Zu Besuch bei Intels Forschungsteam in Braunschweig

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Schon gewusst? In Intels "Haswell"-Prozessoren steckt Technik aus Braunschweig. Und noch vieles mehr wird beim amerikanischen Hersteller, den man vielleicht eigentlich gar nicht so sehr als deutschen Arbeitgeber im Blick hat, in heimischen Gefilden entwickelt und geplant. Wir hatten die Gelegenheit, bei einem Besuch in Braunschweig hinter die Kulissen zu schauen und mit Nikolaus Lange, dem Entwicklungsleiter Deutschland von Intel und Sebastian Steibl, dem Leiter der Intel Labs Braunschweig zu sprechen. Herausgekommen ist ein interessanter Einblick in die Forschungsarbeit bei Intel.

Intel Weltweit - und Intel Deutschland

In den News bei uns finden sich oftmals Berichte über Investitionen von Intel in neue Fabriken und Standorte - wie beispielsweise den Ausbau der Fabriken in Oregon, Arizona (Fab32/12) und Israel auf die 22-nm-Technik oder der Ausbau der Fabriken in Oregon, Arizona (Fab 42) und Irland auf die 14-nm-Technik. Aus diesem Grund entsteht natürlich der Eindruck, Intel hätte in Europa außer der Fabrik in Irland mehr oder weniger nur ein Sales- und Marketing-Team, denn die Vermutung liegt nahe, dass man die Forschung zentral an den Hauptstandorten durchführt. Dem ist aber nicht so - in Deutschland gibt es alleine 2700 Angestellte in 13 Standorten in zehn Städten. 

Aufgeteilt sind diese Mitarbeiter auf zwei Firmenbereiche, zum einen die Intel GmbH, die Marketing, R&D und das EMEA-Geschäftsfeld betreibt, und die IMC GmbH (Intel Mobile Communication), die aus der Übernahme der Wireless-Solution-Geschäfts der Infineon erwachsen ist. Von den 2700 Angestellten sind mehr als 50% im Bereich R&D tätig, also in der klassischen Forschung und Entwicklung.

Intel-Standort Braunschweig
Intels Standort in Braunschweig

In Braunschweig sind zudem auch die Intel Labs ansässig, eine Gruppe von Forschern, die nicht im Hinblick auf eine konkrete Prozessortechnik forscht, sondern Grundlagen- und experimentelle Forschung betreibt. Als gutes Beispiel ist Intels Silicon-Photonics-Abteilung zu nennen, die zunächst als Forschungsprojekt in Braunschweig lanciert wurde und letztendlich - nach erfolgreicher Produktentwicklung - zunächst das Produkt in einer eigenen Firma und dann eingegliedert in Intel vermarktet.

Forschung in Braunschweig

Die Intel Labs in Braunschweig waren vor ein paar Jahren schon einmal in den Schlagzeilen, durch ihre Forschungserfolge im Bereich der Many-Core-Prozessoren. Ein Forschungsprojekt war dabei der Single Chip Cloud Computer mit 48 Prozessorkernen. Heute widmet sich Team von Sebastian Steibl hauptsächlich der Forschung rund um den SoC-Bereich. Einen entscheidenden Beitrag hat das Team in Braunschweig dabei bei der Emulation von SoCs geleistet.

Intel Labs Forschung in Braunschweig
In den Intel-Labs findet hauptsächlich Grundlagenforschung statt

Die weiteren Forschungsbereiche sind nicht weniger interessant: Gerade die Speichertechnik wird in Braunschweig in allen Belangen untersucht - so schaut man auf die Bandbreitenanforderungen von Many-Core-Prozessoren und sucht entsprechend Lösungen für den immer größer werdenden Bandbreitenbedarf. Nichtflüchtige Speichersysteme sind hierbei ein Thema, so versucht man einen Flash-Ersatz als Hauptspeicheralternative zu etablieren. Mit dieser Erfindung würde der übliche Computer-Aufbau, bestehend aus einem schnellen Arbeitsspeicher und einem langsameren Massenspeicher praktisch aufgehoben.

Ein weiterer Bereich - wohl auch getrieben von der Nähe zum VW-Standort Wolfsburg - ist der Automotive-Bereich, wo man die Erfahrungen im SoC-Bereich für spezielle Systementwicklungen im Bereich der Autosteuerung einsetzen kann.

Konkrete Produkte - made in Braunschweig?

Hier lässt sich Intel natürlich nicht gerne in die Karten schauen: Nikolaus Lange bestätigte, dass das Team aus Braunschweig auch auf aktuelle Prozessoren Einfluss genommen hat. So hat das Design-Team in Braunschweig maßgeblich an "einigen Bereichen im Kern selber" bei Westmere und jetzt auch bei Haswell mitentwickelt. Konkret befinden sich also irgendwo unter den 1,4 Milliarden Transistoren im Haswell-Kern auch diverse Schaltungen, die in Braunschweig umgesetzt und entwickelt worden sind. Um welche Bereiche es sich konkret handelt, wollte Lange aber nicht preisgeben.

Bei Intel ist eine solche Zusammenarbeit mit internationalen Design-Teams aber natürlich an der Tagesordnung. Jedes Design-Team hat seine Spezialitäten in bestimmten Bereichen, für ein Großprojekt wie eine neue Prozessorarchitektur arbeiten diese entsprechend zusammen.

Dem Design-Team in Braunschweig hilft dabei insbesondere die FPGA-Emulation, die man bei Intel im Jahr 2005 eingeführt hat. Bei den immer komplexer werdenden Prozessordesigns ist auf diese mittlerweile nicht mehr zu verzichten, aktuell nutzen viele Teams weltweit die FPGA-Emulation aus Braunschweig, mittlerweile in ihrer dritten Generation. Nikolaus Lange berichtete hierbei, dass es mithilfe von Emulation möglich gewesen ist, den kommenden Bay-Trail-Atom-Prozessor bereits lange vor der Fertigung oder einem Tape-Out in Braunschweig zu booten und auf Fehler zu testen. Bei der Komplexität der aktuellen Prozessordesigns ist eine FPGA-Emulation unverzichtbar, was auch daran deutlich wird, dass Intel mittlerweile in den Design-Teams die dreifache Menge an Validierern gegenüber Designern beschäftigt.

Panorama-Aufnahme Labor in Braunschweig
Einblick in die Intel Labs in Braunschweig

Mit der FPGA-Emulation hat Intel einen entscheidenden Geschwindigkeitsvorteil gegenüber der Simulation von Prozessoren - und natürlich dadurch die Möglichkeit, entstandene Fehler einfacher im laufenden Betrieb herauszufinden und zu beseitigen. Dies führt zu einer höheren Qualität der Produkte, denn letztendlich wäre es extrem teuer, wenn ein Fehler erst nach dem Tape-Out des Produktes entdeckt werden würde. Dann gehen viele Wochen ins Land, bis das korrigierte Silizium letztendlich zur Verfügung steht. 

Fazit: High-Tech aus Deutschland

Wenn man in Deutschland an Prozessorproduktion denkt, fällt einem eventuell das ehemalige AMD-Werk - jetzt Globalfoundries - in Dresden ein - aber wenn man die Forschungsaktivitäten mit hinzurechnet, gibt es auch noch andere Städte, die genannt werden müssen. Bei unserem Rundgang in Braunschweig zeigte uns Intel nicht nur einen Prototypen eines Automotive-PCs, der in der Lage ist, über virtuelle Maschinen nicht nur sichere VMs für die sensiblen Fahrfunktionen abzuwickeln, sondern gleichzeitig auf demselben SoC auch VMs laufen lassen kann, die sich dem Entertainment-Bereich widmen. Derartige Produkte werden wohl als erstes den Prototypenstatus verlassen. Konzeptionellere Studien, wie ein gezeigter PC, bei dem die Speicherbandbreite bei diversen Applikationen im Betrieb gemessen wurde und der maßgeblich für eine Beurteilung verwendet wird, welcher Bandbreitenbedarf eine zukünftige Speichertechnik liefern muss, sind hingegen noch weit weg von einem konkreten Produkt. Aber vielleicht steht ja irgendwann ein gänzlich neues Flash-Drive mit nichtflüchtigem Speicher im Regal eines Händlers, welches auf Intels Grundlagenforschung basiert.