Itanium (/aɪˈteɪniəm/ eye-TAY-nee-əm) ir Intel mikroprocesoru tips ar 64 bitu mikroshēmas arhitektūru (nav saistīts ar šobrīd jau izplatītajiem Intel un citu ražotāju 64 bitu procesoriem). Itanium procesorus mūsdienās dažkārt izmanto serveros. Itanium procesorus sākotnēji izstrādāja HP un Intel, un tos ražoja Intel, un tos izmantoja vairāki sistēmu ražotāji; nekur neizmantoja tik daudz sistēmu, kā sākotnēji bija cerēts. Pašlaik HP joprojām galvenokārt atbalsta sistēmas, kurās izmanto šīs mikroshēmas.

2019. gada 30. janvārī Intel oficiāli paziņoja par Itanium procesoru saimes darbības beigām un produktu ražošanas pārtraukšanu.

Vēsture īsumā

Itanium platforma (arhitektūras nosaukums bieži tiek minēts kā IA-64) tika izstrādāta 1990. gadu beigās un 2000. gadu sākumā ar mērķi nodrošināt augstas veiktspējas 64 bitu arhitektūru serveriem un darbstacijām. Pirmais komerciālais Itanium procesors ("Merced") tika laists tirgū 2001. gadā. Projekts bija HP un Intel sadarbības rezultāts; HP redzēja to kā iespēju pāriet no RISC arhitektūrām uz vienotu 64 bitu platformu lieliem serveriem.

Arhitektūras galvenās iezīmes

  • EPIC/IA-64 koncepcija: Itanium izmanto tā saukto EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) pieeju — arhitektūra ir projektēta tā, lai izpildes paralēlisms tiktu maksimāli norādīts jau kompilācijas laikā, nevis pilnībā tiek atklāts dinamiski procesora iekšienē.
  • Instrukciju bundeles: IA-64 izmanto 128 bitu instrukciju mezglus (bundle), kuri satur parasti trīs instrukciju slotus un īsu veidnes (template) lauku. Šī pieeja ļauj procesoram izpildīt vairākas instrukcijas paralēli, ja tās kompiles pareizi sakārtotas.
  • Bagātīgs reģistru kopums: arhitektūra nodrošina lielu skaitu vispārīgā tipa un virsmas (floating point) reģistru, kā arī predikāta reģistrus un speciālus zaru reģistrus, kas dod programmētājam un kompilatoram rīkus efektīvai izpildei bez biežām atmiņas piekļuvēm.
  • Predikācija un spekulācija: zarus var aizstāt ar predikētām instrukcijām, kas samazina zaru noviržu izmaksas; arī spekulatīva izpilde ir arhitektūras pamatā.
  • Atšķirības no x86-64: IA-64 nav savietojama ar x86 procesu instrukcijām binārajā līmenī; lai palaistu vecāku x86 programmatūru, tika izmantoti tulkojumi vai īpašas palaides slāņi (piem., IA-32 Execution Layer)

Programmatūras atbalsts un kompilatori

Itanium arhitektūras panākumi lielā mērā bija atkarīgi no kompilatoriem: lai izmantotu arhitektūras piedāvāto paralēlismu un izvairītos no veiktspējas zaudējumiem, programmām nepieciešama laba kompilatora optimizācija. Intel izlaida savus kompilatorus ar IA-64 atbalstu, un arī GCC (GNU Compiler Collection) ieguva IA-64 back-end. Tomēr daudzi komerciālie programmu izstrādātāji nereti nepārrakstīja vai vairāk nerēķināja savas lietojumprogrammas speciāli Itanium, kas ierobežoja platformas pielietojumu.

Lietošanas joma un ražošanas platformas

Itanium galvenokārt tika izmantots lielos serveros un sistēmās, kur vajadzēja augstu disponibilidadi un skalējumu — īpaši HP Integrity serveros un citu ražotāju specializētās iekārtās. Lielākie tirgus segmenti bija datu bāzu serveri, raksturoti ar intensīvu I/O un lielām atmiņas prasībām. Tomēr mērķa tirgus apjoms neizauga pēc sākotnējām prognozēm.

Kāpēc Itanium neieguva plašu popularitāti

  • Augsta sarežģītība un izmaksas ražošanai un izstrādei.
  • Programmatūras nepietiekama optimizācija — veiktspēja bija ļoti atkarīga no kompilatora un no tā, cik labi programma izmanto arhitektūras paralēlismu.
  • AMD un vēlāk Intel paši ieviesa 64 bitu paplašinājumus x86 arhitektūrai (AMD64 / x86-64), kas nodrošināja atpakaļsavietojamību ar esošo x86 programmatūru un ātri kļuva par industrijas standartu serveros un darbstacijās.
  • Rezultātā ražotāji un programmatūras izstrādātāji bieži izvēlējās x86-64 platformas, kas bija lētākas un ērtāk integrējamas ar esošo ekosistēmu.

Izbeigšana un mantojums

Kaut arī Itanium tika uzskatīts par tehniski inovatīvu arhitektūru ar interesantām koncepcijām (EPIC, plašs reģistru kopums, predikācija), komerciālais pieprasījums bija neliels. Intel pakāpeniski samazināja Itanium ģimenes attīstību, un 2019. gada 30. janvārī tika oficiāli paziņots par produkcijas pārtraukšanu. HP un citi uzņēmumi ļoti lēnām migrēja savas nozīmīgākās platformas uz x86-64 balstītām sistēmām.

Mantojums: Itanium projekta gaitā attīstītās idejas — īpaši uz kompilatoru atbildības pārvietošana un eksplizīts izpildes paralēlisms — ietekmēja arhitektūras pētniecību un dažas vēlākas procesoru koncepcijas. Lai gan IA-64 nenobrieda par plaši izmantotu standartu, tas paliek kā interesants piemērs alternatīvai pieejai mikroprocesoru projektēšanā.

Kur meklēt papildu informāciju

Ja interesē tehniskākas detaļas (instrukciju kopas apraksts, reģistru struktūra, specifiski Itanium modeļi un to kodētnes), ieteicams meklēt oficiālos Intel dokumentus par IA-64 arhitektūru, HP Integrity produktu dokumentāciju un akadēmiskos rakstus par EPIC pieeju un kompilatoru optimizācijām.