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Sunny Cove, Willow Cove und Golden Cove sind die nächste CPU-Architekturen

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intelNach den ersten Informationen zur Gen11-Grafik und der nachfolgenden Strategie der diskreten GPU namens Xe sprach Intel über die kurzfristigen und langfristigen Pläne bei den Prozessoren. Beginnend im kommenden Jahr wird es zunächst drei Entwicklungen bei den CPU-Architekturen geben. Diese hören auf die Namen Sunny Cove, Willow Cove und Golden Cove. Bei den SoCs gibt es ebenfalls eine Aktualisierung.

Dabei sei zunächst erwähnt, dass es sich bei Sunny Cove, Willow Cove und Golden Cove um Architekturen handelt. Die dazugehörigen Prozessoren hören beispielsweise auf Namen wie Ice Lake. Die Sunny-Cove-Architektur dürfte zusammen mit der Gen11-GPU einer Ice-Lake-CPU entsprechen.

Sunny Cove wird bereits 2019 sein Debüt feiern und sich vor allem auf eine Verbesserung der Single-Threaded-Leistung konzentrieren. Neue Instruktionen und eine bessere Skalierbarkeit über die Produktgruppen hinweg stehen ebenso im Fokus. Sunny Cove ist eine Weiterentwicklung der Core-Architektur, basiert also noch immer auf den bekannten Grundprinzipien. Intel will die allgemeine Leistung ebenso verbessert haben wie die in speziellen Anwendungsbereichen wie der Verschlüsselung oder Vektor-Operationen.

Wie bereits in den Ice-Lake-Gerüchten vermutet, wird Intel den L1-Data-Cache von 32 auf 48 kB vergrößern. Veränderungen soll es außerdem beim L2-Cache geben, der bei Skylake noch 256 kB groß ist. Für Skylake-SP hatte Intel diesen bereits vergrößert und so ist davon auszugehen, dass Intel für Sunny Cove ebenso vorgehen wird. Wie groß der L2-Cache bei Sunny Cove nun sein wird, wird wohl vom jeweiligen Einsatzzweck der Architektur – ob nun Core-Desktop-Prozessor oder Xeon-Server-Prozessor – abhängig sein.

Ebenfalls vergrößert wird der µOp-Cache, der bei Skylake 2048 Einträge beinhalten kann. Wie groß er bei Sunny Cove sein wird, wollte Intel nicht vertraten. Der 2nd Level TLB (Translation Lookaside Buffer) wird ebenfalls vergrößert.

Die geplanten Leistungssteigerungen sind ein Zusammenspiel aus einer veränderten Cache-Hierarchie und einem verbesserten Frontend. Die Anzahl an Execution Ports wird von acht auf zehn erhöht. Diese Maßnahme soll dazu beitragen, dass dem Prozessor mehr Instruktionen durch den Scheduler geliefert werden können, was die Rechenpipeline besser füllen soll. Auf der anderen Seite werden Flaschenhälse der Skylake-Architektur etwas geöffnet.

Auf dem Weg zum Backend gibt es ebenfalls große Änderungen, die auf den ersten Blick recht unscheinbar sind. Intel führt mit Sunny Cove eine 5-Wide-Out-of-Order-Architektur-Pipeline ein. Hier gibt es nun vier Unified Reservation Station (RS), was es Intel ermöglicht, die Instruktionen paralleler einfließen zu lassen, als bei Skylake. Womöglich auch im den Spectre-Mitigierungen entgegen zu wirken, hat Intel der AGU (Address Generation Unit) vier feste Ports zugewiesen. Jeweils zwei AGUs wird eine Load/Store-Unit zugewiesen. Für VEC- und INT-Berechnungen gibt es nun weitere Recheneinheiten in den jeweiligen Ports. All diese Maßnahmen sollen zur Beschleunigung der Architektur beitragen.

Sunny Cove wird auch neue ISA-Befehlssätze unterstützen. Dazu gehören Vector-AES und SHA-NI, aber auch AVX512. Bei den beiden erstgenannten handelt es sich um Algorithmen zur Hardwarebeschleunigung von Ver- und Entschlüsselungen. Generell soll der Fokus auf der Beschleunigung von Krypthografie-Algorithmen liegen, was wiederum die von Intel angesprochenen Optimierungen bei den speziellen Anwendungen betrifft.

Aufgrund der Erweiterung des Linear Adress Space auf 57 Bit bzw. des Physical Adress Space auf 52 Bit wird ein Prozessor auf Basis der Sunny-Cove-Architektur bis zu 4 TB an Arbeitsspeicher pro Sockel ansprechen können. Bei Skylake-SP und Cascade Lake-AP/SP ist von 3,84 TB im Zusammenspiel aus normalem DDR-Arbeitsspeicher und Optane DC Persistent Memory die Rede. Ice Lake-SP dürfte demnach auch hier eine Verbesserung mit sich bringen.

Sunny Cove wird vermutlich in den Ice-Lake-Prozessoren im Verlaufe des Jahres 2019 erstmals Verwendung finden. Es wird daher noch produktspezifische Ankündigungen und Bekanntgaben zu Details geben.

Willow Cove und Golden Cove

Auf Sunny Cove werden Willow Cove und Golden Cove folgen. Wenngleich Intel hier noch weniger über die Details spricht, hat man zumindest gewisse Zielsetzungen für diese Architekturen verraten. So soll Willow Cove auf ein neues Cache-Design setzen und zudem die bei Intel immer zu erwarteten Verbesserungen in der Fertigung einsetzen. Hinzu kommen nicht weiter ausgeführte Sicherheitsfunktionen.

Golden Cove soll dann wieder einen Schritt in der Single-Threaded-Leistung machen und zudem Netzwerk-Funktionen wie 5G mit einbeziehen. Außerdem will Intel mit Golden Cove die Rechenleistung für AI-Anwendungen weiter beschleunigen.

Auch bei den SoCs hat Intel eine neue Roadmap veröffentlicht, die für 2019 den bereits bekannten Namen Tremont aufführt. Diese soll ähnliche Verbesserungen wie Sunny Cove mitbringen. Darauf folgen werden Gracemont und ein noch nicht näher bezeichnetes "Next Mont".