High-Tech-Glossar: Xeon, G5, 64-bit und PCI-Express
Xeon-Prozessor: Der normale Pentium-4-Prozessor von Intel rechnet einsam; er kann nur alleine im Rechner betrieben werden. Die Xeon-CPU arbeitet hingegen zu zweit; man nennt dies Dual-Prozessor-Betrieb oder kurz DP. Der Xeon MP ist eine Variante des Prozessors für den Multiprozessor-Betrieb; sie arbeitet in Servern mit 4, 16 oder sogar 32 CPUs (symmetrisches Multiprocessing oder SMP, bei dem laufende Prozesse auf alle Prozessoren verteilt werden können).
Den Xeon-Prozessor baut Intel für leistungsfähige Arbeitsplatzrechner (Workstations) und Server. Der Pentium 4 eignet sich für normale Heim- und Office-PCs und der Celeron ist die kostengünstige Version der Pentium-CPU.
G5: Dieser Prozessor wird von IBM entwickelt und von Apple in der PowerPC-Produktelinie verbaut. Der PowerPC 970 (so lautet IBMs Bezeichnung) ist für symmetrisches Multiprocessing ausgelegt und besitzt eine 64-bit-Architektur, kann aber auch herkömmliche 32-bit-Programme ausführen. Dank Frontside-Bus mit 64 bit breiten Datenpfaden erreicht der PowerMac G5 einen Datendurchsatz von bis zu zehn Gigabyte pro Sekunde.
64 bit: Diese Angabe bezeichnet die «Breite der Datenpfade». Ein 64-bit-Prozessor kann Berechnungen mit grossen Ganzzahlen schneller ausführen, was vor allem bei Ver- und Entschlüsselung, bei Computerspielen oder aber bei digitalem Video und Audio zu einem Geschwindigkeitsgewinn führt. Auch die Adresspfade sind 64 bit breit, wodurch der maximale Arbeitsspeicher massiv vergrössert wird. Bei einem 32-bit-System können vier Gigabyte RAM verwaltet werden, bei 64 bit theoretisch 16 Exabyte (16 800 Milliarden Gigabyte).
Auch wenn 64-bit-Prozessoren einen Kompatibilitätsmodus für alte 32-bit-Anwendungen bieten, lässt sich das Leistungspotenzial nur ausnützen, wenn 64-bit-Anwendungen und ein 64-bit-Betriebssystem zum Einsatz kommen. Microsoft entwickelt für Intels 64-bit-Prozessor Itanium die Windows XP 64-Bit Edition.
PCI Express: Der Bus tauscht Daten zwischen Festplatte, Prozessor, Grafikkarte und Netzwerk aus. Die im Moment aktuelle Architektur, der PCI-Bus, stammt aus dem Jahr 1993 und ist den Anforderungen nicht mehr gewachsen. Er kann bei einer Taktfrequenz von 33 MHz 127 Megabyte pro Sekunde übertragen. Bei einem Takt von 66 MHz und einer Busbreite von 64 bit sind es 508 Megabyte pro Sekunde. Der Nachfolger PCI Express (PCIe) stockt auf und schleust maximal 9,53 GB pro Sekunde durch die Datenleitungen. Der PCI Express ist kompatibel zu dem herkömmlichen PCI-Standard, weder Programme noch Betriebssysteme müssen angepasst werden.
PCI Express arbeitet grundlegend anders als der herkömmliche PCI-Bus. Er überträgt Daten, anders als sein Vorgänger, seriell über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, so genannte «Lanes» – mehrere Karten müssen sich den Datendurchsatz also nicht mehr teilen.
Jede Lane besteht aus zwei Leitungspaaren, wobei die eine Daten sendet und die andere welche empfängt. Damit ist die Datenübertragung gleichzeitig in beide Richtungen möglich; man spricht von bidirektionaler Übertragung.
Je nach Anforderung schaltet man mehrere Lanes zusammen. Die Standardausführung ist PCI Express x1 (eine Lane): Hier ist eine maximale Datenrate von 250 MB pro Sekunde und Richtung möglich (also 500 MB/s, wenn man die gesendeten und empfangenen Daten addiert). PC Express x4 bringt zwei GB pro Sekunde, x8 vier GB/s und x16 acht GB/s. Die Schnittstelle zur Grafikkarte benutzt 16 Lanes und heisst PEG (PCI Express for Graphics). Das Maximum an Lanes liegt bei 32 (1x-, 4x-, 8x- und 16x-Lanes sind oben abgebildet). Eine x1-Schnittstelle hat 36 Pins: Stromversorgung, Steuer-, Daten- und Adressbus. PCI-Express-Komponenten sind «hot pluggable», d.h. können bei des laufendem Rechner ein- und ausgebaut werden. Mit dem PCI Express hält eine grosse Neuerung Einzug in die Computergehäuse – wer jetzt eine Workstation kauft, sollte auf diesen Zug aufspringen.