Intel Larrabee: Sieht so die Grafikkarte der Zukunft aus?

Intel will mit einer neuartigen Architektur die Karten im Grafikkartenmarkt neu mischen. Unter dem Codenamen Larrabee stellte der Chiphersteller am Freitag Details von Plänen vor, wie er das aus ATI und Nvidia bestehende Dyopol aufbrechen möchte. Mit der Auslieferung erster Modelle an Endkunden kann laut The Inquirer Mitte 2009 gerechnet werden. Dabei setzt Intel auf die x86-Architektur. Als Basis dient eine Pentium-CPU. Erweitert wird sie um 64-Bit-Befehle und eine ganz neue SIMD-Architektur, die bisher auf keiner x86-CPU implementiert ist.

Unter Verwendung dieser Architektur können Vektoreinheiten (VPUs) 16 32-Bit-Operationen (Single-Precision) gleichzeitig ausführen. Die aktuelle SSE-Architektur schafft maximal vier Stück auf einmal. Der für Sandy Bridge im Jahr 2010 anvisierte SSE-Nachfolger AVX schafft acht. Alternativ können die Larrabee-VPUs auch acht 64-Bit-Operationen (Double-Precision) ausführen. Letzteres wendet man bei Grafikkarten so gut wie nie an, da das Endergebnis immer aus ganzzahligen Pixeln mit RGB-Farbtupeln besteht.

Eine Larrabee-CPU besteht aus mehreren Cores. Davon sollen gleich einige Dutzend auf eine Grafikkarte gebracht werden. Laut Intel-Ankündigung gibt es kein theoretisches Limit für die Anzahl der Cores. Gerüchten zufolge soll die erste Generation 32 Cores enthalten. Damit lässt sich eine Rechenleistung erzielen, die durchaus beachtlich ist. Theoretisch ergibt sich somit eine Verarbeitungsbreite von 16.384 Bits oder 512 Fließkommaoperationen. Eine Verarbeitungsgeschwindigkeit von zwei Teraflops und mehr scheint auf diese Weise nicht unrealistisch.

Eine Grafikkarte mit einer x86-Architektur hat gegenüber hochspezialisierten GPUs durchaus Vorteile. Dadurch dass jeder Core einen vollständigen x86-Befehlssatz verarbeiten kann, lassen sich die Aufgaben des Grafiktreibers, der die Schnittstelle zwischen Betriebssystem und Grafikhardware darstellt, fast vollständig in die Grafikkarte verlagern.

Definiert das Betriebssystem eine Schnittstelle, etwa DirectX oder OpenGL, so kann die Grafikkarte ab der Schnittstellenübergabe der Parameter die Verarbeitung selbst übernehmen. Die Treiber für 3D-Schnittstellen laufen dabei nicht auf der CPU, sondern auf den Larrabee-Kernen. Auf diese Weise wird die CPU entlastet. Die x86-Architektur garantiert dabei eine einfache Portierbarkeit existierender Treiber.

Um 32 und mehr Kerne eng genug zusammenzubringen, muss Intel die Zahl der Transistoren gering halten und auf einige Dinge verzichten. Als relativ gesichert kann die Vermutung gelten, dass Intel keine Unterstützung von x87, MMX und SSE implementieren wird. Die Rechenleistung erzielt Larrabee ausschließlich in den VPUs. Rückwärtskompatibilitätsballast wird es sicher nicht geben.