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Was bringt »Skylake« Neues?

Intels »Core i«-Prozessoren der 6. Generation

2. September 2015, 6:00 Uhr | Frank Riemenschneider

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Endliche mehr Grafikleistung

Die Ergebnisse dieser Optimierungen können sich sehen lassen. Bei der Y- und U-Familie wurde im Rahmen eines identischen Energiebudgets der Benchmark SPECint_rate_base2006 ausgeführt und das Ergebnis mit den entsprechenden CPUs der Broadwell-Generation verglichen. Das Ergebnis ist eine je nach Derivat um bis zu 17% beziehungsweise 10% höhere Rechenleistung. Neben der CPU-Architektur wurde offensichtlich auch auf Systemebene optimiert: Das Abspielen eines HD-Videos in 1080p-Auflösung mit dem Windows-Metro-Player bringt eine jeweils um bis zu 1,4 Stunden längere Batterielaufzeit mit sich – bei gleicher Batteriegröße versteht sich. Den Zuwachs an Energieeffizienz erzielte Intel unter anderem mit einem weiteren Low-Power-State C7, der die CPU in einen noch tieferen Schlaf versetzt.

Den größten Zuwachs errang Intel wie schon bei den letzten Generationen bei der 3-D-Grafikleistung, einem Bereich, wo man jahrelang hinter den Grafikspezialisten von Nvidia und AMD hinterherhinkte. Beim Benchmark 3DMark11 konnten die Y- und U-Familien um bis zu 41% beziehungsweise 34% gegenüber Broadwell zulegen, was insbesondere die Gamer am unteren Ende der Anforderungen freuen wird. Einige von ihnen können gegebenenfalls nunmehr auf externe Grafikkarten verzichten und mit Intels interner Grafik Vorlieb nehmen. Für Büroanwendungen spielen diese Vorteile ohnehin keine Rolle.

Bei den H- und S-Familien hat sich Intel seitens der Betriebspunkteinstellung offensichtlich auf das Energiesparen fokussiert. Während der CPU-Rechenleistungszuwachs mit 11% ebenso im Rahmen blieb wie die gesteigerte GPU-Leistung (+16% bzw. +28%), konnte auf Chip-Ebene die Leistungsaufnahme bei der H-Familie inklusive CPU, Chipset, WiFi und LAN um bis zu 80% reduziert werden. Bei der S-Serie schrumpfte die TDP bei bestimmten Derivaten von 84 auf 65 W.

Energie gespart wird bei Skylake auch in Bezug auf die Wake-on-Voice-Technologie. Hierbei wird das System im Sleep-Mode über einen DSP, dem man bis zu fünf Sätze beziehungsweise Kommandos zugewiesen hat und der anschließend über ein Mikrofon die Umgebung überwacht und Spracheingaben verarbeitet, aufgeweckt. War hier bislang noch eine Leistungsaufnahme von 400 mW angezeigt, sinkt diese bei Skylake-Chips auf 40 mW.

Skylake bietet mehr Sicherheit

Sicherheit ist bei Intel ja schon lange ein Thema, das hardwaremäßig unterstützt wird. Skylake erlaubt – leider nur in Verbindung mit dem Betriebssystem »Windows 10« – ein biometrisches Login, indem mithilfe einer Real-Sense-3-D-Kamera eine räumliche Gesichtserkennung vorgenommen wird. Dies ist insofern relevant, als dass eine 2-D-Erkennung vielen Firmen für den Zugriff auf sicherheitskritische Daten nicht ausreicht. Die Real-Sense-Technologie an sich ist nicht neu und wurde bereits auf dem IDF 2014 im Kontext mit Consumer-Geräten vorgestellt, allerdings nicht für Login-Prozesse.

Über sogenannte Software-Guard-Extensions (SGX) des Befehlssatzes erlaubt Intel Software-Herstellern (wie seiner eigenen Security-Tochter, die ehemals unter dem Markennamen McAffee firmierte), geheime Daten so in der Plattform unterzubringen, dass selbst bei Kompromittieren der Plattform durch Trojaner, Viren und andere diese Daten nicht ausgelesen werden können, da sie niemals unverschlüsselt im Speicher liegen. Intels Sicherheitstruppe wird die SGX und andere für ihre »TrueKey«-Technologie nutzen, einer App für Smartphone, Tablet oder Computer. Wenn man durch seine Apps und Websites navigiert, speichert die TrueKey-App Kennwörter und gibt sie beim nächsten Mal automatisch ein. Nach der Bestätigung der Identität hat nur der Benutzer Zugriff auf das TrueKey-Profil. Informationen werden auf allen Geräten synchronisiert, sodass man überall darauf Zugriff hat.

Man kann den SGX-Ansatz vom Prinzip her mit ARMs TrustZone-Technologie vergleichen, indem eine Anwendung in einen unsicheren und sicheren Teil aufgeteilt wird. Auf letzteren kann lediglich über Funktonsaufrufe zugegriffen werden.

Weitere Erweiterungen des Befehlssatzes, die sogenannten Memory-Protection-Extension (MPX), betreffen Maßnahmen gegen die bekannten und gefürchteten Pufferüberlauf-Attacken. Im Wesentlichen werden bei einem Pufferüberlauf durch Fehler im Programm zu große Datenmengen in einen dafür zu kleinen reservierten Speicherbereich – den Puffer – geschrieben, wodurch nach dem Ziel-Speicherbereich liegende Speicherstellen überschrieben werden. Dreht es sich nicht um einen ganzen Datenblock, sondern um eine Zieladresse eines einzelnen Datensatzes, spricht man auch von Pointer-Overflow, da der Zeiger anzeigt, wo der Datensatz im Puffer hingeschrieben werden soll.

Ein Pufferüberlauf kann zum Absturz des betreffenden Programms, zur Verfälschung von Daten oder zur Beschädigung von Datenstrukturen der Laufzeitumgebung des Programms führen. Durch Letzteres kann die Rücksprungadresse eines Unterprogramms mit beliebigen Daten überschrieben werden, wodurch ein Angreifer durch Übermittlung von beliebigem Maschinencode beliebige Befehle mit den Privilegien des für den Pufferüberlauf anfälligen Prozesses ausführen kann. Dieser Code hat in der Regel das Ziel, dem Angreifer einen komfortableren Zugang zum System zu verschaffen, damit dieser das System dann für seine Zwecke verwenden kann. Pufferüberläufe in verbreiteter Server- und Clientsoftware werden auch von Internetwürmern ausgenutzt. Wenn man nun seinen Code rekompiliert und entsprechende von Intel bereitgestellte Bibliotheken mit Memory-Protection-Extension einbindet, können derartige Puffer-Überläufe hardwaremäßig unterbunden werden.

Schlussendlich unterstützt Skylake hardwareseitig eine Multifaktor-Authentifizierung (MFA), bei welcher mehrere unterschiedliche Kriterien verwendet werden. Neben einem Passwort kann das beispielsweise die räumliche Nähe des Handys des Benutzers sein, dessen Anwesenheit über Bluetooth detektiert wird. Die Schlussfolgerung: Ist sein Handy in der Nähe, ist die Wahrscheinlichkeit, dass tatsächlich der Benutzer das Passwort eingegeben hat, höher, als wenn es nicht da wäre. Andere Unterscheidungsmerkmale sind zum Beispiel die Art des WLANs: Hängt das Gerät im Firmennetz, reicht beispielsweise eine PIN, ist man außerhalb unterwegs, wird das Domänen-Passwort abgefragt.