Indizien für den Kraftakt, der momentan hinter den Kulissen geleistet wird, sind die verzögerte Einführung des 90-Nanometer-Notebook-Prozessors Dothan, die schlechte Verfügbarkeit schneller Prescott-Pentiums sowie unverbindliche Aussagen zum Starttermin der neuen Chipsätze, bekannt unter den Codenamen Alderwood und Grantsdale.
Sicherlich müssen auch erst die notwendigen Komponenten verfügbar sein, um die grundlegend umgekrempelten Plattformen vernünftig betreiben zu können. Zu den tief greifenden Neuerungen gehören der Hochleistungsspeicher DDR2, der serielle Bus PCI Express als Ersatz für AGP und PCI, die Radikalumstellung des System- und Motherboard-Aufbaus auf BTX und der Prozessorsockel LGA775.
Letzteres ist für Intel gewiss kein Problem, denn die Umstellung auf die neue Gehäusebauform ist schnell zu bewerkstelligen. Auch der Speicher könnte in kleinen Mengen und entsprechend hohen Preisen schon verfügbar sein. Schwieriger wird?s da schon mit Grafikkarten, denn ATI und NVIDIA zanken sich noch um die richtige Strategie: "Echte" PCIE-Lösungen von ATI oder AGP-Chips mit zusätzlicher PCIE-Bridge von NVIDIA - erhältlich sind sie erst einmal nicht.
Bleibt noch BTX. Nicht Bildschirmtext ist gemeint, sondern das Kürzel für die bevorstehende Radikalkur auf Motherboards und in Gehäusen. Doch auch ein neues Netzteil und ein spezieller Prozessorkühler werden dabei für den Anwender fällig. Die Einführung des BTX-Formfaktors läuft jedoch zumindest unabhängig vom Start neuer Systeme.
Wir wollen im Folgenden auf die neuen Technologien eingehen und Intels Produktplanung in Augenschein nehmen.
BTX-Formfaktor
Der BTX-Standard wurde bereits im Herbst letzten Jahres von Intel spezifiziert. Während im ersten Halbjahr 2004 nur sporadisch BTX-Platinen erscheinen werden, so rechnen wir auch gegen Ende des Jahres noch mit einer deutlichen Dominanz konventioneller ATX-Platinen.
Zwei Gründe waren maßgebend für die Neuausrichtung des Formfaktors von ATX zu BTX (Balanced Technology Extended): effektivere Kühlung, damit verbunden geringere Geräuschemissionen und die Platz sparende Anordnung der Komponenten.
Wenig sichtbare Änderungen gibt es derweil bei den elektrischen Anschlüssen zum Netzteil. Der 24-polige Stecker gleicht dem ATX12V-Anschluss, der bereits im Workstation-Bereich üblich ist, entspricht jedoch der neuen CFX12V-Spezifikation. Unterschiede zu ATX bestehen in den vier zusätzlichen Leitungen für 3,3, 5 und 12 Volt samt Masse.
Die uns bislang vorliegenden Platinen bauen zwar bereits auf dem CFX12V-Standard auf, funktionieren jedoch auch mit herkömmlichen ATX-Netzteilen noch einwandfrei - sofern die zusätzliche, vierpolige Zusatzversorgung verwendet wird (welche BTX nicht mehr vorsieht).
Kühlung ist zur heiklen Angelegenheit geworden, denn die ATX-Spezifikation ist kein Garant für gute Durchlüftung. Im Gegenteil: Vorgesehene Wege für Luftströmungen gibt es nicht, Netzteile unterscheiden sich in Luftführung und Lautstärke erheblich, diverse Komponenten dürfen nach Gusto des Herstellers verbaut werden und für zusätzliche Lüfter im Gehäuse gibt es ebenfalls keine Richtlinien. Wurde ein Gehäuse unter hohem Kostendruck entwickelt, so bietet dieses für aktuelle Prozessoren wahrscheinlich nur unzureichende Kühlungsmöglichkeiten.
Während sich BTX bei der ersten Betrachtung nicht fundamental unterscheidet, so liegen die bedeutenden Änderungen im Detail. Die Anordnung der Komponenten geschieht bei BTX nach dem In-Line-Prinzip, um einen möglichst ungestörten Luftdurchfluss durch das Gehäuse (idealerweise von vorne nach hinten) zu gewährleisten. Durch dieses geradlinige Layout werden außerdem Verwirbelungen reduziert, was wiederum dem Geräuschniveau zugute kommt.
Volumetric Zones
Immer wieder gibt es bei aktuellen Produkten mechanische Probleme zwischen verschiedenen Komponenten, die den Einsatz der Wunschhardware vereiteln. So lassen sich große Prozessorkühler oft nicht installieren, da Kondensatoren rund um den Prozessorsockel im Weg stehen. Oder aber eine Speicheraufrüstung erfordert das Zerlegen des halben Rechners, da wuchernde Kabelbäume den Zugang versperren.
Auch Faktoren wie die elektromagnetische Belastung oder ein möglichst effizientes Motherboard-Routing haben für die Entwicklung von BTW (ehemals "Big Water" genannt) beigetragen.
BTX unterteilt das System in so genannte "Volumetric Zones", die anhand der jeweils zugrunde liegenden Komponenten abgeleitet wurden. Es gibt diese Zonen für Motherboard-Komponenten, Gehäuse-Bestandteile, schwer zuordenbare Komponenten (Erweiterungskarten, Kabel, Luftführungen) und andere Komponenten (Laufwerke, Fronterweiterungen). In Zukunft sind demnach nur noch Komponenten erlaubt, die BTX-konform, das heißt innerhalb ihrer Zone bleiben.
Drei Größen sieht die BTX-Spezifikation 1.0 vor: BTX, MicroBTX und PicoBTX - letzteres eine klare Kampfansage von Intel an die inzwischen recht beliebten MiniITX (http://www.de.tomshardware.com/motherboard/20030404/index.html)-Plattformen von VIA. Die Breiten für diese Platinen betragen 325 und 264 mm bei BTW und MicroBTX beziehungsweise 203 mm für PicoBTX.
Während ein BTX-Board für konventionelle Desktop-Systeme und MicroBTX für Kompakt-PCs gedacht ist, zielt PicoBTX auf kompakte Entertainment-Systeme, mobile Systemlösungen im Kfz oder Wohnmobil oder kompakte Industrielösungen ab.
Um die überdurchschnittlich heiß werdenden P4-Prescott-Prozessoren samt Chipsatz und der Grafikkarte dauerhaft auf akzeptabler Temperatur zu halten, sieht die BTX-Spezifikation ein so genanntes Thermal Module vor, welches gerade in Kombination mit dem geradlinigen Layout Sinn macht. Dieses beinhaltet einen aufwändigen Kühlkörper, in Intels Technologie-Beispielen mit Radiallamellen, sowie einen Luftführungsschacht samt Austrittsöffnung an der Hinterseite des Gehäuses.
Da sich alle Komponenten im Luftstrom des Thermal Module befinden, kann somit in Zukunft auf Lüfter für den Grafikchip oder die Northbridge ohne weiteres verzichtet werden. Für das Thermal Module sieht die BTX-Spezifikation zwei Höhen vor; die kleinere für MictoBTX.
DDR2: Start mit 200 und 266 MHz
DDR2 basiert auf dem etablierten Double-Data-Rate-Verfahren. Da-bei werden sowohl mit der ansteigenden als auch mit der fallenden Taktflanke Daten übertragen. Somit ergeben sich bei 200 und 266 MHz Taktrate marketingfreundliche Bezeichnungen wie DDR2-400 und DDR2-533. Die nächsten Steigerungen wären DDR2-667 und DDR2-800, doch damit ist in diesem Jahr nicht mehr zu rechnen.
Zu den technischen Neuerungen gehört nun eine Signalterminierung direkt auf den Speicherchips (ODT - On Die Termination), verkürzte Page-Größen (dies benötigt geringeren Aktivierungsstrom) und feste Burst-Längen von vier oder acht Takten. Für letzteren Fall sieht die Spezifikation einen neuen Burst-Typ namens Sequential Nibble vor, der den Burst in zwei Vier-Bit-Nibbles aufteilt. Somit ist auch bei Burst-Längen von acht Takten ein Interleaving-Betrieb möglich, da mit dem neuen Vier-Bit-Prefetch jede neue Spalte in der Speichermatrix verwendet werden kann.
Posted CAS ermöglicht das Auslösen eines CAS-Kommandos ohne Kollision direkt nach dem RAS-Signal. Das vereinfacht das Controllerdesign und erhöht theoretisch die Auslastung des Speichers.
Die weiteren Unterschiede zwischen DDR und DDR2 liegen im Detail: Anstelle der meist verwendeten TSO-Packages (Thin Small Outline) kommen nur noch FBGA-Gehäuse (Fine-Line Ball Grid Array) zum Einsatz. Diese bieten neben kürzeren Leiterbahnen und geringerem Signalrauschen den Vorteil kompakterer Abmessungen, so dass höhere Speicherdichten realisiert werden können.
DDR2-DIMMs arbeiten zudem mit 1,8 V anstelle der bei DDR üblichen 2,5 V, was die Verlustleistung minimiert und mittelfristig höhere Taktraten ermöglicht.
DDR2: Geschwindigkeiten
Von Interesse dürften weniger die möglichen Taktraten, als vielmehr die daraus resultierenden Bandbreiten im Zweikanalbetrieb sein.
Schon die 8.533 MB/s (8,33 GB/s) im Dual-Channel-Betrieb bei den anfangs erhältlichen Speichern nach DDR2-533 klingen viel versprechend. Allerdings gibt es zwei Einflussgrößen, die die mögliche Mehrleistung im Keim bereits mindern: Zum einen sind die bislang möglichen Timings von CL 4 und 4-4-12 noch steigerungsfähig, zum anderen muss der Speicher bei effektiven 533 MHz im DDR-Verfahren pseudo-synchron zum 800 MHz Front-Side-Bus des P4 (Quad-Data-Rate-Verfahren) im Verhältnis 2:3 betrieben werden - auch das hat sich in der Vergangenheit oft als vergebliche Liebesmühe erwiesen.
PCI Express: bis 8 GB/s
Eine einzelne serielle Verbindung bei PCI Express arbeitet mit zwei Leitungspaaren und taktet mit 2,5 GHz. Für 8 Bit Nutzdaten werden dabei insgesamt 10 Bit übertragen, woraus sich eine Bruttobandbreite von 2 GBit/s oder 256 MB/s ergibt. Diese Verbindung, je nach Quelle Line, Link oder Lane genannt, arbeitet bidirektional im Full-Duplex-Betrieb und kann somit diese Datenmenge gleichzeitig senden und empfangen, woraus sich maximal 512 MB/s ergeben.
Leistung durch mehrfache Lines
PCI Express wurde als skalierbare Schnittstelle entworfen. So verwundert es nicht, dass die schnelleren Realisierungen allesamt auf mehrfachen Lines basieren. Die Spezifikation sieht folgendes vor:
PCI-Express-Grafikkarten
Alle PCI-Express-Grafikkarten werden über einen x16 PCI Express Slot angebunden. Die daraus resultierende Bandbreite von 4 GB/s im Up- sowie im Downstream übertrifft den konventionellen AGP locker um den Faktor vier. Wie sich dies in der Praxis auswirken wird, ist bislang nur schwer abzusehen. Wir werden uns diesem Thema jedoch noch in einem separaten Beitrag widmen.
Verwirrung durch Kompatibilität?
Tatsächlich könnte uns mit PCI Express dank der auf- und abwärtskompatiblen Architektur einige Verwirrung blühen, denn der mechanische Aufbau einer Steckkarte hat nicht viel mit der tatsächlich in Anspruch genommenen PCI-Express-Geschwindigkeit zu tun.
So lässt sich beispielsweise ein x8 PCI-Express-Gerät (folgt in späteren Generationen) ohne weiteres in einen beliebigen, mächtigeren Steckplatz (x16) stecken. Dabei kann es jedoch sein, dass diese Steckkarte lediglich mit vier Lines (x4) arbeitet.
Neue CPU-Sockel
Ein Paradigmenwechsel steht bevor: Alle alten Sockel-Typen besitzen bekanntermaßen Federklemmen beziehungsweise Buchsen zur Aufnahme der CPU-Pins. Beim Sockel 775 wird der Spieß umgedreht. Aus dem Sockel ragen erstmals Pins! Auf der Rückseite der CPU fehlen deshalb die kleinen Beinchen. Stattdessen sieht man einzelne Lötkügelchen, im Fachjargon auch "Balls" genannt. Die Pins des Sockels pieksen in die weichen Lötzinnkügelchen der CPU und stellen somit die Verbindung her. Der neue Sockel besitzt 775 Pins, woraus sich die Bezeichnung LGA775 ableitet. LGA steht für Land Grid Array, was auf die flachen Kontakte beim Prozessor hinweist.
Um einen sicheren Kontakt zu gewährleisten, wurde auch die Mechanik des Sockels geändert. So gibt es zwar immer noch einen Sicherungshebel, dieser presst jedoch einen Rahmen auf die CPU, um den Kontakt zu den Pins sicherzustellen (siehe Fotos).
LGA-Sockel stammen ursprünglich aus dem Einsatz in Serversystemen, wo die Anzahl der Anschlüsse viel früher gestiegen ist als im Desktop und innovative Lösungen gesucht werden mussten. Daher liegen die Vorteile von LGA775 vor allem in der Verdichtung der Anschlüsse sowie der besseren elektrischen Eigenschaften dieser Variante. So reduzieren sich die Störkapazitäten, die sich nachteilig auf die Signalqualität auswirken. Damit macht Intel den Weg frei für höhere Taktfrequenzen. In der Einführungsphase wird der LGA775-Sockel im Einkauf sicherlich teurer als der Sockel 478 sein, doch die Stückzahl entscheidet letztendlich über den Preis
Das Innenleben des neuen Prozessors hat sich nicht verändert - nach wie vor tut ein Pentium 4 vom Typ Prescott seinen Dienst. Die Message von Intel ist klar: Schnellere Prozessoren als die kürzlich vorgestellten Modelle mit 3,4 GHz wird es für den Sockel 478 nicht geben. Ab 3,6 GHz ist ein neues System also zwingend erforderlich. Der Einstiegstakt für Sockel 775 soll dagegen bei zeitgemäßen 2,8 GHz liegen. Es wird ab Mitte des Jahres auch eine Extreme Edition des Pentium 4 für den Sockel 775 geben.
Grantsdale/Alderwood im Detail
Zu den erwähnenswerten Neuerungen gehört als erstes das Interface zwischen North- und Southbridge, das Intel aufgrund der nun größeren Bandbreiten durch PCI Express aufbohren musste. Das Hub Interface gibt es somit nicht mehr, die neue Schnittstelle nennt sich DMI (Direct Media Interface).
Ob und was tatsächlich neu ist, bleibt abzuwarten. Laut Intel sei die Verwendung des ICH5-Bausteins nicht einmal mehr möglich, was auf eine Neuentwicklung hindeutet. Dies entspräche auch nicht der verfolgten Produktstrategie, denn PCI Express unterstützt dieser Baustein freilich noch nicht.
Die Arbeitsgeschwindigkeit der Nord-Süd-Strecke ist als Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit 100 MHz ausgelegt. Dabei werden pro Richtung 1 GB/s erzielt. Ansätze einer Koppelung beider Bausteine via PCI Express (oder HyperTransport bei AMD) gibt es offiziell nicht.
Die wichtigsten Schlagworte des neuen Chipsatzes lauten Wireless LAN (802.11 a/b/g), Dolby Pro Logic IIx inklusive der Umbelegung von Klinkenbuchsen automatisch per Software sowie Intel Extreme Graphics 3 mit DirectX-9-Support (allerdings ohne Vertex-Shader) und Dual-Display-Option.
Eine weitere Änderung betrifft die Anbindung eines Gigabit-Ethernet-Adapters: Wurde diese bei Intel bislang durch das dafür geschaffene CSA-Interface bei den 865- und 875-Chipsätzen realisiert, so wird dies in Zukunft über PCI Express geschehen.
Da sich technologisch eine ganze Menge tut, wird Intel den bisherigen 800er-Nummernkreis verlassen und größere Bezeichnungen einführen. Bei den Southbridges gibt es nicht mehr zwei, sondern gleich drei mögliche Optionen. Die endgültigen Produktbezeichnungen dieser Chipsätze will Intel in Kürze bekannt geben.
Southbridge: ICH6,ICH6R, ICH6W
Bei der Southbridge gibt es ab sofort nicht mehr zwei, sondern gleich drei verschiedene Bausteine zur Auswahl. Der ICH6 ist die einfachste Variante, die dem Anwender neben vier Serial-ATA-Ports nur noch einen UltraATA/100-Kanal bietet. Geblieben ist der PCI-Support, neu ist natürlich die Unterstützung für bis zu vier x1-PCI-Express-Slots.
Analog zur ICH5-R beherrscht die ICH6-R ebenfalls die RAID-Modi 0 und 1. Da nun vier Serial-ATA-Ports bereit stehen, erweitert Intel den Funktionsumfang durch RAID 0+1.
Die ICH6-W schließlich bietet die Access-Point-Funktioalität, die im Diagramm weiter oben dargestellt ist. Durch Unterstützung von 802.11 a, b und g steht eine flexible Basis zur Verfügung, um entweder ein Funknetzwerk selbst aufzubauen (Access Point), oder aber sich in bestehende WLANs einzuklinken (Client).
Die Konkurrenz: SiS und VIA
Auch die Mitbewerber schlafen natürlich nicht, wenn gleich die Änderungen in deren Produktpaletten weit weniger drastisch ausfallen. SiS hat erst vor wenigen Tagen eine neue Southbridge mit Namen SiS965 angekündigt und Intel damit vorweg gegriffen.
Auch VIA bindet seine Bausteine per Ultra V-Link nach wie vor schnell genug aneinander. Für Mitte des Jahres ist der PT890 als Nachfolger des derzeit aktuellen PT880 geplant. Dieser soll DDR2 bis hin zu 333 MHz (DDR2-667) unterstützen und PCI Express. Neben der vorgesehenen x16-Slots soll auch ein x4-Port durch die Northbridge unterstützt werden. Die Variante mit integrierter Grafik (Bezeichnung: PM890) muss sich dagegen mit einem einzigen zusätzlichen x2-Port zur Verfügung geben.
Die Athlon-Chipsatz-Familie KT600 und KT880 soll nicht fortgesetzt werden, für den Athlon 64 und Athlon 64 FX wird es einen K8T890 mit gleichen Features wie dem PT890 geben, allerdings wird es bis zur Auslieferung wohl noch mindestens ein halbes Jahr dauern.
Eine neue Southbridge namens VT8251 soll den technischen Anschluss sichern: Mit vier Serial-ATA-Ports samt RAID-Support, zwei UltraATA-Kanälen, Dolby Pro Logic Soundsystem und x2 PCI-Express sollte dies auch gelingen können.
Fazit: Beeindruckend oder bedrückend?
Wann auch immer Intels neue Generation an den Start gehen wird, vielleicht im Mai aus, sie wird das Leistungsniveau heutiger Systeme nicht in dem Maße aufwirbeln, wie die Anzahl an technischen Neuerungen vielleicht erhoffen lässt. Das muss sie primär auch nicht, denn der Fokus liegt woanders.
Die Verbesserungen betreffen - wie von Intel zum Developer Forum angekündigt - tatsächlich vermehrt Eigenschaften, die unter heutigen Aspekten nicht mehr akzeptabel sind: Schlechte Belüftungsgrundlagen bei ATX, fummeliges Einstecken eines Lautsprecherkabels in die richtige Buchse unter dem Schreibtisch, unzureichende Netzwerkkonnektivität etc.
Nur eine Phase des Umbruchs
Nüchtern betrachtet handelt es sich nicht nur um eine Phase des Umbruchs, sondern gleichzeitig um eine groß angelegte Marktoffensive durch Intel. Man zielt aggressiv auf Wachstum. So ist beispielsweise die Unterstützung von High Definition Audio alias Azalia, heute offiziell als 7.1-Sound mit Dolby Pro Logic IIx bekannt, grundsätzlich ein nettes Feature.
Für viele kleinere Hersteller wird das jedoch riskant, da schlicht nicht bezahlbar, denn die Lizenzgebühren der Dolby Laboratories können die ohnehin nur wenige Dollar starken Gewinnspannen im Massenmarkt bei zu erwartenden kleinen Stückzahlen komplett auffressen.
Zahlreiche neue Motherboards stehen bei Intel ebenfalls für dieses Jahr auf der Roadmap. Bei all diesen technischen Neuerungen könnte es für andere Hersteller tatsächlich schwierig werden, Schritt zu halten. Das letzte, was wir sehen wollen, ist ein weitgehend von Intel dominierter Markt, der vom Silizium bis zum Barebone-PC reichen könnte.
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