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Zeitliche und politische Probleme: Intel und der Aurora-Supercomputer

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intel-auroraLangsam aber sicher zeichnen sich die ersten konkreten Probleme in der Verschiebung der ersten in 7 nm gefertigten Produkte an. Mitte Juli musste Intel verkünden, dass man intern rund zwölf Monate hinter dem Zeitplan liege und sich die ersten Produkte um sechs Monate verspäten würden.

Intel will zusammen mit dem U.S. Department of Energy (DOE) in der Nähe von Chicago das erste ExaFLOPS-System in den USA aufbauen. Betrieben werden soll das System vom Argonne National Laboratory. Das Besondere am Aurora-Supercomputer: Alle wichtigen Komponenten sollten von Intel stammen. Dies betrifft besonders die Prozessoren (Xeon Scalable der 4. Generation, Sapphire Rapids) und die GPU-Beschleuniger (Ponte Vecchio, Xe-HPC). Auch Intels Optane DC Persistent Memory soll zum Einsatz kommen. Als Interconnect-Technologie ist Compute Express Link (CXL) im Gespräch.

Nun wird langsam klar: Intel wird den Termin 2021 nicht halten können. Schon ohne die angekündigten Verzögerungen wäre es sicherlich knapp geworden. Nun muss man die zusätzliche Komplexität durch die Verzögerung mit berücksichtigen und es dürfte recht schnell klar werden, dass Intel den Termin kaum wird halten können.

Pento Vecchio wird die Xe-HPC-Architektur verwenden. Als Packaging-Technologie kommen Foveros und Co-EMIB zum Einsatz. Die wichtigsten Komponenten von Ponte Vecchio sind ein Base Tile und ein Compute Tile – ähnlich wie die aktuellen Lakefield-Prozessoren (Test). Hinzu kommen ein Xe Link I/O Tile und ein Rambo Cache Tile.

Den Base Tile will Intel selbst in 10 nm (10nm SuperFin) fertigen. Den Compute Tile, also das Herzstück der Chips, will Intel in 7 nm und extern fertigen lassen. Den Rambo Cache Tile will Intel in einer nächsten Generation der 10nm SuperFin-Technologie fertigen. Der Xe Link I/O Tile wird wiederum extern gefertigt werden. Für die externe Fertigung kommt TSMC zum Einsatz und hier liegt der Hund begraben.

Zum Einen wird Intel nun mit TSMC an einer Umsetzung für die externe Fertigung arbeiten müssen. Es ist nicht einfach möglich, eine eigene Fertigung in 7 nm auf eine externe Fertigung zu übertragen. Wie aufwändig ein Redesign für eine Umstellung der Fertigung ist, lässt sich kaum abschätzen.

Schlussendlich muss Intel am Ende die vier wesentlichen Komponenten in einem Package zusammenbringen. Dabei werden Compute Tiles kombiniert, die sowohl in der eigenen Fertigung hergestellt als auch extern gefertigt wurden. Die technischen Herausforderungen sind also enorm.

Politische Implikationen

Neben den wirtschaftlichen Abhängigkeit in einem solchen Projekt geht es natürlich auch um Prestige: Alle wichtigen Komponenten aus dem eigenem Hause, in den USA entwickelt und hergestellt – so stellt man sich dies gerne vor. Doch wenn Teile nun in Taiwan bei TSMC gefertigt werden, kann nicht mehr von einem reinen US-Projekt die Rede sein.

Hinzu kommen sicherheitsrelevante Bedenken der US-Behörden. In der New York Times wird Ellen Lord, Under Secretary of Defense (im US-Verteidigungsministerium tätig) wie folgt zitiert: "If we have offshore supplies of microelectronics, we open ourselves up to the vulnerability of having back doors and malicious code (...)".

Man hat also Bedenken, dass eine externe Fertigung Tür und Tor für eine Manipulation öffnet. Allerdings lassen viele US-Unternehmen ihre Chips bei TSMC fertigen. Auch bei AMD ist dies der Fall und mit dem Frontier am Oak Ridge National Laboratory sowie dem El Capitan am Lawrence Livermore National Laboratory sind zwei weitere Exascale-Systeme geplant, die dem Department of Energy (DOE) unterstehen. Es müsste hier also ähnliche Bedenken geben.

Ob Intel planmäßig noch 2021 wird liefern können, hängt von vielen Faktoren ab. Neben den GPU-Beschleunigern müssen die Xeon-Prozessoren der übernächsten Generation (Ice Lake-SP erscheint noch Ende 2020) wie geplant fertig werden, denn auch diese sollen im Aurora zum Einsatz kommen.