Twoje PC Recenzje / Testy

M E N U

» Nowości

» Archiwum

» Recenzje / Testy

» Board

» Rejestracja

Szukaj @ TwojePC

T E C H N I K A

Na co stać McKinley'a (Itanium II)? Autor: Stefan Data: 29/09/01

	Po tekście dotyczącym pierwszego z 64-bitowych procesorów Intela dostałem od Was bardzo dużo listów, dlatego właśnie zdecydowałem się na kontynuację wątku. Po pierwsze, chciałbym przybliżyć następcę Itanium czyli McKinley'a. Po drugie, szerzej chciałbym odnieść się do rzekomej (bądź rzeczywistej) wydajności Itanium. Na wstępie chciałbym jednak zaznaczyć, iż osobiście nie udało mi się położyć rąk na Itanium (choć w Polsce są już działające systemy na tym cacku oparte - między innymi w Poznaniu na uniwersytecie!), więc muszę się opierać na wynikach testów z prasy branżowej i/lub sieci. Zapraszam dalej...

Rzeczywistość

O wydajności nowego procesora miały zadecydować rozwiązania technologiczne takie jak przetwarzanie jawnie równoległe (zastosowanie nowej architektury EPIC - Explictly Parallel Instruction Computing), ulepszone przetwarzanie zmiennopozycyjne, sterowanie spekulatywne, czy wreszcie obecność bardzo dużej pamięci podręcznej trzeciego poziomu (L3). Wykonane jednak (mam nadzieje, że uczciwie) testy, zgodne ze specyfikacją SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation), wykazały, iż w przypadku operacji na liczbach całkowitych 800 megahercowy układ Itanium ustępuje większości swoich konkurentów (poza 750 megahercowym Ultra SPARC III firmy Sun), i okazuje się nawet mniej wydajny od 32-bitowego układu Pentium III Xeon przeznaczonego dla serwerów.

Także dość wymowny test "królowych na szachownicy" (na szachownicy 32x32 należy odnaleźć takie ustawienia dla 32 figur "królowej", aby nie były one wzajemnie w zasięgu swoich ruchów). Kod takiego programu zawiera stosunkowo dużo rozkazów skoków i o wydajności procesora świadczyć tutaj może zdolność trafnego ich przewidywania. Itanium, w którym Intel zastosował ładowanie kodu z wyprzedzeniem i sterowanie spekulatywne (jednoczesne wykonywanie dwóch ciągów rozkazów do czasu pojawienia się warunku skoku a następnie odrzucenie błędnych instrukcji) powinien - zgodnie z przewidywaniami - wykazać się tutaj przewagą nad konkurentami, wyposażonymi w tradycyjne (statystyczne) metody przewidywania rozgałęzień. Otrzymane jednak wyniki pokazały, iż potrzebował on więcej czasu na wykonanie obliczeń niż 32-bitowi konkurenci tacy jak Pentium 4 1.5 GHz, AMD Athlon 1.2 GHz a nawet Pentium III 1 GHz.

Stosunkowo niskie są także wartości przepustowości magistrali. O ile główny konkurent nowego dziecka Intela - procesor Ultra Sparc III firmy Sun osiąga tu wynik 2.4 GB/s, a Pentium 4 - 3.2GB/s (dwa kanały, RDRAM), to Itanium może poszczycić się jedynie przepustowością równą przepustowości AMD Athlon, czyli około 2.1GB/s. Przeciętnie też przedstawiają się wyniki wykonywania kodu 32-bitowego. Testy pokazały, że rozkazy operujące na liczbach całkowitych dla instrukcji 32-bitowych wykonują się sześć razy wolniej niż te same instrukcje dla kodu 64-bitowego. Dla liczb zmiennopozycyjnych zwolnienie jest jeszcze bardziej zauważalne, gdyż sięga ono 15-krotnie niższej wartości.

Zdecydowanie na korzyść Itanium przemawiają wydajność w obliczeniach na liczbach zmiennoprzecinkowych. Testy przeprowadzone na podstawie specyfikacji SPECfp2000 wskazały, iż Itanium zaskakująco łatwo rozprawia się z konkurencją bijąc nawet 900 megahercowego Sun Ultra SPARC III. Dla pełniejszego obrazu jego możliwości, warto przyjrzeć się poniższej tabelce:

Powstaje pytanie dlaczego taka nowatorska technologia jak Itanium okazuje się zawodzić w testach (poza wydajnością w obliczeniach na liczbach zmiennoprzecinkowych).
Po pierwsze, równoległość przetwarzania nie jest jeszcze dostatecznie zaawansowana. Problemem bowiem okazała się taka optymalizacja kodu, aby dla programów w których występuje dużo instrukcji skoków udało się wiązać instrukcje w paczki rozkazów od siebie niezależnych. Po drugie, jest nią brak zdolności procesora do przestawiania kolejności wykonywanych instrukcji 32-bitowych "na gorąco". Zatem, choć procesor potrafi je wykonywać, to jednak w przypadku chybionych odwołań do pamięci, pozostaje bezczynny, gdyż kolejność ułożenia rozkazów nie pozwoli mu na wykonanie kolejnych poleceń, choćby były one niezależne od wykonywania instrukcji powodującej zatrzymanie potoku. Procesory takie jak Athlon czy Pentium 4, w czasie oczekiwania na dane z pamięci wykonują pozostałe niezależne rozkazy. W Itanium pewną rekompensatą tej straty czasu miała być koncepcja spekulatywnego ładowania danych, lecz dotychczasowe testy wskazują, iż w aplikacjach 32-bitowych osiągi procesora są mimo wszystko niższe Pentium 4 czy AMD Athlon.
Jak na razie Itanium nie radzi sobie na tyle dobrze z instrukcjami 32-bitowymi, aby wykazać się zaletami swojej architektury. To jednak tylko stan obecny. Ponieważ zainteresowanie nową 64-bitową platformą wykazało wiele firm programistycznych, to można przypuszczać, iż w niedługiej przyszłości rynek takiego oprogramowania rozwinie się na tyle, iż systemy zbudowane na architekturze EPIC staną się interesujące dla klientów. Wymaga to jednak czasu i wielu nakładów finansowych ze strony Intela, mających na celu promocję Itanium. Gigant świadom zresztą takiej konieczności założył specjalny fundusz FUND 64, mający na celu propagowanie nowych technologii (który załatałby znaczącą część naszego deficytu budżetowego)
Można sądzić, iż Itanium jest zatem "przymiarką" Intela do 64 bitów. Na szersze zainteresowanie może liczyć chyba dopiero procesor McKinley, który na rynek trafi w przyszłym roku. Itanium byłby więc pionierem na rynku procesorów 64-bitowych, po nim natomiast miałaby się pojawić prawdziwa rewelacja...

McKinley

W momencie prezentacji nowej, zapowiadanej od wielu lat architektury Itanium, sami przedstawiciele Intela pozwolili sobie na krytyczne komentarze dotyczące jego osiągnięć. Było to o tyle zaskakujące, iż Intel dotychczas pozwalał sobie na przechwałki, brzmiące nawet jak pogróżki kierowane w kierunku producentów procesorów klasy RISC. Informując jednak o licznych niedoskonałościach nowej konstrukcji, powrócono do dawnej retoryki i wystosowano dumne: "Poczekajcie na McKinley'a". Intel i tym razem obiecał, iż jego parametry "zwalą z nóg". Zgodnie z zapowiedziami, McKinley będzie przewyższał pionierskiego Itanium co najmniej dwukrotnie wyższymi parametrami wydajnościowymi w przypadku obliczeń na liczbach zmiennoprzecinkowych i 2.5 krotnie lepszymi osiągami w stosunku do obliczeń stałoprzecinkowych. Taki wzrost wydajności to oczywiście konsekwencja usprawnień architektury procesora oraz procesu produkcyjnego. Wśród tych drugich można wymienić zwiększenie prędkości taktowania zegara aż do 1 GHz (nieco dużo jak na proces 0.18 mikrona; Itanium taktowane są zegarami 733 MHz oraz 800 MHz), zintegrowanie pamięci podręcznej L2 z jądrem procesora oraz zwiększenie do 6 MB rozmiaru pamięci podręcznej trzeciego poziomu. (Pierwotnie nie planowano umieszczenia pamięci cache L3 na pokładzie Itanium, choć ostatecznie tak uczyniono - dziś oferowane procesory posiadają 2MB lub 4MB pamięci L3). Dzięki zmianie procesu produkcyjnego na krzemowej płytce podobnych rozmiarów zamiast 25 milionów tranzystorów (Itanium) będzie można upakować ich przeszło... 220 milionów (McKinley).

64-bity w obudowie typu rack oraz "troszkę" pamięci operacyjnej...

Pracę nad Itanium rozpoczęto 7 lat temu, więc ten typ obudowy (ceramiczna) oraz skomplikowany system chłodzenia nie powinien Was dziwić

"limited version" czyli Itanium w specjalnej przezroczystej obudowie

To zdjęcie obiegło już prawie cały komputerowy świat - Pat Gelsinger z Intela prezentuje słynne 300 milimetrowe walfe, z których będą produkowane nowe procesory Intela. Dzięki nim, nowe układy mają być ZNACZNIE tańsze w produkcji :-)

Zapowiadany przyrost wydajności nie byłby jednak możliwy tylko dzięki usprawnieniom natury technologicznej. Architektura McKinley'a także zostanie poddana drobnym zmianom (choć na poziomie binarnym McKinley będzie kompatybilny z Itanium) Najważniejsza zmiana to zredukowanie długości potoku (z 10 do 7; tak przy okazji Pentium 4 - 20! [więcej o potokowaniu tutaj]). Ponadto szczytowa przepustowość magistrali ma sięgać 6.4 GB/s, co stanowi ponad trzykrotnie więcej niż analogiczna wartość dla Itanium. (tak przy okazji będąca już własnością Intela Alpha EV8 - ponad 40 GB/s). Kolejną, istotną różnicą w porównaniu do Itanium ma być możliwość jednoczesnego wykonywania czterech paczek rozkazów, w odróżnieniu od "dwupaczkowej" architektury Itanium. Każda paczka złożona jest z trzech niezależnych rozkazów, zatem można się spodziewać, że McKinley będzie jednocześnie potrafił wykonywać 12 instrukcji. Jeśli się okaże, iż technologia EPIC będzie potrafiła rozdzielać kod programów na 12 niezależnych od siebie poziomów instrukcji, to zysk na ich równoległym wykonywaniu mógłby być rzeczywiście zadziwiający. Krytycy pomysłów Intela twierdzą jednak, iż taka optymalizacja kodu jest raczej niemożliwa i zapowiadany potencjał pozostanie niewykorzystany. Faktem jest jednak, iż McKinley posiadać ma o wiele więcej układów funkcjonalnych niż jego poprzednik, w tym o 2 jednostki wykonujące instrukcje dostępu do pamięci oraz dwie dodatkowe jednostki obliczeń całkowitoliczbowych. Dodatkowe układy funkcjonalne, prócz zwiększenia liczby wykonywanych jednocześnie instrukcji, uproszczą proces pobierania "paczek" rozkazów i ich dekodowania (a przez to zwiększą wydajność).

Zakończenie

Wymienione powyżej różnice pomiędzy Itanium a jego oczekiwanym następcą pozwalają przypuszczać, iż dopiero ten drugi okaże się tak długo zapowiadanym przez Intel oraz HP rynkowym przebojem. Wiadomo, że dzięki wysiłkom FUND 64 nowa technologia Intela ma wielu zwolenników, zarówno wśród producentów sprzętu, jak i firm programistycznych (szczególnie linuksowych, sic!). Jeszcze przed premierą Itanium gotowość rozbudowywania systemów opartych na 64-bitowym procesorze Intela zgłosił 25 poważnych firm, a 5 systemów operacyjnych obsługuje tą architekturę. Wygląda więc na to, iż następca Itanium, może się - zgodnie z zapowiedziami producenta - okazać prawdziwym hitem przyszłego roku. Hitem, przy założeniu, że w wyścigu Intela z AMD, McKinley nie ulegnie zmiażdżeniu przez "młot dwuręczny" tegoż drugiego...o którym jednak więcej następnym razem.

K O M E N T A R Z E

Apropos MC'a... (autor: DYD-Admin | data: 28/09/01 | godz.: 16:38)
...pewnie dlatego Intel i HP rozdają systemy z Itanium ... :))
Powiem tyle, duuuży (autor: sebtar | data: 29/09/01 | godz.: 12:12)
ten procesor, heh :)
No! (autor: Zyga | data: 15/12/01 | godz.: 16:35)
Zobaczymy jak weźmie się za jego "ujarzmianie" B. Gates :)))
INTEL TFU!!!!! (autor: Gruby-brak rejestracji | data: 11/02/02 | godz.: 21:57)
FUCK INTEL
ALE krowaaa (autor: Trek_pl | data: 9/09/02 | godz.: 16:56)
A jaki na nia wiatraczek czy moze cus takiego... buuu
Na STOS!!! (autor: BodeX | data: 17/05/03 | godz.: 20:39)
Intel jest BE!!
Oni są źli to AMD jest fajne i nie robi ludzi w hu.. yyy to znaczy w jAjO
Moc !!! (autor: TOMAHAWK | data: 16/08/03 | godz.: 00:02)
Itanium 2 -1.5 Ghz wydziela 130 Watów mocy
dla porównania Athlon XP 3200+ (Barton) wydziela 76 watt
Intel is funny (autor: ANGEL_DEATH | data: 1/10/03 | godz.: 22:26)
Intel musi dostać nieźle w d..pe od Amd żeby sie wreszcie zabrać do roboty

D O D A J K O M E N T A R Z

Aby dodawać komentarze, należy się wpierw zarejestrować, ewentualnie jeśli posiadasz już swoje konto, należy się zalogować.