IDF: Moore's Law bis 2029

Pat Gelsinger, Chef der Digital-Enterprise-Sparte von Intel, sieht das Mooresche Gesetz auch für die nächsten Jahre nicht gefährdet. So prognostizierte er während seiner Eröffnungs-Keynote beim IDF in Shanghai, dass die Rechenleistung von Supercomputern ungefähr im Jahr 2029 die Zetta-Flop-Marke (1 Trilliarde Gleitkommaoperationen pro Sekunde) erreichen werde. Das ist seiner Meinung nach die für eine 14-Tage-Wetterprognose mit der theoretisch maximalen Genauigkeit nötige Rechenleistung. Für eine vollständige genetische Simulation einer Zelle reicht ein Exa-Flop (1 Trillion Flop/s), das 2017 möglich werden soll.

Bereits mit einem Petaflop (1 Billiarde Flop/s) lassen sich Aufnahmen aus einem Kernspintomographen in Echtzeit analysieren. Für eine solche Analyse brauchen aktuelle Systeme noch rund zwei Stunden. Der Spitzenreiter (212.992 PowerPC-440-Kerne mit je 700 MHz) der Top-500-Liste vom November 2007 schafft 478,2 TFlop/s (Billionen Flop/s). Intels schnellstes System aus 3584 Quad-Core Xeons (65-nm-Clovertown) mit je 3 GHz kommt auf Platz 3 (126,9 TFlop/s). Auf die direkte Frage im Interview, wann Intel denn an physikalische Grenzen stoßen werde, verglich Gelsinger das Mooresche Gesetz mit einer nächtlichen Autofahrt auf einer nebligen Straße – die Sichtweite betrage nur 10 Jahre.

Gelsinger führte auch einen Dunnigton-Prozessor mit sechs Kernen vor, betrieben in einem Caneland-System. Dank der Flex-Migration-Technik konnte er das System im laufenden Betrieb zu einem VMware-Cluster hinzufügen und laufende virtuelle Maschinen darauf verschieben, ohne dass diese vom Umzug und der neuen CPU etwas mitbekamen.

Mit der für Herbst erwarteten Nehalem-Architektur – die einen Speicher-Controller und später optional auch einen integrierten Grafikkern bringt – will Intel die Petaflop-Marke knacken und (mit anderen Chips, aber gleicher Architektur) auch Systeme mit nur einigen (hundert) Milliwatt Leistungsaufnahme bauen. Pat Gelsinger zitierte hierzu immer wieder ein chinesisches Kindermärchen vom "Monkey King", dessen Zauberstab sich von Stecknadel- bis Turmgröße skalieren lässt. Das ist offenbar ein Seitenhieb gegen Konkurrent AMD, der Mitte 2007 erklärte, 2009 zwei unterschiedliche Architekturen für High-Performance-Prozessoren einerseits (Bulldozer) und Low-Power-CPUs (Bobcat) andererseits vorzustellen. Ein lauffähiges System mit zwei Nehalem-Prozessoren und insgesamt sechzehn Kernen gab es bereits kurz zu sehen.

Ende 2009 steht als nächster Tick-Schritt ein Shrink auf 32-nm-Strukturen an. Mit der für 2010 (nächster Tock-Schritt) geplanten Architektur Sandy Bridge kommen dann eine ganze Reihe von Befehlssatzerweiterungen. Unter anderem die auf 256 Bit aufgebohrte SSE-Einheit namens AVX (Advanced Vector Extensions) und neue Drei-Operanden-Instruktionen.

Zu der von vielen Beobachtern mit Spannung erwarteten Grafikarchitektur Larrabee gab es im Wesentlichen nur markante Sprüche. So geht Intel davon aus, dass herkömmliche Grafikchips mit Pipelines bald (2010) überholt sein werden. Stattdessen prognostiziert Intel Techniken wie Raytracing, die Spielen fotorealistische Szenen bescheren sollen. Viele kleine "Intel-Architecture"-(IA-)Kerne sollen sich die Rechenarbeit teilen – das Wort x86 vermieden die Intel-Sprecher, wohl weil die Befehlssätze der kommenden Architekturen wesentlich erweitert werden und kaum noch an x86 erinnern. Allerdings werden die x86-Befehle weiterhin unterstützt, so dass alte Software lauffähig bleibt. Eine neue – noch nicht näher beschriebene – Cache-Architektur soll die Kerne mit Daten versorgen. Angesprochen werden die Kerne über ein Vector Instruction Set für Gleitkomma- und Integer-Operationen. Passende Compiler, Optimierungstools und wohl auch Grafiktreiber will Intel liefern.

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