Zieht Multi-Core ins Handy ein?

Mehr Leistung bei geringerem Stromverbrauch versprechen sogenannte Multi-Core-Lösungen für Mobiltelefone: Mehrere separate Cores innerhalb des Prozessors werden nur bei Bedarf zugeschaltet. Ein internationales Forscherteam entwickelt im Rahmen eines Projekts Strategien, um die Vorteile dieser Systeme für mobile Geräte nutzbar zu machen.

Um den enormen Leistungsgewinn durch die Multi-Core-Technologie, der in PCs längst genutzt wird, auch in Mobiltelefonen nutzen zu können, bedienen sich die Forscher der Virtualisierung. Diese erlaubt die räumliche und zeitliche Trennung der Ressourcen und ermöglicht dadurch eine nahtlose und sichere Integration verschiedener Software-Umgebungen wie Anwendungen, die in verschiedenen Betriebssystemen laufen oder verschiedene Protokolle nutzen.

Wir sprachen mit dem Koordinator des Forschungsprojekts eMuCo (Embedded Multi-Core Procession for Mobile Communication) Prof. Attila Bilgic vom Lehrstuhl für Integrierte Systeme der Ruhr-Universität Bochum:

Herr Prof. Attila Bilgic, Sie forschen zusammen mit Ihrem Team an der Weiterentwicklung von Multi-Core-Lösungen für Mobiltelefone. Welche Ziele verfolgen Sie?

Das Modem und der sogenannte Anwendungsbereich, das Benutzer-Interface, sind nur lose für den Datenaustausch miteinander gekoppelt. Zudem ist in jedem der Bereiche nur ein einziger zentraler Prozessor zuständig für das Verwalten aller Aufgaben. In beiden Bereichen steigen die Anforderungen an den Prozessor deutlich an, so auch auf der Modemseite, weil der Anwender immer höhere Datenraten haben möchte.

Die nächste Mobilfunkgeneration, die LTE-Generation (Long Term Evolution), bietet da schon bis zu 100 MBit/s Downloadgeschwindigkeit. Diese hohe Rechenleistung erreicht man durch zwei Möglichkeiten: entweder durch immer schnellere Prozessoren, die dann allerdings exponentiell mehr Strom verbrauchen. Oder – wie in unserem Projekt – indem man die verschiedenen Aufgaben auf verschiedene Prozessoren verteilt – sowohl in der Anwendung als auch auf der Modemseite. Ziel unseres Projekts ist es zu untersuchen, wie es sich verwirklichen lässt, den Applikations-Core in dem einen Bereich und den Modem-Core in dem anderen Bereich, die von einander getrennt sind, durch ein Vier-Core-System zu ersetzen, über welches alle Anwendungen komplett laufen.

Die Multi-Core-Technologie verspricht für Mobiltelefone mehr Leistung bei geringerem Stromverbrauch. Können Sie konkreter werden?

Vier »normale« Cores benötigen deutlich weniger Strom, als wenn ich einen Core so trimme, dass er mir die vierfache Performance gibt. Trimme ich einen einzelnen Core auf die vierfache Leistung, verbrauche ich 16 Mal so viel Strom. Bei vier Cores habe ich automatisch deutlich weniger Stromverbrauch im Vergleich zu einem, der alleine die vierfache Leistung bereitstellen muss.