Infos, Bilder, Benchmarks zum Intel Itanium 2 (McKinley)

Der Intel Itanium 2-Prozessor kommt nun in seiner zweiten und überarbeiteten Version in einem völlig neuem Gewand im Gegensatz zu seinem Vorgänger. Es scheint, dass man aus den Fehlern der Vergangenheit gelernt hat und der Itanium nun endlich aus den Kinderschuhen entwachsen ist. Mit dem Itanium 2 versucht Intel nun erneut den Server-Herstellern Sun und IBM im Markt für Highend-Serverchips Konkurrenz zu machen. Der Nachfolger des Itanium (Merced) soll nun auch den Erfolg der Intel Xeon-Prozessoren fortführen und somit der Konkurrenz, die ja spätestens seit dem Opteron auch aus dem Hause AMD kommt, das Leben wieder ein wenig schwerer zu machen.

Die Computer-Industrie steht zur Zeit in einem Wandel von der weit verbreiteten 32 Bit- zur 64 Bit-Technologie. Die Vorteile liegen klar auf der Hand: Zum einen spricht der Geschwindigkeitsvorteil für die 64 Bit-Technologie und zum anderen kann ein 64 Bit-Prozessor deutlich mehr Arbeitsspeicher ansprechen und verwalten als dies mit einem 32 Bit-Prozessor à la Pentium oder Athlon möglich war. Nicht ohne Grund redet Intel von einer "Prozessorarchitektur für die nächsten 20 Jahre", wenn man die Verantwortlichen auf den Itanium-Prozessor, Intels erster 64 Bit-Prozessor, anspricht.

Wie alle Intel-Produkte trägt Madison einen geographischen Begriff als Namen, um jede Art von möglichen Verstößen gegen geschützte Markennamen zu verhindern. Madison heißt nach dem Fluss, der durch die US-Staaten Wyoming und Montana fließt: "weil dieser Fluss weit reicht und viele Dinge berührt", meint Intel-Sprecher Seth Walker. Der Itanium-Vorgänger McKinley war noch nach dem größten Berg Nordamerikas benannt worden.

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.

Der Itanium 2-Prozessor soll dem Anwender die
64 Bit-Technologie schmackhaft machen.

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 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 Details

Beim Itanium 2 hat Intel die Kinderkrankheiten des Vorgängers beseitigt, um eine erfolgreiche Einführung zu ermöglichen. Der erste Itanium-Prozessor mit Merced-Kern besaß nur einen sehr kleinen L2-Cache (extrem schneller und teurer Zwischenspeicher des Prozessors). Zwar war der L3-Cache mit bis zu 4 MB überdurchschnittlich, trotzdem war der mit 96 KB große L2-Cache definitiv zu klein geraten, so dass der Itanium-Prozessor unnötig gebremst wurde. Selbst ein billiger Celeron-Prozessor aus dem Desktop-Segment besaß zu der Zeit mit 128 KB mehr L2-Cache! Der Itanium 2 besitzt hier immerhin schon 256 KB L2-Cache, was zwar in der heutigen Zeit auch nicht mehr besonders viel ist (ein Athlon XP und Pentium 4 besitzen bereits 512 KB), aber die Performance des Itanium 2 nicht unnötig ausbremsen dürfte.

Der McKinley- und Madison-Kern (oben) des Itanium 2 unterscheidet sich optisch in der Größe der DIE. Beim Madison ist sie nur noch 374 mm², beim McKinley immerhin noch stolze 421 mm² groß.

Des Weiteren konnte der Vorgänger-Itanium lediglich mit langsamen SDRAM-Speicher betrieben werden, was den Speicherdurchsatz zwischen CPU und den anderen Komponenten wie Chipsatz, Arbeitsspeicher, etc. deutlich begrenzte. Zwar versuchte man mithilfe der "Double-Pumped-Technologie", bei der zwei Datenpakete pro Takt verarbeitet werden, so dass der Systemtakt 266 Mhz (2*133 FSB = 266 Mhz) betrug, aber Benchmarks mit einem Pentium 4/SDRAM-System zeigten, dass der Prozessor in seiner Leistungsfähigkeit stark gebremst wurde. Beim Itanium 2 wechselte man daher auf die so genannte Quad-Pumped-Technologie, die man bereits vom Pentium 4 her kennt. Hier werden gleich 4 Pakete pro Takt verarbeitet und der Systemtakt beträgt 400 Mhz (4*100 FSB = 400 Mhz). Dies ist aber bereits auch nicht mehr der Stand der Technik. Moderne Pentium 4-Prozessoren werden bereits mit einem Systemtakt von 533 (4*133 Mhz) und 800 Mhz (4*200 Mhz) betrieben. Immerhin kann man den Itanium 2-Prozessor mit schnellem DDRAM- oder Rambus-Speicher betreiben.

Der Intel Itanium 2 wurde anfangs mit dem McKinley-, später mit dem Madison-Kern bestückt. Beide unterscheiden sich in der Herstellung und in dem L3-Cache. Die ersten Modelle mit 900 und 1000 Mhz besaßen noch den in der 0,18µm-Technologie hergestellten McKinley-Kern. Zudem betrug der L3-Cache 1,5 bzw. 3 MB. Schnell merkte man aber, dass der McKinley-Kern bei 1000 Mhz bereits an sein Grenzen gestoßen war, so dass man die Transistoren verkleinern musste. Somit löste der Madison-Kern, der in der feineren 0,13µm-Technologie hergestellt wurde, den McKinley ab. Durch dieses so genannte Shrinking waren zum einen höhere Taktraten möglich und zum anderen konnte gleichzeitig die Kernspannung von 1,5 auf 1,3 Volt reduziert werden, was die durchschnittliche Verlustleistung trotz höherer Taktraten konstant bei 130 Watt hielt. Um aus dem Itanium 2 noch etwas mehr Leistung zu kitzeln, gönnte Intel den Madison-Modellen einen L3-Cache mit bis zu 6 MB.

Der L3-Cache nimmt beim Madison-Kern den
größten Teil des Prozessorkerns in Anspruch

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+, SSE und SSE 2, 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.

Prozessorüberblick

Technischer Überblick

 

• Intel Itanium 2
• Erschienen am ???
• Prozessorkern: McKinley und Madison
• Transistoren: 221 (McKinley) und 410 Mio. (Madison)
• Herstellung: 0,18 und 0,13µm
• L2-Cache: 256 KB
• L3-Cache: 1,5 bis 6 MB
• Taktraten: 900 bis 1500 Mhz
• Systemtakt: 400 Mhz (4*100 FSB = 400 Mhz)
• MMX, MMX+, SSE und SSE2
• Betrieb mit bis zu 512 CPUs

 

Seite zuletzt geändert am 22.05.2018 | Impressum | Datenschutzerklärung | Copyright © pc-erfahrung.de