Ace's Hardware over toekomst IA-64 en x86-64

Ace's Hardware heeft een stuk interessant leesvoer geplaatst met een diepgaande vergelijking tussen IA-64 en x86-64, de aanpak van respectievelijk Intel en AMD voor 64 bit processors. Hoewel er af en toe geroepen wordt dat 64 bit alleen nut heeft voor zware servers, lopen ook kleine servers en workstations steeds vaker tegen de grens van 4GB geheugen. Zoals bekend richt AMD de Hammer serie op de complete markt van notebooks tot servers, terwijl Intel voorlopig alleen de high-end servers van IA-64 probeert te voorzien. Er wordt in het artikel gekeken naar de alternatieven die Intel in de markt voor workstations en thuisgebruikers heeft te bieden voor Hammer.

Alternatief #1: Xeon

Intel maakt alweer een hele tijd gebruik van de zogenaamde Physical Address Extensions (PAE), waardoor de processor met de juiste chipset tot 64GB aan geheugen kan adresseren (36 bit). Dit heeft echter twee grote nadelen. Ten eerste moet het operating systeem meer dan 4GB kunnen adresseren. Linux 2.4 doet dat, maar wie Windows wil gebruiken zal 2000 Advanced- of Datacenter Server nodig hebben. Daarnaast moeten de applicaties expliciet gemaakt zijn om gebruik maken van de Address Windowing Extensions.

Het tweede probleem is dat het adresseren van geheugen boven de 4GB op deze manier tien tot honderd keer zo traag is dan de normale methode. Nog steeds sneller dan de harde schijf, maar verre van ideaal voor workstations. De AMD Opteron zal - met een x86-64 versie Windows - deze vertragingen meteen kunnen wegnemen en daarom een betere keuze zijn dan de Xeon voor applicaties die veel geheugen gebruiken, zelfs als deze niet specifiek voor x86-64 zijn geschreven.

Alternatief #2: Deerfield

Deerfield is een toekomstige versie van de Itanium, gebaseerd op de McKinley core, maar dan met een 0,13 micron procédé en een lager prijskaartje dan het 6MB cache-monster Madison. Hoewel de verkoopcijfers van het Itanium-platform tot nu toe niet erg indrukwekkend zijn, heeft Intel toch een aantal technische troeven in handen. De Deerfield zal waarschijnlijk duurder zijn dan de Opteron, maar qua prestaties ook een zeer geduchte concurrent. Het grote probleem is echter dat er IA-64 software moet zijn, terwijl Opteron alle huidige x86 code op volle snelheid kan verwerken.

Alternatief #3: Prescott

Er gaan zeer hardnekkige geruchten dat Intel met het Yamhill project x86-64 ondersteuning wil introduceren in een toekomstige versie van de Pentium 4. Volgens Ace's Hardware heeft een dergelijk project echt bestaan, maar is het inmiddels opgedoekt. Het is goed mogelijk dat Prescott (0,09 micron Pentium 4, 667MHz FSB) de uitbreidingen heeft, maar dat ze niet ingeschakeld zullen worden. Het belang van Intel in IA-64 is dermate groot dat ze het niet willen ondermijnen door x86-64 te ondersteunen. De Prescott en Nocona (Xeon-versie) zullen dus dezelfde beperkingen hebben als Northwood en Prestonia nu. In de eerst helft van 2004 zou echter een chip genaamd Tejas verschijnen, een nieuwe generatie Pentium 4 (0,065 micron?) met 1,2GHz FSB en ondersteuning voor IA-64 instructies. Het verschil tussen IA-64 en x86 is echter zo groot dat de kans op een ware hybride chip zeer klein lijkt.

Lees de slotoverweging over de kansen van de Hammer bij Ace's Hardware.

Reacties (18)

[Beaves]

Het verschil tussen IA-64 en x86 is echter zo groot dat de kans op een ware hydribe chip zeer klein lijkt.

Maar is het ook niet zo dat IA-64 relatief weinig transistoren nodig heeft omdat de compiler bij IA-64 veel werk doet wat de CPU nu nog zelf moet doen, zoals branch-prediction? (Bij x86 kijkt de CPU zelf in welke volgorde en wanneer hij instructies moet uitvoeren, bij IA-64 regelt de compiler dat).

Daardoor zijn er minder stransistoren nodig en daardoor kan het best mogelijk zijn om én x86 én IA-64 in een CPU kwijt te kunnen. Zeker als Intel dan een veel kleiner productieproces heeft.

(De huidige IA-64 CPU's gebruiken veel transistoren door de hoeveelheid L2 cache. Ze hebben zoveel L2 cache om de wat tegenvallende presties tegen te gaan. Straks is er niet zoveel L2 cache meer nodig doordat Intel dan veel meer ervaring heeft waardoor de prestaties omhoog zullen gaan).

[PuzzleSolver]

Daardoor zijn er minder stransistoren nodig en daardoor kan het best mogelijk zijn om én x86 én IA-64 in een CPU kwijt te kunnen. Zeker als Intel dan een veel kleiner productieproces heeft.

Zou dat niet heel veel technische problemen opleveren omdat een hoop onderdelen van deze twee processoren niet compatible met elkaar zijn? Mischien als je der nog een vertaal laagje der tussen in schrijft. Maar dat geeft weer vertragingen (hogere latencies) Verder zit je nog met het clockverschil tussen de twee, maar mischien valt dat op te lossen door de P4 core op het dubbele van de itanium core te laten draaien, alles daar tussenin geeft nl. volgens mij veel interferentie in de processor.

[apa]

De McKinley-core beschikt over zo'n 25 miljoen transistoren (als je de caches weglaat natuurlijk). Da's inderdaad vrij beperkt.

Maar ik betwijfel heel sterk of het combineren van beiden mogelijk is. De Hammer ondersteunt 32- en 64-bit apps simultaan, zonder van OS te moeten veranderen of zonder reboot. De reden dat dit mogelijk is, is dat de x86-64 mode een uitbreiding vormt op de 32-bit mode. 32-bit apps gebruiken die uitbreidingen gewoonweg niet; ze gebruiken enkel de basis 32-bits die ze nodig hebben en kunnen lekker verder functioneren zoals vroeger.

IA64 is echter helemaal geen uitbreiding van IA32, maar een volledig nieuw concept. Hoe je het voor elkaar zou krijgen om in 1 OS-sessie 2 totaal verschillende architecturen tegelijk aan de praat te krijgen weet ik niet. Het lijkt mij even moeilijk als een dual-CPU systeem te bouwen met 2 verschillende CPU's: een AthlonMP aan de ene kant en een IBM Power4 ernaast... Zou mooi zijn, maar 't bestaat niet.

[ferdinand]

Maar is het ook niet zo dat IA-64 relatief weinig transistoren nodig heeft omdat de compiler bij IA-64 veel werk doet wat de CPU nu nog zelf moet doen, zoals branch- prediction? (Bij x86 kijkt de CPU zelf in welke volgorde en wanneer hij instructies moet uitvoeren, bij IA-64 regelt de compiler dat).

Ja dat staat ook in het artikeltje

The Itanium chip itself is only 25 million transistors, you can see the separate L3-cache chips above

[ErectionJackson]

Was Deerfield niet van de roadmap verdwenen?

Zie: http://www.tweakers.net/nieuws/22437

Opvallend detail aan de nieuwste roadmap van Intel is dat Deerfield, een van de opvolgers van de Itanium II naast Madison, niet meer aanwezig is.

[^Mo^]

Het is goed mogelijk dat Prescott (0,09 micron Pentium 4, 667MHz FSB) de uitbreidingen heeft, maar dat ze niet ingeschakeld zullen worden

Het is interessant om te bekijken of deze uitbereidingen door middel van een omweg (potloodstreepje? wie zal het zeggen) aan gezet kunnen worden. ALS ze er in zitten uiteraard.

[Beaves]

Intel zet feature's en andere instellingen zoals de multiplier zo vast dat die niet meer aan te passen zijn.

Zo is de multiplier instelling vastgezet door een verbinding in de core door te laseren en aangezien je niet in een core aanpassingen kan maken, is de multiplier dan ook niet aan te passen.

Het lijkt mij logisch dat Intel dat ook doet met feature's waarvan ze nog niet willen dat ze werken, zoals HTT in de Northwood en straks misschien x86-64 in de Prescott.

[Evil Dax]

Dit soort uitbreidingen zijn eerder door een aangepaste BIOS-versie in te schakelen dan een potloodstreep.

[EfBe]

64 bit is niet de issue, EPIC is de issue. Compilertechnologie wordt per jaar steeds beter, EPIC komt dus op een punt dat het zeer veel voordeel kan bieden boven de 'huidige' classic opgezette CPU's zoals de x86-64 van AMD.

[RobT]

Maar vergeet niet dat destijds EPIC was bedacht omdat men bepaalde limieten/grenzen in x86(-32) ed. zag die inmiddels al overwonnen zijn.
Dus EPIC is een oplossing voor een probleem dat al op andere manieren is opgelost, maar het brengt wel nieuwe problemen/uitdagingen met zich mee.

Toegegeven, de oplossingen om de limitaties van x86 designs te overwinnen zijn lapmiddelen, ze werken wel maar zijn erg complex, kosten veel transistoren etcetc.
Maar: ze werken.

Om succesvol EPIC te gebruiken, moeten er nog wat hordes genomen worden...
En hoeveel voordeel het tegen die tijd nog kan bieden, zeker omdat dan x86-64 misschien al is ingeburgerd.... en de 64 bit extensies/registers zijn vrij rechttoe rechtaan, dus daar geen nodeloze complexiteit.

[Femme]

Of EPIC nou zo'n geweldige oplossing is voor problemen die sinds de tot stand koming van het EPIC concept al lang zijn opgelost (zie de ontwikkeling van de Alpha architectuur) valt te bezien. Dat de Itanium een succes zal worden in de high-end servermarkt is wel bijna zeker dankzij de steun van HP/Compaq. Alpha en PA-RISC zijn geëlimineerd, UltraSparc heeft een matige performance en Power4 is alleen verkrijgbaar in servers van IBM.

De weg naar succes in de desktopmarkt kent heel wat meer obstakels. Feitelijk zit helemaal niemand te wachten op een andere architectuur.

[apa]

Het probleem is dat het niet gewoon beter moet zijn: om bedrijven ertoe aan te zetten te investeren in zo'n technologie moet het beduidend beter zijn.

EPIC kan qua principe misschien beter lijken dan x86, maar dat vertaalt zich momenteel niet in veel sterkere performance. RISC werd tot begin jaren '90 ook aanzien als veel beter dan x86 en men sprak toen ook van "the way of the future". Maar als je nu kijkt, dan evolueert RISC steeds meer naar CISC en blijft de performance aan de lage kant.

CISC architecturen (zoals x86) evolueren natuurlijk ook. Steeds weer zien specialisten grenzen aan de verdere evolutie van de performance van x86, maar steeds weer worden deze grenzen verlegd...

Voor thuisgebruik zie ik momenteel geen nut in 64-bit PC's en nog minder in een verandering van architectuur. x86 is meer of krachtig genoeg voor ALLE thuisgebruik op dit moment; en ik zie dat niet veranderen in de komende paar jaren.

Voor workstations denk ik dat x86-64 dé oplossing wordt omdat de performance van de CPU's tegenwoordig niet het probleem is, maar is het het geheugen (en vooral de hoeveelheid ervan) die het probleem vormt. Ik geloof dat de meeste workstation-users geen echte nood hebben aan een nieuwe architectuur op dit ogenblik.

[Sir_Killalot]

In de eerst helft van 2004 zou echter een chip genaamd Tejas verschijnen, een nieuwe generatie Pentium 4 (0,065 micron?) met 1,2GHz FSB en ondersteuning voor IA-64 instructies.

Een FSB van 1.2 GHz !!

[Leipo]

dat zou dan even snel zijn als mijn CPU als hij een multiplier zou hebben van 1(!) (alleen gelet op GHz-en dan )

[SG]

Tja

Whilamette van 1,3 tot 2Ghz
Northwood van 1,6 tot 3Ghz
Prescott van 3 tot 4 á 5
Tejas van 4 tot 6Ghz of meer.

En daar moet de FSB em memory ook in vehouding of meer melopen anders zit die snelle core overwegend duimen te draaien.

[Olaf van der Spek]

Dat is maar iets meer dan een verdubbeling, dus heel goed mogelijk.

[Verwijderd]

Dus als AMD op tijd Opterons en Hammers released dan zal AMD sterk vooruit gaan tov van Intel. Anders is AMD verslagen.

[Verwijderd]

Die technologie van intel is niet backward compatible dus ik ga lekker voor de hammer.
Ik draai nu al 3 jaar op amd cpu's en bevalt zeer goed.