Itanium — многомиллионная ошибка Intel

1. Процессоры Itanium 1-2 поколения с ядром Merced и McKinley поставлялись в виде мезонинной платы, которая больше похожа на область текстолита с впаянным процессором и ножками PGA. На текстолите имелись дополнительные контакты. Сегодня такое решение выглядит странно.
2. Более современные Itanium 9000 поставлялись в виде “сэндвича” из процессора, VRM, радиатора для охлаждения. Эти процессоры уже имели до 8 ядер и собственный Socket 1248.
3. Процессоры на архитектуре IA-64 идеально подходили для задач с высоким уровнем параллелизма. Но, к огромному сожалению, широкого спектра таких задач на момент релиза этих процессоров не было.
4. На базе Itanium были построены специализированные сервера HP Integrity — это уникальная линейка серверов с модульной конструкцией, ориентированная на построение вычислительных кластеров IA-64. 
5. Существовал 17U сервер HP Integrity rx8640, вмещающий в себя 16 процессоров Itanium, 6 блоков питания с горячей заменой. Вес сервера в максимальной конфигурации составлял 170 кг!
6.  Для работы на чипах IA-64 была создана проприетарная ОС HP-UX 11i. Помимо этого поддержка архитектуры была включена в дистрибутивы Red Hat Enterprise Linux AS и Novell SUSE Linux Enterprise Server.

1. Провальный маркетинг.

2. Мощная конкуренция

3. Рыночные тенденции

Хотя Itanium и был лучшим в задачах, которые были под него оптимизированы, но потребители и разработчики ПО выбрали путь наименьшего сопротивления. Как оказалось, рынок был не готов к эре высокого параллелизма задач. Впрочем, и сейчас “особое ПО с префиксами Предприятие и Корпорация” предпочитает высокочастотные производительные ядра, в сравнении с их количеством.

На проблемы Itanium можно было бы закрыть глаза, если бы не его цена. Именно она стала колоссальной проблемой, процессоры просто не могли соперничать с конкурентами даже от самой Intel. Но стоит отметить, что стоимость процессоров не была продиктована жадностью Intel. Дело в том, что разработка архитектуры потребовала огромных расходов, именно поэтому стоимость процессора могла достигать нескольких тысяч долларов США.

Поскольку мы уже упоминали в статье AMD FX, давайте продолжим сравнивать Intanium с серверным аналогом AMD FX. Для проведения конкурентного анализа возьмем 2012 год, время релиза процессоров Itanium 9500.

Наименование	Itanium 9560	Opteron 6284 SE	Xeon E5-2690
Дата выхода	Ноябрь 8, 2012	4 Июня, 2012	6 Марта, 2012
Технологическая норма	32 нм	32 нм	32 нм
Стоимость на релизе	4650$	1265$	2057$
Ядра и потоки	8C16T	16C16T	10C20T
Тактовая частота процессора	Базовая 2533MHz	Базовая 2700MHz, 3400MHz Turbo	Базовая 2900MHz, 3800MHz Turbo
Поддержка стандарта памяти	DDR3 1066, DDR3 800	DDR3 1600, DDR3 1333	DDR3 1600, DDR3 1333
Тепловыделение	170 Вт	140 Вт	135 Вт

Процессор AMD Opteron имеющий 16 физических ядер. Конкурент Intel Itanium

Анализируя таблицу, можно однозначно сказать, что Xeon и Opteron: 

• предлагаются по кратно более низким ценам;
• предоставляют большее число ядер на более высокой частоте;
• поддерживают более быструю оперативную память;
• отличаются меньшим TDP;
• стабильно работают в любых задачах на х86 того времени.

Itanium проигрывал буквально во всем, кроме одного, параллельные вычисления в программах, которые оптимизированы под IA-64. Печально наблюдать как интересная технология разбивается об запросы потребителя, отсутствие мотивации программистов писать софт под новую архитектуру, что является крайне тяжелой, а порой, даже неподъемной задачей.

Более того, по мере развития Intel в области 64 битных процессоров X86, процессоры линеек Xeon E7 и Xeon E5 начали навязывать высокую конкуренцию линейке Itanium, что еще больше пошатнуло авторитет “уникальных” процессоров.

ЦОДы и потребители всегда будут искать наилучшее соотношение ценапроизводительность, что и привело Itanium туда, где интересные решения, сталкиваются со сложностями производства и ожесточенной конкуренцией. Не выдерживая конкуренции, приходится сворачивать производство из-за невостребованности решения. Но стоит отдать должное, минимальный спрос на Itanium был. Его обеспечивали научно-исследовательские институты, которые и создавали те самые задачи идеально подходящие под особенности архитектуры. Нередко ученые и инженеры самостоятельно оптимизировали программы под уникальную архитектуру и даже писали ПО «с нуля» для решения собственных узкоспециализированных задач. Поэтому неоптимальное исполнение «массовых» программ для них не было принципиальным недостатком.

Конкурент процессоров Itanium – Intel Xeon E7-8837 на сокете LGA1567

Применение Itanium в суперкомпьютерной отрасли:

• В 2003 г. Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория соорудила 5-ый по мощности суперкомпьютер в мировом рейтинге – MPP2. В его основу легли чипы Itanium 2 1.5Ghz и серверные узлы RX2600. Этот суперкомпьютер занимался построением моделей распространения радиоактивных соединений в почвах и грунтовых водах.
• В 2004 г. NASA создала суперкомпьютер на базе Itanium 2 Montecito 2C 1.6GHz. Он также занял 2-ю строчку в мировом рейтинге. Целью работы суперкомпьютера были научные расчеты.
• В 2006 г. Французский комиссариат атомной энергии создал суперкомпьютер – TERA-10. В его основе лежали Itanium 2 Montecito 2C 1.6GHz. Он занял 7-ю строчку в мировом топе. Кластер занимался моделированием ядерных сил и поддерживал французскую ядерную оборону.

Суперкомпьютер TERA10, прекративший свою деятельность в 2013 году ввиду устаревания

Эволюция Intel Itanium

В таблице ниже мы привели сравнительную характеристику процессоров Intel Itanium в рамках их жизненного цикла. Вы сможете проследить как менялось количество ядер, частота, объем кэш-памяти и другие характеристики, чтобы лучше понять, как Intel пыталась конкурировать с другими процессорами того времени.

Наименование процессора	Intel Itanium 800 MHz	Intel Itanium 2 1.6 GHz	Intel Itanium 2 9150N	Intel Itanium 2 9350	Intel Itanium 2 9560	Intel Itanium 9760
Дата релиза	2001	2004	2007	2010	2012	2017
Число ядер и потоков	1C/1T	1C/1T	2C/4T	4C/8T	8C/16T	8C/16T
Частота	800 MHz	1.6 GHz	1.6 GHz	1.733 GHz	2.533 GHz	2.667 GHz
Наименование ядра	Merced	Madison 9M	Montvale	Tukwila	Poulson	Kittson
Технологическая норма производства	180 нм	130 нм	90 нм	65 нм	32 нм	32 нм
Масштабируемость	До 4х сокетов	До 4х сокетов	До 4х сокетов	До 8х сокетов	До 8х сокетов	До 8х сокетов
L3 кэш	4MB	9MB	24MB	24MB	32MB	32MB
TDP	130W	122W	104W	185W	170W	170W
Сокет	PAC418	PPGA611	PPGA611	LGA1248	LGA1248	LGA1248
Рекомендованная стоимость	$4,227	$4226	$3692	$3838	$4650	$4650

Процессор Itanium 9560 выполненный в виде сэндвича на сокете LGA1248 для серверов HP с дополнительным разъемом для питания

Решение проблемы многопоточных вычислений в реалиях 2024 года

С 2019 года микропроцессоры AMD EPYC начали захват рынка серверных процессоров, предлагая великолепную производительность и многоядерность в рамках х86-архитектуры за доступную цену. В это же время, Intel сворачивает производство Itanium, так как конкурировать с AMD стало невозможно. 32 ядерные чипы AMD захватили рынок в данной отрасли, так как аналогов от Intel не существовало. AMD была монополистом в этой сфере. На момент 2021 года Intel прекратили поставки процессоров Itanium, и история этой перспективной разработки закончилась. С этого момента стало понятно, что AMD больше не является “догоняющей” компанией. Такие перемены побудят синего гиганта к переменам в области разработок на х86-архитектуре, чтобы соответствовать потребностям рынка.

AMD смогла перебороть амбициозную попытку Интел в вопросе решения проблемы мультипоточных вычислений весьма элегантным способом. Наращивание числа X86 ядер путем эффективного размещения чиплетов на единой подложке, что не удавалось сделать Intel ввиду привязки к собственным наработкам в виде кольцевой шины (ring bus).

Путь Intel Itanium продолжался 20 лет, от громкого релиза до тихого забвения и полной неконкурентоспособности.