Mehr Cache bei Intel: „Wolverine-CPUs“ mit L4-Cache „Adamantium“ kommen

Vor einigen Monaten tauchte ein Intel-Patent mit einem L4-Cache im Base-Die, auf dem die anderen Chips sitzen, auf. Intel bestätigte nun Produkte mit dieser Technik, Meteor Lake (Details) hätte das aber nicht nötig gehabt und die Zeit war eh knapp. Das rückt Arrow Lake (Details) als erste potentielle Plattform ins Rampenlicht.

CEO Gelsinger: Der Zusatz-Cache kommt

In einer Q&A-Runde in der letzten Nacht deutscher Zeit erklärte Intel-CEO Gelsinger, dass die Idee eines zusätzlichen Caches für Prozessoren schon länger im Konzern zugegen ist und auch kommen wird. Es wird jedoch nicht der Ansatz von AMD mit einem Zusatzstapel auf der CPU kommen, die einen bestehenden L3-Cache vergrößert, sondern etwas eigenständiges sein.

Das Intel-Patent dafür reicht bis ins Jahr 2020/2021 zurück und beschreibt einen großen On-Package-Cache mit dem Codenamen Adamantine (ADM). Adamantium oder Adamant bezeichnet fiktive, sehr harte Metalle, Minerale, Kristalle oder (Halb-)Edelsteine, die Krallen der Marvel-Comincfigur Wolverine bestehen daraus.

Der Cache ist dabei keine Erweiterung des bestehenden Caches, sondern eine nächste Stufe, quasi ein L4-Cache. Die Besonderheit ist, dass er auch gestapelt ist, aber nach unten in den Base Die – also quasi in den Keller der etagenweise gestapelten CPU.

L4-Cache bei Intel ist nicht neu

An einen L4-Cache hat Intel gute Erinnerungen. Der eDRAM sorgte als zusätzlicher Speicher seit Haswell und darauf folgend in vielen Generationen von Notebook-Prozessoren für zusätzliche Leistung, auch er war wahlweise 32 MByte, 64 MByte oder 128 MByte groß.

Für den Desktop gab es nur wenige Ausnahme-Produkte, ein umgelabelter Notebook-Chip in der Haswell-Generation. In besonderer Erinnerung sind jedoch zwei Broadwell-Lösungen aus dem Jahr 2015, unter anderem der Intel Core i7-5775C (Test), der je nach Spieletitel seinen deutlich geringeren Takt dank zusätzlichem Cache mehr als wettmachen konnte.

Ein Thema für die breite Masse war der L4-Cache bis dato allerdings noch nicht, auch weil es sich immer um einen Sonderweg gehandelt hat. Diese Hürde dürfte in Zukunft fallen.

Foveros 3D und Stapeln ist Intels Zukunft

Ein Base Tile wird in Zukunft bei quasi jedem Intel-Prozessor zum Einsatz kommen. Foveros als diese bisher eher passive Bodenplatte startet gerade erst richtig durch, könnte in Zukunft mehr als nur für die Durchkontaktierung und Verbindung der einzelnen Tiles sorgen, sondern eben auch noch etwas zusätzlich beisteuern – um einen Cache erweitert werden zum Beispiel. Und das ist dabei nicht einmal neu, Intel Ponte Vecchio nutzt exakt diese Möglichkeit bereits, ein 144 MByte großer Cache im Base Die lässt diesen zu einem aktiven Interposer werden.

Ponte Vecchio war vor allem eines, ein großes Spielfeld für multiple Neuheiten. Daraus hat Intel aber viel gelernt, bei Meteor Lake kommen erste der Erfahrungen zum Einsatz, weitere folgen. Und genau dieser schon bekannte und getestete Ansatz soll in Zukunft Einzug in Prozessoren für jedermann finden können. Der bisher in 22FFL alias Intel 16 gefertigte Foveros-Interposer wird dann freilich etwas komplizierter, er muss SRAM aufnehmen, aber nach wie vor auch alle darauf sitzenden Tiles verbinden. Fertigungs- und vor allem Packaging-Kapazitäten sind bei Intel aber noch richtig knapp, ab 2024 kommen neue online – der Zeitpunkt könnte passen.

Der komplette Tile-Ansatz mit zusätzlichen Stapeln beginnt mit Intel Meteor Lake erst. Bei zukünftigen Produkten wird es viel mehr Auswahl zwischen unterschiedlichen Tiles geben, bei Meteor Lake wird das noch auf CPU und I/O beschränkt sein; es ist die erste Generation. Mix&Match wird bei Intel Arrow Lake deshalb ein ganz anderes Kaliber werden, und bei darauffolgenden Produkten wie Intel Lunar Lake für den ultramobilen Markt und Intel Panther Lake noch stärker ausgebaut. Wo der L4-Cache zum ersten Mal genutzt wird, ist heute aber nicht bestätigt, anbieten würde sich aber im kommenden Jahr durchaus ein entsprechender Testlauf bei Arrow Lake.