Real World Tech over de strijd tussen 64-bits serverchips

Paul DeMone van Real World Technologies geeft in zijn nieuwste artikel een overzicht van de stand van zaken op de markt voor 64-bit-serverprocessors, een klein maar zeer winstgevend deel van computerland dat traditioneel verdeeld was onder de regeringen van Power, PA-RISC, UltraSPARC, MIPS en Alpha, maar waar Intel de laatste jaren ook voet aan de grond probeert te krijgen met zijn Itanium-familie. De reden dat Intel ondanks een zeer trage start volhoudt is simpel: hoewel slechts een tiende van de servers die verkocht werden in het jaar 2003 zich tot deze categorie zware jongens mocht rekenen, was dit deel goed voor 56% van de totale omzet. Maar liefst 28 van de 50 miljard dollar die uitgegeven werd aan servers ging naar de categorie waar Intel met Itanium een voet aan de grond hoopt te krijgen. Ook AMD kan echter niet vergeten worden. Hoewel de Opteron een veel groter gevaar is voor 32-bits x86-chips zoals de Xeon dan voor de Itanium-familie, heeft AMD Intel effectief beroofd van de mogelijkheid om "64-bits" te gebruiken om de duurdere systemen waar Itanium zijn werk in doet te differentiëren van goedkopere x86-machines.

Ondanks deze tegenslag is de hoop voor Itanium nog ver van verloren. De Alpha-serie wordt niet meer ontwikkeld, PA-RISC is aan het einde van zijn roadmap aangekomen, Sun heeft de UltraSPARC V geannuleerd en MIPS kon al langer niet meer serieus genomen worden als concurrent in deze markt. De enige drie architecturen die qua performance nog een degelijk toekomstperspectief hebben zijn x86(-64), IA-64 en Power (de auteur heeft erg weinig vertrouwen in de levensvatbaarheid van Suns Niagara). Hoewel er een trend zichtbaar is waarin standaard x86-hardware verkozen wordt boven specifieke high-end serverchips, verwacht DeMone dat dit deze groei zal afzwakken op het moment dat de verhouding in omzet tussen x86(-64) en speciale high-end architecturen één op één is.

Hoewel x86-processors op dit moment nog redelijk goed mee kunnen komen met IA-64, windt Intel er geen doekjes om dat het de concurrentie van x86 niet vreest. Door Xeon en Itanium naar hetzelfde platform te migreren laat het bedrijf de keuze van architectuur volledig aan de klant over, maar het is wel de bedoeling dat IA-64 twee keer zoveel performance voor dezelfde prijs gaat bieden. De inmiddels tien maanden oude 1,5GHz Itanium 2 6M staat op dit moment nog steeds aan kop in SPECfp2000, maar wel op het punt om ingehaald te worden. Binnen enkele maanden wordt deze chip echter opgevolgd door een 200MHz hoger geklokte Itanium 2 9M. Begin 2005 verschijnt er bovendien een nieuwe generatie chipsets voor het Itanium-platform met 667MHz FSB (vergelijkbaar met een 1,33GHz Pentium 4-bus), die wederom een opkikker aan de prestaties zal geven. Halverwege 2005 wordt er echter pas echt grof geschut uit de kast getrokken.

Met Montecito zal Intel de limieten van het 90nm-productieprocédé opzoeken; de naar schatting 600mm² grote chip zal ruim anderhalf miljard transistors gebruiken om een tweetal Itanium-cores, 1,5MB aan L2-cache en 24MB aan L3-cache te implementeren. In de derde-generatie Itanium heeft naast deze brute kracht ondere andere een vorm van multithreading, advanced power management en gescheiden L2-caches voor data en instructies gekregen. Door optimalisaties voor lager stroomverbruik, het feit dat Itanium-cores veel kleiner zijn dan x86-cores (en cache veel zuiniger is dan logica), wordt de TDP van dit monster geschat op een relatief bescheiden 110 Watt op 2,5GHz. Intel zal de productiekosten in toom houden door een groot aantal redundante cacheblokken te implementeren, zowel op niveau 2 als 3. Hierdoor kunnen meerdere productiefouten in het cache zonder moeite worden opgevangen, waardoor het oppervlakte van de core dat kritiek is voor de yields niet groter is dan dat van standaard x86-processor. Eind 2005 zal naar verwachting van Paul DeMone duidelijk zijn geworden dat IA-64 absoluut geen mislukking is:

	SPECfp2000 prestaties serverchips, deels geschat
	Itanium 3 Montecito (2,5GHz) *	3500
	Itanium 2 9M (1,7GHz)	2400
	Power5+ (2,5GHz) *	2300
	Opteron (3,2GHz)	2000
	Xeon MP Potomac (4,0GHz)	1900
	Opteron (2,8GHz) *	1800
	Power4+ (1,9GHz)	1750
	SPARC65 VI (2,4GHz) *	1700
	Power5 (1,6GHz) *	1600
	Opteron 148 (2,4GHz)	1600
	SPARC64 V (1,8GHz)	1400
	UltraSPARC IV (1,5GHz) *	1250
	Alpha EV7z (1,3GHz) *	1250
	PA-8900 (1,2GHz) *	950

	SPECint2000 prestaties serverchips, deels geschat
	Itanium 3 Montecito (2,5GHz) *	2300
	Xeon MP Potomac (4,0GHz)	1900
	Opteron (3,2GHz)	1900
	Opteron (2,8GHz) *	1700
	Itanium 2 9M (1,7GHz)	1600
	Power5+ (2,5GHz) *	1600
	Opteron 148 (2,4GHz)	1500
	SPARC65 VI (2,4GHz) *	1250
	Power4+ (1,9GHz)	1200
	Power5 (1,6GHz) *	1100
	SPARC64 V (1,8GHz)	1000
	Alpha EV7z (1,3GHz) *	900
	PA-8900 (1,2GHz) *	900
	UltraSPARC IV (1,5GHz) *	750

De processors met een * hebben een tweede core die in deze benchmark niet gebruikt wordt. In de schattingen is geen rekening gehouden met eventuele verbeteringen aan de chipsets en compilers.

Intel heeft vorig jaar ruim 100.000 Itanium-processors verkocht, waarvan het overgrote deel voorzien was van de eind juni uitgebracht Madison-core. Dit jaar verwacht het bedrijf dus minstens twee keer zoveel Itaniums te verkopen. Nog steeds peanuts vergeleken bij de grote aantallen x86-chips die over de toonbank gaan, maar respectabele cijfers voor het high-end segment. Door zijn sterke marktpositie en toekomstige ondersteuning van high-end operating systemen zoals HP-UX, VMS en NSK heeft het bedrijf zichzelf in een zeer goede positie geplaatst om het marktaandeel van de afstervende architecturen over te nemen, en zo nog veel verder door te groeien.

Met IBM als enige echte concurrent in het high-end serversegment zal het marktaandeel van Itanium volgens DeMone de komende jaren snel door blijven groeien. Door de komst van de Opteron zal Intel hoogstwaarschijnlijk wel minstens 5% tot 10% van zijn Xeon-marktaandeel moeten gaan inleveren. De chip van AMD zal ook deels aan bijdragen aan het verkleinen van de markt voor speciale high-end processors, maar er zullen nog genoeg miljarden in dat segment om blijven gaan om het aantrekkelijk te houden voor Intel om door te gaan met de Itanium. Als de performancedoelen daadwerkelijk worden gehaald dan zou het gelijktrekken van het platform en de ontwikkeling van de IA-32EL x86-emulator zelfs kunnen betekenen dat IA-64 langzaam zijn weg naar beneden zal gaan vinden.

Reacties (26)

[Verwijderd]

Beetje vreemde schatting.

De processors met een * hebben een tweede core die in deze benchmark niet gebruikt wordt. In de schattingen is geen rekening gehouden met eventuele verbeteringen aan de chipsets en compilers.

Volgens mij hebben ze geen enkele verbetering hierin meegenomen. Want de Xeon met het hoogste aantal MHz staat bovenaan en de Opteron 2,8GHz weer onderaan. Waar ik persoonlijk nogal erg argwanend tegenaankijk.

Aangezien de situatie op dit moment ook niet is diegene met het hoogste aantal MHzen de beste is.
Iedereen kent de situatie dus ik ga niet uitweiden.

Echter Aanstaande zomer gaat het menes worden aangezien Intel dan de Prescott Xeon gaat lanceren (Noncona core) 800FSB. En AMD de 1GHz FSB Opteron dus dan kunnen we een werkelijk oordeel gaan vellen.

[Wouter Tinus]

Volgens mij hebben ze geen enkele verbetering hierin meegenomen. Want de Xeon met het hoogste aantal MHz staat bovenaan en de Opteron 2,8GHz weer onderaan. Waar ik persoonlijk nogal erg argwanend tegenaankijk.

De Opteron mag dan een efficiënte chip zijn, maar zo efficiënt dat hij een verschil in kloksnelheid van 1,2GHz kan overbruggen is hij nou ook weer niet. Verder klopt er geen hout van je bewering dat de Xeon bovenaan staat en de Opteron onderaan.

[Verwijderd]

Voor zover ik me kan herinneren is de huidig Opteron @ 2 GHz niet veel langzamer dan de huidige Xeon @ 3,2 GHz.

Overigens zal een dual Opteron @ 2 GHz waarschijnlijk sneller zijn dan een dual Xeon @ 3,2 GHz.

[Wouter Tinus]

Er zullen ongetwijfeld benchmarks zijn waaruit dat blijkt, maar ook waaruit het tegendeel blijkt. Het gaat hier echter om SPEC CPU 2000 en daarin is de Xeon MP toch echt sterker. De waardes die hier gepresenteerd worden (4,0GHz Potomac ~= 3,0GHz Opteron in fp en ~3,2GHz Opteron in int) zijn imho absoluut niet onrealistisch, zeker niet wanneer je rekening houdt met het feit dat Potomac 4MB L3-cache krijgt en gebaseerd is op de Prescott-core.

Overigens zal een dual Opteron @ 2 GHz waarschijnlijk sneller zijn dan een dual Xeon @ 3,2 GHz.

Zie jij iemand het tegendeel beweren .

[dmantione]

Ik vindt die verwachtte schattingen van de Itanium maar traagjes. Die van de specfp gaan dan nog, maar die van de specint.... Tussen de snelste Opteron en die Itanium gapen maar 400 puntjes. Voor een astronomisch prijsverschil. Intel kan z'n borst nog natmaken.

[Wouter Tinus]

Sommige mensen zeggen ook werkelijk alles om hun favoriete bedrijf te verdedigen he? Montecito laat naar verwachting alles en iedereen in het stof bijten, maar daar zijn we niet van onder de indruk. Het is toch maar "traagjes", want ja, ruim 50% hoger scoren dan de concurrentie "gaat dan nog", maar slechts 20% voorsprong op de Opteron is toch echt veel te weinig. Super-AMD zal zeker gewoon een telefooncel induiken en na wat indrukwekkende lichteffecten 800MHz sneller naar buiten komen om hem voorbij te vliegen? Ofzo .

Bovendien: welk deel van het verhaal waarin uitlegd wordt dat Opteron Xeon bedreigt en Itanium in een heel ander heel speelveld zit heb je niet begrepen? Als iemand een computer van een paar miljoen koopt dan zal het hem letterlijk aan zijn reet roesten wat zo'n losse processor kost, als het maar snel is. Vaak kost één stukje software wat zo'n bak moet draaien al meer dan al die processors bij elkaar.

En dan nog informatief gemodereerd worden ook .

[dmantione]

Ik zou het meer stellen als dat sommige mensen alles zeggen om de bagger die de Itanium is af te kraken, want ik heb geen hoge pet van dat ding op. Met een mega ninja core slechts 20% sneller voor een veelvoud dan de prijs. joh!!

Of AMD Superman neigingen krijgt is niet interessant, ze kunnen het permiteren trager te zijn. O ja, dit is een enkel-processor benchmark. Als het er meer worden zou ik niet eens uitsluiten dat het minder wordt vanwege het niet delen van de geheugenbus.

[Luxx]

Voor mensen die de extreme preformance niet nodig hebben, heeft Intel de XEON lijn. De hele Itanium lijn is bedoeld voor mensen(bedrijven) die echt het onderste uit de kan willen halen, en waar geld geen (eerste) rol speelt.
Intel wil (voorlopig) de Itanium niet in grote volumes verkopen (daar zijn de cores nog veel te groot voor, intel kan geen massaproductie van Itaniums aan). Daarom promoten ze deze CPU met een puur high-end architectuur. Dit staat in het artikel overigens ook duidelijk genoemd.

[MarcieMars]

Wat een smerige grafieken zijn er gebruikt. Ze beginnen niet op nul, waar door het in de eeste lijkt of de Itanium 2x zo snel is met Floating Point... Niet echt objectief; duidelijk de intel kant op geschreven.

Als je gaat kijken naar de kostprijs/performance verhouding dan ziet het plaatje er volgens mij heel anders uit...

[Ritch]

De kostprijs/performance verhouding in een itanium of power systeem is niet zo belangrijk als in jouw desktop kastje. Wordt er een beetje moe van dat AMD fans daar elke keer weer mee komen bij zulke artikelen. Tuurlijk heeft AMD daar een troef mee in handen voor desktop en low end servers, maar niet bij deze systemen. Is het nou zo moeilijk om te accepteren dat Intel in deze markt gewoon VEEL verder is dan AMD? Dat is ook helemaal niet gek gezien de grootte van de Intel en dan nog de expertise van HP daar bij, daar kan AMD ook gewoon niet aan mee doen, op dit moment kan alleen IBM dat.

[Verwijderd]

De kostprijs/performance verhouding in een itanium of power systeem is niet zo belangrijk als in jouw desktop kastje.

Het is juist veel belangrijker, het lijkt misschien niet zo maar dat komt gewoon omdat de situatie vroeger anders was, waarbij je niet veel keus had en dus wel moest betalen.

Dat is niet meer zo, de tijd dat je 25.000 dollar voor een dual 64bit systeem moest betalen is voorbij. Supercomputers worden ook meer en meer vervangen door Clusters en Grid Computing. Dat is veel goedkoper en de prestaties zijn vrijwel gelijk.
AMD's Opteron speelt daar precies op in, het is goedkoop, modulair dankzij HyperTransport, 32/64bit en de prestaties zijn te vergelijken met veel duurdere chips. Allemaal perfecte eigenschappen voor de HPC markt.

En hoezo is intel veel verder ? AMD doet het gewoon veel beter op dit moment, als dat niet zo was dan bestonden ze al lang niet meer. HP is juist een sterke Opteron partner voor AMD. En serverworks is bezig met Opteron chipsets. Dat was een intel only bedrijf ! Je ziet gewoon dat Opteron bezig is om zich te vestigen, en over een jaar of 2 is dat gewoon een begrip geworden.

[Wouter Tinus]

Is het nou werkelijk zo moeilijk om gewoon te erkennen dat Itanium levensvatbaar is, ook al is de Opteron voor een deel van de toepassingen meer geschikt? Lees het begin van de nieuwspost nog eens terug. 10% van de systemen levert 56% van de omzet op. Itanium richt zich op die 10%, Opteron en Xeon op de overige 90%. Opteron is een erg leuke chip die genoeg marktaandeel kan krijgen binnen die 90% ten koste van Xeon, maar die 10% daarboven gaat echt niet zomaar opgeslokt worden, daar gaat hoogstens een procent vanaf.

Clusters zijn absoluut geen nieuwe ontwikkeling, er is een goede reden dat ze er nog steeds een grote markt is voor hele zware systemen, ook al zijn die duurder dan clusters. Een verzameling lichte dozen is fysiek groter, moeilijker te onderhouden, heeft te maken met hogere latencies, sychronisatie en je moet wel een extreem parallelliseerbare belasting hebben om daadwerkelijk gebruik te kunnen maken van de theoretische performance van zo'n ding. En dan heb ik het nog niet eens over high-end software waarvoor per processor betaald moet worden.

[dmantione]

De Itanium heeft vanwege zijn 128 bits brede instructies massa's meer geheugen bandbreedte nodig dan meer conventionele ontwerpen. Gezien de geheugensnelheden steeds verder divergeren van de processorsnelheden, is de Itanium mijn inziens ten dode opgeschreven. Dat de Itaniums nog steeds met Rambus geheugen werken is geen toeval.

[Verwijderd]

Is het nou werkelijk zo moeilijk om gewoon te erkennen dat Itanium levensvatbaar is.

Waarom moet dat erkend worden ? Ik zie dat meer als een mening en hoef ik niet mee eens te zijn. Het zijn maar speculaties en de verwachtingen worden elke keer weer bijgesteld. Ik geloof echt geen verhaal meer over Itanium, het wordt altijd leuker gebracht dan het werkelijk is.

Clusters zijn fysiek groter, moeilijker te onderhouden, hebben te maken met hogere latencies en je moet wel een extreem parallelliseerbare belasting hebben om daadwerkelijk gebruik te kunnen maken van de theoretische performance van zo'n ding

Ik nam Clusters als voorbeeld om aan te geven dat prijs/prestatie wel degelijk een rol speelt. Opteron supercomputers bestaan ook. Dus ik snap niet wat je daarmee wilt zeggen.

Software support is ook erg belangrijk en ontwikkelen voor Itanium is relatief duur. x86-64 zal natuurlijk verder ontwikkeld worden en de prestaties zullen ook verder toe gaan nemen en omdat er gewoon veel meer x86 ontwikkelaars zijn, denk ik dat Itanium alleen in leven gehouden kan worden als intel veel geld in blijft steken.

[dmantione]

(Was dubbelpost, leeggemaakt.)

[Wouter Tinus]

Ze beginnen wel degelijk op 0.

Als je gaat kijken naar de kostprijs/performance verhouding dan ziet het plaatje er volgens mij heel anders uit...

Voor de vijfde keer: er wordt 28 miljard per jaar uitgegeven aan een categorie systemen waarbij alleen prestaties en betrouwbaarheid belangrijk zijn, en de kosten van de processors zo goed als niets uitmaken. Dat is de markt waar Intel zich op richt met Itanium. Niet op desktops of huis tuin en keuken servertjes waarvoor ieder dubbeltje drie keer omgedraaid moet worden.

[Da_DvD]

Hoewel dit een interessant artikel is, mag je het met een korreltje zout nemen. Meneer DeMone staat bekend als Itanium fanaticus en in mindere mate als Intel fanaticus.

Een klein voorbeeldje. De 2GHz Opteron is op dit moment net zo snel als een 3.2Ghz Xeon.(--ongeveer--). Dat is een verhouding van 1:1,6.
Als we er van uitgaan dat beiden ongeveer evengoed schalen (Opteron schaalt goed dankzij de int. mem. controller en Hypertransport, de Xeon is nu gebaseerd op Presscot Core en zal steeds meer cache krijgen)..

dan lijkt me dat de Xeon meer dan 4,5 GHz nodig zal hebben om een 3 Ghz Opteron bij te kunnen houden.Het lijkt me dan ook een lulverhaal dat de 4,0 Ghz Xeon MP zou winnen van een 3.2!!Ghz Opteron..

[Cookie]

We hebben het over een Xeon Potomac, die op 90nm gebakken is. Prescott schaalt beter door op hogere kloksnelheden dan Northwood, en dat geldt wellicht ook voor de Xeon MP versie t.o.v. diens voorganger straks.

[Da_DvD]

Ja de Presscot schaalt beter dan NW maar:
1)de IPC is net ietjse lager dus haalt ie de NW pas in richting de 4GHz
2)de Presscot schaalt zeker niet beter dan de Opteron. De opteron schaalt soms zelft beter dan de toegenomen kloksnelheid zou doen vermoeden.

[beerse]

Leuk deze performance cijfers te zien. Wat ik mij wel af vraag is wat de electriciteits-consumptie van dergelijke systemen is. Toevallig zijn we hier bezig de UPS te vervangen omdat de huidige aan de grens van het vermogen komt. Wat zijn de benchmark resultaten per gebruikte Watt?

Een vergelijk als dit, puur op de core (de dubbele core-s zijn immers uitgeschakeld) is alleen interessant voor de nerds en techneuten. In de meeste servers wordt alles gebruikt. Waarom dat niet getest?

Overigens, gisteren nog een server/processor vergelijk gezien waarin de PA 8700 als 'nieuw' werd mee-getest, vandaag gelukkig (en wonderbaarlijk) gezien dat de PA8900 is meegeteld (wordt die door HP al groots aangekondigd?)

[Wouter Tinus]

Leuk deze performance cijfers te zien. Wat ik mij wel af vraag is wat de electriciteits-consumptie van dergelijke systemen is. Toevallig zijn we hier bezig de UPS te vervangen omdat de huidige aan de grens van het vermogen komt. Wat zijn de benchmark resultaten per gebruikte Watt?

In het bronartikel vindt je het geschatte TDP's van de meeste toekomstige chips. Deze zijn niet (veel) groter dan die van de huidige generatie, waardoor de performance per Watt dus flink zal verbeteren.

Een vergelijk als dit, puur op de core (de dubbele core-s zijn immers uitgeschakeld) is alleen interessant voor de nerds en techneuten. In de meeste servers wordt alles gebruikt. Waarom dat niet getest?

Omdat de meeste van deze chips pas in 2005 op de markt komen en er dus helemaal geen systemen zijn om te testen. De score van Montecito is bijvoorbeeld gewoon afgeleid door de scores van de Itanium 2 6M te nemen en daar 1GHz kloksnelheid bij op te tellen. Door de 667MHz FSB, grotere caches, betere compilers en architectuele verbeteringen zal de echte score waarschijnlijk nog hoger uitvallen.

Overigens, gisteren nog een server/processor vergelijk gezien waarin de PA 8700 als 'nieuw' werd mee-getest, vandaag gelukkig (en wonderbaarlijk) gezien dat de PA8900 is meegeteld (wordt die door HP al groots aangekondigd?)

Zie boven. PA8900 komt pas in 2005. Overigens is de PA8800 al wel uit.

[boner]

wie zei er ook weer dat Intel en HP slechts scoren met deze chip?

De cijfers en ratirng bewijzen het tegendeel lijkt mu!

[4VAlien]

Als je kijkt naar de kosten is een Itanium nou niet zo gunstig als het hier lijkt. Zeker als je toch al meerdere itanium cpu's nodig hebt is het veel voordeliger om naar een quad setup met 1 van de andere processors te kijken

[Wouter Tinus]

De grap is dat vergeleken met het beheer/onderhoud, software en rest van de hardware, de prijs van de processors nauwelijks een rol speelt in dit soort systemen.

[Verwijderd]

Mischien dat intel ook een soort Montecito EE maakt waarbij bijna alle cache enabled is als ze erg goede yields hebben

[Luxx]

Ik denk niet dat er in deze markt echt iemand op zoek is naar een hand-picked processor voor een paar procent extra preformance. Stabiliteit is veel belangrijker, daarom is het onwaarschijnlijk dat er veel varianten van deze processor komen. Voor Intel is het geheel veel eenvoudiger te onderhouden als er een dezelfde processor is.
Je ziet ook zelde dat één processor uit deze markt op heel veel verschillende snelheden loopt, dat kan je een beetje met elkaar vergelijken.