Intel: 10 лет многопроцессорным системам (часть вторая)

В прошлом номере “ТелеКома” мы рассказали про процессоры Intel Pentium Pro, Pentium II Xeon и Pentium III Xeon, которые использовались производителями серверов с 1995 по 2001 год. В 2001 году свет увидела новинка, очередное поколение которой и сейчас присутствует на рынке. Речь идет о процессорах Intel Xeon. Необходимость выпуска нового серверного процессора начала осознаваться индустрией еще в 2000 году. Постепенно все частотные ресурсы вырабатывались, и потребителям требовалась “свежая кровь”, которая могла бы существенно поднять планку производительности. Ведь именно в серверной индустрии мощность системы никогда не бывает излишней: чем она выше, тем меньше времени уйдет на обработку поставленных задач. И именно той “свежей кровью” стал анонс процессора Intel Xeon. Как и младший брат, он был основан на передовой технологии NetBurst, которая включает многочисленные нововведения: 1. Hyper Pipelined Technology призвана значительно увеличить рабочую частоту процессоров. 2. Rapid Execution Engine — некоторые критические блоки процессора работают на удвоенной скорости самого процессора (например, ALU — арифметико-логические блоки) и выполняют две операции за такт. 3. Advanced Dynamic Execution эффективно снабжает процессор инструкциями, уменьшая простои, а развитые алгоритмы предсказания должны снижать ошибки предсказаний на 30% по сравнению все с теми же предшественниками. 4. Execution Trace Cache — кэш инструкций первого уровня, который хранит в упорядоченном виде набор 12000 обработанных микроопераций (micro-ops) для снижения латентности кэша первого уровня и увеличения эффективности использования памяти. 5. Quad Pumped Bus (400 МГц) — в три раза более скоростная, чем 133-МГц шина у предшественника. Пропускная способность новой шины — 3,2 Гб/сек. против прежних 1,06 Гб/сек. 6. SSE2 расширяет возможности MMX и SSE, добавляет 144 новых инструкции. Все эти новшества позволили существенно повысить производительность систем: прирост по сравнению с процессорами Intel Pentium III Xeon составил от 30 до 90%. С каждым годом повышаются частота и объем кэш-памяти, но этими эволюционными изменениями уже мир не удивишь. И Intel сделала ставку на внедрение новых технологий — и, как показывает практика, вначале они испытываются на серверной платформе, а затем уже опускаются в “массовый мир”. Так, изначально именно на платформе Xeon появилась уже ставшая обыденностью технология Hyper-Threading. Она позволяет операционной системе распознавать в одном физическом процессоре два логических. Не так давно Intel ввела технологию EM64T — она дает возможность выполнять 64-битные инструкции, на этапе внедрения стоят технологии виртуализации Vanderpool и активного управления IAMT. Все это показывает, в каком направлении движется компьютерная отрасль и, в частности, серверный сегмент как один из самых активных потребителей всех новшеств, направленных на повышение производительности. В серверной отрасли есть сегмент высокопроизводительных компьютеров, которые направлены на обработку данных очень тяжелых задач. Например, для моделирования ядерной реакции мощности процессоров Intel Xeon и даже Xeon MP не хватит. Точнее, задача обрабатываться будет очень долго — а результаты, как правило, требуются “вчера”. Помимо очевидной выгоды (как правило, тяжелые системы несут в себе не одну тысячу процессоров), занятие этой ниши очень престижно — ведь сверхпроизводительные системы на слуху не только у профессионалов. И для этого сегмента Intel выпустила в 2001 году новинку под названием Itanium. Это был первый 64-разрядный процессор, который использует 64-разрядную архитектуру EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing — параллельная обработка команд с явным параллелизмом). Нельзя сказать, что новинка была сразу воспринята рынком на “ура”: настоящий успех к платформе пришел лишь с выпуском чипа Itanium 2. Причина этой задержки вполне понятна: тяжелая серверная индустрия очень осторожно относится к переменам. Ведь апгрейд имеющихся компьютеров — не чета полной замене платформы. Последнее требует больших финансовых вложений, которые должны быть оправданы не только повышением производительности, но и минимализацией затрат в будущем. Также нужно понимать, что стоимость серверных процессоров (цифра открытая) — это лишь надводная, небольшая часть “айсберга”. А все остальное оборудование и программное обеспечение люди со стороны не видят. Все изменения должны быть обоснованы и доказаны — не зря же над крупными заказами хлопочут топ-менеджеры производителей. И любая победа ценится на вес золота — она поднимает престиж и платформы, и компании производителя. В день пресс-конференции (напомним, что она прошла 29 марта) Intel представила свою новую серверную платформу среднего уровня на базе процессора Intel Xeon MP (под кодовым наименованием Truland). Она представляет собой новый 64-разрядный процессор Xeon MP с 8 Мб кэш-памяти третьего уровня, частотой 3,33 ГГц и тактовой частотой 667 МГц и чипсет E8500. Последний поддерживает 4-канальную память DDR2-400, ввод-вывод PCI Express, улучшенные функции RAS. Как видно, система уже сегодня позволяет получить высокую производительность, но, на наш взгляд, наиболее востребована она будет, когда будут анонсированы двухъядерные процессоры. Многие потенциальные клиенты сейчас не производят модернизацию платформы, поскольку именно многоядерность даст возможность многократного увеличения производительности: одно устройство сможет обрабатывать больше исполняемых потоков, а система сможет качественно поддерживать виртуализацию. Ждать этого момента осталось совсем немного: пять процессоров были представлены в рамках IDF в Сан-Франциско (1-3 марта), а еще десять чипов находятся в разработке. Современные 64-битные серверные технологии невозможно представить без операционной системы. Надо отметить, что релиз 64-битной ОС Windows Server x64 Edition должен выйти буквально на днях, и уже у клиентов появился реальный выбор между Unix и Windows. В любом случае теперь можно быть уверенным, что аппаратно-программная платформа, состоящая из 64-битного процессора, 64-битной операционной системы и 64-битных приложений (не забудем о 64-битных драйверах) — это та связка, которая позволяет вывести информационную систему среднего и крупного предприятия на качественно иной уровень. И если о необходимости перехода настольной системы на 64 бита еще можно (и нужно) спорить, то в серверном сегменте такие изменения продиктованы потребностями заказчиков. Виктор Сергеев
Весь номер