Эволюция серверных чипсетов фирмы Intel

Евгений Рудометов,

Виктор Рудометов

rudometov@mail.ru

Основой материнских плат, используемых в составе серверов, управляющих работой компьютерных сетей,­ являются специальные наборы микросхем системной логики — чипсеты. Сложнейшие по своей внутренней структуре микросхемы, входящие в состав таких чипсетов, осуществляют электрическую, логическую и информационную связь высокопроизводительных процессоров с остальными компонентами ситемы. Крупнейшим производителем таких наборов микросхем является фирма Intel, которая для поддержки своих серверных процессоров выпускает соответствующие специализированные чипсеты, архитектура которых эволюционирует вместе с развитием полупроводниковых технологий и архитектурой высокопроизводительных процессоров данной группы.

В первой части статьи были описаны серверные чипсеты фирмы Intel прошлых лет. Эти наборы микросхем системной логики стали основой большого числа высокопроизводительных систем. Однако необходимо отметить, что все рассмотренные чипсеты и созданные на их основе серверные решения, несмотря на их функциональную насыщенность, относятся уже к истории. После выпуска серверных версий процессоров с архитектурой Intel NetBurst перечисленные выше чипсеты сменила линейка более совершенных наборов микросхем системной логики. Ими стали чипсеты линейки Intel E75xx, родоначальником которой является Intel E7500. Эти наборы в большей степени соответствовали более широким возможностям и совершенной архитектуре серверных процессоров нового поколения.

Чипсеты Intel E7500/7501/7505

Прежде чем оценивать достоинства и недостатки серверных чипсетов линейки Intel E75xx, целесообразно напомнить основные характеристики процессоров коснуться Intel Pentium Xeon.

Архитектура процессора Intel Xeon основана на таком же ядре, что и Intel Pentium 4.

Основными характеристиками этого 32-разрядного (IA-32) ядра являются следующие параметры:

·        Гиперконвейерная технология (Hyper Pipelined Technology). Длинный конвейер позволяет за счет некоторого снижения числа выполняемых операций за такт значительно увеличить тактовые частоты. Это в целом увеличивает общую производительноть,

·        Улучшенное предсказание ветвлений (Improved Branch Prediction). Поскольку операции очистки и заполнения длинного конвейера требуют сравнительно большого времени, для сохранения высокой производительности необходимо использовать эффективный модуль предсказания ветвлений,

·        Кэш с отслеживанием 12 тысяч инструкций (12K micro-op trace cache). Этот специальный кэш повышает эффективность обработки команд и данных в условиях длинного конвейера,

·        Механизм быстрого исполнения (Rapid Execution Engine). Два арифметико-логических модуля работают на удвоенной тактовой частоте, что позволяет обрабатывать в два раза больше данных за такт и эффективно загрузить динный конвейер,

·        Улучшенный кэш передачи (Advanced Transfer Cache). Кэш-память второго уровня обладает не только 256-разрядной шиной, но способна передавать данные в течение каждого такта, что обеспечивает высокую пропускную способность подсистемы этого типа памяти,

·        Аппаратная упреждающая выборка (Hardware Prefetch). За счет эффективного механизма предсказания процессор обеспечивает предварительную выборку и загрузку данных из памяти в кэш,

·        Четырехскоростная (quad pumped) шина процессора. Пропускная способность шины процессра увеличена в четыре раза за счет передачи данных на учетверенной, а адреса на удвоенной тактовой частоте,

·        Потоковые SIMD расширения 2 (SSE2). Система команд расширена за счет дополнительных 144 дополнительных инструкций для обработки потоковых данных,

·        Технология Hyper-Threading. Обеспечивает значительное повышение производительности при работе с многопоточными приложениями или в многозадачных средах, поддерживая несколько программных потоков на каждом процессоре. Это достигается  за счет аппаратной поддержки двух виртуальных процессоров при наличии одного физического.

Для архитектуры процессоров Intel Xeon предусмотрена также поддержка двухпроцессорных конфигураций. Кроме того, объем кэш-памяти второго уровня (кэш-память L2) выпускаемых моделей этой группы процессоров составляет 512 и 1024 Кбайт.

Высокое значение кэш-памяти L2 обеспечивают высокую производительность и запас ресурсов для эффективной работы в условиях пиковых нагрузок со стороны внешних и корпоративных приложений, требующих сокращения времени отклика системы, увеличения производительности, поддержки большего числа пользователей и высокой степени масштабируемости. При этом тактовая частота верхних моделей процессоров Intel Xeon достигает значений 3,06 и 3,2 ГГц.

Следует отметить, что реализация потенциальных возможностей высокопроизводительных процессоров Intel Xeon в значительной степени зависит от эффективности работы наборов микросхем системной логики, поддерживающих эти изделия.

Итак, набор микросхем Intel E7500 представляет собой следующий шаг в развитии технологии и архитектуры чипсетов Intel, созданных как основа высокопроизводительных серверных систем нового поколения. Эти чипсеты отличают широкие функциональные возможности и высокая производительность, способные раскрыть потенциал серверных процессоров с очень высокой тактовой частотой работы внутренних структур.

Первый в своем семействе, набор микросхем Intel E7500 поддерживает двухпроцессорные серверные платформы, оптимизированные для процессоров Intel Xeon микроархитектуры Intel NetBurst.

Рис. 4. Структура сервера, созданного на основе чипсета Intel E7500

Чипсет Intel E7500 ориентирован на архитектуру серверов в одно или двухпроцессорных конфигурациях. Поддерживает системы с процессорами Intel Xeon. Данные процессоры работают с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus), тактовая частота которой для данного чипсета и соответствующих процессоров составляет 100 МГц. Учитывая особенности алгоритма и интерфейса работы процессорной шины,  тактовая частота 100 МГц обеспечивает скорость передачи данных с частотой 400 МГц, а адреса — 200 МГц (4X — для данных и 2X — для адреса). В результате пиковая пропускная способность шины процессора достигает по сравнению с предшественниками, созданными в соответствии с архитектурой P6, беспрецедентно высокого значения 3,2 Гбайт/с.

Чипсет Intel E7500, как и его серверные предшественники, традиционно поддерживает адресацию 36 бит, Symmetric Multiprocessing Protocol (SMP) для двух процессоров, контроль по четности (Parity protection), коррекцию ошибок (ECC) и т. п.

Чипсет Intel E7500 состоит из трех компонентов — контроллер-концентратор памяти набора микросхем (Memory Controller Hub — MCH), контроллер-концентратор ввода/вывода (I/O Controller Hub 3-S — ICH3-S), контроллер-концентратор 64-разрядной шины PCI/PCI-X (PCI/PCI-X 64-bit Hub 2 — P64H2).

Компонент MCH представлен микросхемой Intel E7500 MCH, содержащей средства интерфейсов работы с процессором, модулями оперативной памяти, а также с микросхемами ввода/вывода и плат расширения — I/O Controller Hub и PCI/PCI-X 64-bit Hub 2

Встроенный в микросхему Intel E7500 MCH контроллер памяти предусматривает поддержку: двухканального режима работы памяти DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM — SDRAM с передачей данных по передним и задним фронтам тактовых импульсов шины памяти), модулей памяти DDR200, максимального объема памяти — до 16 Гбайт, микросхем 64, 128, 256, 512 Мбит DDR SDRAM, шины памяти 144 бит, модулей регистровой памяти ECC DDR. Здесь следует отметить, что двухканальное построение подсистемы памяти обеспечивает полосу пропускания 3,2 Гбайт/с, что соответствует аналогичному высокому показателю процессорной шины. Это обеспечивает согласованность системы по информационным потокам и, как следствие, высокую призводительность систем.

Связь с компонентами I/O Controller Hub 3-S и PCI/PCI-X 64-bit Hub 2 осуществляется с помощью хабовых интервейсов (hub interface) — соответственно, HI 1.5 и HI 2.0. При этом основными параметрами хабового интерфейса HI 1.5 являются 8 бит, 66 МГц (4x hub interface со скоростью передачи данных 256 Мбайт/с), интерфейс HI 2.0 характеризуется следующими параметрами: 16 бит, 66 МГц (4x hub interface со скоростью передачи данных 1 Гбайт/c).

Компонент Р64Н2, обеспечивающий интерфейс с 64-разрядными платами расширения PCI/PCI-X, представлен специализированной микросхемой Intel 82870P2. Этот компонент соединяется с контроллером-концентратором MCH через поточечное соединение интерфейса Hub Interface 2.0. К микросхеме MCH, входящей в состав чипсета E7500, можно подключить до трех контроллеров P64H2. При этом пропускная способность каждого из них составляет 1 Гбайт/с, что в сумме составляет 3,2 Гбайт/с — резерв для общей пропускной способности всех устройств, подключаемых через данный вариант интерфейса. Каждое устройство P64H2 содержит два независимых 64-разрядных интерфейса PCI-X и два контроллера PCI (по одному на каждый интерфейс PCI-X). Каждый 64-разрядный сегмент PCI-X поддерживает несколько разъемов PCI-X, обеспечивая высокое пропускное соединение для скоростных компонентов. В качестве примера таких устройств можно привести адаптеры Intel Gigabit Ethernet.

Управление традиционными сравнительно медленными периферийными устройствами осуществляет микросхема ICH3-S, представленная микросхемой Intel 82801CA. Соединяется данная микросхема с контроллером-концентратором MCH через поточечное соединение интерфейса Hub Interface 1.5. Контроллер-концентратор ICH3-S поддерживает стремительно устаревающие интерфейсы ввода/вывода. Это осуществляется с помощью встроенных специализированным средствам. К этим средствам относятся следующие встроенные в состав микросхемы ICH3-S контроллеры: SMBus 2.0, PCI 2.2, двух каналов ATA/100 (Ultra DMA) для подключения устройств IDE, шести портов USB, локальной сети 10/100M LAN, AC’97 и т. д.

На основе набора микросхем системной логики Intel E7500 создано большое количество серверов и мощных рабочих станций, нашедших широкое применение в разных отраслях хозяйственного механизма многих стран. Однако появление новых моделей процессоров требовало выпуска адекватных чипсетов, способных обеспечить поддержку их функциональных возможностей .    

Одновременно с выпуском процессоров Intel Xeon, созданных на основе ядра Prestonia (техпроцесс 0,13 мкм), был анонсирован соответствующий набор системной логики. Этот чипсет, ранее известный как Plumas, предназначен поддерживать данные процессоры и представляет собой дальнейшее развитие архитектуры чипсета Intel E7500. Новый набор микросхем после его официального объявления получил наименование Intel E7501.

Итак, чипсет Intel E7501 фактически представляет собой усовершенствованный вариант Intel E7500. Отличие Intel E7501 от своего предшественника заключается прежде всего в поддержке возросших тактовых частотах процессорной шины и модулей оперативной памяти.

Действительно, если чипсет Intel E7500 обеспечивает поддержку тактовой частоты процессорной шины 100 МГц (здесь следует напомнить, что частота передачи данных для тактовой частоты 100 МГц составляет 400 МГц, адреса — 200 МГц) и модулей DDR200, то его преемник — более совершенный Intel E7501 — поддержку тактовых частот 100 и 133 МГц (частот передачи данных — 400 и 533 МГц, адреса — 200 и 266 МГц) и модулей памяти DDR200 и DDR266.

Все остальные параметры набора микросхем системной логики Intel E7501 практически совпадают с аналогичными параметрами его прототипа, которым является Intel E7500.

Как и его предшественник, чипсет Intel E7501 состоит из трех компонентов — контроллер-концентратор памяти набора микросхем (Memory Controller Hub — MCH), контроллер-концентратор ввода/вывода (I/O Controller Hub 3-S — ICH3-S), контроллер-концентратор 64-разрядной шины PCI/PCI-X (PCI/PCI-X 64-bit Hub 2 — P64H2). При этом компонент MCH, представлен микросхемой Intel E7501, компонент ICH3-S — микросхемой Intel 82801CA, а Р64Н2 — микросхемой Intel 82870P2. Здесь следует обратить внимание, что два из трех перечисленных компонента совпадают с теми же, что и в случае чипсета Intel E7500. Отличие заключается только в контроллере-концентраторе памяти MCH, который и определяет все преимущества чипсета Intel E7501 над Intel E7500.

Еще одним набором, относящимся к семейству Intel E75xx, является чипсет Intel E7505. Этот чипсет перед его официальным выпуском был известен под кодовым наименованием Placer.

Вообще говоря, этот чипсет не является серверным, а позиционируется как основа для мощных рабочих станций, как, например, недавно разработанный и выпущенный Intel 875P. Тем не менее, на основе набора микросхем системной логики Intel E7505 производители выпускают изделия, представленные в качестве серверных решений. Подобные варианты уже реализовывались на основе ранее рассмотренных в первой части статьи наборов, часть из которых не формально не относились к числу серверных. К слову сказать, если на сайте www.intel.ru чипсет Intel E7505 отнесен к группе наборов для рабочих станций, то на сайте www.intel.com этот же чипсет представлен уже и как серверный. Это в какой-то степени свидетельствует о широких возможностях данного специализированного набора микросхем системной логики, который может быть использован в различных системах: как в рабочих станциях, так и в серверных решениях, чем не применули воспользоваться производители систем высокой производительности.

Чипсет Intel E7505 ориентирован для систем одно или двухпроцессорных конфигураций. Данный чипсет поддерживает до двух процессоров Intel Xeon (ядро Prestonia), процессорную шину с тактовыми частотами 133 и 100 МГц (частоты передачи данных — 533 и 400 МГц, адреса — 266 и 200 МГц) и двухканальную конфигурацию подсистемы оперативной памяти DDR266 или DDR200.

Рис. 5. Структура сервера, созданного на основе чипсета Intel E7505

В отличие от серверных наборов системной логики Intel E7500 и Intel E7501, вместо микросхемы ICH3-S, отвечающей за ввод/вывод, в составе чипсета Intel E7505 используется традиционный компонент ICH4. Кроме того, в архитектуре компонента MCH используется нетрадиционный для серверных решений, но стандартный для настольных компьютеров порт AGP 8Х, а в вместо трех микросхем P64H2 в составе чипсета используется одна микросхема данного типа.

Другим примером использования в качестве основы серверных систем наборов микросхем системной логики, ориентированных на рынок мощных рабочих станций, может служить Intel 860.

Набор микросхем Intel 860 разработан специально для высокопроизводительных многопроцессорных систем. Совместно с процессорами Intel Xeon этот набор микросхем обеспечивает высокий уровень производительности и масштабируемости. Поддерживает до двух процессоров.

В набор микросхем Intel 860 входят два основных компонента: контроллер-концентратор памяти 82860 (MCH) и контроллер-концентратор ввода/вывода 82801 (ICH2).

Рис. 6. Структура сервера, созданного на основе чипсета Intel 860

Контроллер-концентратор памяти поддерживает процессорную шину с тактовой частотой 100 МГц (частота переачи данных 400 МГц) и имеет высокопроизводительные сдвоенные каналы для памяти RDRAM (4 модуля RIMM, PC800/600, ECC), а также обеспечивает возможности подключения внешних устройств, включая подключение через две высокоскоростные 64-разрядные PCI-шины, работающие на частоте 66 МГц. Кроме того, он обеспечивает поддержку графических систем с AGP 4X.

Контроллер-концентратор ввода/вывода связан с компонентом MCH локальной шиной, характерной для линейки чипсетов Intel 8хх. Он устанавливает прямой канал связи с графической системой и памятью, позволяя ускорить доступ к внешним устройствам, и обеспечивает функции и полосу пропускания, необходимые для высокопроизводительных компьютерных решений. Поддерживает 32-разрядный контроллер PCI, интерфейс Ultra ATA/100, интегрированный контроллер локальной сети и два сдвоенных контроллера USB, обеспечивающих передачу данных по четырем портам. К прочим усовершенствованиям контроллера-концентратора относится поддержка 6 цифровых звуковых каналов для достижения объемного звучания и поддержка контроллера AC'97.

Помимо высокой производительности, набор микросхем Intel 860 обеспечивает высокие уровни масштабируемости. К его основным компонентам могут быть подключены два дополнительных: 64-разрядный контроллер-концентратор PCI 82806AA (P64H) и концентратор-повторитель памяти RDRAM 82803AA (MRH-R).

Микросхема P64H поддерживает 64-разрядную шину PCI с частотой 33 или 66 МГц. Эта микросхема подключается непосредственно к контроллеру-концентратору MCH в соответствии с улучшенной хаб-архитектурой Intel, и обеспечивает выделенный высокоскоростной канал ввода/вывода.

Микросхема MRH-R предназначена для систем с повышенными требованиями к емкости памяти RDRAM. Эта микросхема обеспечивает преобразование каждого канала памяти в два, эффективно увеличивая максимальный объем поддерживаемой памяти: до 8 модулей RIMM.

Своеобразным упрощенным вариантом Intel 860 может рассматриваться чипсет Intel 850, который также рассчитан на системы с памятью RDRAM в ее двухканальной конфигурации. Кстати, эта конфигурация напоминает хорошо известные Intel 820 и Intel 840, разработанные для процессоров IntelPentium III и IntelPentium III Xeon. Однако в отличие от указанных чипсетов наборы микросхем Intel 860 и Intel 850 обеспечивают благодаря высокой пропускной способности процессорной шины FSB типа QPB сбалансированные относительно информационных потоков решения. Как следствие высоких потенциальных возможностей, чипсет Intel 850, позиционированный в качестве основы рабочих станций и мощных настольных компьютеров, некоторыми фирмами использовался в своих серверных решениях. Правда, эти решения не снискали большой популярности у пользователей.

Еще одним претендентом на роль набора микросхем системной логики для серверных систем является более современный по сравнению с Intel 860 чипсет Intel 875P, ориентированный, вообще говоря, на рынок рабочих станций и мощных настольных компьютеров. На основе этого чипсета некоторые производители выпустили серверные системы начального уровня с процессорами IntelPentium 4. Так, например, фирма Intel, предлагает Intel Entry Server Board S875WP1-E. Впрочем, в этом нет ничего удивительного, поскольку многочисленным пользователям известна материнская плата IntelServer Board S845WD1-E, созданная на основе чипсета Intel 845PE с традиционной до недавнего времени одноканальной конфигурацией оперативной памяти, уступающего по возможностям более мощному Intel 875P.

Чипсет Intel 875P, известный ранее как Canterwood, ориентирован на создание рабочих станций и высокопроизводительных настольных персональных компьютеров. Поддерживает процессоры Intel Pentium 4 с технологией Hyper-Threading, созданные по технологии 0,13 мкм, подключаемые через разъем Socket 478 и работающие с шиной FSB типа QPB (Quad-Pumped Bus). Тактовая  частота может составлять 100, 133 или 200 МГц.

Встроенный в микросхему Intel 82875P (MCH) контроллер процессорной шины FSB типа QPB поддерживает шину с тактовой частотой 200/133/100 МГц, что обеспечивает передачу данных на частотах соответственно 800/533/400 МГц.

Контроллер памяти предусматривает поддержку: двух и одноканального режимов работы оперативной памяти DDR SDRAM с модулями DDR400/333/266, максимального объема памяти — до 4 Гбайт, микросхем 128, 256, 512 Мбит DDR SDRAM, модулей как с ECC, так и без ECC. В конфигурациях с поддержкой ECC в двухканальном режиме используется шина 144 бит, без поддержки ECC — 128 бит.

Для синхронного режима работы модулей оперативной памяти DDR400 и частоты шины 800 МГц возможно использование режима, обеспечивающего повышенную производительность подсистемы памяти — технология Intel PAT (Performance Acceleration Technology). В этом режиме минимизированы задержки, связанные с синхронизацией.

Встроенный контроллер графики поддерживает одно устройство 0,8/1,5 В AGP 3.0, поддерживающее режим AGP 8X.

Из особенностей хаба MCH необходимо отметить, что в его архитектуре реализован  специального интерфейса (шина CSA), позволяющего реализовать Gigabit Ethernet. Перенос этих средств из микросхемы ICH в MCH объясняется недостаточной пропускной способностью локальной шины, соединяющей хабы MCH и ICH.

Управление периферийными устройствами компьютера осуществляет вторая компонента чипсета — ICH5, которая представлена микросхемой Intel 82801ЕB. Эта микросхема входит в базовый набор чипсета i875P.

Встроенные средства микросхемы управления периферийными устройствами базового набора поддерживают: два канала IDE с поддержкой ATA 33/66/100 (до четырех устройств IDE), два порта Serial ATA 150, шесть портов USB 2.0, шесть PCI (32 бит/33 МГц), LPC (Low Pin Count), AC'97 с поддержкой трех кодеков аудиоканалов, интегрированный контроллер 10/100 Base-TX Ethernet, SMBas, ACPI 2.0, а также другие средства и функции.

Кроме Intel 82801ЕB, возможно использование расширенной версии хаба ICH5 — ICH5R. Этот расширенный вариант представлен микросхемой Intel 82801ЕR. Она отличается от своего предшественника наличием функции RAID уровня 0 — технология Intel RAID 0.

Рис. 7. Структура компьютера, созданного на основе чипсета Intel 875P

Приведенные наборы семейства Intel E75xx, а также чипсеты Intel 860 и Intel 875, предназначены для процессоров Intel Xeon архитектуры Intel NetBurst, однако топовыми моделями (High-End) серверных процессоров этой фирмы являются высокопроизводительные 64-разрядные (IA-64) процессоры Intel Itanium и Intel Itanium 2.

Выбор процессорной платформы будет зависеть не только от приложений и операционной системы, но также и от прикладной ценности и производительности этих двух архитектур. А они зависят от используемых наборов микросхем системной логики, поддерживающих данные процессоры. В соответствии с отличиями линейки Intel Itanium от традиционных 32-разрядных моделей, выпуск 64-разрядных процессоров сопровождался анонсом поддерживающих эти изделия чипсетов.

Чипсеты для Intel Itanium / Itanium 2

Основные характеристики процессоров линейки Intel Itanium:

·        Созданы на основе архитектуры EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing),

·        128 регистров общего назначения, 128 регистров для операций с плавающей запятой, 64 предикативных регистра, 8 регистров ветвления,

·        Возможность создания конфигураций, как объявил производитель, из 512 процессоров,

·        64-разрядная адресация и высокая пропускная способность памяти,

·        Усовершенствованная архитектура автоматической проверки Machine Check Architecture (MCA) с расширенным использованием кода коррекции ошибок ECC,

·        Поддержка операционными системами HP-UX, Linux, Windows Server 2003.

Для поддержки 64-разрядных процессоров Intel Itanium был разработан набор системной логики Intel 460GX. Этот чипсет является первым набором микросхем системной логики, осуществляющим поддержку 64-разрядной микроархитектуры семейства процессоров Intel Itanium. Данный многоконфигурационный набор микросхем оптимизирован для 1-, 2-, 3- и 4-процессорных серверных систем и двухпроцессорных рабочих станций на базе процессоров Intel Itanium.

Набор микросхем Intel 460GX поддерживает интерфейс контроллера памяти и соответствующие мосты шин PCI, AGP 4X и других стандартных шин устройств ввода/вывода.

Контроллер концентратор памяти представлен микросхемой 82461GX или 82462GX. Осуществляет поддержку памяти PC100 SDRAM объемом до 64 Гбайт и видеографику стандарта AGP 4X/2X,

Контроллер ввода/вывода IFB осуществляет поддержку PCI 2.2, ATA33, 2 портов USB, встроенных средств AC’97 и т. п.

Предусмотрено расширение подсистемы ввода/вывода: Мост PCI eXpander (PXB), высокоскоростной мост PCI eXpander (WXB).

Как известно, развитие архитектуры Intel Itanium нашло свое продолжение в линейке процессоров Intel Itanium 2. Процессоры Intel Itanium 2 совместимы на уровне двоичного кода с существующим программным обеспечением, созданным для процессора Intel Itanium, что обеспечивает преемственность разработок системного и прикладного ПО.

Микроархитектура процессора Intel Itanium 2 обеспечивает быстрый доступ к интегрированной кэш-памяти, высокую пропускную способность при обмене информацией между центральным процессором и системной памятью и обладает значительными вычислительными ресурсами, ускоряющими выполнение команд и повышающими общую производительность системы.  В архитектуре Intel Itanium 2 использована 124-разрядная шина (ранее — 64 бит), обеспечивающая передачу данных на частоте 400 МГц (ранее — 256 МГц), что обеспечило втрое большую пропускную способность шины процессора, чем в случае предшественника.

Выпущены несколько моделей процессора Intel Itanium 2 вариантов MP (Multi-Processor) и DP (Dual Processor) с тактовыми частотами 1,5, 1,4, 1,3, 1,0 ГГц. Трехуровневая кэш-память данных моделей характеризуется следующими значениями информационного объема: L1 — 32 Кбайт (команды и данные), L2 — 256 Кбайт и L3, соответственно, — 6, 4, 3, 1,5 Мбайт. При этом модель с тактовой частотой 1,4 ГГц существует в двух вариантах объема кэш-памяти L3: 4 и 1,5 Мбайт.   

Верхняя модель процессора Intel Itanium 2 с объемом кэш-памяти третьего уровня 6 Мбайт (ядро Madison, техпроцесс 0,13 мкм) аппаратно и программно совместима с первой версией процессора Intel Itanium 2 (ядро McKinley, 0,18 мкм). Это обеспечивает защиту инвестиций OEM-производителей и конечных пользователей. Кроме того, эта модель совместима на уровне двоичного кода с существующими программами для архитектуры Intel Itanium (Merced, 0,18 мкм) и может обеспечить повышение производительности до 30%-50% и более по сравнению с предшественником.

Для поддержки новых процессоров был разработан специальный набор системной логики, получивший наименование Intel E8870 (Intel 870). 

Набор микросхем Inte E8870 является первым в архитектуре нового поколения набором микросхем, специально разработанным для удовлетворения требований двух- и четырехпроцессорных серверных платформ высшего уровня. Набор микросхем Intel E8870, оптимизированный для процессора Intel Itanium 2, обеспечивает высокий уровень производительности и масштабируемости, а также  предотвращения, обнаружения и исправления ошибок.

Рис. 8. Структура сервера, созданного на основе чипсета Intel 8870

К основным характеристикам чипсета Intel 8870 относятся:

·        400 МГц, 128-разрядная системная шина, что обеспечивает высокую  скорость передачи данных — до 6,4 Гбайт/с,

·        Очень большой объем оперативной памяти — концентратор DMH предоставляет в сумме 32 разъема для установки памяти на каждый процессорный узел, максимальный объем — 128 Гбайт (с 4 DDR Memory Hubs),

·        Два высокопропускных масштабируемых порта,

·        Четыре соединения интерфейса Hub Interface 2.0 с пропускной способностью 1 Гбайт/с на каждое соединение, что позволяет использовать до четырех 64-разрядных контроллера PCI/PCI-X (P64H2) с интерфейсом HI 2.0,

·        Механизм предзагрузки данных и встроенная кэш-память системы ввода/вывода,

·        Поддержка высокопроизводительного моста PCI/PCI-X — поддержка всех устройств ввода/вывода PCI/PCI-X I/O, начиная от устаревших PCI и заканчивая высокопроизводительными PCI-X на частоте 133 МГц (каждый контроллер P64H2 содержит два независимых 64-разрядных канала PCI-X с максимальной частотой 133 МГц).

Кроме того, комбинация таких характеристик, как модули "hot-plug" для процессора и памяти, обнаружение и коррекция ошибок, восстановление сбоев устройств памяти (MDFR), резервные пути ввода/вывода и ведение журнала записи ошибок, предоставляет более надежную платформу, уменьшает время простоев для ремонта и обеспечивает целостность передачи данных по всем соединениям и шинам.

Набор микросхем Intel E8870 состоит из следующих основных компонентов: Intel E8870IO (SIOH), Intel E8870 (SNC), Intel E8870DH (DMH), Intel 82870P2 PCI/PCI-X (P64H2), Intel 82801DB (ICH4).

Использование Intel E8870SP — E8870SP Scalability Port Switch (SPS), позволяет расширить возможности чипсета Intel E8870 и создавать системы с восемью процессорами Intel Itanium.

Рис. 9. Структура сервера c восемью процессорами Intel Itanium 2, созданного на основе чипсета Intel 8870

Серверы на базе процессоров Intel Itanium 2 представляют собой мощные, рентабельные и гибкие вычислительные платформы, способные как удовлетворять текущие потребности предприятия, так и послужить базой для расширения в будущем. Процессоры Intel Itanium 2 с кэш-памятью третьего уровня 6 Мбайт служат базой для мощных серверных решений, удовлетворяющих высоким требованиям больших баз данных. Сравнительно недавно созданные мощные процессоры Intel Itanium 2 с высокой тактовой частотой и кэш-памятью значительного объема позволяют создавать большие кластеры двухпроцессорных систем для высокопроизводительных вычислений и современных сетевых приложений. Системы на базе новых низковольтных процессоров Intel Itanium 2 обладают повышенной плотностью компонентов, сохраняя высокую производительность процессоров Intel Itanium с тактовой частотой 1 ГГц и требуют значительно меньше электрической мощности, чем традиционные версии: 62 Вт против 130 Вт верхних моделей. Это позволяет создавать компактные и экономичные многопроцессорные решения, требующие менее жесткие условия эксплуатации.

В заключение данного краткого обзора следует напомнить, что процесс совершенствования процессоров и разработки новых архитектур, осуществляемый специалистами фирмы Intel, конечно же не закончен. Более того, он продолжается со все возрастающим темпом и нет основания считать, что этот процесс когда-нибудь прекратится или, по крайней мере, хотя бы замедлится. Во многом этому способствуют значительные финансовые ресурсы, вкладываемые в развитие новейших компьютерных технологий. Вот почему фирма Intel с завидной регулярностью обновляет линейки своих процессоров. Уже объявлены примерные сроки новых архитектур 32- и 64-разрядных серверных процессоров, создаваемых по новейшей 90 нм технологии. 

А новые процессоры, как всегда, потребуют новых чипсетов, которые станут основой еще более производительных систем, обладающих еще более широким набором функциональных возможностей. Поэтому уже в самом ближайшем будущем нас ожидают новые еще более производительные и функционально насыщенные наборы системной логики, предназначенные для серверных систем, являющихся своеобразным концентратом новейших компьютерных идей и технологий, которые после аппробации и развития в серверах и рабочих станциях становятся достоянием и других секторов компьютерного рынка.

В статье использованы материалы фирмы Intel