Egyre jobban közelít egymáshoz a Xeon és az Itanium

A héten elrajtolt a Poulson kódnevű Itanium-generáció, a HP pedig bemutatta a rá épülő új szervereit. A hányattatott sorsú high-end chipek az Intel tájékoztatása szerint a jövőben még jobban közelednek a Xeon E7-hez, a következő generáció (Kittson) már foglalatkompatibilis lesz velük, később pedig a szilícium szintjén is lesznek közös blokkok.

Két év fél évvel a Tukwila után befutott a teljesen új mikroarchitektúrára épülő új Itanium processzorcsalád, a Poulson kódnevű chipek 9500-as sorozatként kerülnek piacra. A HP szervereire már lehet megrendelést leadni, a legkisebb konfigurációk szállítása még ebben a hónapban megkezdődik, de a csúcskategóriás új Superdome 2 is elérhető lesz még az év vége előtt, mondta el a HWSW-nek egy londoni sajtóbeszélgetésen Ken Surplice, a vállalat üzleti kritikus gépekért felelős regionális vezetője.

Az Itanium 9500 chipek gyártásához használt technológia már csak egy generációnyi lemaradásban van az asztali és mobil processzorokhoz képest, a 32 nanométeres eljárás az Intel szerint megfelelően kiforrott ahhoz, hogy üzleti kritikus feladatokra szánt processzorok gyártásra lehessen felhasználni. Az előző generációs, 9300-as sorozatú Itanium még 65 nanométeres eljáráson készült. Nem csak a technológiát, a mikroarchitektúrát is fejlesztette, vagy inkább az alapoktól újragondolta az Intel - az előrelépés jelentőségének megértéséhez azonban szükséges a processzorcsalád tervezéséhez használt EPIC filozófia ismerete.

Emlékeztető: hogy is működik az Itanium?

Egy processzor teljesítménye akkor a legmagasabb, ha adott időben minél több műveletet végez el (párhuzamosan). Azonban az utasítások párhuzamosításának előfeltétele a megfelelő függőségek kezelése és ez alapján az utasítások megfelelő ütemezése. A szuperskalár processzorok esetében e feladatok túlnyomó részét a program futásakor a processzor hardvere végzi el, rá hárul a párhuzamosítható utasítások felismerése és a párhuzamosan végrehajtható kódrészletek kinyerése. E funkciók  egyre bonyolultabb és bonyolultabb áramköröket kívánnak: egy modern szuperskalár processzorban a tranzisztorok jelentős része nem az utasítások végrehajtását, hanem a párhuzamosságok felismerését és kezelését, az utasítások ütemezését szolgálja.

A 70-es években születtek meg az első VLIW (Very Long Instruction Word) architektúrák, amelyek a chipgyártáshoz használt eljárások hiányosságait, a szűkös tranzisztorbüdzsét azzal próbálták meg áthidalni, hogy a függőségek kezelését és a párhuzamosítást futásidőből fordítási időbe tették át: a hardver gyakorlatilag egy teljesen párhuzamosított kódot kap meg végrehajtásra. Egy utasításban több mező található, amelyek egy-egy végrehajtóegységet vezérelnek. Innen ered a VLIW, vagyis "nagyon hossszú utasításszó" név is, a VLIW processzorok utasításai a végrehajtóegységek számától függően akár 1024 bit hosszúak is lehetnek.

A VLIW megközelítés hátránya, hogy a fordítónak részletes ismeretekkel kell rendelkeznie a programot futtató processzorról, az egyes utasítások végrehajtásához szükséges időről, a végrehajtóegységek számáról és felépítéséről, hiszen csak így van lehetőség a hatékony ütemezésre. Abban az esetben, ha a programot egy másik, több vagy eltérő felépítésű végrehajtóegységgel rendelkező processzoron szeretnénk futtatni, azt újra kell fordítani, hogy kihasználhassuk az új erőforrásokat.

Az Itanium család megtervezésekor kigondolt EPIC (Explicit Parallel Instruction Computing) filozófia a VLIW-hez hasonló elképzelésen alapul. Itt azonban az utasítások nem ugyanolyan "szélesek", mint a processzor, egy IA64 utasítás (bundle) mindig 128 bites és összesen három vezérlőmezőt tartalmaz. Ez teszi lehetővé, hogy az IA64 utasításkészlet-architektúra több, különböző generációs, eltérő "szélességű" változatán is lehessen ugyanazt a kódot futtatni. A végrehajtóegységek számának növelésével párhuzamosan a processzor több "utasításcsomagot" lesz képes fogadni és feldolgozni, nem szükséges a programokat az új architektúrához újrafordítani.

A változások

Az új Itaniumban a korábbiaknál kétszer szélesebb, 6 helyett 12 utasítás egyidejű végrehajtására képes magok kapnak helyet, de a magokat alaposan áttervezte az Intel, egy mag a szélesebb felépítés ellenére is kevesebb tranzisztort emészt fel mint a Tukwilánál. A csúcsváltozat, az Itanium 9560 összesen nyolc ilyen magot állít csatasorba, amelyek két utasításszál egyidejű futtatására képesek. A Poulson magjai továbbra is 16+16 kilobájt elsőszintű és 768 kilobájt másodszintű cache-t tartalmaznak, amelyekhez összesen 32 megabájt harmadszintű megosztott cache csatlakozik. A chip összesen 3,1 milliárd tranzisztorból áll, ennek mintegy a négyötödét a hatalmas méretű cache emészti fel. Bekerült a Poulsonba nyolc új utasítás is.

Az architekturális fejlesztések mellett az órajel is növekedett, a Tukwila 1,73 GHz-ével szemben a Poulson 2,53 GHz-en nyit. Mindezek ellenére a 9500-as sorozat tagjai legfeljebb 170 wattos TDP-vel rendelkeznek, ami 8 százalékkal alacsonyabb a 9300-as sorozat 185 wattos értékénél, tétlen állapotban pedig 80 százalékkal csökkent az energiafelvétel, ami a gyártástechnológiai fejlesztések mellett az agresszív kapuzásnak köszönhető.

Az Intel által közzétett, egyelőre becsléseken alapuló teljesítményadatok szerint az új Itanium ez előző generációnál 2-2,5-szer gyorsabbak vállalati feladatok (Java, OLTP) alatt, azonban ezek a benchmarkok a régi binárisok futtatásával készültek, egy olyan Tukwila-alapú rendszerben, ahol csak a processzorokat cserélték ki újabb generációra. "Végleges" teszteredmények a hetekben várhatók az Inteltől, ezek közelibb képet adnak az új processzorgeneráció teljesítményéről. Surplice szerint a HP nem tervez részletes teljesítményadatokat nyilvánosságra hozni a standard iparági benchmarkok (TPC, SAP S/D) alatt, mivel azok egyáltalán nem relevánsak az ügyfelek által futtatott feladatokra nézve. "Azok az ügyfelek, akik ellátogattak európai benchmark laborunkba, 10 alkalomból 7-szer az Integrityt választották az IBM Power helyett" - mondta Surplice.

A nagyobb sebesség mellett nagyobb megbízhatóságot is nyújt az új Itanium, amely üzleti kritikus környezetben ugyanolyan fontos szempont lehet egy architektúra választásánál.mint a teljesítmény. Az Intel a RAS (megbízhatóság, rendelkezésre állás, szervizelhetőség) funkciók közül az Instruction Replayt emeli ki elsősorban, ennek segítségével a processzor hardveresen kezeli a hibásan végrehajtott utasításokat (soft error) és megpróbálja azokat ismételten végrehajtani, ahelyett hogy hibát jelez az operációs rendszer felé, ami akár az egész gép működését leállíthatja.

A piaci környezet

Az új Itaniummal sem az Intel, sem a HP dolga nem egyszerű. Néhány éve az Itanium a harmadik legnagyobb példányszánban értékesített szerverprocesszor-család volt a Xeonok és az Opteronok mögött és az Itanium-alapú rendszerek éveken keresztül vezették az EMEA régió szerverpiacát például. Aztán jött a high-end RISC/UNIX gépek iránti érdeklődést drámaian csökkentő 2008-as pénzügyi válság, majd pedig az Oracle és a Sun összeolvadása, amelynek következtében a kaliforniai szoftvergyártó belépett a szerverpiacra, 2011 elején pedig bejelentette, többé nem fejleszt a HP által preferált Itanium processzorokra. Ezeknek köszönhetően az Itanium-alapú gépek forgalma töredékére csökkent: a július 31-én véget ért negyedében a HP üzleti kritikus gépeinek forgalma 385 millió dollár volt mindössze, míg 2008 azonos időszakában még 829 millió dollár bevételt ért el rajtuk a cég.

A legtöbb területen az x86-os rendszerek jelentősen alacsonyabb ára minden érvet lesöpör az asztalról ha új szervervásárlás történik, a válság óta pedig különösen nehéz eladni a drága RISC/UNIX dobozokat, hiába a nagyobb megbízhatóság, rendelkezésre állás vagy adott esetben teljesítmény. A HP-nál is látják és belátják, hogy a nagy megbízhatóságú RISC/UNIX szerverek iránti kereslet csökken, azonban eltűnni nem fog, hiszen mindig lesznek olyan ügyfelek, amelyek szívesen megfizetik a magasabb rendelkezésre állás és szolgáltatási szintek ígéretét - végtére is még mindig egy évi 10 milliárd dolláros piacról van szó.

A HP szerencséjére az évek során majd 120 ezer vállalatot számláló installált bázist épített ki, ahol a mai napig működnek Integrity szerverek, elsősorban őket célozza az új szervergeneráció, amely az új processzorok magasabb teljesítményével, alacsonyabb fogyasztásával, valamint a HP-UX 11iv3 operációs rendszer új fejlesztéseinek köszönhető üzemeltetésiköltség-csökkenésével csábít az architektúránál maradásra és a meglevő gépek frissítésére. Az új processzorcsalád jövőre bekerül a NonStop termékvonalba is, így azoknál az ügyfeleknél is elindulhat egy frissítési hullám, de most már a VAX-on és VMS-en ragadt felhasználóknak is érdemes lehet a váltáson gondolkodni Surplice szerint.

Maradj, hogy mehess!

A vállalat másik ütőkártyája a 2007-ben elkezdett és tavaly már nyilvánosan is kommunikált Project Odyssey, amelynek feladata egy x86-alapú üzleti kritikus szervercsalád kiépítése a korábban csak Itanium platformon elérhető innovációk beépítésével. A HP elképzelése szerint házon belüli szoftveres fejlesztéssel a Windows és a Linux is felruházható azokkal a képességekkel, amelyekkel az üzleti kritikus rendszerek általában rendelkeznek.

A fejlesztések alapját a 2010-ben megjelent Integrity szervergeneráció adja, amely a költségek alacsonyan tartása érdekében az x86-os ProLiant szerverekkel eleve számos alkatrészen osztozik. Az Odyssey a Superdome 2 infrastruktúráján is elérhetővé teszi a Xeon szervereket, ezzel az ügyfelek teljes rugalmasságot kapnak, az Itanium-alapú, HP-UX operációs rendszert futtató blade-ek mellett linuxos vagy windowsos gépeket is használhatnak vegyesen, azonos felügyeleti eszközökből kezelve. Mindeközben nem kell elhagyniuk a drágán megvett szervert és a Xeon-alapú gépek is részesülnek annak megbízhatóságot növelő fejlesztéseiből.

Ünnepi mix a bértranszparenciától a kódoló vezetőkig Négy IT karrierrel kapcsolatos, érdekes témát csomagoltunk a karácsonyfa alá.

A HP szerint az Odyssey révén az Integrityt vásárló ügyfeleket nem fenyegeti semmilyen bezártság, a feladataikat fokozatosan, saját kockázati profiljuk alapján migrálhatják x86-alapú gépekre és más operációs rendszerre, ugyanakkor Itaniumon továbbra is megkapják a HP-UX legmagasabb rendelkezésre állást biztosító egyedi fejlesztéseit. A cég 2022-ig nyilvános elkötelezettséget vállalt a UNIX-ának fejlesztésére és támogatására, ami minden más szállítónál hosszabb időtávon engedi stratégiai döntések meghozását a felhasználók számára.

A jövő: Xeon és Itanium együtt

Az Itanium és a Xeon közelítése nem csak a HP, hanem az Intel szintjén is megtörténik, a cél mindkét esetben a fejlesztési költségek csökkentése a közös alkatrészek használatával. A chipgyártó feltett szándéka, hogy a következő generációs, két év múlva érkező Kittson kódnevű Itanium már a Xeon E7-tel közös tokozást és foglalatot használjon, így a két CPU teljes szerverarchitektúrája azonos lehet. Ez a gyártók számára jó hír, mivel a fejlesztési költségeiket sokkal nagyobb volumenen teríthetik szét, ami végső soron alacsonyabb költséget és alacsonyabb árat, nagyobb profitot, vagy a kettő kombinációját eredményezheti.

A két család összeolvasztása itt azonban nem áll meg, az Intel a szilícium szintjén is közelíteni fogja egymáshoz a Xeon E7-et és az Itaniumot, a Modular Development Model keretében bevezetendő közösen használt blokkok révén nagyobb számú chipen amortizálhatók a K+F költségek, illetve rövidülhet a teszt és a validáció ideje. A végső cél, hogy a Xeonok és az Itaniumok csak az ISA-ban és a processzormagokban különbözzenek egymástól, ami "szinte ingyen" tenné lehetővé az Intel számára az Itanium processzorcsalád további fejlesztését, a legnagyobb szervergyártó partner, a HP számára pedig továbbra is megmaradna a termékvonalat közti megkülönböztetés lehetősége a HP-UX operációs rendszerrel, amely továbbra is Itanium-exkluzív marad.