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ITMAGAZINE
Leistung durch Kernspaltung
von Marcel Wüthrich
2. September 2003 - IBM will bis 2010 die Leistung eines Supercomputers auf einem Chip realisieren, bringt aber zuerst die
Power5-CPU mit Multithreading. Der Earth Simulator von NEC ist derzeit der schnellste Supercomputer der Welt und arbeitet mit einer Leistung von knapp 36
Billionen Rechenoperationen pro Sekunde - beziehungsweise 36 Teraflops. Der Rechner besteht aus insgesamt 5000 CPUs.
IBM will nun in Zusammenarbeit mit der Universität von Texas bis im Jahr 2010 einen Prozessor entwickeln, der allein die
Leistung von 1 Teraflop (entspricht einer Taktfrequenz von 10 GHz) bringen soll.
Dazu bedient sich IBM einer neuen Architektur namens TRIPS (Tera-op Relieable Intelligently-adaptive Processing System),
die mit der Technik "block-oriented execution" arbeitet. Dabei werden Kalkulationen blockweise ausgeführt und vor allem
mehrere Blöcke parallel abgearbeitet. Der erste Prototyp, der 2005 erscheinen soll, wird über 4 CPU-Kerne verfügen. Jeder
dieser Kerne ist mit 250 Millionen Transistoren bestückt und auf 500 MHz getaktet. Pro Kern und Takt führt die CPU dank
TRIPS 16 Rechenschritte aus. So wird der Prototyp auf 32 Milliarden Operationen pro Sekunde oder eine Leistung von 32
Gigaflops kommen.
Mit 11 Millionen Dollar ist auch die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) - die Technologieabteilung des
US-Militärs - am ehrgeizigen Projekt beteiligt.
Chip aus Diamanten
Bei der Leistung von 10 GHz dürften die Forscher der Universität Ulm und des japanischen Telekomriesen NTT nur müde
lächeln. Sie haben gemeinsam einen Chip entwickelt, der mit einer Taktfrequenz von 81 GHz arbeitet. Als Halbleiter kommen
Diamanten anstelle des gängigen Silizium zum Einsatz. Bei früheren Versuchen mit Diamant-Halbleitern wurde die nötige
Reinheit des Materials nicht erreicht. Dank einer neuen Layer-Technologie konnten die Probleme nun weitgehend beseitigt
werden. Trotzdem wird NTT weiter an der Qualität der Diamant-Halbleiter arbeiten. Angestrebt werden Taktraten von 200
GHz. Die Chips wird man jedoch kaum in "ordinären" Supercomputern finden. Vielmehr sollen sie in Vakuumröhren von
High-Tech-Sendeanlagen für das digitale Fernsehen Verwendung finden.
Power5 mit Multithreading
Zwar nicht mit Diamanten, aber zumindest doch mit Multithreading stattet IBM seine kommenden Power5-Prozessoren aus.
Dank dieser Technologie soll die Leistung um bis zu 40 Prozent gesteigert werden können. Die Power5-CPU ist bereits von
Natur aus mit zwei Kernen ausgestattet. Multithreading spaltet den Chip nun virtuell nochmals in weitere Prozessoren auf, um
mehrere Berechnungen simultan auszuführen. Multithreading kommt bereits bei Intels jüngsten Pentium-4-Systemen zum
Einsatz.
IBM liess verlauten, dass sich die Betriebssysteme AIX, OS/400 und Linux bereits mit Power5-CPUs booten lassen. Der
Prozessor soll im nächsten Jahr mit 1,4 GHz auf den Markt kommen. Seine Leistung soll dann bis auf 2 GHz gesteigert
werden. Der Nachfolgechip Power5+ ist mit Taktraten ab 3 GHz geplant. Copyright by Swiss IT Media 2017