Itanium

Itanium – Intel kompanijos 64 bitų mikroprocesorių šeima, implementuojanti Itanium (anksčiau vadinta IA-64) architektūrą. Intel juos pozicionavo serveriams ir superkompiuteriams. Itanium architektūra buvo pradėti kurti Hewlett-Packard kompanijos, vėliau vystyta bendromis pajėgomis su Intel.

Nuo pirmojo Itanium procesoriaus išleidimo, jais paremtas sistemas gamino HP ir keletas kitų serverių gamintojų. 2017 metais Intel išleido paskutinę kartą, kodiniu pavadinimu Kittson, ir paskelbė, kad tai bus paskutiniai Itanium šeimos procesoriai.

2019 m. sausio 30 d. Intel paskelbė paskutines užsakymų ir jų vykdymo datas, tarp kurių 2021 m. liepos 29 d. yra paskutinė produktų išsiuntimo data.

Istorija 

HP ir Intel bendradarbiavimo kuriant naują procesoriaus architektūrą serveriams ir darbo stotims, remiantis tyrimais, kuriuos HP atlikinėjo nuo 1989 metų, pradžia - 1994 m. HP ieškojo naujos kartos pakaitalo savo sėkmingai PA-RISC architektūrai ir tam norėjo panaudoti Intel išteklius bei patirtį.

IA-64 architektūra buvo paremta EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) arba aiškaus lygiagretumo paradigma, kurioje lygiagrečiai vykdomų instrukcijų paieška ir išdėstymas vykdymui buvo patikėtas kompiliatoriui. Itanium taip pat buvo suprojektuotas užtikrinant suderinamumą tiek su x86, tiek su HP UNIX programomis. Kūrimo metu buvo tikima, kad IA-64 taps dominuojanti architektūra serverių, darbo stočių, galbūt net ir asmeninių kompiuterių rinkoje bei pakeis populiarią x86 architektūrą bei taps pramoniniu standartu plačiam kompiuterinių platformų spektre.

Pirmoji Itanium iteracija, kodiniu pavadinimu Merced, pasirodė 2001 m., tačiau jos priėmimas rinkoje buvo gerokai mažesnis nei tikėtasi. Pagrindinės to priežastys buvo veikimo problemos, optimizuotų programų trūkumas, nepakankamas procesorių kiekis ir aukšta gamybos kaina bei nepakankamas HP palaikymas, kuri teikė pirmenybę Intel Pentium paremtiems kompiuteriams.

Nors procesorius ir galėjo vykdyti x86 instrukcijas, tačiau vykdymo greitis buvo gerokai mažesnis už to meto x86 architektūros Intel ir AMD procesorius. Kitas svarbus faktorius buvo kritęs serverių pardavimas dėl vadinamų dot - com verslo modelio įmonių griūties.

Intel ir HP pratęsė architektūros tobulinimą, kurio rezultatas tapo antrosios kartos Itanium 2 procesorius (2002 m.). Po jo pasirodymo pirmųjų Itanium gamyba buvo visiškai sustabdyta.

Aparatinės įrangos palaikymas 
Nemažai serverių gamintojų sukūrė savo sistemas, naudojusias Itanium procesorius, tarp jų Bull, Fujitsu, Fujitsu-Siemens Computers, Hitachi, HP, NEC, SGI, Unisys, IBM ir Dell, tačiau kai kurie iš jų nutraukė aktyvią serverių prekybą po to, kai nesulaukė procesorių laiku. Tik HP ir IBM pristatė sistemas dideliais kiekiais.

Dauguma šių gamintojų susijungė su Intel ir dalimi programinės įrangos gamintojų į Itanium Solutions Alliance  organizaciją su tikslu skatinti architektūros kūrimą ir naudojimą bei greitinti programinės įrangos perkėlimą. Tačiau 3 didžiausi, neskaitant HP, serverių gamintojai beveik arba iš viso neinvestuoja į Itanium. IBM ir Dell anksčiau pardavinėjo Itanium sistemas, tačiau vėliau atsisakė, o Sun Microsystems niekada jų ir nepardavinėjo, koncentruodamasi prie savos SPARC ir x86 architektūrų sistemų.

Programinis palaikymas 
Itanium šiuo metu palaiko platų spektrą operacinių sistemų, įskaitant Microsoft Windows ir įvairias Linux distribucijas, HP HP-UX bei OpenVMS sistemas, taip pat didžiųjų kompiuterių (mainframe) aplinkas Groupe Bull GCOS ir NEC NCOS. Platform Solutions vykdo tolimesnes pastangas, siekdama perkelti IBM didžiųjų kompiuterių operacines sistemas OS/390, MVS ir z/OS. Neseniai Transitive Corporation išleido beta transliatoriaus Solaris/SPARC programų paleidimui versiją Linux/Itanium sistemose.

Šiuo metu yra priskaičiuojama apie 10 000 programų, skirtų Itanium paremtoms sistemoms. Šis skaičius padvigubėjo nuo 2003. Tarp komercinių programų stipriausios yra duomenų valdymo, saugojimo sistemos (pavyzdžiui, duomenų bazės) ir aukšto lygio verslo valdymo programos (pavyzdžiui, verslo resursų valdymas ir santykių su klientais valdymas). Intensyvaus darbingumo ir techninėje kompiuterijoje, stipriausias palaikymas yra darbuose su dideliais duomenų kiekiais ir darbo krūviais ten, kur didesnis skaičius mažesnių serverių susitvarko sunkiau. Intel siūlo nemokamą biblioteką programavimui Itanium procesoriuose. Palaikomų programų sąrašą galima rasti Itanium Solution Alliance tinklalapyje .

 Microsoft perkėlė į Itanium Windows XP, Windows 2000 ir Windows Server 2003 operacines sistemas. Tarp taikomųjų programų galima rasti svarbiausias kompanijos serverines programas ir technologijas: Microsoft SQL Server, CRM Server, IIS, Microsoft Visual Studio ir .NET Framework. Paskutiniu metu buvo priimtas sprendimas netęsti klientinių operacinių sistemų vystymą (pavyzdžiui, Windows XP), nes jie nėra skirti tai rinkai, kuriame naudojami Itanium. Sekanti Longhorn Server versija turėtų būti palaikoma ir Itanium sistemose.
 HP UNIX operacinė sistema HP-UX veikia Itanium sistemose nuo šių procesorių atsiradimo 2001 metais. OpenVMS palaikymas pridėtas 2003 m. birželį. Taip pat palaikoma ir HP NonStop operacinė sistema.
 Linux branduolys ir įvairios Linux distribucijos palaiko Itanium. Tarp pavyzdžių yra Debian, Red Hat Enterprise Linux, SUSE Linux Enterprise Server ir SGI versija jos Altix sistemoms. 2002 metų sausį buvo suformuotas Gelato.org  Linux vystymo skatinimui ir palaikymui Itanium sistemose. Intel ir Itanium Solutions Alliance nariai dirba šioje organizacijoje, siekdami pateikti optimizuotus kompiliatorius Linux sistemoms.
 FreeBSD palaiko Itanium nuo 5.0 versijos. NetBSD versija šiuo metu kuriama (2006 m.).
 Sun kūrė Solaris versiją Itanium procesoriui, tačiau projektas buvo nutrauktas 2000 m. . Tačiau Transitive kompanija išleido binarinio kodo transliavimo programą, kuri leidžia paleisti Sun Solaris programas Itanium Linux serveriuose „be jokio programinio kodo ar programos pakeitimo“. Pagal kompaniją su jos programinė įranga Solaris programos veikia greičiau nei greičiausiame SPARC serveryje .
 IBM kartu su SCO dirbo prie AIX perkėlimo į Itanium, tačiau projektas buvo nutrauktas. Tačiau IBM yra perkėlusi DB2 DBVS ir nemažai kitos programinės įrangos į Itanium, kuri dirba su HP-UX operacine sistema.
 Compaq kompanijos Tru64 UNIX operacinė sistema taip pat buvo perkelta į Itanium, tačiau jos vystymas nutrauktas poto, kai HP nusipirko šią kompaniją.

Rinkos tendencijos 
Itanium pardavimai kilo paskutinius keletą metų, tačiau tas kilimas sukelia daug diskusijų. IDC 2005 metais paskelbė, kad per 4 metus buvo parduota sistemų su Itanium už 3 mlrd. dolerių ir numato, kad dar už 3 milijardus bus parduoti per ateinančius 15 mėnesių  . Kiti pažymi, kad šis didelis pakilimas reiškia tai, kad nemažai HP klientų pereina iš PA-RISC sistemų prie Itanium, tačiau tai nereiškia, kad procesoriai įgavo platų pripažinimą. Iš tikrųjų, dalis labiausiai kategoriškų Itanium kritikų juos vadina „Itanic“ vardu (žiūrėkite žemiau) ir tęsia kalbas apie architektūros gyvavimo pabaigą. Tuo tarpu Intel ir HP išlieka optimistiški Itanium atžvilgiu  , aparatinės įrangos gamintojai, priklausantys Itanium Solutions Alliance įsipareigojo bendrai paskirti 10 milijardų dolerių architektūros vystymui iki dešimtmečio pabaigos  .

Bendros pajamos iš Itanium sistemų trigubai išaugo per 2003-2004 metus, pasiekus 1,4 milijardo dolerių ir 2,4 milijardo 2005. Itanium Solution Aliance tikina, kad bendros pajamos iš Itanium sudaro 58 % visų pajamų iš Sun SPARC sistemų ir 33 % bendrų pajamų iš IBM Power2  .

Techniniai privalumai 

IA-64 architektūra buvo kuriama, siekiant įgyvendinti labai aukšto lygio lygiagretų apdorojimą, leidžiantį pasiekti didelį našumą be aukšto taktinio dažnio. Pagrindiniai architektūros pranašumai:

 Iki 6 instrukcijų įvykdymas per 1 ciklą.
 Padidinti vykdymo resursai branduoliui: 256 programiniai registrai (128 bendro naudojimo, 128 realių skaičių) ir 64 predikatų registrai.
 Didelė spartinančioji atmintis: 24 MB dviejų branduolių versijoje (12MB branduoliui), aprūpinantys duomenis kiekvienam branduoliui iki 48GB/s.
 Didelė adresacijos erdvė: 50 bitų adresacija fiziniai atminčiai / 64 bitų virtualiai.
 Nedidelis, energijos suvartojimo požiūriu efektyvus branduolys: Dėl to, kad kompiliatorius prisiima instrukcijų išdėstymo lygiagrečiam vykdymui funkcijas iš procesoriaus (daugumoje kitų architektūrų vykdymo optimizavimus atlieka patys procesoriai), Itanium turi mažiau tranzistorių. Tai gali būti privalumas šiuolaikiniuose ir ateities daugiabranduolinių procesorių projektuose .

Ankstyvieji techniniai sunkumai 
Pirmosios Itanium versijos, kodiniu pavadinimu Merced, prekyboje pasirodė 2001 metais. Jie buvo gaminami pagal 180 nm technologiją, veikė 733 ir 800 Mhz dažniu, turėjo 2 arba 4 MB išorinės L3 spartinančiosios atminties.

IA-64 režimu, Itanium buvo greičiausiai skaičiavimus su slankiojo kablelio skaičiais atliekantis procesorius tuo metu rinkoje. Tačiau sveikųjų skaičių skaičiavimai buvo tik šiek tiek greitesni už tokiu pačiu dažniu veikiančius x86 architektūros procesorius, o x86 kodo vykdymas tesiekė 1/8 panašiu dažniu veikiančio x86 procesoriaus greičio. Programinė x86 emuliacija dirba greičiau, ką parodė Itanium 2 procesoriai, kur x86 kodas yra vykdomas panašiu greičiu kaip ir atitinkamu dažniu veikiantis x86 procesorius.

Pagrindinė pirmų Itanium procesorių konstrukcinė klaida buvo didelio vėlavimo (latentiškumo) trečio lygio spartinančioji atmintis. Intel inžinieriai tikriausiai tikėjosi, kad plačios procesoriaus galimybės ir didelis pralaidumas kompensuos tai, tačiau vėlavimas buvo toks didelis, kad jis sulėtindavo spartinančiąją atmintį iki tokio lygio, kad ji būdavo neypatingai greitesnė už pagrindinės atminties sąsają. Dėl palyginus mažo kiekio greitesnių pirmo ir antro lygio spartinančiųjų atminčių (32 KiB ir 96 KiB), tai galėdavo privesti prie didelės apkrovos pagrindinei sistemos magistralei.

Iš pradžių procesorius buvo planuotas išleisti 1998–1999 metais, tačiau dažni projekto atidėliojimai ir padidėjusi konkurencija iš AMD pusės x86 procesorių rinkoje privedė prie to, kad Itanium procesoriai dar iki jų išleidimo paseno. Dėl šios priežasties jis tapo nekonkurencingu produktu 2001, nors galėjo toks būti prieš dvejus metus.

Itanik (Itanic) 
Itanik () – pašiepiantis pavadinimas, kuris primena Titaniko (Titanic), žinomo laivo, paskendusio 1912 m., pavadinimą, ir kuris pirmą kartą buvo sugalvotas 1999 , vėliau dažnai buvo naudojamas The Register tinklalapyje  ir Scott McNealy (Sun Microsystems prezidento). Šis vardas tapo aliuzija į tikėjimą, kad IA-64 yra „balta varna“ HP ir Intel kompanijoms, kurioms projektas kainavo milijardus dolerių, tačiau nesugebėjęs pasiekti tikėtų rezultatų per apsibrėžtą laikotarpį.

Konkurencija 
Itanium konkuruoja apatinio lygio (low - end) serveriuose su AMD64 ir Intel EM64T, viršutinio lygio (high - end) su IBM POWER ir Sun Microsystems SPARC architektūros procesoriais.

Per pirmus 5 savo egzistavimo metus Itanium nepasiekė savo tikslų ir šiuo metu tikisi įsigalėti high - end srityje ir techninėje kompiuterijoje, kurioje lyderiai yra IBM ir Sun. Tačiau ir be šių konkurentų vis labiau į šią rinką skverbiasi ir x86 architektūros procesoriai, ypač po to, kai įgavo 64 bitų adresaciją ir didesnes multiapdorojimo galimybes, todėl ateityje tikėtina teks konkuruoti ir su šios plačiai paplitusios architektūros procesoriais.

Superkompiuteriai 
Greičiausias superkompiuteris, naudojęs pirmos kartos Intel Itanium procesorius, buvo IBM Titan, dabar klasteris National Center for Supercomputing Applications centre. Jį sudaro 320 Intel Itanium (800 Mhz) procesorių.

Nuorodos 
 Intel Itanium tinklalapis
 Itanium su atidarytu kartridžu cpu - collection.de tinklalapyje
 Intel Itanium programuotojų vadovai 
 Intel® Itanium® Architecture (Volume 3: Instruction Set Reference)

Šaltiniai 

Procesoriai
Intel