Intel Itanium. Входит дракон

Денис Суворов

Компания Intel представила Itanium — свой первый процессор для 64-разрядных вычислений. При этом большинство характеристик нового процессора было известно заранее (см. «Процессор Intel Itanium — революционер-подпольщик», КомпьютерПресс № 3’2001), ведь тысячи серверов и рабочих станций на базе Itanium уже несколько месяцев проходили корпоративное тестирование и о достоинствах нового чипа были оповещены многие потенциальные заказчики.

Лежащая в основе дизайна Itanium микроархитектура вычислений с явным параллелизмом (Explicity Parallel Instruction Computing, EPIC) позволяет разбивать различные приложения и процессы вычислений на выполняемые параллельно фрагменты, обеспечивая в результате существенный скачок производительности. Ожидается, что в этом году 25 компаний (среди них IBM, Dell, HP, Bull и др.) выпустят более 35 моделей серверов и рабочих станций на основе Itanium, а сотни поставщиков оборудования и программного обеспечения предложат различные продукты для использования с системами, работающими на 64-разрядном процессоре. Для нового поколения процессоров уже написаны оптимизированные операционные системы: MS Windows (64-разрядная версия для серверов 64-bit Windows Advanced Server Limited Edition и 64-разрядная версия для рабочих станций), HP-UX 11i, AIX-5L и Linux.

В России система на базе процессора Intel Itanium была опробована в лаборатории химической кибернетики химического факультета МГУ. На примере одной задачи сравнивалась производительность различных кластеров и систем на базе Pentium III, Pentium III Xeon и Itanium. Так, тестирование бета-версии программы квантово-химических расчетов PC GAMESS, оптимизированной для архитектуры Itanium, показало, что мощность двухпроцессорной рабочей станции на базе процессора Itanium с частотой 667 МГц сопоставима с производительностью 9-10 однопроцессорных рабочих станций на базе процессора Intel Pentium III с частотой 500 МГц. При общей пиковой производительности компьютера, равной примерно 5,3 Гфлоп, диапазон реально достигнутой производительности при решении задач квантовой химии с помощью пакета PC GAMESS составил 3,3-3,5 Гфлоп.

Intel собирается выпускать процессоры Itanium с тактовой частотой 800 и 733 МГц, кэш-памятью третьего уровня 2 или 4 Мбайт, с возможностью конфигураций от 2 до 32 процессоров в системах. Сейчас в стадии разработки находятся шесть процессоров семейства Intel Itanium, а в ближайшее время планируются разработка и выпуск процессоров и систем второго поколения McKinley.

Itanium, по мнению компании Intel, является ее самой значительной разработкой в области микропроцессорной архитектуры с момента выпуска процессора i386 в 1985 году. Инженерам удалось отказаться от давно морально устаревшей системы команд x86 (она в ходу с 1978 года) и, не оглядываясь назад, перейти к новой архитектуре. Лицо Itanium — это не только 64-разрядность (для 32-разрядных процессоров теоретическое ограничение объема адресуемой оперативной памяти составляет 4 Гбайт, а у 64-битных — несколько терабайт), но и явный параллелизм EPIC. Архитектура IA-64, по которой спроектированы Itanium и его последователь MсKinley, использует самые современные принципы: VLIM (Very Long Instruction Word — архитектура с длинными командами), улучшенный механизм предварительной подачи данных, устранение ветвлений и др. Среди особенностей первого IA-64-процессора можно отметить увеличенное адресное пространство, средства обнаружения и исправления ошибок, а также пропускную способность до 2,1 Гбайт/с. Картридж Itanium предназначен для установки в комбинированный процессорный разъем Slot M. Сигнальная матрично-штырьковая и силовая части картриджа разведены, чтобы исключить помехи. А на задней стороне массивного процессорного картриджа встроена внушительная теплоотводная пластина. Статическая кэш-память новой конструкции размещена на одной плате с ядром процессора и работает с ним на одинаковой тактовой частоте.

Известно, что 64-разрядный Itanium лишь условно пригоден для работы с существующими 32-битными приложениями (падение производительности слишком заметно). Он плохо адаптирован для смешанных 32/64-разрядных сред, так как рассчитан на полный переход к 64-разрядным вычислениям. Нишу рынка 32-разрядных серверов надежно закрывает другой класс процессоров Intel — Xeon. Недавно к Pentium III Xeon присоединился и Pentium 4 Xeon — высокопроизводительный процессор для серверов и рабочих станций, построенный на ядре Pentium 4.

КомпьютерПресс 7'2001