Itanium 2: Leistungs-Tuning für 32-Bit-x86-Software

Anlässlich einer Analysten-Konferenz hat Intel seinen Itanium-Fahrplan bis zum Jahre 2006 präzisiert und Leistungsdaten des kommenden IA32 Execution Layers bekannt gegeben.

Bisher verarbeiten die Itanium-Prozessoren 32-Bit-x86-Software nur mit sehr bescheidener Geschwindigkeit, während ihre 64-Bit-EPIC-Architektur (Explicit Parallel Instruction Computing) trotz vergleichsweise geringer Taktfrequenzen enorme Rechenleistung bietet. Die kommende Ausführungsschicht (Execution Layer) simuliert die 32-Bit-Intel-Architecture (IA32) bis hin zum SSE2-Befehlssatz, setzt also herkömmliche x86-Befehle in EPIC-kompatiblen Code um -- ein Verfahren, dass etwa auch von der von Digital (DEC) für ihre Alphas entwickelten FX32!-Emulation bekannt ist oder bei den Transmeta-Prozessoren zum Einsatz kommt.

Ein Itanium 2 mit 1,5 GHz Taktfrequenz und 6 MByte Cache soll nach Intels Angaben dank IA32 EL künftig in etwa die Leistung eines Xeon-Prozessors mit ebenfalls 1,5 GHz erreichen -- etwas mehr bei Festkomma-Berechnung, etwas weniger bei Gleitkomma (gemessen mit SPEC CPU2000).

Die IA32 EL soll mit dem Service Pack 1 für Windows Server 2003 kommen, das nach Angaben dieser angeblich nur für Mitglieder des Early-Access-Programms (EAP) zugänglichen Intel-Webseite "in der zweiten Hälfte 2003 erwartet wird". Linux-Versionen folgen nach Firmenangaben 2004 im Red Hat Enterprise Linux und auch für SuSE Linux.

Intel positioniert die Itaniums als reinrassige 64-Bit-Prozessoren für Hochleistungs-Server und hielt deren 32-Bit-Leistungsfähigkeit zunächst für nebensächlich. Es scheint offensichtlich, dass Intel mit IA32 EL AMDs Argumente für die AMD64-Architektur der Opterons, nämlich das Versprechen eines gleitenden Umstiegs von 32- auf 64-Bit-Software, kontert. "IA32 EL hilft, Itanium-2-Systeme früher zu installieren", meint Intel dazu; im Klartext: Vorbehalte potenzieller Server-Käufer, die noch wichtige 32-Bit-Anwendungen laufen haben, sollen ausgeräumt werden. Intel verspricht für IA32 EL sogar, dass deren Leistung mit kommenden Verbesserungen der Itanium-Familie skaliert.

Ob die Leistung von IA32 EL für den produktiven Einsatz reicht, hängt vom Einzelfall ab. Ein 1,5-GHz-Xeon liefert bei SPEC_int_base2000 und fp_base2000 ungefähr 500 bis 600 Punkte -- die schnellsten Opterons bringen es auf jeweils mindestens 1200. Mit 64-Bit-Code liegt der Itanium 2 bei Festkomma-Berechnungen in etwa auf demselben Niveau und überschreitet im Gleitkomma-Benchmark locker die 2000-er Marke.

Intel möchte eigentlich 32-Bit-Prozessoren für 32-Bit-Server verkaufen (Xeon und Xeon MP) und den Itanium 2 für 64-Bit-Server und High-Performance-Computing-(HPC-)Cluster. Im 64-Bit-Server-Segment konkurrieren die Itaniums vor allem mit den Power-Prozessoren von IBM und den SPARC-CPUs von Fujitsu und Sun. So sieht es eigentlich auch AMD, wo man den Opteron nicht gegen Itanium setzt, sondern gegen die Xeons, die den Server-Markt mengenmäßig dominieren. Der Opteron ist bisher nur für Server mit maximal 8 Prozessoren und Cluster ausgelegt, während Itanium-2-Systeme mit bis zu 64 und bald auch 128 CPUs zu haben sind.

Im kommenden Jahr ist als neues Itanium-2-Spitzenmodell der Madison 9M geplant, mit 9 MByte Cache und über 1,5 GHz Taktfrequenz. 2005 soll der in 90-nm-Technik gefertigte Montecito zwei Kerne und noch größere Caches bringen, bis ihn später der vom Ex-Alpha-Team entwickelte Multicore-Prozessor Tanglewood ablöst.

Für Server, Workstations und Cluster-Knoten mit maximal zwei physischen Prozessoren (DP) plant Intel nach dem 1,4-GHz-Madison in 2004 den Fanwood, gefolgt 2005 vom Millington auf Montecito-Basis -- mehr wurde nicht verraten. Auch für den Deerfield, Intels Low-Voltage-Itanium-2, stehen die DP-Kerne als Nachfolger schon fest: Es sind jeweils Low-Voltage-Versionen von Fanwood und Millington. (ciw)