kernen entscheiden kann, wäre ein spannendes Alleinstellungsmerkmal.
Am Ende geht es darum, mehr aus dem Silizium herauszuholen, ohne immer größere und teurere Monsterkerne bauen zu müssen. Zwei kleine Kerne, die sich zu einem starken zusammentun, klingen nicht nur clever, sondern tatsächlich nach einem möglichen Ausblick in die Zukunft.
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