Neue SoC-Architektur Intel enthüllt »Silvermont«-CPU-Cores für Mobilgeräte, Server und Netzwerk

Über Jahre hinkte Intel hinsichtlich der Energieeffizienz bei Chips für Mobilgeräte der Konkurrenz hinterher. Mit den neuen unter dem Codenamen »Silvermont« entwickelten CPU-Cores könnte sich das Bild ändern - dank Verbesserungen an der Architektur und Fertigung in Intels 22-nm-FinFET-Prozess.

Intel hat seine neue CPU-Core-Mikroarchitektur »Silvermont« vorgestellt, welche gegenüber den Atom-Cores der 1. (gefertigt in 45 nm) und 2. Generation (gefertigt in 32 nm) deutliche Fortschritte hinsichtlich Rechenleistung und Energieeffizienz verspricht. Die in Intels 22-nm-FinFET-Prozess gefertigten SoCs mit "Silvermont"-CPU-Cores wird es in vier Varianten für unterschiedliche Märkte geben:

»Bay Trail«: Eine SoC-Familie mit vier Cores für Tablets, die zum Weihnachtsgeschäft 2013 eingeführt wird. Es wird Varianten der Bay Trail-Plattform auch für weitere Marktsegmente einschließlich Einstiegs-Notebooks und Desktop-Rechner geben.

»Merrifield«: SoCs für Smartphones, letzte Informationen besagen, dass die Einführung im 1. Quartal 2014 erfolgen wird.

»Avoton«: SoCs für Mikroserver, Speicherlösungen und sogeannte »Scale Out Workloads« in Rechenzentren.

»Rangeley«: SoCs für Netzwerk- und Kommunikationsinfrastruktur wie Router, Switches und Security-Anwendungen. Die Einführung soll im 2. Halbjahr 2013 erfolgen.

Die entscheidenden Neuerungen im Überblick: Out-of-Order-Befehlsausführung, eine neue Schaltmatrix, die die Verwendung von bis zu 8 Cores erlaubt, neue Instruktionen u.a. für ein erweitertes Virtualisierungs- und Security-Management,  erweiterte Energiesparmodi wie die „Burst-Technology“ und erweiterte C-Modi.

Silvermont erreicht laut Intel bis zu dreifache Rechenleistung der aktuellen Atom-Cores bzw. nimmt bei identischer Rechenleistung bis zu fünfmal weniger Energie auf. Für diese Angaben wurde der geometrische Mittelwert einer Vielzahl von Messungen bei unterschiedlichen Benchmarks von Silvermont-Pre-Produktionssystemen und einem aktuellen Atom-Prozessor Z2580 ermittelt. Die Benchmarks beinhalten SunSpider (Java-Script) und Seitenladetests mit Internet Explorer, FireFox und Chrome, Dhrystone und CoreMark, Android-spezifische Workloads inklusive CaffineMark, AnTutu, Linpack und Quadrant sowie gemessene Schätzwerte mit SPECint rate_base2000 und SPECfp rate_base2000.

Auch mit ARM-basierenden Systemen hat Intel verglichen: Ein Dual-Core-Chip mit Silvermont-Cores soll bei identischer Leistungsaufnahme (1 W) der Cores 1,4x bis 2,1x  schneller rechnen als einer der drei vergleichenden Quad-Core-ARM-Chips. Bei identischer Rechenleistung soll Intels Dual-Core 1,6x bis 3,1x weniger Energieaufnahmen. Da Intel keine konkreten Wettbewerbsprodukte angegeben hat, gehen wir davon aus, dass es sich um Quad-Core-Chips mit ARM Cortex-A9 wie Nvidias Tegra-3 handelt. Einziger bislang bekannter Quad-Core-Chip mit ARM Cortex-A15 wäre Samsungs Exynos 5410, der sich aber unmöglich in einem Power-Budget von 1 W bewegen kann.

In einem weiteren Vergleich wurde die Leistungsaufnahme auf 1,5 W erhöht. Ein Vergleich mit jetzt 4 ARM-Wettbewerbern ohne Angaben der Core-Anzahl ergab, dass die Rechenleistung von Silvermont 1,6x bis 2,3x höher liegt. Da keine Core-Anzahl angegeben wurde, ist davon auszugehen, dass jetzt auch mit Dual-Core-Chips der Konkurrenz verglichen wurde. Kandidaten wären Samsungs Exynos 5250 (2x ARM Cortex-A15), Qualcomm APQ 8064 (2 x Krait) und auch Apples A6 (2x Swift, eingebaut im aktuellen iPad). In einem weiteren Test hat Intel die Konkurrenzprodukte auf ihre jeweilige maximale Rechenleistung hochgefahren und dabei die Leistungsaufnahme gemessen, dann wurde Silvermont auf jeweils exakt die gleiche Rechenleistung skaliert und auch dort die Leistungsaufnahme gemessen. Das Ergebnis: Die Silvermont-Cores nehmen 3,0x bis 5,8x weniger Energie auf.

Eine ausführliche Analyse der neuen Mikroarchitektur werden wir an dieser Stelle nächste Woche veröffentlichen.