Intels Montecito mit 1,72 Milliarden Transistoren

Neuer Itanium mit Dual-Core und Stromspartechnik. Man könnte ihn auch als "Monstercito" bezeichnen - Intels Nachfolger des Itanium II. Der Prozessor verfügt über ein vollständiges Power-Management und soll bis zu doppelt so schnell sein wie sein Vorgänger.

7. Februar 2005 um 12:02 Uhr / Jens Ihlenfeld

Im Vorfeld der heute startenden "International Solid-State Circuits Conference" (ISSCC) gab Intel weitere Details zum neuen Itanium-Prozessor bekannt. Die CPU soll Ende 2005 erscheinen und im ersten Quartal 2006 in die Massenproduktion starten.

Der unter dem Codenamen "Montecito" entwickelte Prozessor wird demnach mit 1,72 Milliarden Transistoren in 90-nm-Strukturbreite eine neue Rekordmarke setzen. Verantwortlich für diese immense Schaltungsdichte sind die beiden unabhängig arbeitenden Cores. Jeder von ihnen kann auf je 1 MByte L2-Cache und je 12 MByte L3-Cache zugreifen. Ähnlich wie bei IBMs Power-Serie sind die beiden Kerne auf einem Halbleiter, dem Die, untergebracht. Jeder dieser Cores kann wiederum zwei Threads gleichzeitig verarbeiten, so dass vier Threads in einem Montecito parallel ausgeführt werden können.

Die dabei entstehende hohe Last auf den Prozessor und die damit verbundenen elektrischen Eigenheiten wie die Wärmeerzeugung bekommt man inzwischen nur durch ausgefeiltes Power-Management in den Griff. Intel-Vize Nimish Modi, Leiter der Abteilung für Enterprise-Prozessoren, erklärte dazu in einer Telefonkonferenz: "Nur Power-Management bringt höhere Performance" . Stromsparen ist also weniger umweltbezogene Freundlichkeit als technische Notwendigkeit.

Mit den festen Stufen des "Speedstep", das Intel in seinen Mobil-Prozessoren einsetzt, hat die Technologie namens "Foxton" im Montecito wenig zu tun. Sie ist laut Intel komplett in Hardware ausgeführt und arbeitet für das Betriebssystem völlig transparent. Dazu sitzen sogar eigene Mess-Schaltungen für die Stromstärke auf dem Die. Über deren Ergebnisse regelt der Prozessor die Spannung in 32 Schritten, den Takt sogar in 64 Stufen. Die exakten Werte für diese beiden Parameter legte Intel noch nicht vor. Geregelt werden aber nicht nur Spannung und Takt von einzelnen Funktionseinheiten, sondern sogar die des L3-Caches. Möglich ist das, da Intel die stromführenden Schichten in einem Prozessor, die so genannten "Voltage Planes", einzeln steuern kann. Jeder Teil der CPU bekommt damit genauso viel Strom, wie er benötigt.

Das Verfahren soll äußerst effektiv sein. Das lässt sich leicht messen, da Foxton im laufenden Betrieb auch abschaltbar ist - etwa, wenn in einem Rechenzentrum in der Nacht nur wenig Leistung benötigt wird. Dabei ist Umdenken gefragt. Intel will beim TPC-Benchmark mit Foxton 10 Prozent mehr Leistung erreicht haben als ohne die Stromsparfunktion. Wie effektiv Foxton arbeitet, zeigt auch eine andere Zahl. Die maximal vom Prozessor benötigte Leistung ist beim bisherigen Itanium II mit 130 Watt angegeben. Die schnellsten Montecito-Ausgaben sollen aber nur 100 Watt benötigen. Damit passt der Prozessor in bestehende Designs, zu denen er auch sockelkompatibel ist.

Intels Ziel ist es, mit der neuen Architektur die Rechenleistung der Itanium-Server zu verdoppeln. In der aktuellen Liste der schnellsten Supercomputer steht die erste Itanium-Maschine nur auf Platz 5, was für eine in diesem Umfeld noch junge Architektur aber beachtlich ist.

Absolute Benchmarks legte Intel noch nicht vor, die bisher angegebenen Relationen sehen jedoch vielversprechend aus. Mit 1,6-GHz-Takt soll Montecito gegenüber dem bisherigen Itanium II beim TPC-Benchmark die Leistung um den Faktor 2,9 steigern und somit fast verdreifachen. Die dynamische Verteilung der Rechenleistung auf die beiden Kerne und die Funktionseinheiten (multithreading) schlägt jedoch bei anderen Tests wie der FPU-Leistung nach SpecFP (rund 2x schneller) oder dem Linpack-Test deutlich weniger zu Buche. Insgesamt will Intel zwischen 1,5- bis 2-mal mehr Leistung mit dem Montecito erreichen als mit dem aktuellen Madison-Kern, der mit 9 MByte L3-Cache ausgestattet ist - aber nur mit einem Core.

Zusätzlich zu Foxton implementiert Intel mit dem Montecito auch weitere neue Technologien wie das schon für Desktop-Systeme angekündigte Vanderpool , mit dem mehrere Betriebssysteme per Hardware unterstützt auf virtuellen Partitionen eines Rechners laufen können. Auch das "Demand Based Switching" (DBS), eine weitere Stromsparfunktion, beherrscht der Montecito. Da Intels Xeon-Prozessoren ebenfalls schon DBS bieten, will Intel Foxton in Zukunft auch bei dieser Serie als Aufsatz auf DBS implementieren. [von Nico Ernst]