Intels Itanium: Poulson korrigiert falsche Befehle selbst
Auf der Konferenz Hot Chips hat Intel einige neue Details zum nächsten Itanium verraten. Die wichtigsten Eckdaten sind seit der ISSCC im Februar 2011 bekannt: Der Prozessor wird mit bis zu acht Kernen plus Hyperthreading ausgestattet sein und 12 statt bisher 6 Befehle pro Takt parallel ausführen können.
Um dies mit einer neuen Pipeline zu realisieren, hat sich Intel, wie das Unternehmen nun sagte, ein geteiltes Front- und Backend ausgedacht. Zwischen den beiden Teilen sitzt ein Befehlspuffer, der selbst entscheiden kann, in welchen Teil der CPU die Instruktionen geschoben werden sollen. Intel bezeichnet das als "Dual-Domain Multithreading" .
Damit das funktioniert, sind andere Zwischenspeicher wie die Register Files und die TLBs nun fähig, mit zwei Threads parallel umzugehen. Diese Form des Hyperthreading geht damit über den gleichnamigen Mechanismus von Intels x86-CPUs hinaus, bei denen nur gerade nicht genutzte Einheiten des Prozessors einem anderen Thread zur Verfügung stehen können. Wie viel mehr Leistung die acht virtuellen Kerne von Poulson bringen, gab Intel aber noch nicht an. Bei den x86-CPUs des Unternehmens sind es in günstigen Fällen wie bei Raytracern rund 20 Prozent mehr Rechenleistung.
Die größte nun bekanntgemachte Neuerung des Poulson für den Einsatz im Unternehmen nennt sich "Instruction Replay" . Intel musste sie nun erklären, denn der Befehlspuffer (Instruction Buffer) spielt hier eine zentrale Rolle. Dieser Puffer sorgt in erweiterter Form dafür, dass der Prozessor bei falschen Befehlen nicht mehr hängen bleibt, beispielsweise in einer Endlosschleife.
96 Befehle lange Pipeline
Im Gegensatz zu anderen Lösungen für dieses Problem muss Poulson bei einem solchen Ereignis nicht die Befehle und eventuell die Daten wieder aus den Caches oder gar dem Hauptspeicher lesen, decodieren und in die Pipeline schicken. Die CPU kann sie wieder aus dem Puffer lesen und in anderer Reihenfolge an Front- und Backend verteilen. Dazu, so betont Intel, ist aber ein Zusammenspiel mit der Firmware des Rechners nötig - und, was nicht erwähnt wird, Unterstützung durch das Betriebssystem.
Einige interessante Details zu den Cores selbst verriet Intel nun auch. So ist ein Poulson-Kern im Gegensatz zum Vorgänger Tukwila nun nur noch 20 statt vorher 69 Quadratmillimeter groß. Das ist logisch, da Tukwila alias Itanium 9300 in 65 Nanometern Strukturbreite hergestellt wird. Die 45-Nanometer-Technik überspringt Intel bei den Itaniums, Poulson wird mit 32 Nanometer breiten Strukturen hergestellt.
Bei dem In-Order-Prozessor Itanium - mit Ausnahme des Atom arbeiten alle anderen aktuellen Intel-CPUs Out-of-order - wirken auch besonders lange Pipelines recht gut. Poulson hat dafür eine Befehlspipe von 96 Einträgen, die sich per Hyperthreading doppelt nutzen lässt. Tukwila kam nur auf eine 48 Befehle lange Pipeline.
Da Intel noch nichts zu den Takten sagte, ist davon auszugehen, dass sie sich gegenüber dem bisher schnellsten Itanium 9350 mit 1,73 GHz nur wenig verändern. Schneller soll Poulson wohl vor allem durch mehr Parallelität werden. Für Mehrsockelsysteme - Intel selbst sieht bis zu acht Poulsons vor - soll ein um 30 Prozent schnellerer QPI-Bus zwischen den Sockeln sorgen.
Auf der Hot Chips gab Intel an, Poulson sei schon "weit jenseits der Tests mit erstem Silizium" . Mehrere Betriebssysteme, die nicht namentlich genannt wurden, sollen bereits auf dem Prozessor laufen, zudem laufe der Chip schon in verschiedenen Hardwareumgebungen. Das ist wichtig, weil er als Upgrade für bestehende Systeme pinkompatibel zur Serie 9300 ist. Daher dürfte er wohl auch nicht mehr als die 185 Watt (TDP) des 9300 aufnehmen. Im Jahr 2012 soll Poulson auf den Markt kommen. Einen genaueren Termin nannte Intel nicht.