Intel Core Ultra 9 / 7 / 5
Die Prozessoren von Intel mit der Bezeichnung „Core Ultra“ kommen in Notebooks und Desktop-PCs zum Einsatz. Sie sind eine Antwort auf die ARM-CPU Snapdragon X von Qualcomm, die in günstigen, stromsparenden und trotzdem leistungsstarken Windows-on-ARM-Notebooks eingesetzt werden.
Die Mehrheit der Käufer wünscht sich schlanke und leichte Notebooks mit langer Akku-Laufzeit. Dafür müssen Hauptplatinen schrumpfen, damit mehr Platz ist, für größere Akkus trotz kleinerer Gehäuseabmessungen und geringerem Gewicht. Deshalb müssen Prozessoren immer mehr Funktionen integrieren, was früher separate Chips erledigt haben. In Architekturen mit ARM-Prozessoren für Smartphones ist das zwangsläufig so. Dem folgen die Computer-Architekturen auch in Notebooks und Desktop-PCs, was eine große Schwäche von Intel ist. Eine typische Computer-Architektur auf Basis einer Intel-CPU war schon immer nur auf Rechenleistung optimiert.
Chiplet-Design
Mit dem Wechsel der Bezeichnung von „Core i“ auf „Core Ultra“ wechselt Intel nicht nur die Bezeichnung, sondern auch von einer monolithischen CPU auf ein Chiplet-Design. Beim Chiplet-Design werden die einzelnen Teile eines Prozessors nicht in einem Guss gefertigt, sondern sie bestehen aus mehreren Teilen, die am Ende auf einem Träger zusammengesetzt werden.
Das Chiplet-Design erhöht die Ausbeute bei der Fertigung. Außerdem können einfachere Funktionen nach ihren Anforderungen mit unterschiedlich feinen Strukturen gefertigt werden. Weniger feine Schaltkreise lassen sich günstiger und leichter fertigen.
Bei Intel werden die einzelnen Teile mit unterschiedlichen Aufgaben und Funktionen als Tile bezeichnet. Im Gegensatz zu vorherigen Prozessor-Generationen stammen die Tiles nicht alle aus Intels eigener Fertigung.
- Compute-Tile: Die Rechenkerne unterscheiden sich für unterschiedliche Aufgaben in leistungsstarke Performance-Kerne (P) und sparsame Effizenz-Kernen (E). Man spricht dabei von einem Hybrid-Prozessor bzw. Hybrid-Design.
- SoC-Tile: Hier befindet sich die Neural Processing Unit (NPU) für KI-Berechnungen, der PCIe Root Hub, die Display-Engine, die Media-Engine zur Entlastung bei der Videodatenverarbeitung und der Speichercontroller.
- IO-Tile: Hier sind weitere PCIe-Lanes, WLAN-Modul, Gigabit-Ethernet und Thunderbolt enthalten.
- Grafik-Tile:Hier ist eine GPU enthalten, die für viele Anwendungen ausreichend leistungsfähig ist.
- RAM-Tile: Er enthält den Arbeitsspeicher.
Arbeitsspeicher
Ein wichtiger Teil des CPU-Package ist der integrierte Arbeitsspeicher. Das ist notwendig, um die Energieaufnahme insgesamt zu reduzieren und die Akkulaufzeit verlängern zu können. Das erfordert eigens entwickelte Notebooks. Ein Nachteil dabei ist, dass man bei der Wahl des Prozessors auf die Größe des Arbeitsspeichers festgelegt ist. Wenn man als Anwender eine bestimmte Größe braucht, dann wählt man die CPU nicht nach der Rechenleistung, sondern nach der Größe des Arbeitsspeichers aus.
Der dazugehörige Speichercontroller ist deshalb nicht direkt im CPU-Kern, weil die GPU und NPU unabhängig von der CPU auf den Speicher zugreifen müssen.
Probleme
In den 1980er Jahren hat sich Intel zum bestimmenden Treiber bei der Entwicklung von Computertechnik und Prozessoren entwickelt. Intel hat nicht nur immer schnellere Prozessoren entwickelt, sondern auch die PC-Architektur sowie interne und externe Schnittstellen weiterentwickelt. Letztlich deshalb, um immer mehr und neuere Prozessoren verkaufen zu können.
Inzwischen ist so, dass die Konkurrenz rund um ARM-Prozessoren eigene Entwicklungen vorantreibt und dabei perfekt abgestimmte Betriebssysteme und Software entwickelt hat, die alles aus der Hardware herausholt, was an Leistungsfähigkeit zur Verfügung steht. Weil Intel, und das gilt auch für AMD, nur Prozessoren und Chipsätze baut, bleibt die Optimierung der Software bei den Software-Herstellern, wie zum Beispiel Microsoft hängen, die eher auf Kompatibilität Wert legen, als auf Leistungsoptimierung der Hardware. Schließlich soll die Software auf möglichst vielen Systemen laufen. Und wenn sie zu langsam ist, dann soll der Anwender sich neue Hardware kaufen.
Was Jahrzehnte mangels Konkurrenz üblich war, funktionierte aber seit den 2010er Jahren nicht mehr. AMD, Intel und Microsoft müssen viel mehr zusammenarbeiten, damit der Anwender die in der Theorie hohe Leistung der CPUs auch abrufen können. Es dauert natürlich, bis Microsoft sein Betriebssystem Windows auf alle CPU-Neuerungen anpasst. Und dann muss das auch per Windows-Update bei den Nutzern ankommen.
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