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17.03.2008 - 

Multikern-CPUs

Maximale Leistung nur mit geeigneter Software

Intel und Advanced Micro Devices (AMD) liefern sich ein Rennen um die höchstverdichteten Prozessoren - CPUs mit mehreren Rechenkernen. Die Frage ist allerdings: Welche Anwendungen können die Rechenleistung solcher Chips überhaupt nutzen?

"Es gibt keine adäquaten parallelen Programmiersprachen", beschreibt auch Siegfried Benkner, Leiter des Instituts für Scientific Computing der Universität Wien, die grundlegende Schwierigkeit. Verschiedene Ansätze gebe es, sagte Benkner weiter. Die meisten würden versuchen, sequentielle Programmiersprachen zu erweitern. Als ein Beispiel nennt er den OpenMP-Standard. "Solche Ansätze sind nötig, um alte Programme effizient adaptieren zu können", meint Benkner.

Um genau diese Problematik zu lösen, haben Intel und Microsoft sich jetzt der Hilfe einer US-amerikanischen Eliteuniversität bedient. An die University of California at Berkeley wurde, wie die Fachzeitung Electronic Engineering Times meldete, jetzt ein mit zwei Millionen Dollar über fünf Jahre dotierter Forschungsauftrag vergeben. Die universitären IT-Experten sollen Programmiertechniken entwickeln, die die Potenziale von Multikern-Prozessoren ausnützen. Nach den bislang vorliegenden Informationen soll noch eine zweite Eliteinstitution in den USA Fördermittel zur Entwicklung von Multi-Core-CPU-Programmiertechniken erhalten.

In Zukunft mehrere Hundert Rechenkerne

Heute bieten Intel und AMD CPUs mit bis zu vier Rechenkernen an. Auch Sun Microsystems und IBM haben entsprechende Angebote im Portfolio. Allerdings sind die Entwicklungen schon wesentlich weiter. Intels Forschungslabor in Braunschweig etwa arbeitet an einer Architektur mit 80 Rechenkernen. Experten gehen davon aus, dass es künftig Prozessoren mit mehreren hundert Rechenkernen geben wird. Hierbei könnten einzelnen Core Spezialaufgaben zugewiesen werden. Hierzu könnte beispielsweise die Abarbeitung von dreidimensionalen Grafiken zählen.

Komplexität von Multi-Core-CPUs ist riesig

So weit die Theorie. Das "Wall Street Journal" zitiert Wiliam Dally, Professor für Computerwissenschaften an der Ivy-League-Universität Stanford, mit den Worten, jeder arbeite wie verrückt an Multikerntechniken, "aber bislang hat noch niemand eine Idee, wie man solche Architekturen programmiert." Stanford gehörte zu den zwei Dutzend Institutionen, die sich um die Gelder von Intel und Microsoft bewarben.

Zu den wesentlichen Aufgaben der Multikern-Szene gehört es, solche Applikationen ausfindig zu machen, die von einer Multi-Core-Architektur am meisten profitieren würden. Phil Hester, Senior Vice President and Chief Technology Officer bei AMD, denkt bei Multikernarchitekturen vor allem an "Media-rich"-Applikationen. Bei solchen Anwendungen würden CPUs, die mit mehreren Rechenkernen unterschiedlicher Art ausgestattet sind, besondere Vorteile entwickeln.

Das Wall Street Journal zitiert einen weiteren Industriezweig, der von Multikern-Prozessoren erheblich profitieren könnte: die Finanzdienstleistungswelt. Hier wäre es interessant, die Abermillionen von täglichen Transaktionen nach bestimmten Mustern zu analysieren. N_gine LLC, ein auf solche Fragen spezialisiertes Unternehmen aus Centennial im Bundesstaat Colorado hat nach den Worten von Firmengründer Bill Hinkle einen neuen Programmieransatz entwickelt, der bei einigen Finanzkalkulationen zu erheblichen Geschwindigkeitsvorteilen führt bei der Nutzung von Multikern-Architekturen. Hinkle konzediert, man "kratze bei der Entwicklung aber erst an der Oberfläche".

Spezielle Trainingsseminare machen Programmierer fit

Intel selbst packt die Problematik auch mit speziellen Trainingsseminaren an. Die sollen Programmierer für die Multicore-CPUs fit machen. Hierbei handelt es sich um ein weltweites Trainingsprogramm. Das Problem ist dabei evident: Intel sagt, dass bereits im Jahr 2007 rund 70 Prozent aller ausgelieferten PCs mit zwei oder mehr Prozessorkernen ausgerüstet waren. (jm)