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Intel Silvermont: Architektur- und Prozess-Update

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intel3In einem Webcast hat Intel soeben Informationen zu der nächsten Generation der Atom-Mikroarchitektur (Codename Silvermont) bekannt gegeben. Intel hat die Prozessoren, die unter den Codenamen Bay Trail und Merrifield entwickelt werden, im Vergleich zu den alten Modellen kräftig aufgebohrt. Die größte Veränderung ist eine Out-of-Order-Architektur, die zusammen mit anderen Verbesserungen eine bis zu dreifache Performance mit demselben Stromverbrauch oder eine fünffach längere Laufzeit bei gleicher Performance ermöglicht.

Neben Bay Trail, der hauptsächlich für den Einsatz in Tablets, Notebooks und kleinen Desktop-Systemen gedacht ist und der gegen Jahresende erscheinen wird, soll sich Merrifield hauptsächlich in Smartphones wiederfinden. Auch hier ist ein Start Ende 2013 geplant, wobei die ersten Geräte mit Merrifield wohl erst Anfang 2014 erscheinen werden - das passt zeitlich perfekt zum MWC. In Servern plant Intel den Einsatz von größeren Atom-Modulen mit bis zu acht Prozessoren, die mittlerweile bereits gesampled werden. Die Codenamen für den Server- und Netzwerk-Sektor sind Avoton und Rangelery.

Neben der neuen Architektur nutzt Intel nun auch die angepasste 22-nm-Technik für den Low-Voltage-Bereich (P1271). Dieser Prozess unterscheidet sich etwas von der Desktop-Variante, kann aber auch mit Tri-Gate-Transistoren und anderen Rafinessen überzeugen. Da im nächsten Jahr ein Refresh bei der Prozessor-Fertigung ansteht, stehen die "Airmont"-Versionen der Atom-Mirkoarchitektur mit 14-nm-Fertigung für Ende 2014/Anfang 2015 auf dem Plan.

4 process technology
Silvermont Fertigungstechnik - Verbesserungen in der Übersicht

Die Architektur von Silvermont

Die Architektur von Silvermont musste Intel an mehreren Stellen aufbohren, um mit den aktuellen ARM-Modellen und auch der AMD-Konkurrenz (Brazos/Jaguar) auf Dauer mithalten zu können. Anstatt die In-Order-Architektur weiter zu verwenden, setzt Intel nun auf eine kompliziertere Out-of-Order-Pipeline. Dies ist sowohl aus Performancegründen wie auch aus Stromspargründen interessant: Wenn bei einer In-Order-Pipeline eine Branch-Prediction falsch ist, wird die komplette Pipeline geleert. Das Ergebnis muss von Beginn an neu berechnet werden. Das kostet Zeit - und Rechenleistung und damit natürlich auch Energie. Zusätzlich zur Out-of-Order-Execution Pipeline hat Intel natürlich auch die Branch Prediction selber verbessert. Macro-Ops, ein größerer L1-Cache und eine breitere Anbindung sind weitere Verbesserungen des Kerns:

1 silvermont micro architecture
Silvermont Mikroarchitektur-Verbesserungen in der Übersicht

Interessant ist auch, dass Intel verschiedene Silvermont-Module anbieten kann, die eine unterschiedliche Anzahl von Kernen mitbringen können. Pro "Core-Modul" sind zwei Kerne und 1 MB L2-Cache zu kombinieren. So ist theoretisch ein einzelner Kern mit 1 MB L2-Cache (und einem zweiten abgeschalteten Kern) möglich, aber auch größere Module mit acht Kernen und 4 MB L2-Cache durch die Kombination von vier Silvermont-Modulen. Ergänzt wird der Kern um einen System Agent und den Memory-Controller. Das Speicherinterface wird weiterhin ein 64-Bit-Dual-Channel-Interface mit DDR3-SDRAM sein.

2 multicore support
Silvermont Multi-Core-Modul

Zu den Verbesserungen kommen weitere Punkte: Die SSE4.1/4.2-Unterstützung ist hier zu nennen, Virtualisierungstechniken, AES-NI, Intel Secure-Key und weitere Instruktionen aus der IA-Welt werden unterstützt.

3 architecture instructions
Silvermont: Neue Instruktionen 

Zudem hat Intel einen Burst Mode implementiert, der eine ferne Verwandtschaft mit dem Turbo Mode bei Core-Prozessoren hat. Auch hier wird ein Power-Envelope zwischen einzelnen Kernen und der Grafikeinheit verwendet, die Performance kann je nach Bedarf zwischen den Prozessoren und der Grafikeinheit aufgeteilt werden:

5 burst-mode
Silvermont: Turbo-ähnlicher Burst-Mode
5 burst-mode neu
Burst-Mode im Einsatz

Auch bei den Power-States hat Intel einiges verbessert:

6 power states
Silvermont: Neue Power-States

Wie immer zeigte Intel auch diverse Benchmarks. Die von Intel zur Verfügung gestellten Benchmarks haben wir in der folgenden Kategorie zusammengefasst. Es zeigt sich die von Intel versprochene 2-3-fache Performanceverbesserung und deutliche Einsparungen beim Stromverbrauch:

 

 

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Kommentare (19)

#10
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Registriert seit: 28.10.2006

Vizeadmiral
Beiträge: 7015
Zitat Undertaker 1;20580062
Technisch hat ein Silvermont-Modul mit dem Begriff bei AMD so ziemlich gar nichts zu tun. Geschweige denn, dass AMD den Begriff erfunden hätte. ;) CPU-seitig dürfte Silvermont wohl sowohl im ARM- als auch x86-Bereich ziemlich konkurrenzlos sein; bleibt zu hoffen, dass die Preise dennoch niedrig bleiben.


Intel wäre außerdem auch saublöd, ausgerechnet bei AMD zu klauen :stupid:
#11
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Registriert seit: 10.02.2008

Admiral
Beiträge: 15048
Zitat herrhannes;20595032
Intel wäre außerdem auch saublöd, ausgerechnet bei AMD zu klauen :stupid:


Naja grundsätzlich kann jemand auch eine gute Idee haben und sie durch schlechte Umsetzung in den Sand setzen, das bedeutet ja nicht, dass die Idee schlecht ist. ;)
#12
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Registriert seit: 28.10.2006

Vizeadmiral
Beiträge: 7015
Stimmt natürlich auch.
#13
Registriert seit: 26.10.2003

Oberleutnant zur See
Beiträge: 1439
Zitat herrhannes;20595032
Intel wäre außerdem auch saublöd, ausgerechnet bei AMD zu klauen :stupid:



Wie kommst du denn darauf? AMD und Intel tauschen regelmäßig Technologien aus. Das würde Intel mit Sicherheit nicht tun, wenn AMD nix sinnvolles anzubieten hätte.
#14
Registriert seit: 27.01.2006
Leipzig
Flottillenadmiral
Beiträge: 5744
Das hat aber auch Grenzen. Das Austauschabkommen kam auch zu Stande, als Intel freiwillig an AMD zahlte, obwohl es bereits davor ein Abkommen gab.
#15
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Registriert seit: 09.06.2012
Rheinland
Hauptgefreiter
Beiträge: 233
Zitat KurzGedacht;20598365
Wie kommst du denn darauf? AMD und Intel tauschen regelmäßig Technologien aus. Das würde Intel mit Sicherheit nicht tun, wenn AMD nix sinnvolles anzubieten hätte.


naja... also zumindest eine Zeit lang, ging es da mehr darum AMD über Wasser zu halten um einen "echten" Konkurenten im Markt vorweisen zu können. Da ist auch mehr als nur eine Finanzspritze von Intel richtung AMD geflossen.

Sören
#16
Registriert seit: 31.01.2007

Bootsmann
Beiträge: 617
Naja, Intel und AMD haben ein gegenseitiges Lizenzabkommen, so dass sie Patente und Erweiterungen voneinander nutzen können, ob man das schon als Austausch von Technologien bezeichnen kann? Die beraten einander sicher nicht wie man die beste CPU baut.
#17
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Registriert seit: 11.04.2012

Stabsgefreiter
Beiträge: 305
als Beispiel zu den Austausch hatte ja Intel die Technologie AMD64 vor vielen Jahren bekommen. Blos gut, zwei verschiedene 64Bit-Architekturen (AMD64 und IA64) wären auf die Dauer für den Privatkunden schief gegangen
#18
Registriert seit: 31.01.2007

Bootsmann
Beiträge: 617
Zitat b99;20605639
als Beispiel zu den Austausch hatte ja Intel die Technologie AMD64 vor vielen Jahren bekommen. Blos gut, zwei verschiedene 64Bit-Architekturen (AMD64 und IA64) wären auf die Dauer für den Privatkunden schief gegangen

Das ist vielleicht nur eine Frage der Semantik, aber Intel hat sich meines Erachtens eher von AMD genommen. AMD und Intel kooperieren nicht, aber sie haben sich gegenseitig das Recht eingeräumt die Technologien des anderen zu nutzen (sprich lizensiert). Als klar war, dass sich AMD64 durchsetzt hat Intel seine eigene Variante der Schnittstelle in die CPUs eingebaut, da wird AMD aber keinerlei Hilfestellung gegeben haben.
#19
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Registriert seit: 10.02.2008

Admiral
Beiträge: 15048
Natürlich unterstützen sich die beiden Firmen nicht und jeglicher Lizenzaustausch wird auch vom BWLer mit spitzer Feder ausgehandelt...
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