Wie ist die Zukunft von CPUs im Bezug auf die Single-Core-Leistung?

T_55

Lt. Junior Grade
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#1
Hallo,

die Entwicklung der CPUs scheint sich hauptsächlich in Richtung Multithreading sowie geringeren Stromverbrauch durch zB Verringerung der nm in den Chips zu bewegen.

Durch immer mehr Cores in den CPUs wird es sicherlich weiter Performancessprünge in Richtung Multicoreperformance geben (zB i9-7980XE) aber wie ist es denn in der Zukunft um die Singlecore Leistung gestellt?

Da ich mich nicht so im Detail auskenne, würde mich mal interessieren wie weit die Single-Core-Leistung noch gesteigert werden kann? Laut /www.cpubenchmark.net ist derzeit der i7-8700K der schnellste CPU in Single-Core-Leistung mit einem Single Thread Rating: 2718.
Wird es in den nächsten 5-10 Jahren im Vergleich ein Single Thread Rating von 5000 oder gar 10000 geben können oder geht nur die Multicoreperformance merklich weiter?

Die Frage bezieht sich auf den Massenmarkt der jedem käuflich zugänglich ist, also nicht auf das was irgendwelche Forscher unter Laborbedingungen hinbekommen können.

Grüße
 

hamju63

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#2
Wird es in den nächsten 5-10 Jahren im Vergleich ein Single Thread Rating von 5000 oder gar 10000 geben können oder geht nur die Multicoreperformance merklich weiter?
Schau Dir doch einfach die Werte der anderen Intel CPUs an (2xxxK, 3XXXK, 4xxxK, 6xxxK, 7xxxK) und dann müsste etwa ersichtlich sein, was von Intel in den nächsten Jahren zu erwarten ist.
 

LuckyNuke

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#3
Haben wir eine Glaskugel oder wieso denkst du, dass dir das einer hier im Forum beantworten kann?
Intel hat die Single-Core-Leistung über die Jahre immer mal wieder etwas angehoben, aber nicht wirklich dramatisch. Man kann theoretisch davon ausgehen, dass das so weiter gehen wird, aber wissen kann das keiner.
 
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#4
Die große Frage sollte lauten: Wozu? Es gibt wenige Algorithmen, die nur auf einem Thread laufen können. Und selbst wenn, findet sich oft irgendein Weg, wie man mit jedem zusätzlichen Kern trotzdem noch mal 20-30% Mehrleistung bekommen kann.

Und nur weil es irgendwelche Hobby Programmierer gibt, die ihre Software nicht ordentlich optimieren und/oder mehrere Threads nutzen können, heißt das noch lange nicht, dass wir mehr Single-Thread-Leistung brauchen.

Ich kann dir auch ein simples 2D-Tetris programmieren, das du mit einem 8700K bei 7GHz nicht flüssig spielen kannst. ;)
 

SirMelon

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#5
Wer soll das beantworten können? Das wissen wohl nur die Hersteller selbst. In den letzten Jahren hat hauptsächlich der Takt und minimal höhere IPC für mehr singlecore-Leistung gesorgrt. Aber genauso gut kann sich mit einer neuen intel Architektur oder zen 2 vieles verändern.
 

-Daniel-

Lt. Junior Grade
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#6
Wird es in den nächsten 5-10 Jahren im Vergleich ein Single Thread Rating von 5000 oder gar 10000 geben können
Einfache Antwort: Nein!

Zumindest nicht mit der X86 ARchitektur. Die Steigerung bei Single Thread Leistungen wird über Takt oder mehr Instruktionen ermöglichst. Mehr Takt wird aber zunehmend schwerer, so dass sich in den letzten Jahren die Steigerung bei Single Thread Benchmarks verlangsamt hat. Es ist nicht zu erwarten, dass diese Entwicklung plötzlich umgekehrt wird, zumal die heutigen Use Cases diese hohe Single Thread Performance auch nicht mehr zwingend benötigen.
 
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#7
Die SingleCore-Leistung wird noch ewig gesteigert werden können, denn Verbesserungen an der Architektur und eine Verkleinerung der Fertigungsgröße wird es immer geben. Diese Steigerungen werden aber natürlich immer geringer, da der Aufwand sehr groß ist. MultiThreading wird also eine immer größere Rolle spielen, da sich durch mehr Rechenkerne eben deutlich schneller Leistungssteigerungen erreichen lassen als durch die Erhöhung der IPC.

Wie schnell jetzt aber die 5000 Punkte erreicht werden, kann dir niemand sagen. Irgendwann aber ganz bestimmt.
 
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#8
In die Zukunft kann niemand sehen.

Du kannst aber davon ausgehen, dass die Singlecore-Performance weiter steigen wird. Zum einen steigt diese durch Verbesserungen in der Architektur (aufbohren der Pipeline, Verbesserung von Sprungvorhersagen, besseres caching, etc), zum anderen durch die möglichen höheren Taktraten, wenn die Leistungsaufnahme sinkt.

Also ja: Singlecore-Leistung wird steigen, wenn auch nicht mehr so rasant wie vor 15 Jahren. Und nein, niemand kann dir sagen, ob es in 5 Jahren CPUs gibt, die 5000 oder gar 10000 Punkte schaffen.
 
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#9
Dass niemand in die Zukunft sehen kann ist eh klar.
Aber wir können in die Vergangnheit sehen und da ist die Tendenz ganz klar: Singlecoreleistung ist auf dem Stand der jetzigen Technik quasi als völlig ausgereizt zu bezeichnen.
Viel erwarten würde ich da nicht in den kommenden 10 Jahren.
Wenn ein durchschnittlicher einzelner CPU-Kern in 2028 doppelt so schnell ist, wie heute, dann würde mich das schon sehr verwundern und wäre wohl auch nur machbar, wenn auch die Software künftige CPU-Erweiterungen gut nutzen kann.
Dafür muss man kein Hellseher sein.

Klar ist auch folgendes:
Jetzt wird erst mal Multicore ausgereizt.
Ganz einfach, weil es gibt keine Alternative mehr.
Das ist das letzte verfügbare Mittel, die Leistung von CPUs nochmals merklich zu verbessern.

Ich glaube, es gab dazu mal eine Studie, irgendwo zwischen 64 und 128 Cores ist die Grenze, ab der sich eine weitere Steigerung der Corezahl nicht mehr wirklich lohnt für Einzelanwender/Platz-PC.
Also denke ich mal, wir werden da hin steuern in den kommenden 10 Jahren, dass roundabout 64-Core Mainstream wird und auch von Software entsprechend supportet wird.
Dadurch erschließt sich immerhin ein Leistungspotential vs. 4-core heute im Mainstream von 16x!!
Leute, vergesst doch mal diesen Singlecorequatsch: Singlecore verliert dagegen m.E. völlig an Bedeutung.
Das ist einfach nur ein Verkaufsargument von Intel.
Was auch noch falsch ist.

Daher fand ich auch die Argumentation von Intel(jüngern) total daneben (Singlecore ist wichtiger als Multicoreleistung), bzw kurzsichtig.
Das ist völlig an der Realität vorbei.

Klar, wer es für sich einkalkuliert hat, dass er unbedingt jetzt eine Gaming-Machine braucht, die 2 Jahre lange 10% schneller ist als ein vergleichbarer Ryzen, um danach zurückzufallen... keine Problem.
Intelligenter und ressourenschonender wird diese Denkweise dadurch dennoch nicht.

Jetzt geht alles auf die Schiene, die Software für Multicore aufzubereiten.
Jeder, der vor einem Jahr ein "schnellen" Intel-4-core einem "langsamen" Ryzen 8-Core vorgezogen hat, wird sich ziemlich ärgern bzw halt nochmal kaufen müssen.
 
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#10
Single Thread-Leistung wird wie bisher ca. 5- max 10% pro Generation zunehmen, mehr nicht. Die Architektur ist nahezu ausgereizt, die Taktfrequenz mit handelbarer Verlustleistung (FX9xxx zähle ich mal nicht) kommt auch ans Limit (2004 : 3,8 GHz P4 570J, 2018: 4,7 GHz 8700K) - Mehr Leistung geht nur noch über Kerne - also erwarte mal die nächsten 5-10 Jahre keine Wunder..
 

Obvision

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#12
Naja, die Strategie von Intel war zeitgemäß und wirtschaftlich richtig. In naher Vergangenheit ging noch sehr viel über ein, zwei Kerne und so hat Singlecore ausreizen hier viel gebracht. Zudem ist es verhältnismäßig einfach, ein gutes Singlecore-Design auf Multicore umzulegen um schnell zu reagieren, siehe Skylake -> Coffeelake.

AMD hat schließlich schon immer mindestens rivalisierende Multicore-Performance gebracht, half nur nichts, weil erst die Singlecore-Leistung passend sein muss.
 
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#13
Man darf allerdings eines nicht vergessen:
Mit doppelter SingleCore-Leistung kann man immer die doppelte Anzahl an Kernen ausgleichen, andersrum funktioniert das aber nicht. Denn die Basis aller Prozesse sind immer einzelne Rechenschritte, die auf nur einem Thread laufen.

Heutige Programme sind allerdings so komplex, dass diese unzählbar viele Rechenschritte beinhalten, welche auf die vielen Kerne verteilt werden können. Die Kunst der Software-Entwickler ist es also, dies auch umzusetzen, was definitiv nicht leicht ist. Davon hat Intel die letzten Jahre profitiert bzw. AMD hat den Aufwand für die Entwickler in der Vergangenheit eben unterschätzt (Phenom I bzw. Bulldozer).
 
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#14
Naja, die Strategie von Intel war zeitgemäß und wirtschaftlich richtig.

Klar ist es für Intel wirtschaftlich richtig, wenn sie gelinde gesagt "genug Dumme" finden, die bereit sind für einen temporären Leistungsvorteil eine veraltete Technik zu kaufen.
;)
Immerhin verbraucht ein Prozessor mit der halben Corezahl auch deutlich weniger Diefläche und ist dementsprechend mit viel höherer Gewinnspanne herstellbar.

Ob es für die User sinnvoll ist?
Nur wenn man kurzfristig denkt.
Wer sich z.B. "damals" einen 4-core 2500K gekauft hat, der ist heute noch gut dabei, aber wer auf das Intelmarketing reingefallen ist und stattdessen lieber einen "schnellen" Dualcore gekauft hat... lool, sorry....
Ich erinnere mich auch noch gut an genau die selbe Diskussion, als es von Singlecore zu Dualcore ging.
Damals war es sogar noch klarer. Was man da für einen Bullshit teilweise in Foren lesen musste... teilweise völlig verblendet die Leute.

"Singlecore ist der ja im Moment 15% schneller, daher verzichte ich auf Dualcore (langfristig 100% schneller)"
Bei jeden Sprung in der Zahl der Cores die selbe immer noch gleich dumme Diskussion.
Ohjeohje.

Aber ich sag nichts mehr habe ich mir vorgenommen.
Macht was ihr wollt. Schmeisst euer Geld Intel in den Rachen.
Ergänzung ()

Man darf allerdings eines nicht vergessen:
Mit doppelter SingleCore-Leistung kann man immer die doppelte Anzahl an Kernen ausgleichen, andersrum funktioniert das aber nicht.
Völlig korrekt!
Ändert aber nichts daran, dass sich Singlecoreleistung einfach nicht verdoppeln lässt in der Realität.
Die Corezahl schon.
;)
 
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#15
Naja...

Ein Phenom I war mit seinen vielen Kernen auch nach mehreren Jahren noch langsamer als die Intel-Prozessoren mit weniger Kernen. Bei Bulldozer bis Vishera war das nicht anders, der konnte maximal gleichziehen.
Man kann also definitiv nicht von "dummen" Käufern reden, damals haben sie alles richtig gemacht.

Heute mit Ryzen könnte das vielleicht anders aussehen, möglicherweise ist ein Ryzen mit 12 Threads in zwei Jahren in Spielen deutlich vor einem i5-8400 mit 6 Kernen, aber das lässt sich heute genauso wenig sagen wie damals.

EDIT:
Wer sich z.B. "damals" einen 4-core 2500K gekauft hat, der ist heute noch gut dabei, aber wer auf das Intelmarketing reingefallen ist und stattdessen lieber einen "schnellen" Dualcore gekauft hat... lool, sorry....
Was ein Quark... Intels Marketing hat darauf abgezielt, dass die User sich einen 4-Kern i5-2500 kaufen statt sich einen 8-Kern FX-8150 zuzulegen. Und der i5-2500 ist Spielen noch heute schneller als der FX-8150, in Anwendungen noch gleichauf.

Warum sollte Intel denn wollen, dass die Leute einen günstigeren I3 oder gar Pentium kaufen, statt einem i5 oder gar i7, die deutlich mehr Gewinn abwerfen?
 
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#16
Heute mit Ryzen könnte das vielleicht anders aussehen, möglicherweise ist ein Ryzen mit 12 Threads in zwei Jahren in Spielen deutlich vor einem i5-8400 mit 6 Kernen, aber das lässt sich heute genauso wenig sagen wie damals.
Vielleicht.
Aber als Ryzen rauskam, gabs keinen i5 mit 6 Kernen.
Da sind in den Foren echt paar Leute unterwegs gewesen, die steif und fest einen "schnelleren", ich glaub sogar zum damaligen Zeitpunkt mindestens gleichteueren Intel i7 mit 4 Cores gekauft haben.
Kann man ja alles nachlesen hier.
 

nebulus

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#17
Ein Grafikkarte hat heute 4000 G/C/PU Kerne und heutige CPUs werden auch dahin gehen in naher Zukunft.

SingleCore Leistung wird eigendlich nicht mehr benötigt. Alles lässt sich paralellisieren!
 
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#18
Ob es für die User sinnvoll ist?
Nur wenn man kurzfristig denkt.
Also beim Kauf einer CPU denke ich normalerweise ziemlich kurzfristig - denn was nützt es mir, wenn ich jetzt eine CPU kaufe, die die nächsten vier Jahre in meiner relevanten Software 10% langsamer ist, aber dann in fünf Jahren dank mehr Cores sich noch ein bisschen besser schlägt, als die Variante mit weniger Cores. In fünf Jahren wird jede der beiden CPUs veraltet sein, darauf richte ich nicht meinen jetzigen Kauf aus!
Wenn die CPU in fünf Jahren noch ordentlich mithalten kann, gut, Glück gehabt. Wenn nicht, dann eben nicht. Aber wenn ich eine CPU kaufe, dann liegt mein Hauptaugenmerk auf jetzt, dem nächsten Jahr, dem übernächsten Jahr, und maximal vier Jahren. Was danach kommt, kann sowieso keiner sagen!
 

homerpower

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#19
Problem ist das viele Prozesse von einander abhängen. Wenn ein Programm also auf 20 Kernen läuft müssen diese immer miteinander kommunizieren. Das wird teilweise ab 4 Kernen absurd. Hier könnte das zuschalten eines 5tn Kern zwei weitere Kerne für die Kommunikation benötigen.

Das hat man z.b. bei Berechnungen von Verformung und Kräften (bei FEM ist teilweise bei 4 Kernen Feierabend da die skalierung von Mehrkernen gegen 0 geht), oder auch bei vielen Teilgebieten von spielen, es kann hier nicht alles unabhängig berechnet werden.

Andere Bereiche wie z.b. das rendern eines Bildes sind davon nicht betroffen. Hier können 1000 Kerne einfach irgendwo starten.

Deshalb wird single Cote Leistung wohl immer wichtig bleiben und dementsprechend auch immer weiter gesteigert werden.
 

DF86

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#20
EDIT:

Was ein Quark... Intels Marketing hat darauf abgezielt, dass die User sich einen 4-Kern i5-2500 kaufen statt sich einen 8-Kern FX-8150 zuzulegen. Und der i5-2500 ist Spielen noch heute schneller als der FX-8150, in Anwendungen noch gleichauf.
Leider stimmt das zumindest bezogen auf einen FX-8350 überhaupt nicht ;-).

Hier die Links dazu:

https://www.computerbase.de/2012-10/test-amd-fx-8350-vishera/7/

FX langsamer.

https://www.computerbase.de/2017-02...-test/#abschnitt_performancerating_in_full_hd

Aktuelle Spiele FX schneller...
 
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