Neue Chiparchitekturen in Rechenzentren

ARM, Open Power & Co. gegen Intel

| Autor / Redakteur: Filipe Pereira Martins und Anna Kobylinska / Ulrike Ostler

Silizium-Germanium-FinFETs in 7nm von IBM

Bisher nutzte IBM im unteren und mittleren Bereich praktisch ausschließlich Intel-Technologie, weil so erzielten Skaleneffekte für niedrige Einkaufspreise und gesunde Margen sorgten. Seit dem Verkauf von IBMs Intel-x86-basierter Datencenter-Sparte an das chinesische Unternehmen Lenovo bleibt IBM jetzt nur noch die Flucht nach vorne: der Verkauf der hauseigenen High-End-Server und Mainframes auf der Basis der exklusiven, aber vergleichsweise teuren und sehr aufwändigen Chiptechnologie Power.

So sieht ein einzelner Power-Chip von IBM in 7nm aus.
So sieht ein einzelner Power-Chip von IBM in 7nm aus. (Bild: 2015 Feature Photo Service/IBM)

Wie schwierig dieses Unterfangen für IBM sein muss, erkennt man an Intels erdrückendem Marktanteil bei Server-Chips. Trotzdem kämpfen IBM, Oracle, AMD, Qualcomm und andere um das restliche 1 Prozent mit harten Bandagen.

Wie sehr es IBM daran liegt, endlich Nägel mit Köpfen zu machen und wieder Markanteile in den Rechenzentren für sich zu gewinnen, erkennt man daran, dass IBM keine Mühen scheute, um die Erstellung von funktionierenden 7nm-Chips, wenn auch in Zusammenarbeit mit Global Foundries, Samsung, Suny und anderen, als erster zu bewerkstelligen.

7 Nanometer (R)Evolution

Die 7nm-Chip-Technologie ist insofern von Relevanz, weil das Unterschreiten der bisher üblichen 10nm-Technologie gleich zwei technologische Durchbrüche erforderlich machte: Silizium-Germanium-FinFET in 7nm-Technologie mit einer selbstausgerichteten Vierfach-Strukturierung (SAQR) in Kombination mit der Extrem-UV-Lithographie. Dank einer sehr dichten 3D-Packung solle die zum Einsatz kommende Oberfläche um fast 50 Prozent (im Vergleich zu den bisherigen 10nm-Produktionsprozessen) reduziert und das Verhältnis zwischen Stromverbrauch und Performance um mindestens 50 Prozent verbessert worden sein.

Ergänzendes zum Thema
 
Das Fazit der Autoren

Die Open-Power-Initiative: Technologietransfer durch die Hintertür

IBM hat sich schon zweimal durch den Verkauf des Familiensilbers vorübergehend Handlungsspielraum verschafft: Zuerst ging im Jahre 2004 die PC-Abteilung von IBM an Lenovo, dann wurde ein Jahrzehnt später (genau genommen am 1. Oktober 2014) sogar die Intel-x86-Server-Sparte für 2,1 Milliarden Dollar ebenfalls an Lenovo verscherbelt.

IBM teilt die Designs der hauseigenen Chips, Server und Software im Rahmen der Open-Power-Initiative unter anderem mit chinesischen Lizenznehmern.
IBM teilt die Designs der hauseigenen Chips, Server und Software im Rahmen der Open-Power-Initiative unter anderem mit chinesischen Lizenznehmern. (Bild: 2015 Feature Photo Service/ IBM)

Am 99prozentigen Marktanteil von Intel im Datacenter-Bereich hat dies aber nicht wirklich etwas geändert. Auf die Dauer muss IBM entweder die Geschäftstätigkeit im RZ-Bereich ganz einstellen oder wieder ansehnliches Wachstum vorweisen.

Offenbar hat sich IBM für den Wachstumskurs um jeden Preis entschieden. Der Zweck heiligt offenbar die Mittel, denn IBM teilt die Designs der hauseigenen Chips, Server und Software im Rahmen der Open-Power-Initiative unter anderem mit einigen chinesischen IT-Unternehmen. IBM habe unter anderem große Teile der technischen Pläne für die eigenen High-end-Server an ein in Beijing ansässiges IT-Unternehmen namens Teamsun geliefert und zudem auch noch das Power-8-Chipdesign an Suzhou Power Core für die Produktion von Chips für den chinesischen Markt lizenziert.

Technologietransfer als Einbahnstraße

Darüber hinaus hat IBM Lizenzabkommen mit der chinesischen Softwareschmiede Youyou, dem Server-Hersteller Inspur und einigen anderen chinesischen IT-Unternehmen geschlossen. Rein formal betrachtet sind die Geschäfte zwischen den USA und China alle rechtens. Doch praktisch handelt es sich hierbei um einen Ein-Weg-Technologietransfer, was in direkten Gesprächen mit chinesischen Führungskräften unmittelbar klar wird.

Huang Hua, ein Vizepräsident von Teamsun, hat noch kürzlich in einem Interview betont, China sei ausnahmslos immer an einem einseitigen Technologietransfer interessiert; man spreche dabei vornehm von „absorbieren und innovieren“. Diese Strategie besteht darin, dass chinesische Unternehmen, ihre westlichen Geschäftspartner förmlich aufsaugen und wie eine ausgepresste Zitrone wegwerfen.

Technologisch zählen IBMs Power8-Chips zur Crème de la Crème der Branche. Auch die 7nm-Technologie spricht für die hohe technische Qualität von IBMs Power 8. Zu den Nachteilen zählen die mangelnden Skaleneffekte und die höheren Produktionskosten, die damit einher gehen.

Diane M. Bryant, Senior-Vicepräsidentin und Generaldirektorin der Datacenter-Sparte von Intel.
Diane M. Bryant, Senior-Vicepräsidentin und Generaldirektorin der Datacenter-Sparte von Intel. (Bild: Intel)

Die Intel-Gegenoffensive

Diane M. Bryant, Senior-Vicepräsidentin und Generaldirektorin der Datacenter-Sparte von Intel, gibt offen zu, der Marktführer werde sich wohl oder übel mit ARM auseinander setzen müssen. ARM, der Lizenzgeber der gleichnamigen RISC-Architektur, hält an der Spezialisierung von Chips für verschiedene Workloads fest. Der reduzierte Befehlssatz von RISC und der daraus resultierende einfachere Herstellungsprozess von ARM sorgen für niedrigere Anschaffungskosten und einen geringeren Energieverbrauch.

Intel investiert verstärkt in Chiptechnologie für Datacenter und schrumpft die Ausgaben in anderen Sparten.
Intel investiert verstärkt in Chiptechnologie für Datacenter und schrumpft die Ausgaben in anderen Sparten. (Bild: Intel)

Da Intels CISC-Architektur und das Geschäftsmodell vertikaler Integration diesen beiden Zielen im Wege stehen, hat sich Intel einen anderen Ansatz einfallen lassen müssen: heterogene Prozessoren mit einem FPGA-Koprozessor zur Workload-Beschleunigung bei geringem Energieverbrauch. Intels ist eine im wahren Sinne des Wortes softwaredefinierte Infrastruktur (Software Defined Infrastructure, SDI) mit (um)programmierbaren Chips für eine beschleunigte Verarbeitung spezialisierter Workloads. Mit kam Intel in den Besitz der FPGA-Technologie mit der Acquisition von Altera, und hat die Chips bereits in Xeon-Prozessoren verbaut.

Die Rechenzentrumssparte von Intel weist ein gesundes operatives Ergebnis auf; Mitbewerber wittern für sich hohe Margen.
Die Rechenzentrumssparte von Intel weist ein gesundes operatives Ergebnis auf; Mitbewerber wittern für sich hohe Margen. (Bild: Intel)

*Das Autoren-Duo

Das Autoren-Duo Filipe Pereira Martins und Anna Kobylinska arbeiten für die Soft1T S.a r.l. Beratungsgesellschaft mbH, McKinley Denali Inc. (USA).

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