Már úton van a következő Itanium

A hivatalos PR mikroblogján közölte az Intel, hogy megkezdődtek a Tukwila kereskedelmi szállításai, valamint hogy egy nagyobb bejelentés a chipekkel kapcsolatban még az első negyedévben várható. A vállalat ezen túlmenően sok érdemi információval nem szolgált, a kép ugyanakkor most már kezd letisztulni. A HWSW értesülései szerint a Tukwila hivatalos rajtja az első negyedév végén várható.

Az Intel tehát hamarosan bejelenti a Tukwila kódnéven ismert négymagos Itaniumok megérkezését, amire immár több mint két éve várunk, miután a fejlesztések különféle okokból többször is megcsúsztak. Az Itanium processzorcsalád termékterveinek pocsék menedzseléséből fakadóan a félvezetőgyártási technológiában élen járó Intel csúcskategóriás szerverprocesszora messze lemaradva az utolsó, amely 65 nanométeres gyártástechnológiát alkalmaz, az IBM Power6 például már közel három éve jelent meg, és a Tukwilának így már a 45 nanométeres Power7-tel és x86-os szerverprocesszorokkal kell versenyeznie.

Gördülő bevezetés

A felek egyelőre nem beszélnek nyilvánosan arról, hogy mikor jelennek meg a Tukwilával szerelt, új generációs Itanium szerverek. A HP, mint az Itanium szerverek legnagyobb szállítója várhatóan április végén, a frankfurti Technology@Work rendezvényen jelenti be többek közt új Integrity szervereit is, közölte a HWSW-vel Birnbauer Péter, a HP üzleti kritikus szerverekért felelős menedzsere.

A történelmi tapasztalatok, a piaci információk és a műszaki indokok azt súgják, hogy a HP elsőként a belépőkategóriás, 4 foglalatos Integritykkel lép elő, amelyek legfeljebb 16 processzormaggal rendelkezinek, amivel alkalmasak a magyarországi KKV-igények jelentős részének lefedésére. Birnbuer a Tukwilától többek közt azt várja, hogy az adatok biztonságára és megbízhatóságára érzékeny adatbázisok kiszolgálásához ismét vonzóvá válik a KKV-k számára az Integrity és a HP-UX, amelyek a hardver és a szoftver oldaláról egyaránt fokozott szintű RAS és biztonsági szintet képviselnek. Az elmúlt évek során a csúszások miatt az Itanium versenyképessége megkopott itt, az ügyfelek tipikusan az x86 felé mozdultak emiatt., ez azonban most ismét megváltozhat, reméli Birnbauer.

Várhatóan ősszel érkeznek az új Superdome-ok, amelyekről egyelőre mindössze annyit lehet tudni, hogy széles tartományban skálázódó architektúrát kapnak, a részleteket azonban egyelőre féltve őrzi a HP. A Tukwila bár alapvetően megújítja, korszerűvé és közel lineárisan skálázódóvá teszi az Itanium processzorcsalád rendszerarchitektúráját, leváltva végre a PA-RISC elavult buszrendszerét, mikroarchitektúra szintjén lényegében megegyezik a jelenlegi Itaniumokkal, így nemcsak garantált a teljes szoftveres kompatibilitás, de a kód újraoptimalizálása sem szükséges.

Nagy ugrás

A Tukwila felépítése mára elég jól dokumentált, köszönhetően az Intel különféle prezentációinak és publikációinak. Mint említettük, a 65 nanométeren gyártott, négymagos Tukwila egyes magjai lényegében nem különböznek a jelenlegi kétmagos Itaniumokétól, a mérnökök ugyanakkor kiemelt figyelmet fordítottak a bithibák kivédése elleni megerősített elektronikai implementációra, valamint a chip egésze kiterjedten alkalmaz hibajavító- és paritáskódokat, valamint képes hiba nélkül túlélni két DRAM-chip egyidejű meghibásodását is.

^{A Tukwila szilíciumának felépítése; 65nm, 700 mm^2, 2 milliárd tranzisztor}

A Tukwila fejlesztéseinek fókusza a magokon kívüli rendszerarchitektúrára összpontosult, a Fort Collins-i tervezőcsapat elsődleges feladata az volt, hogy megalkossa az Itanium következő  platformját, amely több generációnyi processzort fog kiszolgálni, a csőben lévő Poulson (32 nanométer, új mikroarchitektúra) és a Kittson (22 nanométer) chipeket biztosan. Ez a korábban úgynevezett Common System Interface eredményezte a végül elsőként a Nehalemmel debütált QuickPath Interconnect (QPI) pont-pont processzor összeköttetéseket. A QPI nem egy adott implementációt takar, hanem egy keretrendszert határoz meg, ahol az adott processzort fejlesztő mérnökök döntik el, hogy milyen képességeit használják fel, saját céljuknak megfelelően optimalizálva a sebességet, skálázódást, energiafogyasztást, illetve RAS képességeket.

A Tukwila bár nem nyúlt a magokhoz, az új rendszerarchitektúra, az integrált memóriavezérlők valamint a 1,92 megabájtnyi nyilvántartással megtámogatott koherencia-algoritmusnak köszönhetően (amely kíméli majd a felesleges forgalmazástól a linkeket) teljesítményben várhatóan brillírozni fog elődeihez képest, amelyek erőteljes felépítésű, széles magjai lényegében eléheztek a szűkös adatbuszokon. Az Itanium 9100-as sorozat (Montvale) számára 10,6 GB/s teljes sávszélesség áll legfeljebb rendelkezésre, vagyis a memória, más processzorok tárai, a diszkek és hálózat felé összesen ennyit kaphat.

^{A Tukwila logikai felépítése}

A Tukwila ezzel szemben más processzorok és az I/O felé összesen 96 GB/s sávszélességgel rendelkezik, míg 34 GB/s sávszélessége van a saját lokális DDR3-memóriájához, amelyet FB-DIMM vezérlőn és egy diszkrét pufferen (Mills Brook) keresztül ér el. A nyers sávszélességek mellett a Tukwila lényegében mindent sokkal alacsonyabb késleltetéssel ér el, beleértve a lokális és távoli memóriákat, a diszkeket és a hálózatot is.

Az Intel tehát jelentős szilíciumot és energiabüdzsét dedikált a skálázódó rendszerarchitektúra kialakítására, amely még két generációnyi Itaniumot fog kiszolgálni, és úgy döntött, hogy az L3 mérete 24 MB marad, magonként 6 MB, ami fele a korábbiaknak, a sokkal gyorsabb elérések miatt azonban ennyi is elegendő lehet a megfelelő átlagos késleltetések eléréséhez.

A chipenként 4 teljes és 2 feles szélességű QPI linknek köszönhetően a Tukwila könnyedén skálázódik addicionális logika nélkül (glueless) 8 foglalatig, de megoldható 16 foglalatos, vagyis 64 magos felépítés is. A gyártók ennél nagyobb konfigurációkhoz saját chipsetet és belső összeköttetésre fognak készíteni, amelyre négyes klaszterekben fognak felcsatlakozni, így könnyedén 64 foglalatig vagy a fölé is skálázódhat egyetlen rendszerkép.

^{8 Tukwila SMP-ben; a szaggatott vonal félszélességű QPI linket takar}

Hogy teljesítményben mit fog hozni a Tukwila, egyelőre pontosan nem tudni, az Intel által megadott kétszeres sebesség erősen konzervatív becslésnek tűnik. A chipből több energiaosztály készül, a hírek szerint a jelenlegiekkel megegyező fogyasztású, 130 wattos változat várhatóan legalább kétszeres teljesítményt kínál, míg a 170 wattos (később kiderült, hogy 185 wattos - a szerző) példányok a magasabb órajelnek és a QPI képességei teljes kihasználásának köszönhetően a ennél is nagyobb javulást hozhatnak.

A Tukwila előnye a rendszer méretével növekszik, különösen a sávszélesség vagy késleltetésérzékeny alkalmazások alatt, mint például a nagy terhelésű OLTP, amely az Itanium kiemelt célterülete. Egyes iparági megfigyelők szerint tranzakcionális feladatok alatt a Tukwila elődjéhez képest akár háromszoros teljesítményt hozhat 4-8 foglalatos, vagy nagyobb konfigurációk esetén, ahol kifejezetten szűkössé válik már a lassú és megosztott rendszerbuszok jelentette áteresztőképesség.

^{66x66 mm, 1248 LGA}

Az órajelek alakulásáról nincs pontos kép, a várakozások 2 gigahertzen állapodtak meg, amit a Tukwila a Nehalemben már megismert turbo módhoz hasonló megoldásnak köszönhetően valószínűleg 2,2 gigahertzig fokozhat. A tavalyi ISSCC-publikáció alapján a Tukwila magjai elektronikailag működőképesek 2,4 gigahertzes órajelen is, valószínűtlen azonban, hogy ezt a valóságban produkálni fogja a chip.

Dömping

A Tukwila a belépőkategóriában elsősorban az x86 szerverekkel fog versenyezni, amelyek szintén hatalmas előrelépést fognak produkálni a következő hónapok során. Az Intel hamarosan bemutatja hatmagos és nyolcmagos Xeonjait, amelyekkel rendkívül versenyképes áron építhetőek 12-32 processzormagos szerverek, de érkezik az AMD is a 6-12 magos Opteronokkal, és 12-48 magos szerverekkel. A HP és más Itanium-szállítók számára így a hangsúlyt továbbra is a hardveres RAS-képességeknek és a UNIX nyújtotta előnyöknek kell képeznie, hogy megkülönböztessék magukat.

A közép- és felsőkategóriában a nagyvállalatoknál a Tukwila leginkább az IBM szintén napokon belül, jövő hétfőn érkező Power7 rendszereivel fog megütközni, amelyek hatalmas ugrást képviselnek a teljesítménysűrűség terén, és a foglalatonkénti teljesítményben minden jel szerint verhetetlenek lesznek, miközben magas magonkénti teljesítményt adnak le. Az egyetlen szerverprocesszor család, amely jelentősen nem fog megújulni idén, az a skálázódó Solaris rendszereket kiszolgáló SPARC64, mivel idén csak a Niagara vonal újul meg a harmadik generációval, így a felsőkategóriás UNIX-rendszerek versenye lényegében kétszereplőssé vált 2010-re.