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Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

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  1. Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Netzweltler 15.11.18 - 09:48

    Die angeführte Modularisierung ist wohl eine Vorstufe davon.

    So können durch Nutzung der dritten Dimension bei einer geschickten Anordnung der einzelnen Module sowohl die Leistung (Datenverarbeitungsgeschwindigkeit) erhöht als auch die Latenzen durch Verkürzung der Leitungslängen verringert werden, wenn die Dies übereinander statt nebeneinander plaziert werden.
    Dafür braucht es dann auch keine kleineren Strukturen.

    Im Moment ist es eher unnötig, sich einen neuen Rechner zu kaufen. Die wenigen Prozent an Leistungszuwachs in den letzten Jahren rechtfertigen das nicht.

  2. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: KOTRET 15.11.18 - 09:53

    Das wird glaube ich aber nicht so wie beim RAM funktionieren, denn CPUs haben eine deutlich höhere Wärmeentwicklung. Dann hättest du noch mehr Probleme Wärme abzuführen und die höhere Temperatur macht die Effizienz der eigentlich geringen Strukturbreite wieder zunichte.

  3. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Bonita.M 15.11.18 - 10:02

    Die Dies sind in sich immer schon mehrlagig.
    Und eine nähere Ankopplung verschiener Dice, wie AMD die hier auf einen Interposer packt, bringt wenig Performance-Gewinn.

  4. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Netzweltler 15.11.18 - 10:04

    KOTRET schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das wird glaube ich aber nicht so wie beim RAM funktionieren, denn CPUs
    > haben eine deutlich höhere Wärmeentwicklung. Dann hättest du noch mehr
    > Probleme Wärme abzuführen und die höhere Temperatur macht die Effizienz der
    > eigentlich geringen Strukturbreite wieder zunichte.

    Das halte ich für ein lösbares Problem. Wahrscheinlich werden - wo nötig - Ebenen mit Kühl-/Wärmeabfuhr-Elementen mit eingebaut.

  5. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Netzweltler 15.11.18 - 10:10

    Bonita.M schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Die Dies sind in sich immer schon mehrlagig.
    > Und eine nähere Ankopplung verschiener Dice, wie AMD die hier auf einen
    > Interposer packt, bringt wenig Performance-Gewinn.

    Rein nominell kann man so mehr Baulelemente pro Fläche unterbringen. Und die Leitungslängen können verkürzt werden (geringere Latenz).
    Das wird die Performance stärker erhöhen als die Strukturverkleinerungen der letzen Jahre.

  6. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Bonita.M 15.11.18 - 10:16

    > Rein nominell kann man so mehr Baulelemente pro Fläche unterbringen.

    Das ist völlig egal, denn der Interposer kostet kaum

    > Und die Leitungslängen können verkürzt werden (geringere Latenz).

    Das bringt meistens nicht viel (da die CPUs größtenteils an ihrem eigenen Working-Set arbeiten und nicht am geteilten) und man kriegt sicher das Wärmeproblem nicht in den Griff, wenn man die Dies jetzt stackt.

    > Das wird die Performance stärker erhöhen als die Strukturverkleinerungen
    > der letzen Jahre.

    Völliger Blödsinn.

  7. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Sharra 15.11.18 - 10:28

    Netzweltler schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > KOTRET schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Das wird glaube ich aber nicht so wie beim RAM funktionieren, denn CPUs
    > > haben eine deutlich höhere Wärmeentwicklung. Dann hättest du noch mehr
    > > Probleme Wärme abzuführen und die höhere Temperatur macht die Effizienz
    > der
    > > eigentlich geringen Strukturbreite wieder zunichte.
    >
    > Das halte ich für ein lösbares Problem. Wahrscheinlich werden - wo nötig -
    > Ebenen mit Kühl-/Wärmeabfuhr-Elementen mit eingebaut.

    Und eben das funktioniert nicht wirklich, ab einer gewissen Größe.
    Um effektiv Wärme aus einem, nennen wir es mal Rechenkubus, an die Oberfläche zu transportieren, müsste man einen wirklich nennenswerten Anteil des Volumens für den Hitzetransfer dedizieren. Das verringert das nutzbare Volumen für Rechenleistung wieder massivst. Um das Auszugleichen müsste man wieder größer werden, und wieder mehr Hitzeableitung einarbeiten...

    Im Grunde vergleichbar mit einer Rakete. Du steigerst die Reichweite, indem du mehr Treibstoff bei packst. Dadurch wird die Rakete schwerer, und die Reichweitenvergrößerung fällt wieder geringer aus. Irgendwann bist du an einem Punkt, an dem du größere Triebwerke brauchst, um die Masse überhaupt bewegen zu können. Das erhöht den Treibstoffverbrauch, und das Gewicht wieder zusätzlich.

    Mit den derzeit gebräuchlichen Materialien, und verfügbaren normalen Kühlungslösungen, ist eine Stapelung nicht effektiv machbar. Es wären zwar diverse andere Materialien da, und natürlich könnte man die Dinger mittels Kompressorkühlung auch betreiben. Aber was bringt es denn, wenn die Dinger dann mehrere 10k$ kosten, und im Betrieb auch noch jeden Monat tausende von $ verschlingen?

  8. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Quantium40 15.11.18 - 11:22

    Bonita.M schrieb:
    > Und eine nähere Ankopplung verschiener Dice, wie AMD die hier auf einen
    > Interposer packt, bringt wenig Performance-Gewinn.

    Der eigentliche Vorteil mehrerer kombinierter Dice auf einem Interposer gegenüber einem monolithischen Chip besteht aber darin, dass es viel einfacher ist, viele kleine Dice fehlerfrei zu produzieren, als ein großes Die der selben Gesamtfläche. Zudem reduzieren sich die thermischen Spannungen pro Die erheblich.

  9. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Psy2063 15.11.18 - 11:23

    Netzweltler schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > KOTRET schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Das wird glaube ich aber nicht so wie beim RAM funktionieren, denn CPUs
    > > haben eine deutlich höhere Wärmeentwicklung. Dann hättest du noch mehr
    > > Probleme Wärme abzuführen und die höhere Temperatur macht die Effizienz
    > der
    > > eigentlich geringen Strukturbreite wieder zunichte.
    >
    > Das halte ich für ein lösbares Problem. Wahrscheinlich werden - wo nötig -
    > Ebenen mit Kühl-/Wärmeabfuhr-Elementen mit eingebaut.

    ein HBM Stack mit 4 Ebenen ist momentan etwa genauso dick wie eine CPU oder GPU. Man kann das eben nicht beliebig hoch stapeln, sonst würde man es mit Rechenkernen vermutlich bereits machen. Zwischen jede Schicht eine Heatpipe legen und entsprechend riesige Kühler dafür anbauen ist quatsch, dann kann man auch gleich in die Fläche gehen.

  10. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Bonita.M 15.11.18 - 11:30

    > ein HBM Stack mit 4 Ebenen ist momentan etwa genauso dick wie eine CPU oder
    > GPU. Man kann das eben nicht beliebig hoch stapeln, sonst würde man es mit
    > Rechenkernen vermutlich bereits machen. Zwischen jede Schicht eine Heatpipe
    > legen und entsprechend riesige Kühler dafür anbauen ist quatsch, dann kann
    > man auch gleich in die Fläche gehen.

    Und man muss bedenken, dass DRAM - wozu auch HBM gehört - im Gegensatz zu einem CPU-Kern recht wenig Wärme entwickelt und das daher praktikabel ist, das zu stacken.

  11. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: freddx12 15.11.18 - 12:15

    Bonita.M schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Die Dies sind in sich immer schon mehrlagig.
    > Und eine nähere Ankopplung verschiener Dice, wie AMD die hier auf einen
    > Interposer packt, bringt wenig Performance-Gewinn.


    Genug Performance-Gewinn um 2x Intels schnellste CPU je 10k das stück auf dual socket Board mit nur einer cpu zu schlagen. Und das bei halben preis von einem der xeon platinum. Ich denke das sollte genug sein



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 15.11.18 12:16 durch freddx12.

  12. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Silberfan 15.11.18 - 13:52

    Sharra schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Im Grunde vergleichbar mit einer Rakete. Du steigerst die Reichweite, indem
    > du mehr Treibstoff bei packst. Dadurch wird die Rakete schwerer, und die
    > Reichweitenvergrößerung fällt wieder geringer aus. Irgendwann bist du an
    > einem Punkt, an dem du größere Triebwerke brauchst, um die Masse überhaupt
    > bewegen zu können. Das erhöht den Treibstoffverbrauch, und das Gewicht
    > wieder zusätzlich.
    >
    Gerade hier liegst du Falsch. im 2 Wk hatte man das Problem auch schon geahbt und die V1 hatte in schwaches Treibwerk was nicht sonderlich war. Dafür hatte sie Tragflächen mit denen sie etwas Gleiten konnte und so auch ihre probleme im flug damit korrigieren konnte. Später kam die V2 die dann als Senkrecht Starter Ihre entsprechende nutzlast tragen konnte.
    Aber beim theman zu bleiben ist das Design entscheidend. wenn ich eine rakte eine größere Reichweite zufügen will nutze ich mitunter auch auch die vorteile vom Fliegen ,besser gleiten. Würde ich so Flügel an der Rakete anbringen (das würde sie noch schwerer machen) hätte ich aber den Vorteil bei gleicher Geschwindigkeit länger in der Luft zu bleiben (Gleitflug) um so die Reichweite zu steigern. Das Prinzip macht man sich selbst heute noch im Militärischen Bereich zunutze um so auch Raketen eine größere Reichweite zu ermöglichen.
    Was ich damit ausdrücken will ist auch das Prinzip des Designs wichtig . Wenn AMD also genau weis was die tun und das alles mit Berücksichtigen , würden selbst Mehrlagige CPU Modelle von der Fläche her nicht größer sein als die heutigen aktuellen Prozessoren ,jedoch merkmale aufweisen die dann einen entsprechenden Kühler ( egal ob Wasser oder Luft) erfordern der dann auch mit der Abwärme fertig wird. Inwiefern wie das ganze dann sich entwickelt und wie das ganze umgesetzt wird ,bleibt erstmal abzuwarten.

    > Mit den derzeit gebräuchlichen Materialien, und verfügbaren normalen
    > Kühlungslösungen, ist eine Stapelung nicht effektiv machbar. Es wären zwar
    > diverse andere Materialien da, und natürlich könnte man die Dinger mittels
    > Kompressorkühlung auch betreiben. Aber was bringt es denn, wenn die Dinger
    > dann mehrere 10k$ kosten, und im Betrieb auch noch jeden Monat tausende von
    > $ verschlingen?
    Das wird nicht passieren. wir hatten vor einigne Jahren schonmal eine halbwegs gute Kühlung auf Kupfer basis. Wer sich noch an den SLK 900 U oder A Küher erinnern kann wird wissen was ich meine . wir wissen das Kupfer des beste Wärmeleiter ist den wir auf diesem Planeten haben zum vernünftigen akzeptablen Preis. Aktuell haben wir noch keinen Supralieter der bei Zimmertemperatur 0 Ohm Widerstand hat ,aber wir arbeiten immer noch dran. Wenn man alo die Halterung für etwas mehr Gewicht auf dem Mainboards entsprechend auslegt ( nur als Beispiel erwähnt für 2Kg) , könnte ich mir schon einen Kühler im Design vom Be Quiet Dark Rock Pro 3 oder 4 Vorstellen aus Vollkupfer gefertigt. Laut meinen Berechnungen und Schätzungen ,würde so ein Kühler aus Vollkupfer Locker 400 Watt an Abwärme wegschaffen können. Ich hab zum test aus China einen Vollkupfer Radiaotr für eine Wasserkühlung der zwar etwas größer als ein Be Quiet Drak rock Pro Kühler ist ,aber mit ca 40 cm Länge ,12 cm Breite und 4,5 cm Höhe auch nicht sonderlich groß . Er ist spezifiziert für eine Leistungsaufnahme von bis zu 2000 Watt (2 KW) . Aktuell versorgt er einen AMD Threadripper mit 32 Kernen/64 Threads zusammen mit 2 AMD Vega 64 Grafikkarten. Er wird aktuell mit 3 Stück 120 mm Lüftern gekühlt maximal können 6 angebracht werden. Dabei wird er noch nicht mal Handwarm wenn der Threadripper unter Vollast läuft und ich beide Grafikakrten für den Test z.B. mit Krypto Mining Berechnungen zu 100% Belaste. Dabei ( je nach Auslastung und Belastung des Systemes) kommen schon mal Peak Werte von 1000 Watt vor. wie wir wissen hat Wasser einen schlechteren Wärmeleitwert als Kupfer selbst ! . Die industrie wird sich dann auf Vollkupfer Kühler für die Kühlung solcher Systeme einstellen müssen. Lösungen mit alu Lamellen werden dann vom Markt verschwinden. Natürlich werden wegen dem Material die Kühler teurer aber selbst auf dem China Markt gibt es schon erste Exemplare aus Vollkupfer zu kaufen ( siehe aliexpress.com )
    Siehe Beispiel :

    https://tinyurl.com/ycdlsfoa

  13. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Sharra 15.11.18 - 16:19

    Ich bezog mich nur auf Raketen für den Transport von Crew oder Satelliten etc.. Sorry, wenn das nicht klar war. Da kann man nicht viel tricksen, indem man bessere Tragflächen anlötet.

  14. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Eheran 15.11.18 - 17:59

    >Laut meinen Berechnungen und Schätzungen ,würde so ein Kühler aus Vollkupfer Locker 400 Watt an Abwärme wegschaffen können.
    Kann ich die Berechnung mal sehen?

  15. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Neuro-Chef 16.11.18 - 03:52

    Silberfan schrieb:
    > Gerade hier liegst du Falsch. im 2 Wk hatte man das Problem auch schon
    > geahbt und die V1 hatte in schwaches Treibwerk was nicht sonderlich war.
    > Dafür hatte sie Tragflächen mit denen sie etwas Gleiten konnte und so auch
    > ihre probleme im flug damit korrigieren konnte. Später kam die V2 die dann
    > als Senkrecht Starter Ihre entsprechende nutzlast tragen konnte.
    > Aber beim theman zu bleiben ist das Design entscheidend. wenn ich eine
    > rakte eine größere Reichweite zufügen will nutze ich mitunter auch auch die
    > vorteile vom Fliegen ,besser gleiten. Würde ich so Flügel an der Rakete
    > anbringen (das würde sie noch schwerer machen) hätte ich aber den Vorteil
    > bei gleicher Geschwindigkeit länger in der Luft zu bleiben (Gleitflug) um
    > so die Reichweite zu steigern. Das Prinzip macht man sich selbst heute noch
    > im Militärischen Bereich zunutze um so auch Raketen eine größere Reichweite
    > zu ermöglichen.
    Beim Raketenproblem geht es tendenziell um interplanetare Raumfahrt und nicht um ballistische Waffen oder Lenkflugkörper. Wenn du Menschen auf den Mars schicken und dann auch noch zurückholen willst, werden Flügel einfach wenig zur Lösung beitragen.

    > Was ich damit ausdrücken will ist auch das Prinzip des Designs wichtig.
    Selbstverständlich, aber der Vergleich war aus o.g. Gründen salopp gesagt für'n Arsch.

    > Laut meinen Berechnungen und Schätzungen ,würde
    > so ein Kühler aus Vollkupfer Locker 400 Watt an Abwärme wegschaffen können.
    Von der Obefläche des Gehäuses sicherlich, die ~220 Watt meines FX9590 unter Vollast gehen auch problemlos weg, aber die Schwierigkeit besteht ja nun genau darin, die Wärme aus den einzelnen Schichten des Chip-Stapels gezielt dorthin zu bekommen.

    » Niemand ist vollkommen, aber irre sind ganz sicher viele. « - Vollkommen Irrer

    ಠ_ಠ

  16. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Sharra 16.11.18 - 11:25

    Vor allem stellen sich manche das so einfach vor.
    Nehmen wir mal an, man baut einen CPU Würfel. Gleiche Grundfläche wie jetzt, aber eben nicht flach, sondern als Würfel. Hoch, wie breit, wie lang.
    Die untere Fläche fällt weg für die Kühlung. Bleiben 5 Seiten.
    Einige scheinen zu meinen, da könne man ja dann quasi alle Seiten mit Kühlkörpern und ggf. Lüftern bestücken.
    In der Theorie ginge das sicherlich. Dummerweise kommt dann diese blöde Realität wieder daher geschlurft und zeigt einem den Stinkefinger.
    RAM sitzt nicht dort, wo er sitzt, weil das so schön aussieht. Spannungswandler sitzen nicht dort, weil sich das so schön macht mit den Kondensatorknubbeln um den Sockel.
    Längere Leitungen bedeuten längere Laufzeiten, sowohl für Daten, als auch verzögerte Schaltzeiten.

    Da ist einfach kein Platz für große Kühlungen drumherum.
    Folglich muss die gesamte Abwärme nach oben, denn nur dort ist Platz für eine Kühllösung.
    Und was passiert mit der Abwärme, die von ganz unten kommt, und durch Schichten muss, die selbst heiss sind? Sie staut sich, wird mehr, und schon war es das wieder.

  17. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Michael H. 16.11.18 - 13:05

    Netzweltler schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Im Moment ist es eher unnötig, sich einen neuen Rechner zu kaufen. Die
    > wenigen Prozent an Leistungszuwachs in den letzten Jahren rechtfertigen das
    > nicht.

    Bedingung: Wenn man bereits eine halbwegs aktuelle CPU besitzt.
    Ich hab noch einen i5 3xxx oder 4xxxer Serie drin von 2011.

    Der wird jetzt dann gegen den i7 9xxxk (weiss ned mehr ob 600 700 oder 800... ) ausgetauscht. Leistungszuwachs entspricht hier halt einfach mal gut der 5-fachen Leistung alleine beim CPU Benchmark. Da die 2080ti reinkommt, ist auch ein generelles Upgrade nötig, da ich sonst mit Kanonen auf Spatzen schieße mit dem DDR3 Mainboard...

  18. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: DY 16.11.18 - 13:43

    Netzweltler schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > KOTRET schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Das wird glaube ich aber nicht so wie beim RAM funktionieren, denn CPUs
    > > haben eine deutlich höhere Wärmeentwicklung. Dann hättest du noch mehr
    > > Probleme Wärme abzuführen und die höhere Temperatur macht die Effizienz
    > der
    > > eigentlich geringen Strukturbreite wieder zunichte.
    >
    > Das halte ich für ein lösbares Problem. Wahrscheinlich werden - wo nötig -
    > Ebenen mit Kühl-/Wärmeabfuhr-Elementen mit eingebaut.

    Möglich, aber das geht nur flüssig gekühlt.

  19. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Sharra 16.11.18 - 13:54

    Du willst keine Flüssigkeit DURCH den CPU-Block pumpen.
    Eine korrosive Stelle, und das Ding macht ganz kurz FUMP, und die 1000¤ Hardware gibt Rauchzeichen.

  20. Re: Demnächst werden imho mehrlagige CPUs kommen

    Autor: Handle 16.11.18 - 15:29

    Warum denn Intel und nicht AMD, obwohl AMD das bessere Preis-/Leistungsverhältnis bietet?

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