Intel Itanium: Poulson mit 3 Milliarden Transistoren und neuer Pipeline
Auf der derzeit in San Francisco stattfindenden "International Solid-State Circuits Conference" (ISSCC) hat Intel erstmals den Nachfolger des aktuellen Itanium 9300 (Tukwila) vorgestellt. Das Projekt "Poulson" soll nach bisheriger Planung Anfang 2012 auf den Markt kommen. Intel gibt für die Itaniums, deren Roadmaps sich in der Vergangenheit oft um Jahre verzögert haben, keine konkreten Termine mehr an. Vielmehr soll, wie Intel bei der Vorstellung des Tukwila betonte, etwa alle zwei Jahre ein neues Modell erscheinen.
Einige der Neuerungen von Poulson waren schon Ende 2010 durchgesickert. So soll der Prozessor in 32-Nanometer-Technik gefertigt werden – 45 Nanometer überspringt Intel bei den Itaniums – und mit acht Kernen auf dem Die bestückt werden. Auch, dass der Prozessorriese neben seinen acht Kernen 50 MByte Cache besitzt, war schon zu hören.
Intel hat diese Angaben nun etwas präzisiert. So soll Poulson "54 MByte on-die-memory" besitzen, von denen aber nur 50 aus SRAM bestehen. Das lässt darauf schließen, dass neben 50 MByte Cache noch 4 MByte weiterer Speicher vorhanden sind. Ob Intel dabei auf Techniken wie "embedded DRAM" setzt, ist noch nicht bekannt. Ebenso hat Intel die Aufteilung der Caches in seinen Vorabinformationen noch nicht verraten.
Bei Tukwila gibt es laut Intels Datenblatt ( PDF(öffnet im neuen Fenster) ) je Kern einen L1-Cache von 512 KByte und einen L2-Cache von 256 KByte für Daten. Dazu kommen noch bis zu 24 MByte L3-Cache für die größten Quad-Core-Modelle der Serie. Das legt den Schluss nahe, dass der L3-Cache für die acht statt bisher vier Kerne verdoppelt wurde.
Zwölf Befehle in der Pipeline
Was mit den L1- und L2-Caches passiert, behält Intel noch für sich. Wahrscheinlich ist aber auch hier mehr Speicher vorgesehen, denn die Pipelines für Daten, Integer- und Gleitkommabefehle haben sich bei Poulson stark verändert. Bis zu zwölf Befehle statt bisher sechs können nun gleichzeitig in der Pipeline bearbeitet werden, was auch als "instructions in flight" bezeichnet wird.
Sparsamer mit gleicher Plattform
Intel hat also die Parallelität im Prozessor weiter erhöht, was schon immer das Ziel des Ansatzes "EPIC" war, mit dem der Itanium anfangs umschrieben wurde: "explicit parallel instruction computing" . Dafür muss aber, noch viel umfangreicher als bei x86-Code, der Compiler viel Vorarbeit leisten, um die Befehle in eine für den Prozessor optimale Reihenfolge zu bringen.
Neben mehr Rechenleistung sollen die neuen Pipelines auch für mehr Energieeffizienz sorgen. Intel gibt dazu noch keine absoluten, sondern nur auf die Werte von Tukwila normierte Zahlen an. Diese sind zudem noch auf die Strukturbreite skaliert und somit wenig aussagekräftig. Laut Intel soll Poulson aber sowohl im Idle-Modus als auch unter hoher Last effizienter als Tukwila sein. Tukwila kommt auf eine TDP von bis zu 185 Watt. Zum Stromsparen des gesamten Rechners trägt auch bei, dass der Takt von Speichermodulen abgeschaltet werden kann ( "DIMM clock gating" ). Im Gegensatz zu früheren Itaniums arbeiten Tukwila und Poulson mit Standardspeicher nach ECC-DDR3.
Neben ECC sollen umfangreichere RAS-Funktionen (Reliability, Availability, Serviceability) für mehr Zuverlässigkeit sorgen. Intel bezeichnet damit ein Zusammenspiel aus Soft- und Hardware, das unter anderem Speicherfehler nun auch bei den Caches erkennen und korrigieren kann. Auch Fehler in der Firmware, vermutlich dem Microcode des Prozessors, soll das System erkennen. Vielleicht verbergen sich hier die 4 MByte Speicher, die neben Caches vorhanden sind.
Zusammen mit den großen Caches, den acht Kernen und den Zusatzfunktionen kommt Poulson auf 3,1 Milliarden Transistoren. Er stellt damit den komplexesten bisher angekündigten Prozessor dar. Ob er bei Erscheinen auch der größte verfügbare Chip überhaupt sein wird, ist noch nicht sicher. Nvidia, das mit dem ersten Fermi schon die 2-Milliarden-Grenze übersprang, will noch 2011 seine nächste GPU "Kepler" vorstellen.
An der Plattform für Poulson ändert Intel nichts, denn der neue Itanium wird kompatibel mit dem Sockel FCLGA1248 sein, der mit Tukwila eingeführt wurde. Der zugehörige Chipsatz 7500 kann per QPI bis zu acht Sockel verbinden, so dass ein Poulson-System aus bis zu 64 direkt verbundenen Kernen bestehen kann. Nicht unwahrscheinlich ist aber, dass Intel bis zum Erscheinen von Poulson auch noch neue Chipsätze vorstellt.
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