Enterprise Computing: Trends
Chips und kein Ende

System-on-a-chip

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Es ist wieder so weit: Die großen Namen in der IT-Welt reden über die Möglichkeit eines Computers auf einem einzigen Chip, Fachwort “System on a Chip”. Die Idee gab es bereits, und sie ist wieder verschwunden; dass die jetzt auf neue Beliebtheit gestoßen ist, liegt daran, dass die Chip-Hersteller in der Lage sind, eine ständig wachsende, große Anzahl von Transistoren auf jeden Chip zu zwängen. Das Hauptproblem besteht aber darin, für diese zusätzlichen Kapazitäten eine vernünftige Aufgabe zu finden.

Pat Gelsinger, Technologie-Verantwortlicher bei Intel, sprach beim letzten Intel Developer Forum darüber, dass Dritte-Welt-Länder und sich entwickelnde Volksökonomien Computer benötigen, die keine Ähnlichkeit mit dem haben, was derzeit benutzt wird.

Diese neuen Systeme müssen billig sein und mit wenig Wartung auskommen, und viele von ihnen werden als Router dienen oder ähnliche Netzwerkstrukturen für kleine ländliche Gemeinschaften bieten. Hier reicht es nicht aus, unsere alten Geräte zur Verfügung zu stellen. Das gilt auch für spezialisierte ?Systeme auf einem Chip? wie die XScale-Angebote von Intel, die jetzt zwar verfügbar, aber nicht x86-kompatibel sind.

Neues Linux-Kernel unterstützt SoC

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Nicht alle sind von diesem Argument überzeugt, aber Gelsinger argumentiert, dass die schlechte Qualität der Elektrizitätsversorgung in diesen Ländern die Netzteile der meisten derzeit verfügbaren Computer zum Ausfall bringen würden.

Einigkeit besteht jedoch bei allen, dass eine Wartung vor Ort eine teure Option ist, wenn sich der fragliche Computer auf der Spitze eines Telegrafenmastes mitten in der Savanne befinden könnte. Wenn sie mit geringen Stromverbrauch auskommen sollen, brauchen derartige Geräte eine kleine Anzahl von Chips und eine State-of-the-art-Stromversorgung.

Nicht zufällig kann das neueste Linux-Kernel, das im letzten Monat veröffentlicht wurde, Single-Chip-Computer unterstützen. Außerdem verfügt es über eine Funktion, mit der ein neues Kernel geladen werden kann, um ein älteres zu ersetzen. Derzeit muss man einen Linux-Server noch neu starten, wenn man ein neues Kernel laden will.

Auf die interessanteste Entwicklung zu Gunsten von Single-Chip-Systemen kam Gelsinger ebenfalls zu sprechen. Er geht davon aus, dass es in fünf Jahren Prozessoren mit 128 MByte L2-Cache on-chip gibt.

Viel RAM in einem Chip

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Forschungsergebnisse deuten außerdem darauf hin, dass die Chip-Hersteller in der Lage sein werden, weitere 400 MByte direkt an die CPU innerhalb der Chip-Ummantelung anzuhängen. Das bedeutet, dass das RAM in der Lage sein wird, wesentlich schneller zu arbeiten als es mit der heutigen Architektur möglich ist, bei der RAM per Memory-Bus mit der CPU verbunden ist. Das Ergebnis: Ein einziger Chip mit einem Prozesser der Xeon-Machart und 512 MByte RAM. Das würde eine phänomenale Zahl von Transistoren auf einem Chip erfordern, so dass es kein großer Schritt mehr wäre, noch ein paar weitere hinzuzufügen, die für Netzwerke- und andere Systemfunktionen zuständig sind.

“Die Chip-Hersteller werden in der Lage sein, weitere 400 MB direkt an die CPU innerhalb der Chip-Ummantelung anzuhängen, so dass das RAM wesentlich schneller arbeiten kann.”

Offensichtlich ließen sich diese Fortschritte nutzen, um einen Single-Chip-Computer zu entwickeln. Außerdem könnte man damit ziemlich leistungsstarke Server für jedermann entwerfen. Schließlich verkauft AMD bereits Dual-Core-Prozessoren, und Intel wird damit noch in diesem Jahr beginnen. Beide planen für 2007 Quad-Core-Versionen.

Bis 2010 könnten auf einem Chip acht oder sogar sechzehn CPU-Kerne (Cores) sitzen. Das könnte bedeuten, dass es ein Motherboard mit 4 GByte oder 8 GByte Speicher gibt, der direkt mit der CPU verbunden ist. Vielleicht bin ich kurzsichtig, aber 3GByte RAM dürfte genug sein für die meisten Anwendungen, und die potenzielle Leistungskraft eines solchen Systems wäre überwältigend – vorausgesetzt, es gibt auch Software, die für diese Art von Umgebung entwickelt wurde.