Embedded-Strategie von Intel Intel will Lösungsanbieter werden und betont Wichtigkeit Europas

Bei einer Veranstaltung auf dem Intel-Campus in Shannon, Irland, erklärte Ton Steenman, General Manager der Embedded Group von Intel die Wachstumsstrategie seines Unternehmens für den Embedded-Markt.

Steenman, der in seiner vorherigen Position als Chef der Low-Power-Group für die Entwicklung des Atom-Prozessors mitverantwortlich war, erklärte, dass Intel dank seiner Embedded-Aktivitäten seit der Vorstellung des Atoms im Jahr 2008 in diesem Bereich 50 % Neukunden gewonnen hätte, die noch nie zuvor einen Intel-Prozessor eingesetzt hatten.

Intel selbst befände sich in einer Übergangsphase vom Chiphersteller zum Lösunganbieter, dessen Geschäft auf 4 Säulen basieren werde: Überlegene Fertigungstechnologie, Hardware-Design, Software-Entwicklung und Services. Für eine erfolgreiche Wachstumsstrategie sieht Steenman neben dem Thema Konnektivität (z.B. Auto-zu-Auto-Kommunikation) vor allen Dingen das Thema "Sicherheit".

Neben den schon bekannten für Intel interessanten Geschäftsfeldern (u.a. Automatisierung, Infotainment im Auto, Medizinelelektronik und Smart-Grids/Smart-Metering) stellte Steenman auch heraus, dass man mit den Prozessor-Familien Xeon-L und -E großes Potential im Kommunikationsbereich sieht.

Hier stellte er nach dem Erdbeben in Japan die Robustheit von WiMax gegenüber 3G heraus: Während die 3G-Infratsruktur komplett zusammengebrochen sei, habe sich WiMAx als sehr stabil erwiesen. In Japan werden u.a. die meisten Geldautomaten und digital-Werbeflächen mit WiMax verbunden. Aktuell sind 40 Mbit/s möglich, mit dem Update IEEE 802.16m werden Übertragungsraten bis zu 1 Gbit/s erwartet.

Auf die Frage, ob die jetzt in Japan bewiesene Robustheit WiMAx hinsichtlich der Marktakzeptanz gegenüber 4G-LTE helfen werde, antwortete Steeman wie folgt: "Sie könnten denken, dass die Mobil-Welt auf 3G läuft, aber in der Realität sind immer noch 2G-Technologien wie GSM am weitesten verbreitet. 4G-LTE wird erst in 5 bis 10 Jahren flächendeckend eingesetzt werden. WiMAx ist schon heute verfügbar und hat in den meisten Regionen eine sehr gute Abdeckung. Insofern erwarten wir eine zunehmende Marktakzeptanz."

Im Bereich Auto-Infotainment bestätigte Steenman, dass die für Harmann-Becker entwickelte Atom-E600T-basierte Lösung (das "T" steht für Hyperthrading, Intels Begriff für Multithreading) in Kürze bei BMW für ein High-End-Navigations- und Unetrhaltungssystem zum Einsatz kommen werde (die Low-End-Lösung bei BMW wird auf Basis eine NVIDIA-Tegra-2-Prozessors aufbauen). Intel will zudem zukünftig ein "IVI in the Box" anbieten.

Fest stehen zwei weitere Entwicklungen, auch wenn sie offiziell noch nicht bestätigt wurden: Zum einen werden Ende 2011 erste Handys mit Intels Betriebssystem MeeGo auf dem Markt erscheinen und mit Apple-OS, Android und Windows Phone in den Wettbewerb treten. Weiterhin wird es einen Kombi-Chip mit Atom-Core und FPGA-Logik auf einem Die geben, der dem aktuellen Stellarton-Produkt (einen SiP mit Atom-Chip und separetem Altera-FPGA auf einem zweiten Die) nachfolgen wird. Es darf jedoch beweifelt werden, ob Altera weiterhin die FPGA-IP liefern wird dürfen: Das Fertigungsabkommen von Intel mit dem FPGA-Startup Achronix spricht eher für eine Atom/Achronix-Lösung, zudem die Achronix-FPGAs schon heute in einem 65-nm-Prozess mit 1,5 GHz getaktet werden können, was weit über jedem FPGA der Marktführer liegt. Wann endlich ein 32-nm-Atom verfügbar sein wird, blieb jedoch weiterhin offen.

Neben Ton Steeman sprachen wir auch mit Prof. Dr. Martin Curley, Direktor der Intel Labs in Europa. Er ging auf die Bedeutung Europas für Intel in Forschung und Entwicklung ein und verwies auf zahlreiche Partnerschaften mit Universitäten und Firmen wie SAP und SIEMENS. Forschung für Fertigungsprozesse ird in Europa von Intel in Deutschland, Polen und Spanien betrieben, besonderes Augenmerk widmete Curley dem 48-Chip-Computer mit dem Codenamen "Rock Creek", dessen Entwicklung maßgeblich in Braunschweig betrieben wird.

Bei der Skalierung der Kernanzahl gilt es erst einmal zwei Hauptprobleme zu bewältigen: die Leistungsaufnahme sowie die Chip-Größe. Für die Many-Core-Ansätze mit mehr als 20 Cores bedarf es wesentlich kleinerer Cores, als es bei den aktuellen Multi-Core-Modellen der Fall ist.

Dr "Rock Creek"-Prozessor hat 48 Cores, die auf der 32-bit-Pentium-Architektur basieren. Die CPU wird dabei aktuell in einer 45-nm-Technologie gefertigt. Dennoch belegen die 48 Cores gerade einmal eine Fläche von 567 mm² und benötigen zwischen 25 und 125 Watt. Dies wird durch eine sehr fein-granulare Takt- und Spannungsversorgung erreicht. Intel spricht hierbei von acht separaten Bereichen für die Energieversorgung und gar 28 Bereichen für den Takt. Es zeigt sich hier also eindeutig, dass Many-Core-Ansätze mit kleinen und dennoch allzwecktauglichen Cores bereits möglich sind.

Ein weiteres Problem bei der Skalierung sind die Caches. Die Daten innerhalb dieser Speicher müssen kohärent sein, worum sich bei aktuellen Prozessoren Kohärenz-Protokolle kümmern. Diese sind als Hardwareschaltungen umgesetzt und belegen somit Platz auf dem Chip. Zudem führen die Kohärenzprotokolle zu einer ständige Kommunikation der Cores untereinander um mit dem Hauptspeicher, was die Speicher- und Kommunikationbandbreite bei Many-Core-Ansätzen massiv einschränkt. Daher setzt Intel beim "Rock Creek" auf softwarekontrollierbare Caches, die dieses Problem vermeiden. Dieses Konzept findet sich bereits bei IBMs Cell-Prozessor wieder und zeigt dort bereits die Vor- und Nachteile auf. So hat der Programmierer die volle Kontrolle über den Inhalt der kleinen Speicher, was die Effizienz der Software massiv verbessert. Allerdings steigt auch die Komplexität der Software erheblich an.

Um die Kommunikation zwischen den Cores zu vereinfachen hat sich Intel einen besonderen Clou einfallen lassen. So sind immer stets zwei Kerne in einem "Tile" zusammengefasst. Jeder der beiden Cores innerhalb des "Tiles" hat seinen eigenen L2-Cache, dessen Größe jedoch noch nicht bekannt ist. Weiterhin findet sich in solch einem Block noch ein 16 Kbyte großer "Message-Puffer", der für die Kommunikation zwischen den beiden Cores verantwortlich ist. Außerdem besitzt jedes Tile noch einen Router, der die Kommunikation mit den anderen Tiles und dem integrierten Speicher-Controller ermöglicht.

Sechs Tiles bilden dabei zusammen mit einem Speichercontroller für DDR3-Speicher ein Segment. Von diesen gibt es somit bei dem aktuellen "Rock Creek" vier Stück. Die Bandbreite zwischen den in einem 2D-Gitter organisierten Routern soll dabei bei insgesamt 256 GByte/s liegen. Die Besonderheit an dem 2D-Gitter ist, dass jeder Cores direkt mit jedem anderen Core kommunizieren kann. Die Gitter-Struktur wegen, nennt Intel das Projekt im Übrigen auch "Single-Chip Cloud Computer" (SCC). Bei einem Nehalem-Prozessor geht dies beispielsweise nicht, hier muss man stets den Umweg über den L3-Cache nehmen.

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Intel: Europa und der Embedded-Markt

Europa bleibt für Intel nicht nur ein wichtiger Absatzmarkt, sondern man will auch weiterhin in Forschung und Entwicklung investieren.

Ab 2020 soll es einen EXASCALE genannten Supercomputer geben, der mit den enormen Datenmagen zurecht kommen soll, die bis dahin zu erwarten sind. So wird allein YouTube für voraussichtlich 12 Ebyte/Jahr (1018 Byte) verantwortlich sein. An dem Projekt beteiligt sind in Europa Das ExaScale-Computing-Forschungszentrum in Paris, das ExaScale-Cluster-Lab in Jülich und das ExaScale-Science-Lab in Fandern (Belgien). Last but not least ging Curley auch auf Visualisierg ein: Das erste weltweite Visual-Computing-Center steht in Saarbrücken.

Auf europäischer Ebene gibt es noch das FP7 genannte Forschungsprogramm, das das Ziel hat, die Wettbewerbsfähigkeit Europas beizubehalten, Wachstum zu schaffen und Arbeitsplätze zu schaffen bzw. zu sichern. Intel ist in zahlreichen Projekten vom Cloud-Computing über Hardware-Sicherheit, Nano-Elektronik bis hin zu Fertigung vertreten. Die Erfolgsrate der geförderten Projekte gab Curley mit rund 30 % an.

Am Ende ging Curley sichtlich stolz auf die Erfolge Irlands bezüglich grüner Energie ein: Bereits 2010 wurden 50 % der Energie in irland durch Windräder erzeugt, in den nächsten 5 Jahren sollen zudem 10 % der Autos Elektrofahrzeuge sein, was innerhalb der EU das mit Abstand aggressivste Ziel darstellt. Intel selbst wurde zum wiederholten male zum besten Arbeitgeber Irlands gewählt und wird sein Programm „Woman and Technology“, das 2006 aufgelegt wurde, auf Grund des Erfolges weiterführen. Ziel ist es, mehr Frauen für technische Berufe zu begeistern. Details über dieses wirklich interessante Programm werden wir zu späterer Zeit auf www.karriere-ing.de veröffentlichen.