Ein Chip, der die drei- bis vierfache Geschwindigkeit eines 40-kernigen Intel Xeon oder 64-kernigen AMD Epyc erreichen und obendrein das Sechsfache von Nvidias noch nicht einmal verfügbarem H100-Hopper-Beschleuniger leisten soll? Der Prodigy (Wunderkind) ist genau dieses Design, das alle anderen schlägt, wenn man Tachyum glauben will – mehr noch: Es soll sich gar um den weltweit ersten universalen Prozessor handeln.

Wir haben mit Rado Danilak gesprochen, dem CEO von Tachyum. Wenn es um Prozessoren geht, kennt er sich aus: Danilak hat sie bei Nvidia und Toshiba entworfen und Sandforce und Skyera mitgegründet und verkauft. Mit im Team sind erfahrene Leute wie Rodney Mullendore als Chief Architect und Igor Shevlyakov als Software-VP, beratend tätig sind unter anderen Fred Weber (AMD64) und Steve Furber (ARM1).

Neu ist der Prodigy-Prozessor nicht, er wurde bereits auf der Hot Chips 2018 (PDF) vorgestellt und war mit seinen 64 Kernen sowie hohen Performance-Angaben schon damals beeindruckend. Im Laufe der Jahre verdoppelte sich vermeintlich die Anzahl der Cores und die Breite der Vectoreinheiten. "Tatsächlich haben wir vom ersten Tag an mit 128 Kernen geplant, es aber nicht vorab öffentlich kommuniziert", sagt Danilak.

128 Kerne und zwölf DDR5-Kanäle schon vor Prodigy

Das hatte mehrere nachvollziehbare Aspekte: "Einerseits wollten wir bei einer Verzögerung weiterhin vor der Konkurrenz liegen, andererseits sollte es nicht heißen: 'Ihr seid doch verrückt', zumal wir das Design auch von Beginn an für 16 DDR5-Speichercontroller ausgelegt haben", ergänzt er. Das frühzeitig mitzuteilen, hätte eventuell für Kontroversen gesorgt, etwa, was das durchaus komplexe Routing auf dem Mainboard betrifft.

Praktisch sind mittlerweile 128 CPU-Kerne verfügbar, konkret bei Alibabas Yitian 710 und bei Amperes Altra Max. Zwölf DDR5-Kanäle werden in Bälde als Standard verfügbar sein, wenn AMD die Epyc 7004 (Genoa) veröffentlicht. 2023 folgen ARM-basierte Prozessoren mit mindestens 144 Kernen, die Grace-CPU von Nvidia etwa. Hier befindet sich allerdings LPDDR5X mit auf dem Package, keine DDR5-Module wie bei AMD.

Bei den Cores an sich geht Tachyum ohnehin einen Sonderweg, da weder ARM noch x86, sondern gleich eine eigene Befehlssatzarchitektur (ISA) verwendet wird. Besonders wichtig ist dem Team dabei, sehr hohe Frequenzen zu erreichen und gleichzeitig möglichst viele Daten lokal vorhalten zu können. Seit dem Pentium 4 (Netburst) mit 3,8 GHz sind die Taktraten in den vergangenen 20 Jahren bei signifikant besserer Leistung pro Zyklus (IPC) zwar auf derzeit immerhin 5,5 GHz gestiegen – aber eben nicht mehr.

Laut Danilak ist einer der Hauptgründe dafür die Verschaltung der Transistoren, also die Interconnects/Wires in den Metall-Layern unterhalb der Finfets. Durch neuere Materialien wie Low-k-Dielektrikum und später Kobalt wurde die Geschwindigkeit signifikant verbessert, dennoch kostet die Kommunikation zwischen den einzelnen Funktionseinheiten sehr viel mehr Zeit als die eigentlichen Berechnungen.