Forscher von Intel in Braunschweig, Bangalore (Indien) und Hillsboro (USA) haben erstmals den Prototypen eines Intel-Prozessors mit 48 Kernen enthüllt. Der Single-Chip Cloud Computer ist der jüngste Meilenstein des Tera Scale Computing Forschungsprogramms von Intel. Der Chip integriert zehn bis zwanzig mal mehr Prozessoreinheiten als die aktuellen Core-Prozessoren. Fernziel ist es, hundert oder mehr Prozessorkerne auf einem Chip zu komprimieren. Künftige Computer könnten dadurch völlig neue Software-Anwendungen und Mensch-Maschine-Schnittstellen ermöglichen. Intel plant, Industrie und Hochschulen im nächsten Jahr mit 100 oder mehr dieser neuen Chips für die Entwicklung neuer Software-Anwendungen und Programmiermodelle auszustatten.

Während Intel im Jahr 2010 Prozessoren mit sechs und acht Kernen auf breiter Basis in den Markt einführen wird, umfasst der „Single-Chip Cloud Computer“ 48 voll programmierbare Intel Architektur Rechenkerne. Der Chip verfügt zudem über ein schnelles Netzwerk, das den Datenaustausch zwischen den Rechenkernen ermöglicht sowie neue Powermanagement-Technologien für eine extrem hohe Energieeffizienz. Die 48 Kerne benötigen nur 25 Watt im Idle-Zustand oder 125 Watt bei maximaler Leistung - das ist vergleichbar mit dem Verbrauch aktueller Prozessoren.

Intel 48 Kern Prozessor

Ingenieure des Intel Standorts Braunschweig - Bestandteil der Intel Labs Europe - entwickelten den Prozessorkern, die spezielle Hardware, mit der die Kerne mit reduzierter Latenz kommunizieren und einen schlanken, energieeffizienten Speichercontroller, der für viele Prozessorkerne optimiert ist. Intel Braunschweig war zudem für die Validierung des gesamten Chips zuständig. Dafür kam die in Braunschweig entwickelte Technologie für die Emulation von Mikroprozessoren zum Einsatz, damit das weltweite Team die Software- und Hardware-Konzepte testen konnte, bevor der Chip tatsächlich gebaut wurde. Dies verringerte die Design-Zeit etwa um die Hälfte und beschleunigte die Software-Entwicklung. Details über die Architektur des Chips und Schaltungen werden in einem Vortrag auf der International Solid State Circuits Conference in San Francisco/USA im Februar veröffentlicht.

Der „Single-Chip Cloud Computer“ bietet ein High-Speed-Netzwerk zwischen den Kernen für den effizienten Austausch von Informationen und Daten. Diese Technik verbessert die Kommunikationsleistung und die Energieeffizienz für Rechenzentren enorm, da sich Datenpakete nur Millimeter auf einem Chip bewegen statt Dutzende Meter zu einem anderen Computer System zurückzulegen. Software ist in der Lage, in wenigen Mikrosekunden Informationen direkt zwischen den kooperierenden Kernen auszutauschen. Dadurch ist kein Zugriff auf einen langsameren Systemspeicher außerhalb des Chips mehr notwendig. Anwendungen können auch dynamisch genau verwalten, welche Kerne sie für eine bestimmte Aufgabe zu einem bestimmten Zeitpunkt verwenden und ihnen entsprechend den Anforderungen den Leistungs- und Energiebedarf zuweisen.

Die Programmierung für Prozessoren mit mehreren Kernen ist eine bedeutende Herausforderung für die gesamte Industrie. Der Prototyp ermöglicht effiziente Ansätze der parallelen Programmierung auf dem Chip, die bislang in der Software von Cloud-Rechenzentren verwendet werden. Forscher von Intel, HP und Yahoo haben im Rahmen ihrer Zusammenarbeit bei Open Cirrus bereits Cloud-Anwendungen auf den 48 IA-Core Chip portiert. Sie nutzten dazu Hadoop, ein Java-Software-Framework, das datenintensive, verteilte Anwendungen unterstützt. Die ETH Zürich ist eine der europäischen Hochschulen, die den Testchip von Intel erhalten, um neue Software-Anwendungen und Programmiermodelle für künftige Vielkern-Prozessoren zu entwickeln.