Infos, Bilder, Benchmarks zum Intel Xeon MP

Nachdem Intel den Pentium 4 für den Desktop-Bereich und den Xeon DP für den Workstation-Einsatz, also für den Einsatz in professionellen Einzelplatz-Rechnern, entworfen hatte, brachte man im März 2002 mit dem Xeon MP einen Server-Prozessor auf dem Markt. Der Pentium 4 und der Xeon DP waren zwar sehr schnell, doch unterstützten sie kein Multi-Prozessor-Betrieb. Der Pentium 4 kann nur alleine in einem System betrieben werden und der Xeon DP unterstützt, wie der Name schon sagt (DP = Dual-Prozessor-Betrieb), lediglich einen Zwei-Prozessor-Betrieb. Daher eignete sich letzterer nur für Anwender, die vielleicht beruflich mit professionellen CAD-Anwendungen oder 3D-Rendering zu tun haben. Man spricht daher beim Intel Xeon DP auch von einem so genannten Workstation-Prozessor.

Doch ein Hochleistungsserver benötigt mehr als nur einen bzw. zwei Prozessoren, so dass Intel kurze Zeit später nach Einführung des Xeon DP das entsprechende Server-Produkt in Form des Xeon MP auf dem Markt veröffentlichte. "MP" steht für Multi-Prozessor-Betrieb und weist darauf hin, dass man in einem System mehr als zwei Prozessoren betreiben kann.

Mit dem Xeon MP hatte Intel das passende Server-Produkt zur Hand.
Anders als beim Xeon DP unterstützt der Xeon MP einen Multi-Prozessor-Betrieb.

Technisch gesehen unterscheiden sich der Pentium 4, Xeon DP und Xeon MP nur in wenigen Details, so dass man diese drei Prozessoren ruhig in einem Zug nennen kann. Die Xeon-Modelle sind zwar auf Ihren speziellen Einsatz optimiert worden und passen auf einen ganz anderen Sockel, trotzdem basieren sie auf die Technik des Pentium 4 und weisen somit viele Technologien vor, die man von dem kleinen Desktop-Pendant her kennt.

Technische Erneuerungen

Der Intel Xeon MP wurde anfangs noch mit dem Foster MP-Kern bestückt, der noch in der 0,18µm-Technologie hergestellt wurde. Doch bereits bei einer Taktrate von 1600 Mhz stieß man bereits an die Grenzen dieses Kerns, so dass man den Gallatin-Kern einführte. Dieser wurde nun in der 0,13µm-Technologie hergestellt und ermöglichte aufgrund der feineren Strukturen deutlich höhere Taktraten. Trotz der höheren Taktraten konnte die Kernspannung (V-Core) von 1,7 auf 1,475 Volt gesenkt, was sich positiv auf die Wärmeentwicklung und Verlustleistung (in Watt) auswirkte. Ein Intel Xeon MP mit dem älteren Foster MP-Kern verbrauchte im Durchschnitt ca. 82 Watt. Das gleiche Modell mit Gallatin-Kern verbraucht da gerade einmal 54 Watt, was eine deutliche Verbesserung ist.

Der Intel Xeon MP wurde für den Sockel 603 konzipiert

Der Wechsel vom Foster MP- zum Gallatin-Kern brachte nicht nur thermische Verbesserungen mit sich, sondern auch leistungsfördernde Erneuerungen. Intel verdoppelte beim Gallatin-Kern den L2-Cache von 256 auf 512 KB, so dass ein gleichgetakteter Xeon MP mit Gallatinn-Kern schneller rechnet als ein Xeon MP mit Foster MP-Kern. Zusätzlich zu dem L2-Cache besitzen alle Xeon MP-Prozessoren einen L3-Cache von 512 bzw. 1024 KB. Lediglich die Topmodelle mit einer Taktfrequenz von 2000 und 2800 Mhz werden mit einem 2 MB großen L3-Cache bestückt.

Der Intel Xeon MP basiert bekanntlich auf den Pentium 4 aus dem Desktop-Markt. So verfügt der Intel Xeon MP über die gleiche Quad-Pumped-Technologie, die man vom Pentium 4 her kennt. So kann der Datendurchsatz zwischen CPU und den anderen Komponenten enorm gesteigert werden und der enorme Datenhunger dieser Prozessoren gestillt werden. Und dies ist auch bei den Xeon und Pentium 4-Prozessoren enorm wichtig, wie anfängliche Versuche, einen Pentium 4 mit SDRAM zu betreiben, in nicht vertretbaren Leistungseinbußen endeten. Aus diesem Grund werden auch die Xeon MP-Prozessoren mit dieser Quad-Pumped-Technologie betrieben, so dass der Systemtakt bei 400 Mhz (4*100=400 Mhz) lag.

Anders als beim Intel Xeon DP unterstützen alle Xeon MP-Prozessoren das neu eingeführte Hyperthreading, was dem System vorgaukelt, dass im Rechner ein Dual-Prozessor-System steckt. Windows verhält sich dann so, als würden zwei Prozessoren im System stecken, was sich vor allem bei rechenintensiven Programmen wie MP3-Dekoding und Video-Kompression positiv bemerkbar macht. Auch wenn man mehrere Programme gleichzeitig betreibt (beispielsweise eine DVD komprimieren und gleichzeitig ein 3D-Game spielen) macht sich die Hyperthreading Technologie sehr bemerkbar. Der Pentium 4 HT teilt die Ressourcen wie L2-Cache und Front-Side-Bus auf, so dass beide Prozessoren (welche eigentlich nur einer sind) auf eigene Ressourcen zurückgreifen können.

Auch die SSE2-Befehlserweiterung hält beim Xeon DP Einzug, so dass dieser Prozessor mit MMX, MXX+, SSE und SSE 2 insgesamt vier dieser Erweiterungen unterstützt. Mit der Hilfe dieser Befehlserweiterungen werden bestimmte Programmroutinen schneller verarbeitet, sobald die Software diese Technologien unterstützt. Vor allem bei rechenintensiven Anwendungen wie Videobearbeitung, MP3-Dekodierung und DVD-Kompression machen sich diese Befehlserweiterungen positiv bemerkbar.

Altbekanntes vom Pentium 4 - "Hyper-Pipeline-Technologie" und "Advanced Dynamic Execution"?

Wie auch beim Pentium 4 hat Intel die so genannte Hyper-Pipeline-Technologie beim Intel Xeon eingeführt. Die Hyper-Pipeline-Technologie bezeichnet die neue, tiefere Pipeline der Pentium 4 Architektur. Der Intel Xeon Prozessor verwendet eine 20-stufige Pipeline, die eine branchenführende Taktrate ermöglicht. Diese höhere Zahl der Pipeline-Stufen sorgt neben den höheren Taktfrequenzen auch für mehr Spielraum. Zum Vergleich: Die P6-Mikroarchitektur, Grundlage für den Pentium III Prozessor, hat nur eine 10-stufige Pipeline. Jede Prozessor-Pipeline-Stufe bearbeitet eine spezifische Aufgabe, bevor die Ausführung an die nächste Stufe der Pipeline weitergegeben wird. Wie bei einem Fließband kann auf jeder Stufe im Prozess schneller an der jeweils spezifischen Aufgabe gearbeitet werden, wodurch die Pipeline insgesamt mit höheren Geschwindigkeiten arbeitet und der Gesamtdurchsatz erhöht wird.

Der Intel Xeon MP basiert größtenteils
auf der Pentium 4-Architektur

Advanced Dynamic Execution ist eine erweiterte Technologie der Sprungvorhersage, die bereits beim Pentium III eingeführt wurde. Um die Rechenleistung des Prozessors effektiver zu gestalten, versucht man, die Daten vorher in den Cache (Zwischenspeicher des Prozessors), die am wahrscheinlichsten als nächstes benötigt werden. So werden lange Wartezeiten vermieden und der Prozessor arbeitet schneller. Advanced Dynamic Execution baut auf den P6-Dynamic-Execution-Verarbeitungstechniken auf, wodurch die Fähigkeit des Prozessors zur effizienten Datenbearbeitung weiter verbessert wird. Die verbesserte Sprungvorhersage unterstützt den Prozessor bei der Nutzung der tieferen Pipeline. Ein tieferes Befehlsfenster ermöglicht verstärkte Out-of-Order-Speculative-Execution mit über 100 Anweisungen binnen kürzester Zeit.

Hier noch Mal alles auf einen Blick: 

• Hyper Pipeline : Mit 20 Stufen doppelt so lang wie beim  P6-Core. Sie kann bis zu 128  Micro-Ops gleichzeitig verarbeiten. Die Hyper-Pipeline-Technologie ermöglicht die hohen Taktfrequenzen des Xeon.
• Trace Cache : Der Trace Cache ist ein erweiterter  L1-Cache für Befehle. Er speichert bereits dekodierte Micro-Ops. Wartezeiten durch Befehlsdekodierung beim Speisen der Pipeline werden verhindert.
• Rapid Execution Engine : Die  ALUs des Xeon takten mit der doppelten  Core-Frequenz. Integer-Befehle bearbeitet NetBurst damit beim 1,7-GHz-Xeon mit 3,4 GHz.
• Advanced Dynamic Execution : Sehr tiefe Core-Architektur nach dem spekulativen  Out-of-Order-Prinzip. NetBurst kann 126 Befehle gleichzeitig halten und stellt das Befehlsfenster den Ausführungseinheiten zur Verfügung. Zusätzlich verfügt der Xeon über eine verbesserte Sprungvorhersage, die bei langen Pipelines sehr wichtig ist. Ein 4 KByte großer Branch Target Buffer unterstützt die Sprungvorhersage.
• SSE2 : Die Streaming SIMD Extensions 2 verfügen über 144 neue Befehle und erlauben 128 Bit breite Integer- und Floating-Point-Operationen.
• 400-MHz-Systembus . Theoretisch sind mit dem Xeon Datentransferraten von 2,98 GByte/s (Basis 1024) möglich. Er bietet somit die dreifache Bandbreite des Pentium III mit 133-MHz- FSB.

Prozessorüberblick

Modell (Klick für Info)	K e r n e	Takt (MHz)	T u r b o	FSB	Multi	Core	L1 (KB)	L2 (KB)	L3 (KB)	Hrst. (nm)	Temp	Socket	Volt	Watt	64 Bit	M M X	3 D N o w	S S E	S S E 2	S S E 3	S S E 4.1	S S E 4.2	A V X	A V X 2	M e m	V G A
Xeon MP 2800	1	2800		400 Quad	28,0	Gallatin	8	512	2048	180	69,0°C	Sockel 603	1,480	83,0
Xeon MP 2500	1	2500		400 Quad	25,0	Gallatin	8	512	1024	180	70,0°C	Sockel 603	1,480	74,0
Xeon MP 2000	1	2000		400 Quad	20,0	Gallatin	8	512	2048	180	69,0°C	Sockel 603	1,480	74,0
Xeon MP 2000	1	2000		400 Quad	20,0	Gallatin	8	512	1024	180	69,0°C	Sockel 603	1,480	65,0
Xeon MP 1900	1	1900		400 Quad	19,0	Gallatin	8	512	1024	180	68,0°C	Sockel 603	1,480	63,0
Xeon MP 1500	1	1500		400 Quad	15,0	Gallatin	8	512	1024	180	67,0°C	Sockel 603	1,480	54,0
Xeon MP 1600	1	1600		400 Quad	16,0	Foster MP	8	256	1024	180	78,0°C	Sockel 603	1,700	87,0
Xeon MP 1600	1	1600		400 Quad	16,0	Foster MP	8	256	512	180	78,0°C	Sockel 603	1,700	87,0
Xeon MP 1500	1	1500		400 Quad	15,0	Foster MP	8	256	1024	180	76,0°C	Sockel 603	1,700	82,0
Xeon MP 1500	1	1500		400 Quad	15,0	Foster MP	8	256	512	180	76,0°C	Sockel 603	1,700	82,0
Xeon MP 1400	1	1400		400 Quad	14,0	Foster MP	8	256	1024	180	75,0°C	Sockel 603	1,700	78,0
Xeon MP 1400	1	1400		400 Quad	14,0	Foster MP	8	256	512	180	75,0°C	Sockel 603	1,700	78,0
Quelle: Prozessorlisten * Cache addiert

Technische Details

 

• Intel Xeon MP
• Erschienen im März 2002
• Prozessorkern: Foster MP und Gallatin
• Taktraten: 1400 bis 2800 Mhz
• Systemtakt: 400 Mhz
• Herstellung: 0,18 und 0,13 µm
• Steckplatz: Sockel 603
• MMX, MMX+, SSE, SSE 2
• HyperThreading
• Mehr-Prozessor-Betrieb

 

Weitere Informationen

Um einen Überblick über die verschiedenen Xeon-Prozessoren zu bekommen, lohnt sich ein zusätzlicher Blick auf die "Prozessortabelle-Server". Hier werden sämtliche Informationen zu den Prozessoren in einer übersichtlichen Tabelle aufgelistet.

Unterschiede zwischen Xeon MP und DP