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22.09.2000 - 

64-Bit-Architektur/64-Bit-Anwendungen lassen noch auf sich warten

Itanium soll den wachsenden Hunger nach Leistung stillen

22.09.2000
Noch vor zwei Jahren erschienen die Pläne von Intel zur 64-Bit-Prozessortechnik völlig überzogen. Doch das Internet sowie E-Business und E-Commerce haben mittlerweile neue Verhältnisse geschaffen. In dem Maße, wie sich elektronische Geschäftsprozesse etablieren, wächst das Datenvolumen, das verarbeitet werden muss. Parallel sind die Konsumenten bei ihren Web-Visiten immer weniger bereit, auf die angeforderten und zudem immer komplexeren Web-Seiten zu warten. Damit scheint laut Hadi Stiel* die IA-64-Rechnung von Intel aufzugehen.

Zwei Jahre lang hat Intel gemeinsam mit Partnern auf seine IA-64-Technologie hingearbeitet. Mehr als eine Milliarde US-Dollar, davon 250 Millionen Dollar von Intel, sind für diese Entwicklungsarbeit in den IA-(Intel Architecture-)64-Fond geflossen, in den zudem Hardwarehersteller wie Dell, NEC, Compaq, Hewlett-Packard und SGI eingezahlt haben. "Das aktuell letzte Produkt aus der Intel-Schmiede ist eine Chip-Infrastruktur im Beta-Status, die wir bereits an Hardwarehersteller, Softwareentwickler sowie an ausgesuchte Endkunden weitergereicht haben", verrät Hans-Jürgen Werner, PR-Verantwortlicher für Zentraleuropa bei Intel in München, den momentanen Stand.

Mit der Beta-Version der CPU wurden ein Software Developer Kit sowie ein Code-Optimierungs-Tool (VTune) versandt, der die Hardwarehersteller in die Lage versetzt, ihre Betriebssysteme auf die 64-Bit-Technik abzustimmen. Softwareentwickler können darüber hinaus bestehende Anwendungen von der 32-Bit- auf die 64-Bit-Ebene portieren und neue 64-Bit-fähige Applikationen programmieren. Mit den bisherigen Releases des Itanium mussten Hard- wie Softwarehersteller dazu die 64-Bit-Architektur aufwändig simulieren. Erste Pilotsysteme mit der Itanium-CPU sollen schon im vierten Quartal dieses Jahres ausgeliefert werden. Das offizielle Produkt-Release des neuen Prozessors wird laut Werner im März oder April 2001 erfolgen.

Intel wird dann nach eigenen Angaben mit dem Itanium in eine neue Leistungsdimension vorstoßen. Der erste Prozessor der IA-64-Familie fußt auf einer neuartigen Architektur, EPIC (Explicitly Parallel Instruction Set Computing), die es erlaubt, sechs Befehle parallel innerhalb des Prozessorkerns zu verarbeiten.

Das gilt für alle neun Einheiten, die den Prozessorkern ausmachen: 1 x Branch, 2 x Ladeeinheit (Load and Store), 4 x Arithmetikeinheit und 2 x FPU (Floating Point Unit) für Gleitkomma-Operationen. Zwei Basisoperationen kann jede der vier Arithmetikeinheiten mit einem Takt absolvieren.

Parallel dazu können von den beiden Ladeeinheiten pro Takt jeweils zwei 64-Bit-Werte eingelesen werden. Zwanzig 64-Bit-Operationen sind damit innerhalb eines Taktes möglich. Anders als beim Vorgängermodell, dem Pentium III Xeon, steuert nicht der Prozessor, sondern der Compiler die Parallelisierung. Das beschleunigt die interne Datenverarbeitung, weil damit die einzelnen Befehle nicht mehr gesondert erkannt, zugeordnet und umsortiert werden müssen. Dies wird vorab vom Compiler bei der Übersetzung des Programms in Maschinencode erledigt.

Daneben haben die Entwickler der Itanium-CPU eine dreistufige Cache-Architektur verpasst: L1 (Instruktions- und Daten-Cache), L2 (für Gleitkomma-Operationen) und externer L3 (Daten-Cache). Die automatische Fehlerkorrektur mittels ECC (Error Correction Code) beherrschen alle drei. Die Cache-Einheiten sind via Highspeed-Bus in CPU-Geschwindigkeit mit dem Prozessorkern verbunden, wodurch die ausgelagerte Verarbeitung in den Caches mit keinerlei Durchsatzeinbußen einhergeht.

Ein weiterer Vorteil der neuen 64-Bit-Technik: Durch den größeren Adressraum lässt sich der Arbeitsspeicher um Dimensionen vergrößern. Waren es bei der 32-Bit-Risc-Technologie noch maximal 4 GB, sind über den Itanium-Prozessor, zumindest theoretisch (bei einer Adressierungsbreite von 64 Leitungen), 16 Exabyte erreichbar. In der Praxis mit 48 Leitungen wächst der mögliche Arbeitsspeicher immerhin auf 4 TB. Das ist eine Million mal so viel wie der bisherige Speicherraum. Darin findet beispielsweise eine komplette Datenbank für den schnellen Datenzugriff Platz.

Mit dem offiziellen Release des Itanium werden Hardwarehersteller wie Acer, Bull, Compaq, Dell, Fujitsu-Siemens Computers (FSC), Hewlett-Packard, Hitachi, IBM, NEC, SGI oder Unisys zügig daran gehen, das innerhalb ihrer Server und Workstations eingesetzte Betriebssystem für die IA-64-Welt fit und damit ihre neuen Rechnerangebote marktfähig zu machen. "Das wird voraussichtlich im Mai des kommenden Jahres sein", verspricht Klaus Hoenig, Pressesprecher für den Bereich Computersysteme bei HP. Dieser Termin wird in etwa auch für die anderen Hersteller gelten. "Die bestehende 32-Bit-Risc-Technologie werden wir dennoch weiter verfechten", so Hoenig, ebenfalls im Einklang mit den Wettbewerbern. Zumal er zumindest beim Datendurchsatz mit den Prozessoren der PA-Risc-Familie durchaus Vorteile gegenüber dem Itanium-Chip sieht.

In der gleichen Portierungs-Zwickmühle stecken Hersteller wie Microsoft und Novell sowie die Distributoren von Linux, nur dass sie als Anbieter von Netzwerkbetriebssystemen verstärkt auch auf logischer Dienste-Ebene gefordert sind, ihre Software auf die neue 64-Bit-Prozessortechnologie hin anzupassen. Microsoft will dennoch mit "Win 64" bis kurz nach der Freigabe des Itanium warten. Eigentlich sei Win 64 heute schon so gut wie fertig, verspricht die Gates-Company. Es stünde aber noch nicht fest, ob diese Lösung gesondert oder als Teil der nächsten Win-2000-Version angeboten werde, verlautet es aus der Microsoft-Zentrale in München.

Linux soll, so der Distributor Suse, ebenfalls kurz nach der Freigabe des Intel-Chips auf dem Itanium lauffähig sein. Einen anderen Weg geht Novell, wie Hans Krogul, Corporate System Architect bei Novell in Düsseldorf, erläutert. "Wir werden mit einem reduziertem Micro Kernel in 64-Bit-Technologie aufwarten, um darüber hinaus Systemressourcen wie Netzwerkkarten und Speichereinheiten zu erkennen." An die Portierung von Netware auf die neue Prozessortechnologie denke man dagegen nicht, schon um auch weiterhin in voller Breite, das heißt in 32-Bit-Technologie, die logische Ebene der Dienste adressieren zu können.

32 Bit macht auf IA-64 keinen SinnAber erst 64-Bit-fähige Anwendungen werden der neuen Intel-Technologie und den Produkten der Hardware- und Betriebssystemhersteller Leben einhauchen. Stattdessen mit 32-Bit-Anwendungen auf dem Itanium aufzusetzen, wäre gegenüber der Ausgangskonstellation mit Performance-Einbußen verbunden. Das Spektrum möglicher 64-Bit-Anwendungen ist breit und reicht Server-seitig von ERP (Enterprise Resource Planing), SCM (Supply Chain Management) und CRM (Customer Relationship Management) über ein umfassendes Content-Management und Online Transaction Processing bis hin zum beschleunigten Web-Seitenzugriff.

Experten empfehlen mittlerweile für den letzten Fall, das Zehnfache an Kapazität der Server-Grundlast zu installieren, um gegen einen temporären Web-Ansturm hinreichend gefeit zu sein. Auch die Authentisierung mit immer komplexeren Verschlüsselungstechnologien vor dem Einstieg in die Anwendungen könne über Intels neue Prozessortechnologie wesentlich beschleunigt werden.

Daneben soll der Itanium-Prozessor mehr Leistung für Workstations bringen. Anwendungen mit umfassenden Datenmodellen, Video-Installationen, multimediale Animationen, prozessoraufwändiges Rendering wie im Rahmen von Virtual Reality und generell Anwendungen mit vielen Gleitkomma-Operationen sind hier die potenziellen Einsatzgebiete für die neuen Turbo-CPUs.

Wie es derzeit aussieht, werden Softwareanbieter wie SAP, SAS, People Soft, Baan, BEA, Ariba, Brokat, Oracle, Informix, IBM, Microsoft, Oblix, Entrust, Verisign und RSA für den Server-/Enterprise-Einsatz sowie Avid, Cadence, Dassault, Infinity, Magma, Mentor Graphics, Menta Images, Viewlogic, Parametric, Unigraphics und Visual Insights für den Einsatz auf Workstations zügig nach der Marktfreigabe des Itanium mit 64-Bit fähigen Anwendungen aufwarten.

Peter Barth, Director Coporate Marketing bei SAP in Waldorf: "Wir werden die IA-64-Architektur schnellstmöglich nach der Freigabe des neuen Prozessors unterstützen. "Die SAP-Architektur mySAP.com laufe technisch schon heute auf dem Intel-Prozessor, was schon auf mehreren Messen gezeigt worden sei. Auch BEA sieht sich auf den Prozessorwechsel bestens vorbereitet. Den Web Logic Server auf Basis des Itanium werde man kommenden Oktober auf der Intel-Messe in San Franzisko präsentieren, so Dolores O''Shea, Marketing-Director für Zentral-Europa bei BEA in München. Gut unterwegs ist auch Brokat: "Wir werden unsere Enterprise-Application-Server-Lösung im Rahmen von "Twister" vorerst auf Basis von Win 2000 schon kurz nach der Freigabe des Itanium-Chips auf die neue 64-Bit-Prozessorlogik umgestellt haben", vermeldet Stephan Kruppa, Senior Vice President der Produktdivision Twister. Andere Plattformen wie Linux würden schnell folgen.

"Aber auch wir", schränkt Kruppa ein, "sind letztlich auf die Umstellungsgeschwindigkeit anderer Softwarehersteller angewiesen." Er verweist damit auf die Vielzahl der Softwareanbieter, die ihre Entwicklung nicht in Kooperation mit Intel frühzeitig auf die neue Prozessortechnologie abgestimmt haben. Sie werden ihre 64-Bit-fähige Software nur mit Verzug im Markt anbieten können.*Hadi Stiel ist freier Journalist in Bad Camberg.