Xeon E5/E7 v4: Moore's Law gilt - bei entsprechender Auslegung
Intels Broadwell-EP/EX-Chips zeigen eindrucksvoll: Moore's Law ist noch nicht am Ende, zumindest im Server-Segment bei reinen CPUs ohne Grafikeinheit. Der neue 24-Kern-Prozessor mit über 7 Milliarden Transistoren misst geradezu lächerliche 456 mm².
Eine der ältesten Faustregeln der Halbleiter-Branche ist als Moore's Law bekannt: Der Intel-Mitbegründer Gordon Moore hatte festgestellt, dass sich die Anzahl der Transistoren in einem Prozessor alle anderthalb bis zwei Jahre in etwa verdoppelt. Intels neue Broadwell-Server-Chips mit bis zu 24 statt 18 Kernen schaffen das zwar nicht, allerdings verdoppelt sich die Anzahl der Transistoren pro Fläche verglichen mit der Vorgänger-Generation.
Dieser Sprung ist wenig überraschend: Intel nutzt bei den neuen Xeon E5/E7 v4 alias Broadwell-EP/EX erstmals im oberen Server-Segment das neue 14-nm-FinFET- statt das ältere 22-nm-FinFET-Herstellungsverfahren. Der Fertigungsprozess halbiert Intel zufolge den Platzbedarf einer SRAM-Zelle fast, allerdings skalieren andere Bauteile wie etwa das Speicherinterface längst nicht so gut mit einem feineren Verfahren.
Wie bei der Ivy-Bridge- und Haswell-EP/EX-Generation gibt es erneut drei Dies: Das kleinste mit 10 Kernen bezeichnet Intel als LCC (Low Core Count), das mittlere mit 15 Kernen als MCC (Medium Core Count) und das größte mit 24 Kernen als HCC (High Core Count). Ein Prozessor mit 18 Kernen basiert üblicherweise auf dem HCC-Die, allerdings bietet Intel sogenannte Off-Roadmap-SKUs an. So ist auf Kundenwunsch etwa ein 8-Kerner mit vollen 60 MByte L3-Cache machbar.
Spannend finden wir den zwei Generationen alten 10-Kern-Ivy-Bridge verglichen mit dem aktuellen Broadwell-10-Kerner: Die Packdichte steigt um gut 53 Prozent, trotz gleicher Kernanzahl und identischer Cache-Menge weist das neue Modell rund 300 Millionen zusätzliche Transistoren auf. Die sind durch neue Funktionen wie AVX2 oder die integrierten Spannungsregler zu erklären.
Besonders beeindruckt hat uns der neue 15-Kern-Chip verglichen mit dem älteren 12-Kern-Modell: Intels Anordnung der drei zusätzlichen Kerne und der weiteren Logikelemente ist exzellent. Anders ist nicht zu erklären, dass die Chipfläche trotz 4,7 statt 3,84 Milliarden Transistoren von knapp 500 mm² auf kaum mehr als 300 mm² geschrumpft ist. Die Packdichte verdoppelt sich nahezu, und der Broadwell-Chip dürfte recht günstig zu fertigen sein.
Allerdings benötigt Intel die Optimierungen auch, denn die Skylake-EP/EX genannten Xeon E5/E7 v5 verfügen über bis zu 28 statt 24 Kerne, ein sechs- statt vierkanaliges Speicherinterface und werden weiterhin im 14FF-Prozess hergestellt. Da das aktuelle Spitzenmodell eine Chipfläche von 456 mm² aufweist, hat Intel den nötigen Spielraum für den neuen Prozessor.
Der dürfte erneut um die 700 mm² messen, was in etwa das wirtschaftlich machbare Fertigungslimit darstellt. Noch größer ist nach aktuellem Stand nur Knights Landing, ein für Beschleunigerkarten gedachter Chip mit ebenfalls 7,2 Milliarden Transistoren. Mit dem für optische Übertragungen vorgesehenen Fabric (Omni Path) sind es gar über 8 Milliarden Transistoren.
Eine Verdopplung der Packdichte oder gar der Transistoren wird Intel mit den Skylake-EP/EX keinesfalls gelingen. Hier gilt die Ansage aus dem Desktop-Segment umso mehr: Statt Tick-Tock heißt es zukünftig Process-Architecture-Optimization, also drei Generationen pro Fertigungsschritt.
Fertigung | Kerne | Die-Fläche | Transistoren | Transistoren/mm² | |
Sandy Bridge EP | 32 nm | 4 | 295 mm² | 1,27 Milliarden | 4,305 Millionen/mm² |
Sandy Bridge EP | 32 nm | 8 | 435 mm² | 2,27 Milliarden | 5,218 Millionen/mm² |
Ivy Bridge EP/EX (LCC) | 22 nm FF | 6 | 257 mm² | 1,86 Milliarden | 7,237 Millionen/mm² |
Ivy Bridge EP/EX (MCC) | 22 nm FF | 10 | 341 mm² | 2,89 Milliarden | 8,475 Millionen/mm² |
Ivy Bridge EP/EX (HCC) | 22 nm FF | 15 | 541 mm² | 4,31 Milliarden | 7,967 Millionen/mm² |
Haswell EP/EX (LCC) | 22 nm FF | 8 | 354 mm² | 2,6 Milliarden | 7,345 Millionen/mm² |
Haswell EP/EX (MCC) | 22 nm FF | 12 | 492 mm² | 3,84 Milliarden | 7,805 Millionen/mm² |
Haswell EP/EX (HCC) | 22 nm FF | 18 | 662 mm² | 5,96 Milliarden | 9,003 Millionen/mm² |
Broadwell EP/EX (LCC) | 14 nm FF | 10 | 246 mm² | 3,2 Milliarden | 13,008 Millionen/mm² |
Broadwell EP/EX (MCC) | 14 nm FF | 15 | 306 mm2 | 4,7 Milliarden | 15,360 Millionen/mm² |
Broadwell EP/EX (HCC) | 14 nm FF | 24 | 456 mm² | 7,2 Milliarden | 15,790 Millionen/mm² |
Manche scheinen zu glauben, die Entwicklung würde bald stillstehen. Aber wenn die...
+1, kann dem nur zustimmen. Golem muss man aber zu gute halten, dass sie zumindest "Moore...