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.

Gekürzte Pipeline

Die Pipeline der Core-Architektur ist mit 14 Stufen deutlich kürzer ausgelegt als bei aktuellen NetBurst-CPUs mit 31 Stufen. Die Anzahl der Stufen bezeichnet die notwendigen Schritte bei der Abarbeitung von Befehlen: beginnend mit dem Einlesen einer neuen Instruktion in die CPU bis zur Ausgabe des Ergebnisses.

Kürzere Pipelines zeugen meist von einem effizienteren CPU-Design. Beispielsweise kosten falsche spekulative Sprungvorhersagen weniger Taktzyklen für das erneute „richtige“ Ausführen. Allerdings ermöglichen längere Pipelines auch höhere Taktfrequenzen und ein damit besseres Skalieren der Performance. Denn mit mehr Stufen kann eine CPU auch mehr Befehle gleichzeitig „in flight“ halten – abhängig natürlich von der superskalaren Auslegung.

Entscheidend für ein superskalares Design ist die Anzahl der Ausführungseinheiten. Core besitzt drei 64-Bit-ALUs für Integer-Operationen, drei 128-Bit-SSE-Units sowie zwei 128-Bit-Floating-Point-Rechenwerke. Außerdem gibt es noch eine Load- und Store-Unit. Damit macht Intel die Core-Architektur fit für eine massive Parallelisierung.

Doch besonders bei der SSE-Befehlsabarbeitung zeigt die Core-Architektur deutliche Fortschritte, wie Sie im Abschnitt „Digital Media Boost“ nachlesen können. Zur „Wide Dynamic Execution“ zählen zudem Verbesserungen im Frontend sowie die neue Macro-Fusion, wie wir auf den folgenden Seiten erläutern.

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