Technik & Know-how: Intels neue Core-Prozessoren - zurück an der Spitze

Christian Vilsbeck war viele Jahre lang als Senior Editor bei TecChannel tätig. Der Dipl.-Ing. (FH) der Elektrotechnik, Fachrichtung Mikroelektronik, blickt auf langjährige Erfahrungen im Umgang mit Mikroprozessoren zurück.

Erweitertes Frontend

Um das vierfach superskalare Design und die vielen Ausführungseinheiten der Core-Architektur bei Laune zu halten bedarf es effektiver Befehlsdekoder sowie einer guten Sprungvorhersage (Branch Prediction). In beiden Fällen wartet die Core-Architektur mit Verbesserungen auf. Außerdem verfügen beide Prozessorkerne des Core jeweils über drei individuelle Prefetcher: zwei für Daten, einer für Befehle. Die Prefetcher holen basierend auf einer Workflow-Analyse Daten und Befehle in die CPU, die voraussichtlich als nächstes benötigt werden.

Die Ausführungseinheiten aktueller Prozessoren sind über ein Viertel ihrer Zeit mit Befehlswiederholungen durch falsche Sprungvorhersagen beschäftigt. Dies kostet nicht nur Performance, weil die CPU die korrekte Sprungadresse aus dem Speicher holen muss. Gleichzeitig steigt durch die Befehlswiederholung der Stromverbrauch. Deshalb hat Intel bei der Core-Architektur viel Wert auf optimierte Sprungvorhersagen gelegt.

Die Sprungvorhersage des Core-Prozessors analysiert die vergangene Programmausführung und sagt darauf basierend voraus, welche Operationen nach einem Sprung wahrscheinlich als Nächstes ausgeführt und welche Daten benötigt werden. Intel hat bei der Core-Architektur drei verschiedene Logiken zur Sprungvorhersage kombiniert: bimodal, local und global. Diese Triple-Logik führte Intel bereits beim ersten Pentium M „Banias“ ein.

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