Intel Core 2 Duo

Am Doppelkern kommt keiner vorbei

Von Gerald Strömer, STROXLEY.de

Core 2 Duo heißt eine neue Art zentraler Rechen­einheiten (CPUs, Central Processing Units). Es handelt sich um die zweite Generation sogenannter Doppelkern-Prozessoren von Intel, die zwei CPU-Kerne auf einer Platine beherbergen. Intels neue Prozessoren der Core-2-Duo-Produkt­familie zeichnen sich durch einige Aspekte aus, die sie für den Business-Einsatz besonders geeignet erscheinen lassen.

Das zeichnet die Core-2-Duo-CPUs aus

Mit den Core-2-Duo-Prozessoren hat Intel den direkten Nachfolger der erfolgreichen ersten Doppelkerngeneration am Mark platziert. Und erstmals in der Firmengeschichte gibt Intel seinen Mobil- und Desktop-Prozessoren den gleichen Markennamen und sagt damit dem altbekannten Namen „Pentium“ Lebewohl. Das Highend-Flaggschiff der Desktop-CPUs hört auf den Namen Core 2 Extreme. Workstation- und Server-Versionen des Core 2 Duo werden hingegen weiterhin unter dem Label „Intel Xeon“ verkauft.

Alle Modelle werden in der so genannten 65-Nanometer-Prozesstechnologie produziert, was derzeit die Grenze des technisch Machbaren darstellt. Der Umstieg auf 45 Nanometer wird für 2007 erwartet. Wie aber stellt man sich ein Milliardstel eines Meters vor? Zur Verdeutlichung: Dieses Größenverhältnis entspricht in etwa dem eines Fußballs im Vergleich zur Erde. Ein menschliches Haar ist 100.000, ein rotes Blutkörperchen 7000, ein Bakterium 1000 und ein Virus 50 bis 100 Nanometer groß. Die Schaltelemente einer Core-2-Duo-CPU dagegen sind noch kleiner. Die Öffnung des einzelnen Transistors, das so genannte Gate, misst nur mehr 35 Nanometer. Die Isolatorschichten am Gate haben sogar nur eine Dicke von etwa einem halben Dutzend Atomlagen und sind 1,2 Nanometer dick. Unglaublich.

Zum Vergleich: Die X2-CPUs von AMD werden noch in 90 Nanometern gefertigt, aber der Core-2-Duo-Vorgänger Intel Core Duo wurde und wird in 65-Nanometer-Prozesstechnologie ausgeführt.

Nanofasern (quer) und ein menschliches Haar (senkrecht) unter dem Elektronenmikroskop. (Quelle: Philipps-Universität Marburg)

Neue Mikroarchitektur

Intel verspricht noch mehr Leistung bei geringem Stromverbrauch zu realisieren. Beides wird durch den kompletten Umstieg auf die eigentlich für den Vorgänger Intel Core Duo für das Notebook-Segment entwickelte Core-Mikroarchitektur realisiert, die die im Desktop-Bereich verwendete NetBurst-Architektur ablöst. Dies bändigte endlich den maßlosen Energiebedarf der Desktop-Prozessoren, so dass Intel stolz eine Reduktion der Stromaufnahme um 40 Prozent bei gleichzeitiger Leistungsverbesserung um ebenfalls 40 Prozent im Vergleich zur Vorgängergeneration angibt.

Der Core 2 Duo beherbergt zwei CPU-Kerne. (Quelle: Intel)

Dies ist durch die Eigenheiten der Core-Mikroarchitektur möglich, die zwar zum einen die maximal mögliche Taktfrequenz begrenzen, zum anderen aber die Leistung pro Taktzyklus teils drastisch verbessern. Zusammen mit strukturellen Verbesserungen führt dies in der Tat zu Leistungssteigerungen von bis zu 40 Prozent.

Zum anderen ist die Core-Mikroarchitektur dank ihrer Auslegung auf den mobilen Einsatz eines der am meisten Energie sparenden Prozessordesigns überhaupt. Neben der grundsätzlich geringeren Leistungsaufnahme und den generell niedrigeren Taktraten passt ein Prozessor seinen Takt dynamisch an den aktuellen Bedarf an und variiert daran gekoppelt auch die Versorgungsspannung, so dass sich die Energieaufnahme weiter verringert. Zudem können bei Bedarf komplette Teilbereiche einer Core-2-Duo-CPU abgeschaltet werden, um weiter Strom zu sparen. So bleibt die Stromrechnung trotz immenser Leistung im vernünftigen Rahmen und auch die Abwärme der CPU bleibt vergleichsweise gering, was wiederum der Ergonomie am Arbeitsplatz durch den Einsatz leiserer, da schwächerer Lüfter fördert.

Main Facts der Core-2-Duo-Prozessoren

Bei Intel gibt es für jede Technologie eine „griffige“ Bezeichnung, unter der sie entwickelt wird. Für die Mobilprozessoren der Core-2-Duo-Reihe war das „Merom“, für die Desktop-CPUs gab es zwei Namen: „Allendale“ für die Modelle mit 2 MByte Level-2-Cache und „Conroe“ für die mit 4 MByte bestückten Versionen. Die Workstation- und Serverversionen des Core 2 Duo laufen unter dem Codenamen „Woodcrest“.

Intel-CEO Paul Otellini präsentiert stolz den neuen Prozessor Core 2 Duo. (Quelle: Intel)

Alle Chips werden in 65-Nanometer-Prozesstechnologie gefertigt und verfügen über zwei Prozessorkerne, die 64-Bit-Erweiterung EM64T, die Sicherheitsfunktion Execute Disable Bit und – bis auf den Mobilprozessor Core 2 Duo T5500 – die Virtualisierungstechnologie VT (Codename Vanderpool). Dank Vanderpool werden virtuelle Umgebungen – beispielsweise der parallele und dennoch isolierte Einsatz unterschiedlicher Betriebssysteme (z.B. Linux für Office und Windows zum Spielen) auf einem Rechner – hardwareseitig unterstützt, und EM64T ermöglicht den Einsatz eines 64-Bit-Betriebssystems auf einem Rechner mit Core-2-Duo-CPU.

• Execute Disable Bit verhindert in Zusammenarbeit mit einem geeigneten Betriebssystem die Ausführung von schädlicher Software (Würmern, Trojanern), die nach dem Prinzip des Buffer Overflow arbeiten.

• Allendale und Conroe verfügen über 2 respektive 4 MByte Level-2-Cache, haben einen Systembus (FSB) von 266 MHz (quad-pumped 1066 MHz), Taktfrequenzen von 1,86 bis 2,93 GHz (Conroe XE) und werden für den Prozessorsockel LGA 775 produziert, der in Desktop-Mainboards integriert wird.

• Merom kann 2 oder 4 MByte L2-Cache haben, verfügt über einen Systembus (FSB) von 167 MHz (quad-pumped 667 MHz), Taktfrequenzen von 1,66 bis 2,33 GHz und wird für den Prozessorsockel 479 hergestellt, der sich auf Notebook-Mainboards findet.

Die P-Version des neuen Chipsatzes Intel 965 Express integriert keinen Grafikkern. (Quelle: Intel)

Für den aufrüstwilligen Nutzer ist interessant, dass die neuen Prozessoren zu den Intel-Chipsätzen 975X, 965 und der Chipsatzfamilie Mobile Intel 945 Express kompatibel sein sollen. Intel empfiehlt für den Einsatz des Core 2 Duo aber den neuen Chipsatz Intel 965 Express, der zudem die neueste integrierte Grafik, den Graphics Media Accelerator 3000 enthält und von Microsoft als „Windows Vista Premium Ready“ zertifiziert wurde.

Intel offeriert die Prozessoren wie gewohnt für den Einsatz in Komplettpackungen, die sich auf drei Segmente aufteilen. Centrino Duo ist das Komplettpaket, das in Notebooks zum Einsatz kommt; vPro ist der Name für den professionellen Office- und Business-Einsatz und Viiv der für den privaten Entertainmentbereich. Jedes Technologiekonzept besteht aus einem Satz von Intel-Komponenten und -Designs, die eine optimale Funktion sicherstellen sollen. Nur wenn alle Vorgaben eingehalten sind, darf ein Hersteller das jeweilige Logo applizieren.

Neue Funktionen beim Core 2 Duo – Desktop

• Wide Dynamic Execution: Erlaubt mehr Instruktionen pro Prozessortakt durch breitere Ausführungseinheiten, die bis zu vier Instruktionen gleichzeitig laden, verwalten und ausfuhren können. Bislang übliche Mikroarchitekturen erlauben nur bis zu drei gleichzeitige Instruktionen.

• Smart Memory Access: Erhöht die Systemperformance durch eine optimierte Ausnutzung der verfügbaren Bandbreiten zum Speicher und durch Verstecken der Latenzen beim Speicherzugriff. So stehen die Daten schon im schnellen Zwischenspeicher bereit, und der Prozessor kann weiterarbeiten, ohne auf den Speicher warten zu müssen.

• Advanced Smart Cache: Der gesamte L2-Cache wird gemeinsam von den Rechenkernen genutzt, jeder Kern bekommt die eben benötigte Menge an Cache zugewiesen. Eine aufwendige Synchronisation der Caches über den Front Side Bus des Prozessors entfallt.

• Advanced Digital Media Boost: Die Ausführungsgeschwindigkeit häufig genutzter Befehle wird hierdurch faktisch verdoppelt – hiervon profitieren insbesondere Multimedia- und Grafikanwendungen.

• Extended Memory 64 Technologie (EM64T): Diese Erweiterung der 32-Bit-Architektur unterstützt 64-Bit-Anwendungen. Dies wiederum ermöglicht dem Prozessor unter anderem die Verwaltung eines größeren Speichers.

Der Core 2 Extreme ist der derzeit stärkste Doppelkernprozessor. (Quelle: Intel)

Neue Funktionen beim Core 2 Duo – Mobile

• Dynamic Power Coordination: Regelt für jeden Prozessorkern einzeln die Enhanced-Intel-SpeedStep-Technologie und die Übergänge des Prozessors in die verschiedenen Idle-Power-Management-States (C-states), um so Strom einzusparen.

• Dynamic Bus Parking: Ermöglicht der Plattform Strom zu sparen und die Akkulaufzeit zu verlängern, indem der jeweilige Chipsatz einen niedrigeren Stromverbrauchszustand einnimmt, wenn der Prozessor mit geringerer Frequenz taktet. Wird nur ein Teil der Busbandbreite benötigt, schaltet der Chipsatz in diesem Fall nur Teile des Busses ein.

• Enhanced Deeper Sleep mit Dynamic Cache Sizing: Diese Funktion spart Strom, indem Daten, die im Cache abgelegt sind, in den Arbeitsspeicher geschrieben werden, wenn der Prozessor nicht aktiv ist.

Die Modelle in der tabellarischen Übersicht

Fazit

Wer als Geschäftsmann heute noch zu einem Notebook oder PC ohne Core-2-Duo-Prozessor greift, ist – salopp gesagt – selber schuld. Im Desktopbereich geht eine deutliche Leistungssteigerung mit einer massiven Reduzierung der Stromaufnahme einher, was leisere und dennoch stärkere Systeme ermöglicht. Vor allem in der Version als vPro-Plattform bekommt man einen businesstauglichen Rechner, der maximale Administrierbarkeit mit hoher Performance und ergonomischem Betrieb verbindet.

Wer entspannt arbeiten will, kommt an Intels Core 2 Duo nicht vorbei. (Quelle: Intel)
Notebooks gewinnen vor allem im Bereich Multitasking weiter an Performance und erfahren unter gleichen Voraussetzungen eine Verlängerung der Akkulaufzeit. Diverse neue Technologien wie die Virtualisierung oder EM64T, die bisher auf den Desktop-Bereich beschränkt waren, finden Einzug in den mobilen Alltag. Notebooks nähern sich in ihrem Leistungsvermögen somit noch mehr den Desktoprechnern, ohne den User in seiner Mobilität zu beschränken.

Bis auf den finanziellen Aspekt gibt es keinen Grund, bei einer Neuanschaffung auf ein System mit Core-2-Duo-Technologie zu verzichten.

Nützliche Links

• Doppelkern-Prozessoren
• Softwarelizenz
• Symmetric Multiprocessing