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27.07.2001 - 

Server-Hersteller setzen auf Nachfolger McKinley

IA-64-Welt noch in der Aufbauphase

MÜNCHEN (kf) - Nach Hewlett-Packards (HPs) und Compaqs Ausstieg aus der Zunft der Chipdesigner ist es in der Highend-Server-Arena übersichtlich geworden: An Branchenschwergewichten mit proprietären Prozessorarchitekturen sind lediglich IBM und Sun geblieben - ergänzt durch Intel, das dem Halbleitermarkt nun mit dem ersten 64-Bit-Chip "Itanium" seinen Stempel aufdrücken will.

Die reduzierte Zahl an Mitspielern im Segment des Highend-Computing hat jedoch zunächst nicht mehr Transparenz geschaffen. Wohl nicht zuletzt, um die anstehenden Migrationsszenarien weichzuzeichnen, haben HP wie auch Intels jüngster "All-Itanium"-Partner Compaq eine "Verschmelzung" ihrer proprietären Server-Chiptechnologien PA-Risc beziehungsweise Alpha mit der neuen 64-Bit-Plattform angedeutet.

Einen Itanium mit PA-Risc-Flavour oder Alpha-Touch soll es jedoch nicht geben. Laut Intel wird sich an der gemeinsam mit HP entwickelten, vor gut zwei Jahren veröffentlichten 64-Bit-Architektur Epic (Explicitly Parallel Instruction Computing) im Großen und Ganzen nichts mehr ändern. "Das Produkt Itanium hat weder etwas mit PA-Risc noch mit Alpha zu tun", klärt Heiner Genzken, Market Development Manager der deutschen Intel-Tochter, auf. Der Itanium sei eine Inkarnation von Epic, einer "völlig neuen und vor allem fortschrittlicheren Plattform als Risc". Auch Branchenexperten halten eine Verschmelzung des PA-Risc- beziehungsweise des Alpha-Designs mit IA 64 für wenig wahrscheinlich. "Im Prinzip geht es bei HP und Compaq doch nur darum, die Migration erträglich zu machen", vermutet Henrik Klagges, Managing Partner des Beratungsunternehmens TNG Consulting.

Nach Analystenschätzungen wird jeder dritte, im Jahr 2004 verkaufte Multiprozessor-Server auf der Itanium-Architektur basieren. Laut Genzken lässt sich ein Wachstum von null auf 35 Prozent nicht nur über den Raubzug in der Risc-Landschaft erzielen. Was eine Beschneidung der IA-32-Basis betrifft, gibt sich der Intel-Mann emotionslos: "Wir werden auch unsere eigenen Kinder fressen", so Genzken. Betreffen werde dies unter anderem die Xeon-basierten Systeme.

Fokus auf Itanium-Nachfolger McKinleyAuf den IA-64-Erstling Itanium wird nach Angaben von Intel Mitte nächsten Jahres die zweite Epic-Inkarnation mit dem Codenamen "McKinley" folgen. Bezüglich konkreter Leistungsangaben hält sich der Halbleiterhersteller derzeit noch bedeckt. Das Leistungsplus soll - je nach Umfeld und Optimierungsgrad der Software - zwischen dem Faktor 1,2 und 1,8 liegen, heißt es. Anders als beim Itanium befindet sich der Level-3-Cache des McKinley auf dem Prozessor, was dessen Geschwindigkeit steigern soll. Zudem wird sich die zweite Itanium-Generation durch eine höhere Zahl an Execution-Units, schnellere Zugriffe sowie höhere Busbandbreiten auszeichnen. Auch die Spezifikationen für den McKinley-Nachfolger stehen bereits. Dieser wird laut Intel-Planung in etwa zweieinhalb Jahren auf den Markt kommen und in zwei 0,13-Mikrometer-Varianten erhältlich sein. Die "Madison"-Version soll High-Performance-Zwecken dienen, während die "Deerfield"- Variante für kostensensitivere Anwendungen konzipiert ist.

Bis es jedoch so weit ist, gibt es für die beiden Itanium-Überläufer HP und Compaq noch allerhand zu tun. Beide Server-Hersteller bieten für die Übergangsphase einen Migrationsplan für den möglichst sanften Umstieg auf IA 64 an. Hier hat jedoch IA-64-Spezialist HP, der sich als Epic-Mitentwickler bereits vor sieben Jahren zur PA-Risc-/Itanium-Konsolidierung durchgerungen hat, eindeutig die Nase vorn.

"Compaq versucht, mit seinen Enterprise-Betriebssystemen Open VMS und Tru-64-Unix mit HP gleichzuziehen", meint Manfred Willem, Marketing-Manager für den Bereich Technical-Computing bei HP. Dafür benötige man allerdings eine Entwicklungszeit von drei bis vier Jahren. "HP-UX 11i 1.5 für Itanium gibt es bereits heute - als einziges proprietäres Unix-Derivat", so Willem.

Itanium-Mitentwickler HP im VorteilAuch im Hinblick auf die binäre Aufwärtskompatibilität der Applikationen kommt HP die innige Verbindung mit Intel zugute: Laut Willem existiert diese neben IA-32 nur für PA-Risc und garantiert, dass ein PA-Risc-Binary, sprich: eine Anwendung für HP-UX/PA-Risc, auf einem Itanium-System laufen kann. Allerdings gilt hier: Einmal Itanium, immer Itanium. So lässt sich ein Binärprogramm nach der für den Itanium optimierten Kompilierung nicht mehr auf der Ursprungsplattform PA-Risc betreiben. Im Zuge eines "Übersetzungsprozesses", der während des Ladevorgangs auf einer Itanium-Maschine stattfindet, holt sich das Betriebssystem den Applikationscode und identifiziert diesen als Itanium-optimiert oder als PA-Risc-Binary. Handelt es sich um Letzteres, wird ein dynamischer Translator, der "Aries", in Gang gesetzt, der das PA-Risc-Binary einer exakt korrespondierenden Instruktion im Itanium-Maschinencode zuordnet. Trifft dieselbe Instruktion erneut ein, wird automatisch erkannt, dass sie schon einmal übersetzt wurde. Das optimale Resultat einer nativen Kompilierung lässt sich mit diesem Verfahren laut Willem allerdings nicht erzielen. Nach Angaben des HP-Managers werden auf diese Weise - je nach Qualität des Codes - zwischen 20 und 90 Prozent des tatsächlichen Leistungspotenzials ausgeschöpft.

Auch nach Meinung der Marktexperten wird das Leistungsplus des Itanium stark vom Maß der Codeoptimierung für die neue Architektur abhängen. So lässt sich laut Meta Group erst mit optimiertem nativem Code, der für die Epic-Architektur entwickelt und auf den Itanium abgestimmt wurde, ein wirklicher Durchbruch erzielen.

Der Fokus bei HP liegt jedoch auf dem Itanium-Nachfolger McKinley. Nach Angaben von Willem wird dieser aufgrund einer größeren Zahl von Verarbeitungseinheiten sowie höheren Taktraten gegenüber der ersten IA-64-Generation ein Mehrfaches an Leistung erbringen. Allerdings soll die zweite IA-64-Inkarnation andere Bausteine für die Ansteuerlogik des Prozessors verlangen. Aus diesem Grund sind die HP-Server der N-, L- und Superdome-Serien laut Willem auch bereits für den McKinley konzipiert.

Compaq hingegen steht in Sachen Itanium-Migration noch einiges bevor. Der etwas plötzliche Deal mit Intel vor einigen Wochen setzte Compaqs Laufbahn als Chipdesigner ein jähes Ende. Mit der Alpha-Plattform wurde eine der wenigen verbliebenen Konkurrenztechnologien zu Intel zu Grabe getragen (siehe CW 27/01, Thema der Woche, Seite 14). In gut 30 Monaten wollen die Texaner nun - mit tatkräftiger Unterstützung von Intel - sowohl das Betriebssystem "Nonstop Kernel" (NKS) ihrer Himalaya-Hochverfügbarkeits-Server als auch die auf den Alpha-Systemen laufenden OS "Open VMS" und "Tru-64-Unix" auf die Itanium-Plattform portiert haben.

Letzte Alpha-ZuckungenEnde 2002, Anfang 2003 wird sich die Alpha-Technik dann mit dem "EV7", der mit zwei unterschiedlichen Taktraten auf den Markt kommen soll, endgültig verabschieden. Vor diesem Hintergrund zweifelt TNG-Berater Klagges an Absatzmöglichkeiten für die absterbende Technologie. "Als strategische Plattform ist Alpha augenblicklich tot", meint er. Seiner Meinung nach lassen Unternehmen, die eine mehrjährige Plattformstrategie fahren, in diesem Zeitraum keine Migration über sich ergehen. "Die werden ab sofort keine Alphas mehr kaufen", erwartet Klagges und rät Anwendern von weiteren Investitionen in die ehemalige Compaq-Technik ab.

Im Zuge des Compaq/Intel-Deals haben auch die Alpha-Patente den Besitzer gewechselt. Entgegen Intels Behauptung, man werde dem Itanium keine Alpha-Merkmale spendieren, hält es Compaq für möglich, dass das ursprünglich für die übernächste Alpha-Generation "EV8" geplante Design "4-Way Simultaneous Multithreading (SMT)" mittelfristig Einzug in das Itanium-Konzept hält. Mit Hilfe des 4-Way-SMT sollen sich bis zu vier einzelne Threads (Befehlsketten) einen gemeinsamen Prozessorkern teilen können. Dabei wird der Reihe nach zwischen den Threads umgeschaltet. Sobald die Pipeline stockt, weil eine Einheit besetzt ist, ein Sprung erfolgt oder auf Speicher gewartet werden muss, stellt der Prozessor die Wartezeit anderen Threads zur Verfügung.

Laut Compaq beherrscht der Alpha die über SMT zu erzielende, prozessorbasierte Parallelisierung bereits. Hierbei sucht sich die CPU aus den abzuarbeitenden Tasks die gleichgearteten heraus und füttert beispielsweise die Floating-Point-Unit mit allen Gleitkomma-bezogenen Aufgaben. Bei Intels Epic-Architektur hingegen erfolgt die Parallelisierung nicht wie bei IA 32 oder den Risc-Architekturen auf dem Prozessor, sondern im Compiler. "Durch die Verbindung der beiden Techniken lassen sich Vorteile erzielen", erklärt Compaq-Sprecher Herbert Wenk. Ab 2004 wäre eine Kombination der beiden Techniken seiner Meinung nach denkbar.

Bei seinem Raubzug durch die Highend-Server-Landschaft baut Intel insbesondere auf das Ende der Risc-Architektur. "Hier ist keine Luft mehr drin", fällt Intel-Manager Genzken das Urteil über die Basis konkurrierender Prozessorplattformen. Zwar reiche Risc für heute existierende Anwendungen noch aus, für den künftigen Ausbau biete die Architektur jedoch keinerlei Spielraum. "Man lebt im Grunde nur noch von einer Verbesserung der Fertigungstechnik und einer Erhöhung der Taktraten", hält auch HP-Marketier Willem die Trickkiste der Risc-Architektur für ausgeschöpft.

Für Konkurrent IBM, der hinsichtlich der Chiparchitektur weiterhin zweigleisig fahren will, ist es jedoch noch nicht so weit. So befürchtet Hans-Jürgen Rehm, verantwortlich für den Bereich Enterprise Systems Communications IBM, in Sachen Leistung und Preis-Leistungs-Verhältnis für die proprietäre Risc-basierte Power-PC-Architektur auch künftig keinerlei Engpässe. Gerade im Highend-Bereich zehre diese von einem Zeit- und Erfahrungsvorsprung. Die Risc-Unix-Variante werde in dem von Intel anvisierten Highend-Segment noch lange die Nase vorn haben. "Die Leistungsfähigkeit des Prozessors ist ja nur eine Komponente", begründet Rehm. Andere Faktoren wie die Verfügbarkeit spielten eine mindestens ebenso große Rolle.

Die Power-PC-Architektur arbeitet in den größeren IBM-Servern der "P"- und "I"-Serien und soll hier auf unbegrenzte Zeit weiter dominieren. Der Optimismus der Armonker im Hinblick auf die Vitalität der eigenen Risc-Architektur kommt auch in der Ankündigung der nächsten Generation von Power-PC-Prozessoren zum Ausdruck, die bereits in den Startlöchern steht. So sollen im Oktober neue Highend-Server mit Power-PC-4-Chips auf den Markt gelangen. Der Itanium wird in IBMs klassischer Intel-Plattform, der "X"-Serie, laufen und dort vom oberen Ende durch alle Produktlinien bis nach unten durchsickern.

Auch in Sachen Betriebssystem will IBM weiterhin auf zwei Hochzeiten tanzen. So wird Big Blues "AIX 5L", das voraussichtlich im dritten Quartal dieses Jahres auf den Markt gelangt, in zwei Varianten - zum einen für die Power-Architektur, zum anderen für die Itanium-Plattform - verfügbar sein. Ziel der IBM-Entwickler ist es, mit AIX 5L eine gemeinsame Plattform zu schaffen, so dass dediziert für das IBM-OS geschriebene Programme auch auf Itanium laufen. "Bei Anwendungen für ältere AIX-Versionen könnte es an dem einen oder anderen Ende zwicken", räumt Rehm ein. Im schlimmsten Fall stehe eine Rekompilierung an. Um Applikationen für die eine oder andere Plattform zu spezifizieren, ist laut IBM jedoch kein Eingreifen in den Code erforderlich. Derzeit steht die AIX-Version zu Evaluierungszwecken zur Verfügung.

Trotz des Eigenengagements in Sachen IA 64 stuft Rehm die erste Itanium-Inkarnation als "reinen Prototypen und Versuchsplattform" ein. Der eigentliche Startschuss wird nach Meinung des IBM-Sprechers erst mit dem McKinley fallen. "Momentan ist alles noch eine Baustelle", meint Rehm nüchtern, der einen schnellen Durchmarsch des Itanium bis an die Spitze für unwahrscheinlich hält.

Sun weiter im AlleingangÄhnlich wie IBM baut auch Sun auf den zeitlichen Vorsprung der hauseigenen Risc-Plattform "Sparc". "Sparc ist eine 64-Bit-Architektur, die sich seit sechs Jahren auf dem Markt bewährt und die sowohl Sun als auch System- und OS-Hersteller, aber auch ISVs (Independent Software Vendors) und Datenbankhersteller genau kennen", erklärt Michael Schroeder, Produkt-Marketing-Leiter von Sun. Daher könnten diese ihre Anwendungen auch optimal darauf tunen, bohrt er in der Intel-Wunde: Denn die Fülle an auf den Itanium optimierten Applikationen, die den IA-64-Erstling erst wirklich flugfähig machen soll, wird nach Ansicht von Analysten noch gut ein Jahr auf sich warten lassen. "Die IA-64-Architektur steckt ja erst in den Anfängen", frohlockt Schroeder.

Zaghafte Annäherungsversuche zwischen Intel und Sun auf Betriebssystem-Ebene wurden vor etwa einem Jahr im Keim erstickt. Laut Schroeder hat Intel damals die Zusammenarbeit bei der Bereitstellung des Solaris-Betriebssystems für IA 64 aus ihm unbekannten Gründen aufgekündigt. "Wir haben bei Sun das ISV-Engagement vermisst", begründet Intel-Manager Genzken den Rückzug. So habe sich das Unternehmen aus der Anwendungsentwicklung für Solaris auf Itanium gänzlich herausgehalten.

Derzeit freut sich Sun insbesondere über die Abkehr Compaqs vom Chipgeschäft. Chris Kruell, Group Manager für Computersysteme bei Sun, erhofft sich von dem Compaq-Intel-Deal eine deutliche Belebung des Alpha-Replacement-Geschäfts - ein Feld, das Sun nach eigenen Angaben bereits erfolgreich beackert. Dabei setzt der Sun-Manager nicht zuletzt auf weitere Verzögerungen im Itanium-Umfeld, was die Migration für Alpha-Anwender noch schmerzhafter machen dürfte.

Noch in diesem Jahr will Sun eine schnellere "Ultrasparc-III"-Variante auf den Markt bringen. Der aktuelle Chip taktet mit 750 Megahertz, ausgelegt ist der Prozessor jedoch auf eine Geschwindigkeit von bis zu 1,05 Gigahertz. Mit dem "Ultrasparc III+" steigt der Chiphersteller von der Aluminium- auf die Kupfertechnik um, außerdem soll der Prozessor verbesserte Cache-Features bieten. Im Jahr 2002 folgt mit dem "Ultrasparc IV" die nächste Chipgeneration, die mit einer Taktrate von 1,2 Gigahertz debütieren wird.

IA 64 noch nicht "flugfähig"Das Beratungsunternehmen Meta Group rechnet damit, dass Anwender kurz- bis mittelfristig nur dann in Itanium-Systeme investieren werden, wenn diese ein deutliches Plus an Leistung, Skalierbarkeit sowie Verfügbarkeit aufweisen - insbesondere in Anbetracht der Tatsache, dass Itanium-CPUs teurer sind als etwa Intels 32-Bit-Xeon. Da Anwender nach Erfahrungen der Consultants beim Einsatz neuer Technologien selten von reinem Pioniergeist getrieben werden, muss Intels Itanium-Familie im Grunde zwei Anforderungen erfüllen, um Erfolg zu haben: Zum einen gelte es, der bestehenden Komplexität entgegenzuwirken, zum anderen müsse der dadurch gewonnene Geschäftsvorteil demonstriert werden. TNG-Berater Klagges sieht das etwas nüchterner: "Wenn Intel es an die 64-Bit-Spitze schafft, dann weniger infolge technologischer Überlegenheit als vielmehr aufgrund seiner Ressourcen und der Marktmacht." Denn im Prinzip habe IA 64 andere kannibalisiert, sei aber selbst noch nicht recht flugfähig.

In den Genuss der viel zitierten Vorzüge von Epic - etwa der Adressierung großen Hauptspeichers sowie hoher Floating-Point-Performance - wird das Gros der Anwender nach Einschätzung zahlreicher Analysten allerdings frühestens in einem Jahr gelangen. Dann nämlich, wenn neben den Betriebssystemen und den auf dem neuen Prozessor basierenden Servern auch Compiler und kommerzielle Anwendungen reif für die neue Architektur sind.

"Für Floating-Point-intensive Aufgaben, etwa beim Bombenbauen oder Ölsuchen, ist der Itanium prima", weiß auch TNG-Berater Klagges das theoretische Potenzial des Itanium gerade im technisch-wissenschaftlichen Bereich zu schätzen. Bei klassischen Anwendungen - etwa im Reich der Datenbanken - sei die erste IA-64-Inkarnation allerdings noch als lahme Ente zu bezeichnen.

Itanium-BenchmarksBei den ersten Leistungstests des Itanium durch die Standard Performance Evaluation Corp. (Spec) zeigt der neue Intel-Prozessor zwei Gesichter. Während die CPU im Specint (Integer) enttäuscht, spielt sie beim Spec-FP (Floating-Point) ihre Stärken aus.

Der Specint ermittelt die Prozessorleistung in herkömmlichen Applikationen wie Textverarbeitung oder Datenkomprimierung. Hier erreicht der auf 800 Megahertz getaktete Itanium Werte bis 404 und liegt damit etwa auf dem Niveau eines Pentium-III-Chips mit 800 Megahertz. Damit rangiert er knapp vor dem Ultrasparc III mit 750 Megahertz, der auf einen Wert von 395 kommt. Die auf 900 Megahertz getaktete Variante des Ultrasparc-III-Chips schlägt den Itanium mit 467 allerdings deutlich. Auch die Konkurrenz aus dem eigenen Haus, der Pentium 4, sowie die Risc-Vertreter Compaq mit dem Alpha 21264-B (833 Megahertz) und Hewlett-Packard mit dem PA-Risc 8700 (750 Megahertz) lassen den Itanium hinter sich.

Dagegen kann der Itanium bei den Messungen für den Spec-FP auftrumpfen. Dieser Test misst die Leistung eines Prozessors bei mathematischen Berechnungen von 3D-Objekten und Simulationen. Hier erreicht der jüngste Intel-Vertreter einen Wert von 711 und weist damit den Pentium 4, der bei einer Taktrate von 1,7 Gigahertz den Wert 609 erreicht, deutlich in die Schranken. Auch Suns Ultrasparc-III-Prozessor mit 900 Megahertz kann mit einem Spitzenwert von 482 im Fließkommarennen nicht mithalten.