当代多处理器系统纵览2003-02-09 18:22:00·
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可扩展性：CPU与芯片组连接的总线风格与当前的Pentium 系统或多或少地类似，除了基于Pentium 3处理器的芯片组。Itanium芯片组运行速度是Pentium 3芯片组2倍多，它还有（其他Pentium系列芯片组）同样的优势和劣势 －结构相对简单，但是扩展性不是很好。然而，因为每个Itanium处理器拥有最高4M的cache，内存的使用率可能会更低（与其他型号芯片组上的完成同类工作量相比），因为Itanium系统的cache hit rate更高。
I/O：Itanium芯片组拥有最多4条独立PCI通道，每条通道都支持64位66MHz PCI总线，Itanium系统拥有进行大量I/O操作所需的系统资源，这些资源可能对于任何运算都是足够的。
CPU cache：每颗Itanium处理器拥有2M或者4M的高速SRAM作为L3 cache，但这些cache是处在CPU外部的，而不是像高端的Pentium 3 Xeon一样放置在CPU内部。这个L3 cache是处在一个MCM中（多芯片模块），这样能使SRAM与CPU之间的数据传输以更快的速度进行，而且Intel公司采用特殊设计的SRAM，能使SRAM运行在与CPU相同的时钟频率上。Itanium处理器拥有96KB的L2 cache，而指令和数据cache分别是16KB，延迟为2个循环。
CPU核心：Itanium处理器的核心采用了EPIC（超平行指令运算） ISA（指令集构架），是个VLIW（超长指令字）设计。通过这样的设计，CPU执行的代码将指明单独的指令将如何被并行执行，而不是由CPU自己来决定，这样就使处理器的性能与编译器的水平紧密联系在了一起。这个设计是为了使CPU设计更加简化（对于特定层次的性能而言），能用同样的价格完成两种不同的设计，要么是价格更低的设计，要么是高性能的设计。拥有了EPIC构架，指令将按每束3条指令分组，每个时钟循环能执行最多2束指令，相当于6条指令。它也具有其他处理器2倍浮点运算能力，每个循环发布2条MAC（multiply-add，许多浮点运算频繁程序的主要原因）。拥有4M L3 cache的800MHz Itanium 处理器模块的最大能耗是130W。
大多数高端的DSP芯片（数字信号处理器），有些还是8-way的设计，拥有一些与工作站类似的运算任务，不过要简单一些，而剩下的市场则是由采用RISC 处理器的系统主宰的。采用VLIW构架的一个缺点是，当执行代码时的可预测能力越低（对于整个系统，包括缓存情况），则更加固定的设计想要维持高性能就越难，但是更加智能化（更加复杂）的设计则拥有更多的灵活性。DSP芯片执行的典型程序往往是那些更可预测性的，而当DSP芯片被嵌入式系统采用的时候，他们还能在每次安装的时候重新编译和重新优化来最小化向前的兼容性问题（操作上和性能上）。DSP芯片的尺寸，成本和能耗也是很关键的问题，但即使如此它还是采用了VLIW构架来作为发展的基础。这部分是由于编译器的工作实在太困难了 － 许多DSP芯片对于特定产品仅仅运行一条单独的算法，但是可以通过采用许多种主要的编译器来获得最好的性能。
对Itanium处理器来说，问题则是服务器代码的可预测性太低而且很难使这些变得效率更高。由于开发一个普通意义上可靠性很好的编译器（看起来Intel公司研制Itanium是从头开始的）和编译Itanium处理器的复杂程度，很难弄清楚Itanium处理器的真正潜力，而最新数据显示Intel公司还没有找到办法来弥补VLIW构架的不足之处。
评论：Itanium 处理器最初的发布比预期的晚了两年，而且性能也比预期的要差一些，最后的Itanium处理器的最初发布也被降级为一个延长了的实验性运行，而不是人们最初预计的将其作为企业级服务器用芯片进行推广。因为拥有相对高速的主内存带宽以及显著增强了的浮点运算的硬件特性，Itanium处理器在有些侧重于浮点运算的benchmark测试中表现良好（这些测试从某些方面说更适合与VLIW构架，如DSP芯片），但它的整数性能的测试结果（如SPECint）则显得不太理想，而且这还是在拥有高性能cache 构架的情况下。此外，Itanium处理器对于大多数高密度的服务器站点（rack-mount类型）能耗也过大了一些。
对于大多数的HPC应用程序来说，最终用户往往自己编译和运行这些应用程序，所以如果他们获得了一个好的操作系统和好的编译器（当然也包括开发工具） － 他们就能有效地“roll their own”。对于余下的市场，大多数客户都是在开始评估系统前等待合适的应用程序的面市，这也可能是Itanium系统的销售情况如此微小的原因 － 现在几乎没有支持Itanium处理器的应用程序面市。虽然大量的x86平台上的程序也能直接在Itanium系统上运行，但是无论是开发系统还是产品系统，这些程序的性能都太低。
然而，即使这些都不再成为一个问题，Merced处理器和它的继任者可能还是或多或少地有一些可靠性方面的问题，因为编译器的原因。Itanium非常需要一套全新的编译器，但得到可信赖的编译器需要较长的时间，而这个问题又因为非常复杂的EPIC ISA构架而变得更糟了－人脑要理解并改正这些问题实在太艰难了。有些Merced处理器的用户已经遇到了这样的情况：无法确定产生bug的原因，是因为编译器的问题还是CPU的问题。这类的问题将使企业级用户变得十分机警起来，而这些客户正是Intel公司希望用Itanium处理器来长期迎合的对象。
参考：
· 460GX 芯片组文档
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