oldi

Процессор Intel Itanium — революционер-подпольщик

Владимир Богданов

800 МГц — это много или мало?

В чем заключается революционность Itanium?

AMD SledgeHammer — «лабораторный» конкурент Intel Itanium

 

Intel Itanium (известный ранее под кодовым именем Merced) — процессор для высокопроизводительных серверов и рабочих станций, поэтому на пользователей ПК данный чип окажет лишь косвенное влияние: через повышение скорости отработки Интернет-запросов, повышение стабильности работы Web-сайтов и т.д. Неинтересен он и применительно к 32-разрядным программным приложениям (таких сегодня — большинство). Процессор Itanium раскрывает весь свой потенциал только на 64-разрядных приложениях под управлением не менее чем 64-разрядных операционных систем. Выход Itanium задерживается уже не первый год, поскольку амбиции Intel простираются весьма далеко: не просто выпуск нового серверного процессора, а создание целого рынка 64-разрядных вычислений и основ его инфраструктуры. А это подразумевает, как минимум, разработку операционных систем совместно с десятком специализирующихся на этом фирм, стимулирование разработчиков бизнес-приложений и баз данных к переносу своих программ на новую платформу и, конечно, «обработку» потенциальных производителей и заказчиков серверов на базе Itanium.

800 МГц — это много или мало?

Создается впечатление, что процессор с революционной архитектурой IA-64 у Intel как-то сразу не пошел: то проблемы у разработчиков, то кризис Интернет-экономики, то затягивание сроков у смежников — разработчиков операционных систем…

Сегодня, когда к Интернет-проектам отношение более чем настороженное, запускать новый процессор в продажу будет непросто. Но и дальше тянуть некуда — начало поставок серийных систем на базе Itanium в предпоследний раз переносилось на вторую половину 2000 года. Новый заявленный срок выхода Itanium — II квартал 2001 года, то есть обратный отсчет начнется через месяц.

Однако Intel можно понять: Itanium — продукт принципиально новый, поэтому здесь главное — выстрелить без промаха. Серверный рынок — это не биатлон: один неточный «выстрел» — и фирма уходит не на штрафные круги, а намного дальше. О том, что крупные заказчики не прощают ошибок, Intel хорошо осведомлена. Поэтому практическое «согласование» нового процессора началось еще в 1999 году, когда крупным разработчикам серверов были разосланы образцы «айтэниумов» для отладки своих систем. Это были предварительные версии с большой подстраховкой — частотой около 500 МГц. На сегодня Intel разослала производителям-разработчикам более 6 тыс. прототипных серверов на базе Itanium (всего 30 тыс. процессоров).

В ближайшие месяцы перед нами должен предстать другой Itanium — c тактовой частотой 733 МГц и 800 МГц (может, и выше) и размером кэш-памяти третьего уровня (L3) 2 и 4 Мбайт. Кто-то возмущенно подумает: почему только 800 МГц, когда «настольные» процессоры уже перешагнули порог в 1,5 ГГц? Это классическое заблуждение, ибо серверному процессору ни к чему блистать «дутой» тактовой частотой. Требуемую производительность он обеспечивает за счет более эффективной внутренней архитектуры. Образно выражаясь, для повышения скорости один пловец (настольный процессор) может с огромной частотой начать работать ногами, а другой (например, Itanium) — просто наденет ласты. Кто придет к финишу первым — спорить, наверное, не имеет смысла. Правило «Продаются частоты» на серверном рынке не действует: если речь заходит о «тяжелых» Интернет-приложениях, корпоративных информационных системах и комплексах электронной коммерции, то продаются уже «миллиарды операций и миллионы транзакций в секунду». Общий вывод: Itanium некорректно напрямую сопоставлять с современными 32-разрядными процессорами (Intel Pentium III/Xeon, AMD Athlon) по критерию тактовой частоты. На 64-разрядных приложениях разработчики обещают рост производительности Itanium-серверов в десятки раз (на отдельных операциях) по сравнению с 32-разрядными системами. Поживем — увидим, а пока известно, что 64-разрядные серверы условно могут работать с 32-разрядными приложениями, но при этом выдают удручающие результаты в плане производительности. Поэтому Itanium сегодня плохо подходит для смешанных 32/64-разрядных сред, поскольку рассчитан на полный переход к 64-разрядным вычислениям, а значит, заказчикам, скорее всего, предложат старый мир разрушить «до основанья», а затем построить новый.

В начало В начало

В чем заключается революционность Itanium?

Сама Intel по праву называет Itanium «самой значительной новой разработкой Intel в области микропроцессорной архитектуры с момента выпуска процессора i386 в 1985 году». Революционность состоит в отказе от давно морально устаревшей системы команд x86 (она в ходу с 1978 года) и в радикальном переходе к новой архитектуре, свободной от «пережитков прошлого». Революционной в Itanium является не только 64-разрядность (у 32-разрядных процессоров теоретическое ограничение объема адресуемой оперативной памяти составляет 4 Гбайт, а у 64-битных — несколько терабайт), но и явный параллелизм EPIC (Explicity Parallel Instruction Computing). По сути, архитектура IA-64 (именно так называется технология, по которой проектируются процессоры Itanium, MсKinley и последующие) впитала в себя все лучшие идеи: VLIW (Very Long Instruction Word, архитектура с длинными командами), устранение ветвлений, улучшенный механизм предварительной подачи данных и пр. Среди характеристик первого процессора архитектуры IA-64 можно также отметить увеличенное адресное пространство, обнаружение и исправление ошибок. В принципе, о силиконовой составляющей процессора Itanium давно уже известно многое. Думаю, что к моменту выхода эта информация будет разниться только в деталях: станет известна точная частота (Intel может, к примеру, выдать не обещанные 800, а все 1000 МГц) и будет определена ценовая политика. Картридж Itanium предназначен для установки в Slot M — комбинированный процессорный разъем, сочетающий достоинства как Socket, так и Slot. Сигнальная матрично-штырьковая часть разведена с силовой частью, по которой подается питание, с тем чтобы исключить помехи. На обратной стороне процессорного картриджа расположена массивная теплоотводная пластина, позволяющая равномерно распределять по всей поверхности процессора ватты, излучаемые в воздух. К тому же сильно нагревающиеся блоки процессора тоже размещены равномерно. Согласно предварительным данным Itanium поддерживает частоту шины памяти 266 МГц. Архитектура Itanium подразумевает использование 2 или 4 Мбайт кэш-памяти третьего уровня. Статическая кэш-память новой конструкции размещена на одной плате с ядром процессора и работает с ним на одинаковой тактовой частоте.

Для платформы IA-64 сейчас тестируются специально написанные операционные системы: 64-разрядная Microsoft Windows 2000, IBM Monterey 64, HP-UX, IA-64 Linux и Novell Modesto. Фактически Itanium поддержали все ведущие производители серверов, кроме Sun. При этом многие из них параллельно продолжают совершенствовать свои собственные RISC-процессоры: IBM — PowerPC, HP — PA-RISC, Compaq — Alpha EV7. Тем не менее Itanium воспринимается очень серьезно, и «в лоб» конкурировать с ним никто не собирается, догадываясь, что Itanium-серверы будут дешевле и имеют все шансы стать индустриальным стандартом де-факто. Еще одна причина успеха Itanium кроется в его огромной масштабируемости. Уже этим летом японские производители серверов демонстрировали «шкафы» с 32 одновременно работающими процессорами Itanium. Вспомним, что серверы на Pentium III Xeon бывают пока максимум 8-процессорными.

В то время как первые покупатели будут осваивать Itanium-серверы, в 2002 году в опытную эксплуатацию к поставщикам систем поступят 64-разрядные процессоры Intel McKinley. А еще через год к ним присоединятся процессоры Madison и Deerfield, но до этого к Itanium должен прийти настоящий успех. Третьего не дано.

В начало В начало

AMD SledgeHammer — «лабораторный» конкурент Intel Itanium

Не в пример Intel с ее высокоэффективной архитектурой IA-64 инженеры AMD решили не «отрекаться от старого мира», а расширить привычную систему команд х86 путем введения 64-разрядного режима работы. Такой подход теоретически позволит заказчикам более плавно перейти на 64-разрядную систему вычислений и временно использовать смешанные 32/64-разрядные среды. AMD все чаще говорит о своем разрабатываемом 64-разрядном процессоре восьмого поколения с системой команд x86, известном под рабочим названием SledgeHammer (Кувалда), и о целом семействе будущих Hammer-процессоров с той же идеологией (http://www.x86-64.org/). Это позволит сохранить «врожденную» совместимость со всем парком установленных 32-разрядных приложений и операционных систем. Разработчики подчеркивают, что сегодня ни одна другая 64-разрядная платформа не способна обеспечить столь полную совместимость с 32-битными программами. Компания давным-давно отправила спецификации своей 64-разрядной процессорной архитектуры в Microsoft и другим разработчикам операционных систем следующего поколения. Основой будущих 64-разрядных серверов AMD называется сверхпроизводительная шина Lightning Data Transport (LDT), пропускная способность которой позволит в 20 раз повысить производительность подсистемы ввода-вывода. Напомним: LDT — это тип внутреннего межмикросхемного соединения с полосой пропускания до 6,4 Гбайт/с для каждого соединения.

КомпьютерПресс 3'2001