Die 12. und 13. Core Generation von Intel verfügen ebenfalls über Performance- und Effizienzkerne.

Wie wichtig die Rolle des Betriebssystems ist, zeigt auch ein aktueller Patch für den Linux-Kernel. Angenommen die CPU hat 8 Kerne (und das können auch 8 gleiche sein), von denen gerade 4 in Benutzung sind und 4 nicht und jetzt will ein Thread gerne laufen, dann kann natürlich das System den auf einen weiteren (den 5ten) Kern laufen lassen, oder warten bis einer der 4 frei wird und den dann da laufen lassen. Bisher wurde meistens immer ersteres gemacht, aber das führt nicht immer zum besten Ergebnis.

Kerne, die nicht gebraucht werden, gehen "schlafen" und einen schlafenden Kern aufzuwecken hat zwei Nachteile: Zum einen braucht es eine gewisse Zeit, bis der wach ist (die ist zwar winzig, aber in diesem Bereich macht das schon was aus) und dann braucht ein Kern beim Aufwachen kurzfristig viel Strom für nichts (er macht nichts produktives, außer aufzuwachen). Kerne häufig oder unnötig aufzuwecken führt daher nicht unbedingt zu bessere Performance und steigert den Gesamtstromverbrauch der CPU über die Zeit (und auch dessen Abwärme). Aber da ist noch eine Sache: Ein "kalter Kern", also einer der gerade erst aufgewacht ist, arbeitet initial nicht ganz so schnell wie ein "warmer Kern" und kann auch nicht immer gleich mit voller Taktrate betrieben werden (bzw. volle Taktrate, aber nicht Turbo-Taktrate), er muss erst mal auf "Betriebstemperatur" kommen, sonst kann es zu Hardwarefehlern führen.

Deswegen gibt es jetzt einen Patch, der ein Abwägung trifft: Wenn der Thread keine hohe Priorität hat und sowieso bald ein Kern frei wird, dann wartet das System lieber, statt einen neuen Kern hochzufahren. Und das reduziert nicht nur den Stromverbrauch signifikant, tatsächlich bringt das sogar Performancegewinne, da der neue Thread auf einem warmen Kern oft schneller seine Arbeit verrichten kann als auf einem kalten. Nur wenn viele Threads lange laufen oder ein Thread mit sehr hoher Prio ganz schnell laufen muss, dann schaltet das System einen weiteren Kern dazu. Dabei kommt aber nicht unbedingt der neue High Prio Thread auf den neuen Kern, sondern das System unterbricht vorzugsweise einen der Low Prio Threads (Preemption), lässt den High Prio Thread dann auf dessen warmen Kern laufen und legt den Low Prio Thread auf den neuen kalten Kern, sobald dieser hoch gefahren wurde (die Latenz für das Hochfahren und die anfängliche schlechtere Performance geht so zur Lasten des Low Prio Threads).

Man sieht also, die beste Hardware kann ihr Potential nicht voll entfalten, wenn die Software nicht mitspielt. Und hier hat Apple eben den Vorteil, dass sie beides liefern. Intel liefert zwar die CPU, aber nicht das Betriebssystem und Microsoft liefert ein Betriebssystem, aber hat nicht die CPU entworfen. Das Zusammenspiel von CPU und System ist also auf einem Windows PC selten optimal, weil MS nicht immer also so umsetzt wie Intel sich das erträumt und Intel nicht CPUs so baut, wie Microsoft sich das wünschen würde. Man arbeitet zwar eng zusammen, aber hier treffen eben auch manchmal unterschiedliche wirtschaftlich Interessen oder Designphilosophien aufeinander und keine Seite möchte sich von der andere Vorschreiben lassen, sie ihre Hardware/Software zu entwickeln hat.

Das stimmt nicht. Es werden mittlerweile nur noch FETs (Feldeffektransistor) verwendet und keine BJTs mehr. Daher können die CPUs komplett kalt sein, und sie funktionieren problemlos. Eindrucksvoll sieht man das an der Overclockerszene, die die CPUs mit Flüssigstickstoff auf -196°C herunterkühlen. Das geht nur mit FETs, BJTs funktionieren in diesem Temperaturfenster nicht mehr. Je länger die CPU kalt ist, desto länger kann sie im Turbomodus laufen. D.h. eine kalte CPU bzw. Kern ist eindeutig von Vorteil.

Der Punkt ist, dass das Switchen der Threads einfach zu viel Zeit braucht, da die Caches der Kerne geleert werden müssen und neu geladen werden müssen. Daher kommt der große Verlust. Beim HPC pinnt man deshalb seit Jahren die Threads fest an die Kerne, damit es zu keinen Kontextwechseln kommt. Sprich Threads von einem Core auf einem anderen verlagert werden, das ergibt in diesem Kontext keinen Sinn. Das macht je nach HPC-Code 10-30% Performance Unterschied aus.
Das Problem betrifft nur Windows, unter Linux liefern die Hersteller üblicherweise selbst den Code für solche Dinge.

Cores können kalt unter voller Last betrieben werden, keine Frage. Ich denke es geht um Performance und Efficiency, da ein Core im Sleep auch der ganze Cache geflushed hat und diesen erst wieder laden muss. Diese Cycles, die dafür verwendet werden müssen, kosten Zeit und Energie und "stören" die anderen Kerne (Bandbreite

Die Aufwachzeiten sind übrigens abhängig vom der Taktfrequenz, des C-Modus ("C-State") von sowohl Kern als auch dem ganzen Package und der Latenz zwischen dem Kern der das Wake-up initiiert und dem Kern der aufwachen soll. Die Latenzen für einen Wake-up eines Kerns betragen mehrere µs.

Wichtigere Frage: Wie Apple die Taktfrequenz der Performance/GPU-Kerne steuert bzw. auslegt. Vor allem die im Mac Pro. Die zwei Jahre der Transition sind praktisch rum und der Abstand der bisher vorgestellten Modelle insbesondere im Graphikbereich zu den stärksten GPUs im Mac Pro erscheint irgendwie immer noch unüberwindlich.

Und man muss ja auch bedenken, dass seit dessen Erscheinen Leistungsfortschritte stattgefunden habe.

Warm und kalt bezog sich nicht auf reale Temperaturen, das war nur eine Analogie, daher auch "Betriebstemperatur" in Anführungszeichen. Guckst du hier
Ich kann nichts dafür, dass selbst die Leute hinter den Patch von warmen und kalten Kernen sprechen.

Es geht ums Thema Übersetzung. Nicht alles was man im Englischen nutzt kann man 1:1 ins Deutsche übersetzen. Insbesondere im technischen Bereich benutzt man im Englischen oft sehr flapsige Begriffe, das lässt sich nur schwer übertragen.