Infos, Bilder, Benchmarks zum Intel Itanium (Merced)

Der Intel Itanium ist der erste 64 Bit-Prozessor, der auf dem Markt veröffentlicht wurde. Doch bis es zu diesem endgültigen Schritt kam, mussten die Intel-Ingenieure viele Hürden überwinden und die Veröffentlichung des Itanium-Prozessors wurde immer wieder verschoben. Bereits im Jahre 1994 begann Intel mit der Entwicklung des Itanium-Prozessors und Intel gab einen vorzeitigen Veröffentlichungstermin für das Jahr 1998 bekannt. Doch vier Jahre Entwicklungszeit reichten immer noch nicht aus, um den 64 Bit-Prozessor fertig zu stellen, was die Komplexität und Schwierigkeiten der 64 Bit-Technologie widerspiegeln.

Und so kam es, dass man den Termin für die Vorstellung immer verschieben musste, bis man es nach den Terminen Sommer 1999, Juli 2000, August 2000, Oktober 2000, Januar 2001 und Mai 2001 es endlich geschafft hatte, die Entwicklung des Itanium-Prozessors im Juni 2001 fertig zu stellen und ihn der breiten Öffentlichkeit zu präsentieren.

Der Itanium-Prozessor war lediglich in den Taktraten von 733 und 800 Mhz erhältlich, was den Eindruck eines Testlaufs schuf. Warum sollte man ein neues Prozessormodell lediglich in zwei verschiedenen Taktraten auf dem Markt veröffentlichen, wobei diese noch weit unter den Taktraten anderer Prozessoren lag? Zum Vergleich: Ein AMD Athlon "Thunderbird" erreichte im Jahr 2001 bereits eine Taktrate von 1400 Mhz. Intel sah sich wahrscheinlich mit dem Itanium noch nicht 100% auf der sicheren Seite und entwickelte lieber an den Nachfolger des Itaniums als an Modellen mit höherer Taktrate.

Intel musste den Veröffentlichungstermin
immer wieder verschieben

Zwar soll laut Intel der Itanium-Prozessor auch für den Betrieb in so genannten Workstations, also Einzelplatzrechnern für den professionellen Einsatz, interessant sein, doch wenn man es einmal objektiv betrachtet, ist der Itanium-Prozessor hauptsächlich für Server-Markt konzipiert worden. Alleine die Skalierbarkeit mit bis zu 512 Prozessoren macht den Einsatz des Itanium für  Hochleistungsservern geradezu notwendig. Wenn man dazu einmal einmal den Intel Xeon MP vergleicht, der gerade einmal in einem System mit bis zu acht Prozessoren eingesetzt werden kann, erscheint der Itanium wie ein Prozessor mit überdimensionalen Fähigkeiten.

64 Bit-Technologie

Der Intel Itanium ist ein reiner 64 Bit-Prozessor. Viele PC-Anwender tun sich mit den Begriffen 32 und 64 Bit schwer, weil diese Technologien für den "normalen" Anwender einfach zu abstrakt sind. Daher versuche ich in vereinfachter Weise kurz auf die 64 Bit einzugehen.

Auch wenn es mittlerweile viele verschiedene Programmiersprachen gibt, jeder einzelne Programmcode wird nach der Fertigstellung in für den Prozessor verständlichen Maschinencode umgewandelt, denn ein Prozessor versteht lediglich den Zustand zweier Werte: 0 oder 1. Ein Bit kann demzufolge entweder den Wert 0 oder 1 haben, so dass der Prozessor mit einer unendlich erscheinende Reihe von Nullen und Einsen  (beispielsweise 0011010110...010101101011) gefüttert wird. Und genau hier liegt der Unterschied zwischen einem 32 und 64 Bit-Prozessor: Kann ein herkömmlicher 32 Bit-Prozessor lediglich einen Befehl in der Länge von 32 Stellen verarbeiten, so besitzt der Opteron ein IA-64-Register, um ein 64 Bit langen Befehl entgegenzunehmen. Die Vorraussetzung dafür ist, dass die Software für diesen 64 Bit-Betrieb programmiert wurde. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit enorm gesteigert. Um die volle Leistungsfähigkeit des Opteron ausnutzen zu können, benötigt man entweder eine Linux-Version mit 64 Bit-Kernel oder die neue Version Windows XP 64. Ansonsten läuft der Opteron im 32 Bit-Mode.

Der Intel Itanium war der erste 64 Bit Prozessor

Der Intel Itanium ist anders als der AMD Opteron ein reiner 64 Bit-Prozessor, der seine volle Leistungsfähigkeit nur unter einem 64 Bit-Betriebsystem (Windows XP 64 oder Linus mit 64 Bit-Kernel) und -Software ausspielt. Natürlich läuft der Itanium-Prozessor auch unter Verwendung von 32 Bit-Software, nur muss der Prozessor hier den 32 Bit- in 64 Bit-Code aufwendig umwandeln bzw. emulieren, was den Itanium ausbremst. AMD hat bei seinem 64 Bit-Opteron drei Modi implementiert, so dass der Opteron-Prozessor zu einem 32 und 64 Bit-Betriebsystem und -Software voll kompatibel ist, ohne mit Leistungseinbußen zu rechnen.

Technische Eigenschaften

Der Intel Itanium wurde mit dem so genannten Merced-Kern bestückt. Der Merced-Kern wurde noch in der 0,18µm-Technologie hergestellt, die wir bereits von dem Pentium III "Coppermine" aus dem Desktop-Markt kannten. Der Coppermine bestand ebenfalls mit 0,18µm feinen Transistoren. Dies war auch der Grund, warum man den Itanium lediglich in einer Taktrate bis zu 800 Mhz auf dem Markt veröffentlicht hat, denn das schnellste Pentium III "Coppermine"-Model wurde auch nur mit 1133 Mhz getaktet und wurde bei diesem relativ hohen Takt sehr heiß, so dass man bei diesem Prozessor eine gute Kühlung benötigte. Und beim Intel Itanium-Prozessor darf man auch nicht vergessen, dass die komplette Architektur viel komplexer ist und dadurch viel mehr Wärme und Verlustleistung produziert wie ein vergleichbarer Pentium III.

Zwar hat Intel beim Itanium-Prozessor am L2-Cache (extrem schneller und teurer Zwischenspeicher des Prozessors) gespart, aber dafür hat man den L3-Cache überdimensional ausgestattet. So ist der Intel Itanium mit einem 2 oder 4 MB großen L3-Cache erhältlich. Wie sich aber anhand einiger Benchmarkergebnisse herausgestellt hat, drückt der mit 96 KB viel zu klein geratene L2-Cache stark auf die Performance und bremst den Itanium in bestimmten Anwendungen aus. Selbst die Billig-CPU Celeron mit Coppermine-Kern besitzt bereits einen L2-Cache von 128 KB und ein vergleichbarer Pentium III sogar 256 KB. Intel hat den L3-Cache aufgrund der neuen Technologien, die man dem Itanium verpasst hat, so groß ausfallen lassen, denn im L3-Cache werden große Datenmengen gespeichert, die mit der höchsten Wahrscheinlichkeit als nächstes vom Prozessor benötigt werden.

Im Vergleich: Der Intel Itanium 2 und der Vorgänger Itanium.
Beide wurden für den Slot M konzipiert.

Neben der 64 Bit-Technologie besitzt der Itanium noch eine weitere neuartige Technologie, die dem Prozessor noch stark beschleunigen soll. die EPIC-Technologie. EPIC steht für "Explicitly Parallel Instruction Computing" und sorgt für einen optimierten Ablauf beim parallelen Bearbeiten von Befehlen, wenn man es einmal umgangssprachlich erklären darf. Mit der EPIC-Technologie versucht man den Prozessor intelligenter arbeiten zu lassen, indem er bestimmte Abläufe vorhersagen kann. So versucht der Itanium-Prozessor, möglichst die Daten in den großen L3-Cache zu schreiben, die in den nächsten Programmabläufen am wahrscheinlichsten benötigt werden. Mit diesem Trick werden unnötige Wartezeiten vermieden, in der die CPU quasi im Leerlauf verweilt und auf den nächsten Befehl wartet. Die Kombination aus Vorhersage, Spekulation und Paralleler Datenverarbeitung kennt man bereits von den RISC- und CISC-Prozessoren, dessen Technologien beim Itanium nochmals überarbeitet und verbessert wurden.

Neben diesen speziellen Technologien verfügt der Itanium-Prozessor auch über herkömmliche Eigenschaften, die man bereits aus dem Desktop-Bereich her kennt. So unterstützt der Itanium die Befehlserweiterungen MMX, MMX+ und SSE, mit deren Hilfe bestimmte Programmroutinen schneller verarbeitet werden konnten, sobald die Software diese Technologien unterstützt. Vor allem bei rechenintensiven Anwendungen wie Videobearbeitung, MP3-Dekodierung und DVD-Kompression machen sich diese Befehlserweiterungen positiv bemerkbar.

Der Intel Itanium wird mit einem Systemtakt von 266 Mhz betrieben, der sich aus einem "Double-Pumped"-FSB von 133 Mhz zusammensetzt (2*133 Mhz = 266 Mhz). Somit geht man den Weg wie AMD mit den Athlon-Prozessoren, die ebenfalls zwei Datenpakete pro Prozessortakt verarbeiten können, was letztendlich den Speicherdurchsatz erheblich anhebt und somit die Leistungsfähigkeit der Prozessoren etwas beschleunigt. Insgesamt kann der Itanium-Prozessor bis 64 GB SDRAM-Arbeitsspeicher adressieren. Dazu benötigt man ein Mainboard mit 460 GX-Chipsatz. Des Weiteren muss das Mainboard einen Slot-M-Steckplatz besitzen, denn für diesen Steckplatz wurde der Intel Itanium konzipiert.

Prozessorüberblick

Technischer Überblick

 

• Intel Itanium
• Erschienen im Juni 2001
• Prozessorkern: Merced
• Transistoren: ???
• Technologie: 0,18µm
• Systemtakt: 266 Mhz (2*133 Mhz)
• Taktraten: 733 und 800 Mhz
• Steckplatz: Slot M
• MMX, MMX+ und SSE
• Bis zu 512 Prozessoren

 

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