Über 2 Milliarden Transistoren: Quad-Core-Itanium 'Tukwila'

Intel verspricht Leistungsverdopplung im Vergleich zum Dual-Core-Montvale. Anlässlich der Mikrochip-Konferenz ISSCC 2008 hat Intel auch den Quad-Core-Itanium "Tukwila" im Detail vorgestellt. Der in 65-nm-Technik gefertigte Server-Prozessor bringt es mit Hilfe seiner vier Kerne und insgesamt 30 MByte Cache auf über 2 Milliarden Transistoren – und ist damit Intel zufolge der bisher transistorstärkste Prozessor.

6. Februar 2008 um 11:43 Uhr / Christian Klaß

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Insgesamt 2,05 Milliarden Transistoren sitzen auf dem 21,5 x 32,5 mm großen Tukwila-Die, das für CPU-Kern-Taktraten bis 2 GHz und ein System-Interface mit 2,4 GHz ausgelegt ist. Die Thermal Design Power (TDP) gibt Intel mit 170 Watt bei 110 Grad Celsius an. Im Vergleich zum Vorgänger " Montvale " verfügt " Tukwila über vier statt zwei Dual-Thread-Kerne. Die Kerne und der Cache selbst wurden laut Intel auch überarbeitet, nicht nur um schneller, sondern auch energiesparender arbeiten zu können.

Das in der Mitte des Dies – zwischen den Kernen – und den Caches sitzende System-Interface besitzt einen 12-Port-Switch/Router, der für die Kommunikation zwischen den Prozessor-Komponenten und auch mit der Außenwelt verantwortlich ist. Tukwila ist die erste Itanium-Architektur, die dabei eine Direktverbindung von Prozessoren via Quickpath (ehemals CSI, Common System Interface) ermöglicht – Intels Antwort auf AMDs HyperTransport, mit dem der überholte Front Side Bus nicht mithalten kann. Der von Intel vorgestellte Tukwila verfügt über sechs Quickpath-Verbindungen, vier davon mit voller und zwei mit halber Bandbreite – Daten sollen mit maximal 96 GByte/s (Peak Bandwidth) darüber übertragen werden können.

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Außerdem integriert Tukwilas System-Interface zwei Speichercontroller, womit über vier Duplex-Kanäle FBDIMMs angesprochen werden können – bei einer Speicherbandbreite von bis zu 34 GByte/s. Auch beim On-Chip-Speichercontroller war AMD Vorreiter. Tukwila-Itaniums werden nicht Intels erste Prozessoren mit integriertem Speichercontroller und Quickpath sein, die x86-Quad-Core-Architektur Nehalem erscheint etwas früher – und ist für den Desktop- und Workstation-Einsatz gedacht.

Die Kombination aus Quickpath und internem Speichercontroller soll Tukwila eine im Vergleich zu bisherigen Itanium-Modellen bis zu 6-mal größere Speicherbandbreite und eine bis zu 9-mal schnellere Datenübertragung zwischen mehreren Prozessoren bescheren.

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Auch der auf dem Die verteilte Cache wurde neu designt – er soll im Stromsparmodus weniger Energie verbrauchen, mit separater Spannung weniger anfällig für fehlerhafte Bits sein und durch redundantes Cache-Design soll die Ausbeute bei der Tukwila-Fertigung höher werden – sind Cache-Elemente defekt, fallen sie weniger ins Gewicht als zuvor. Jeder der Kerne verfügt über 6 MByte Level-3-Cache, der Directory-Cache wuchs auf 1,9 MByte an.

Letztlich verspricht Intel, dass die Tukwila-basierten Quad-Core-Itaniums zwar das Doppelte der Rechenleistung des Montvale-basierten Dual-Core-Itaniums (9100er-Serie) bieten werden, aber gleichzeitig nur 25 Prozent mehr Energie benötigen. Noch muss auf Tukwila aber etwas gewartet werden, erst Ende 2008 will Intel die neuen Itaniums an Hersteller liefern, ab Anfang 2009 sollen die entsprechenden Server auf den Markt kommen.