Ich versuche, dieses Thema so einfach wie möglich zu formulieren — möchte aber drauf hinweisen, dass dieses Thema sehr nerdig daher kommt.
Es gab die Zeit, da hatten Prozessoren (= CPU) niedliche 16 bis 33 MHz. Also, Megahertz. Das sind denn 0,016 – 0,033 GHz. Diese Zahl umschreibt, wie viele Millionen bzw. Milliarden Rechenoperationen eine CPU in einer Sekunde durchführen kann.
Diese Zahl zu steigern war der logische Pfad in der Weiterentwicklung — und gipfelte schließlich in ein immer „schneller-wärmer-unsinniger“ — und produzierte mehr heiße Luft als manch Facebook-Gruppe der heutigen Zeit. Die Abwärme war kaum noch aus den Gehäusen zu bekommen — und so manch CPU starb einfach dem Hitzetod.
Die Industrie legte diesen Irrsinn irgendwann bei — und suchte einen anderen Weg der Leistungssteigerung.
Zunächst wurden die Fertigungstechniken weiter verkleinert, so dass immer mehr Schaltungen in eine einzelne CPU — also das so genannte „Die“ — gestopft wurden.
Der Trend, dass die Kühler für die neu entwickelten CPUs noch nicht erfunden waren, schien eingebremst.
Von Einzelprozessor zu Multi-Core
Wurde mehr Rechenleistung benötigt, wurden Boards mit mehreren Prozessoren verbaut — vornehmlich im Server-Bereich.
Vor ziemlich genau 20 Jahren kam denn der erste Single-Prozessor auf den Markt, der mehr als nur einen physischen Kern besaß — der Pentium D.
Kerne sind die Bestandteile von Prozessoren, welche die eigentlichen Rechenzyklen abarbeiten.
Aus zwei Prozessoren wurden dann, einfach gesagt, Prozessoren mit zwei Kernen. Mit fortschreitender Verkleinerung der Innenleben der CPUs wurden dies denn vier, sechs, acht … usw.
Ab etwa den Acht-Kern-CPUs gelang ein weiteres Novum: Ein einzelner Kern konnte nun zwei so genannte „Threads“ handeln — also zwei Rechenoperationen gleichzeitig.
Man spricht hier dann von einem virtuellen Kern, der aber als vollwertiger Kern zur Verfügung steht.
Inflationäre Kerne — und kaum jemand braucht sie
Das gipfelte dann natürlich wieder in ein inflationäres Verdichten — diesmal von Kernen — die in vielen Fällen kein Mensch braucht, aber ein tolles Verkaufsargument sind.
Als es um die Steigerung der GHz ging, war diese Zahl oftmals wieder begrenzt worden durch die Leistung der anderen Komponenten — wie Arbeitsspeicher und Grafikkarte.
In der Zeit der Multi-Core-CPUs ist die Limitierung durch die verwendete Software der Faktor, der manch Kern gelangweilt mit einem Schulterzucken dastehen lässt.
Nur wenig Software ist überhaupt in der Lage, mehrere Kerne zu verwenden.
Sehr viel mehr ist von der Erledigung des vorherigen Schrittes abhängig — da vorher nicht bekannt ist, was überhaupt der nächste Schritt ist.
Wenn also nicht bekannt ist, wie lang und hoch eine Mauer ist, bringt es nichts, zu ermitteln, wie viele Ziegelsteine benötigt werden, um diese zu errichten.
Für wen lohnen sich viele Kerne?
Die Haupt-Kern-Bedarf für normale Nutzer sind Spiele — und selbst aktuellste Titel mit höchsten Hardware-Anforderungen nutzen nur selten überhaupt 12 Kerne — also, siehe oben, quasi sechs echte und sechs virtuelle Kerne.
Somit kommt man mit einer Acht-Kern-CPU also aus — warum also eine für viel Geld mit 16 Kernen und 32 Threads anschaffen?
(Deren Stromverbrauch und Kühlung so langsam auch fragwürdig erscheinen.)
Einzig für sehr spezielle Anwendungen sind derlei Mengen für Endanwender sinnvoll. Und davon gibt es nur wenige.
Hybride Kerne: P und E — der neue Trend
Aber auch dies hat die Industrie bereits bemerkt — und so gibt es mittlerweile so genannte Hybride Kerne, die aus P- und E-Kernen bestehen.
- Die P-Kerne sind mit zwei Threads unterwegs.
- Die E-Kerne nur einfach.
Damit ergibt sich zum Beispiel eine 8 P- und 16 E-Kern-CPU, die dann 32 Kerne insgesamt bereitstellt.
Das P bedeutet „Performance“ — und deutet zumindest an, was die Industrie aktuell tut: Die eigentliche Performance der einzelnen Kerne zu verbessern — anstatt immer mehr ungenutzte Kerne mit zu verkaufen.
Die E-Kerne hingegen sollen sich mehr um Hintergrunddienste kümmern.
Software muss jetzt nachziehen
Hier ist also zunächst die Software-Industrie gefragt — in der Hauptsache die Hersteller von Betriebssystemen — wie man diese Architektur zukünftig verwenden will bzw. wird.
Es existieren zwar bereits und seit langem Anwendungen, die eine solche Architektur sinnvoll nutzen können — diese sind jedoch technisch sehr anspruchsvoll und für „normale Menschen“ ohne eine gehörige Portion IT-Wissen nicht einsetzbar.
Allerdings ist auch hier zu erwarten, dass es Vereinfachungen geben wird — bzw. sich die Software selbst dahin gehend entwickelt, ohne dass die Ausnutzung dieser teuren Resource vom Benutzer selber eingerichtet werden muss.
Praxis: Wann lohnt sich das wirklich?
Mit entsprechend technischem Know-how kann man die aktuelle Architektur zwar ausnutzen — insbesondere falls man seine Dienste wie Emails lieber selbst hosten möchte — und diese Dienste sauber und sicherer voneinander isolieren möchte.
Aber sonst?
Sonst sind Systeme mit dieser ausufernden Anzahl an Kernen kaum sinnvoll.
Wer also mehr Leistung benötigt — oder den alten PC in Rente schicken möchte — der ist gut beraten darin, ob der angepeilte Prozessor so überhaupt sinnvoll ist — oder nicht einfach nur ein Verkaufsargument zum Geld-raus-werfen.
