Xeon

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Gli Xeon sono i processori dedicati ai server di fascia media sviluppati dall'azienda Intel. Nelle intenzioni del produttore, sono destinati a piccoli server aziendali che devono supportare un numero limitato di utenti e si collocano quindi nel settore tra i processori desktop (Core 2 Duo) e quelli progettati per i server ad alte prestazioni (Itanium e Itanium 2), di fascia (e prezzo) più alta.

Storicamente uno Xeon è sempre stato un Pentium con una cache più grande, un'affidabilità maggiore, il supporto per architetture multiprocessore e un socket diverso. Vediamo infatti che, quando la Intel vendeva i Pentium II, gli Xeon erano dei Pentium II modificati, poi quando iniziò la vendita dei Pentium III, anche il settore server passò alla nuova architettura, e oggi gli Xeon sono dei Pentium 4 modificati. Come diretta conseguenza di questo fatto, uno Xeon è un processore della famiglia x86 e può eseguire i programmi compilati per questa architettura senza alcuna modifica.

Attualmente esistono due famiglie di processori Xeon: gli Xeon DP per ambito dual processor ed i processori Xeon MP per sistemi a 4 o più vie.

A lungo senza concorrenza, visto che la loro controparte è stata per molto tempo l'Athlon MP prodotto dalla Advanced Micro Devices senza molto successo, oggi si devono scontrare con i processori Opteron. Anche gli Opteron sono processori AMD della famiglia x86; attualmente un processore Opteron ha prestazioni più elevate di un processore Xeon, anche per la maggiore efficienza del bus Hyper-Transport usato da AMD che fa sì che in condizioni di utilizzo di più processori il bus di sistema non faccia da collo di bottiglia. Questa situazione è migliorata grazie agli ultimi chipset Intel per Xeon che hanno portato rispettivamente il bus di sistema degli Xeon MP a 667 MHz dai 400 (100x4) MHz originari, e quello per Xeon DP a 800 MHz. Inoltre è stata introdotta una nuova architettura con due distinti bus paralleli ciascuno dei quali è in grado di supportare due processori fisici contemporaneamente, questo permette di avere un bus dedicato per ogni coppia di processori consentendo una buona scalabilità delle prestazioni nel momento in cui questi aumentano di numero passando da 2 a 4.

Gli ultimi modelli di Xeon supportano le istruzioni MMX, SSE, SSE2, SSE3 ed EM64T (queste ultime compatibili con l'AMD64 di AMD), e una tecnologia analoga al No-Execute (NX-bit) di AMD che permette (chiamato da Intel XD-bit), a discrezione del sistema operativo, di marcare come non eseguibili certe zone di memoria per impedire che del codice malevolo possa fare danni.

[modifica] Caratteristiche principali delle varie evoluzioni di Xeon

[modifica] Deschutes

La seconda serie della CPU Intel Pentium II era basata sul core chiamato in codice Deschutes, prodotto con processo costruttivo a 250 nm. Ne venne progettata anche una versione che era alla base della nuova cpu Xeon: questa variante, operante alla frequenze di clock di 400 MHz e di 450 MHz, era dotata di una cache L2 disponibile in tagli variabili da 512 KB fino a ben 2 MB.

Per approfondire, vedi la voce Deschutes.

[modifica] Tanner

Il core Tanner era il successore del core Deschutes. Le migliorie non erano molte a parte l'introduzione delle istruzioni SSE e il clock che arrivava fino a 600 MHz.

Per approfondire, vedi la voce Tanner.

[modifica] Cascades

Cascades fu il primo Xeon a 180 nm, disponibile in diverse versioni differenziate sia per quantitativo di cache L2, sia per velocità di bus. Anche il socket era disponibile in 2 varianti, l'originale Slot 2 e il nuovo 495.

Per approfondire, vedi la voce Cascades.

[modifica] Foster (DP/MP)

Foster è stato il primo Xeon basato sull'architettura NetBurst del Pentium 4. I primi esemplari erano costruiti a 180 nm ed erano dotati di una cache L2 di 256 KB e, a seconda delle versioni, potevano essere forniti di una cache L3 integrata on die, mentre il socket utilizzato era il 603.

Per approfondire, vedi la voce Foster.

[modifica] Prestonia (DP)

Prestonia fu il primo Xeon a 130 nm e fu molto longevo infatti se il primo modello girava a "soli" 1,8 GHz, l'ultimo prima dell'arrivo del successore Nocona arrivava fino a 3,2 GHz. Fu inoltre il primo Xeon DP a vantare il supporto alla tecnologia Hyper-Threading.

Per approfondire, vedi la voce Prestonia.

[modifica] Gallatin (MP)

Gallatin portava i vantaggi introdotti con lo Xeon DP Prestonia, nell'ambito dei sistemi multiprocessore. Anch'esso era costruito a 130 nm e includeva il supporto alla tecnologia Hyper-Threading. Nelle sue ultime versioni disponeva anche di una cache L3 di ben 4 MB.

Per approfondire, vedi la voce Gallatin.

[modifica] Nocona (DP)

Nocona è un progetto che è cambiato molto dai tempi della sua prima ideazione a quelli in cui è stato immesso sul mercato. È stato il primo Xeon DP a 90 nm e 800 MHz di bus, oltre che il primo a supportare le estensioni SSE3 e EM64T e, successivamente XD-bit.

Per approfondire, vedi la voce Nocona.

[modifica] Cranfords (MP)

Da Potomac, Intel ha ricavato il più semplice core Cranfords sempre per i sistemi MP. Abbina ad un bus di 667 MHz anche il processo costruttivo a 90 nm e clock a 3,66 GHz. Dato che si tratta di una versione ridotta, non è presente la cache L3 e quella L2 è di 1 solo MB. Implementa EM64T e XD-bit.

Per approfondire, vedi la voce Cranfords.

[modifica] Irwindale (DP)

Il successore di Nocona è Irwindale dedicato quindi ai sisemti a 2 vie DP, sempre con bus a 800 Mhz, EM64T e XD-bit. Le differenze principali invece, comprendono una cache L2 aumentata a 2 MB e l'implementazione della tecnologia di risparmio energetico SpeedStep.

Per approfondire, vedi la voce Irwindale.

[modifica] Potomac (MP)

Rispetto al suo predecessore Gallatin-4M, Potomac porta sugli Xeon MP ben 8 MB di cache L3. È questa la differenza che lo distingue da Cranfords.

Per maggiori informazioni, vedi la voce Potomac.

[modifica] Paxville DP (DP)

Paxville DP è il primo Xeon DP dual core, formato fondamentalmente da due core Irwindale montati sullo stesso package. Si tratta di una particolare versione di processore Paxville modificata per poter essere utilizzato sulle piattaforme DP biprocessore.

Per maggiori informazioni, vedi la voce Paxville DP.

[modifica] Dempsey (DP)

Dempsey sarà il successore di Paxville DP, e sarà il primo Xeon DP costruito a 65 nm. Arriverà sul mercato nei primi mesi del 2006 ed implementerà forse anche la tecnologia di virtualizzazione Vanderpool. Sono previste anche tecnologie di risparmio energetico più evolute rispetto alla SpeedStep già introdotta in alcuni suoi predecessori.

Per approfondire, vedi la voce Dempsey.

[modifica] Paxville (MP)

Paxville sarà il primo Xeon MP dual core, formato fondamentalmente da due core Irwindale montati sullo stesso package. Si tratta di una particolare implementazione dei due core Irwindale modificati per poter funzionare su una piattaforma MP multiprocessore.

Per approfondire, vedi la voce Paxville.

[modifica] Woodcrest (DP)

Per quel poco che si sa di Woodcrest, sarà destinato ai sistemi DP sfruttando un'architettura innovativa per gli Xeon. Essa sarà infatti basata su quella del Pentium M e non su più su quella del Pentium 4. Questo processore è basato sull medesima architettura dei Core 2 Duo che intel ha introdotto il 14 Luglio 2006.

Per approfondire, vedi la voce Woodcrest.

[modifica] Tulsa (MP)

Il successore dello Xeon MP Paxville, sarà Tulsa, dual core a 65 nm, previsto per il 2006 inoltrato.

Per approfondire, vedi la voce Tulsa (microprocessore).

[modifica] Cloverton (DP)

La futura esistenza del core Cloverton non è ancora sicura, ma dovrebbe trattarsi di una particolare versione di Woodcrest a 4 core.

Per approfondire, vedi la voce Cloverton.

[modifica] Harpertown (DP)

Anche la futura esistenza del core Harpertown è incerta. Si vocifera che si tratti di un processore Woodcrest costruito a 45 nm.

Per approfondire, vedi la voce Harpertown.

[modifica] Tigerton (MP)

Più in là nel tempo, Tulsa verrà sostituito nel corso del terzo trimestre 2007 da Tigerton. Originariamente il successore di Tulsa doveva essere Whitefield, ma poi Intel ne ha cessato lo sviluppo preferendogli appunto Tigerton. Sarà il primo Xeon MP ad essere multi core e la sua architettura sarà basata su quella del Pentium M, in maniera simile a quanto avverrà anche con Woodcrest.

Per approfondire, vedi la voce Tigerton.

[modifica] Dunnington (MP)

Le notizie sulla cpu MP Dunnington sono ancora molto scarse. Arriverà a fine decennio e sarà quasi sicuramtente multi core.

Per approfondire, vedi la voce Dunnington.

[modifica] Gainestown (DP)

Come per Cloverton e Harpertown le notizie sul core Gainestown sono ancora molto nebulose, ma dovrebbe trattarsi del vero successore di Woodcrest a 4 core basato su un'architettura completamente innovativa.

Per approfondire, vedi la voce Gainestown.

[modifica] Modelli arrivati sul mercato

La tabella seguente mostra tutti i modelli di Xeon arrivati sul mercato. Molti di questi condividono caratteristiche comuni pur essendo basati su core diversi; per questo motivo, allo scopo di rendere maggiormente evidente tali affinità e "alleggerire" la visualizzazione alcune colonne mostrano un valore comune a più righe. Di seguito anche una legenda dei termini (alcuni abbreviati) usati per l'intestazione delle colonne:

Nome Commerciale: si intende il nome con cui è stato immesso in commercio quel particolare esemplare.
Data: si intende la data di immissione sul mercato di quel particolare esemplare
Socket: lo zoccolo della scheda madre in cui viene inserito il processore. In questo caso il numero rappresenta oltre al nome anche il numero dei pin di contatto.
N°C.: sta per "N°Core" e si intende il numero di core montati sul package: 1 se "single core" o 2 se "dual core".
Clock: la frequenza di funzionamento del processore.
Molt.: sta per "Moltiplicatore" ovvero il fattore di moltiplicazione per il quale bisogna moltiplicare la frequenza di bus per ottenere la frequenza del processore.
Pr.Prod.: sta per "Processo produttivo" e indica tipicamente la dimensione dei gate dei transistors (180 nm, 130 nm, 90 nm) e il numero di transistor integrati nel processore espresso in milioni.
Voltag.: sta per "voltaggio" e indica la tensione di alimentazione del processore.
Watt: si intende il consumo massimo di quel particolare esemplare.
Bus: frequenza del bus di sistema.
cache: dimensione delle cache di 1°, 2° e 3° livello.
XD: sta per "XD-bit" e indica l'implementazione della tecnologia di sicurezza che evita l'esecuzione di codice malevolo sul computer.
64: sta per "EM64T" ovvero l'implementazione della tecnologia a 64 bit di Intel.
HT: sta per "Hyper-Threading" e indica l'implementazione della esclusiva tecnologia Intel che consente al sistema operativo di vedere 2 core logici.
ST: sta per "SpeedStep Tecnology" ovvero la tecnologia di risparmio energetico sviluppata da Intel e inserita negli ultimi Pentium 4 Prescott serie 6xx per contenere il consumo massimo.
VT: sta per "Vanderpool Tecnology", la tecnologia di virtualizzazione che rende possibile l'esecuzione simultanea di più sistemi operativi differenti contemporaneamente.
Core: si intende il nome in codice del progetto alla base di quel particolare esemplare.

Xeon / Xeon DP
Nome Commerciale	Data	Socket	N°C.	Clock	Molt.	Pr.Prod.	Voltag.	Watt	Bus	cache	XD	64	HT	ST	VT	Core
P II Xeon 400 MHz	29/giu/1998	Slot 2	1	400 MHz	4x	250 nm N.A.	N.A.	N.A.	100 MHz	L1=16KB L2=512KB L3=0KB	No	No	No	No	No	Deschutes
P II Xeon 400 MHz	29/giu/1998			400 MHz	4x					L1=16KB L2=1MB L3=0KB
P II Xeon 450 MHz	6/ott/1998			450 MHz	4,5x					L1=16KB L2=512KB L3=0KB
P II Xeon 450 MHz	5/gen/1999									L1=16KB L2=1MB L3=0KB
P II Xeon 450 MHz	5/gen/1999									L1=16KB L2=2MB L3=0KB
P III Xeon 500 MHz	17/mar/1999			500 MHz	5x					L1=16KB L2=512KB L3=0KB						Tanner
P III Xeon 550 MHz				550 MHz	5,5x					L1=16KB L2=1MB L3=0KB
P III Xeon 550 MHz				550 MHz	5,5x					L1=16KB L2=2MB L3=0KB
P III Xeon 600 MHz	N.A.			600 MHz	6x					L1=16KB L2=2MB L3=0KB
P III Xeon 600 MHz	25/ott/1999			600 MHz	4,5x	180 nm N.A.			133 MHz	L1=16KB L2=256KB L3=0KB						Cascades
P III Xeon 667 MHz				667 MHz	5x
P III Xeon 733 MHz				733 MHz	5,5x
P III Xeon 800 MHz	12/gen/2000			800 MHz	6x
P III Xeon 866 MHz	10/apr/2000			866 MHz	6,5x
P III Xeon 933 MHz	24/gen/2000			933 MHz	7x
P III Xeon 700 MHz	22/mag/2000			700 MHz	7x				100 MHz	L1=16KB L2=1MB L3=0KB
P III Xeon 700 MHz	22/mag/2000			700 MHz	7x					L1=16KB L2=2MB L3=0KB
P III Xeon 900 MHz	21/mar/2001			900 MHz	9x					L1=16KB L2=2MB L3=0KB
Xeon DP 1,4 GHz	21/mag/2001	603		1,4 GHz	14x	180 nm 42 mil.	1,75 V		400 MHz	L1=8KB L2=256KB L3=0KB						Foster
Xeon DP 1,5 GHz				1,5 GHz	15x
Xeon DP 1,7 GHz				1,7 GHz	17x
Xeon DP 2,0 GHz	25/set/2001			2,0 GHz	20x
Xeon DP 1,8 GHz	9/gen/2002			1,8 GHz	18x	130 nm 55 mil.	1,475 V			L1=8KB L2=512KB L3=0KB			Sì			Prestonia
Xeon DP 2,0 GHz				2,0 GHz	20x		1,5 V
Xeon DP 2,2 GHz				2,2 GHz	22x
Xeon DP 2,4 GHz	3/apr/2002			2,4 GHz	24x
Xeon DP 2,6 GHz	11/set/2002			2,6 GHz	26x
Xeon DP 2,8 GHz	11/set/2002			2,8 GHz	28x
Xeon DP 3,0 GHz	N.A.			3,0 GHz	30x		1,525 V
Xeon DP 2,0 GHz	18/nov/2002	604		2,0 GHz	15x		1,5 V		533 MHz
Xeon DP 2,4 GHz				2,4 GHz	18x
Xeon DP 2,67 GHz				2,67 GHz	20x
Xeon DP 2,8 GHz				2,8 GHz	21x
Xeon DP 3,06 GHz	10/mar/2003			3,06 GHz	23x		1,525 V
Xeon DP 3,06 GHz	14/lug/2003			3,06 GHz	23x	130 nm 116 mil.				L1=8KB L2=512KB L3=1MB
Xeon DP 3,2 GHz	14/lug/2003			3,2 GHz	24x	130 nm 116 mil.				L1=8KB L2=512KB L3=1MB
Xeon DP 3,2 GHz	6/ott/2003			3,2 GHz	24x	130 nm 178 mil.				L1=8KB L2=512KB L3=2MB
Xeon DP 2,8 GHz	28/giu/2004			2,8 GHz	14x	90 nm 125 mil.	1,425 V		800 MHz	L1=16KB L2=1MB L3=0KB	No	Sì				Nocona
Xeon DP 3,0 GHz				3,0 GHz	15x
Xeon DP 3,2 GHz				3,2 GHz	16x
Xeon DP 3,4 GHz				3,4 GHz	17x
Xeon DP 2,8 GHz J	6/ott/2004			2,8 GHz	14x						Sì
Xeon DP 3,0 GHz J				3,0 GHz	15x
Xeon DP 3,2 GHz J				3,2 GHz	16x
Xeon DP 3,4 GHz J				3,4 GHz	17x
Xeon DP 3,6 GHz	/gen/2005			3,6 GHz	18x	90 nm N.A.				L1=16KB L2=2MB L3=0KB
Xeon DP 2,8 GHz	15/feb/2005			2,8 GHz	14x		1,43 V							Sì		Irwindale
Xeon DP 3,0 GHz				3,0 GHz	15x
Xeon DP 3,2 GHz				3,2 GHz	16x
Xeon DP 3,4 GHz				3,4 GHz	17x
Xeon DP 3,6 GHz				3,6 GHz	18x
Xeon DP 3,8 GHz	26/set/2005			3,8 GHz	19x
Xeon DP 3 GHz LV				3 GHz	15x		N.A.
Xeon DP 3,2 GHz MV				3,2 GHz	16x
Dual core Xeon DP 2,8 GHz	11/ott/2005		2	2,8 GHz	14x					L1=32KB L2=4MB L3=0KB					Sì	Paxville DP
D.c. Xeon DP 2,0 GHz LV	14/mar/2006	479		2,0 GHz	11,5x	65 nm 152 mil.		31 W	667 MHz	L1=2x16KB L2=2MB		No	No			Sossaman
D.c. Xeon DP 1,66 GHz ULV	14/mar/2006	479		1,6 GHz	10x	65 nm 152 mil.		15 W	667 MHz	L1=2x16KB L2=2MB		No	No			Sossaman
Xeon MP
Xeon MP 1,4 GHz	12/mar/2002	603	1	1,4 GHz	14x	180 nm 108 mil.	1,75 V	N.A.	400 MHz	L1=8KB L2=256KB L3=512KB	No	No	No	No	No	Foster
Xeon MP 1,5 GHz				1,5 GHz	15x	180 nm 108 mil.				L1=8KB L2=256KB L3=512KB
Xeon MP 1,6 GHz				1,6 GHz	16x	180 nm N.A.				L1=8KB L2=256KB L3=1MB
Xeon MP 1,5 GHz	4/nov/2002	604		1,5 GHz	15x	130 nm 116 mil.	1,475 V			L1=8KB L2=512KB L3=1MB			Sì			Gallatin
Xeon MP 1,9 GHz				1,9 GHz	19x	130 nm 116 mil.				L1=8KB L2=512KB L3=1MB
Xeon MP 2,0 GHz				2,0 GHz	20x	130 nm 178 mil.				L1=8KB L2=512KB L3=2MB
Xeon MP 2,0 GHz	30/giu/2003			2,0 GHz	20x	130 nm 116 mil.				L1=8KB L2=512KB L3=1MB
Xeon MP 2,5 GHz				2,5 GHz	25x	130 nm 116 mil.				L1=8KB L2=512KB L3=1MB
Xeon MP 2,8 GHz				2,8 GHz	28x	130 nm 178 mil.				L1=8KB L2=512KB L3=2MB
Xeon MP 2,2 GHz	2/mar/2004			2,2 GHz	22x				533 MHz
Xeon MP 2,7 GHz				2,7 GHz	27x
Xeon MP 3,06 GHz				3,06 GHz	30x	130 nm 327 mil.	1,5 V			L1=8KB L2=512KB L3=4MB
Xeon MP 3,15 GHz	29/mar/2005			3,15 GHz	19x	90 nm N.A.	N.A.		667 MHz	L1=8KB L2=1MB L3=0KB	Sì	Sì				Cranfords
Xeon MP 3,66 GHz				3,66 GHz	22x					L1=8KB L2=1MB L3=0KB						Cranfords
Xeon MP 2,83 GHz				2,83 GHz	17x					L1=8KB L2=1MB L3=4MB						Potomac
Xeon MP 3,0 GHz				3,0 GHz	18x					L1=8KB L2=1MB L3=8MB
Xeon MP 3,33 GHz				3,33 GHz	20x					L1=8KB L2=1MB L3=8MB
Xeon MP 7020	2/nov/2005		2	2,66 GHz	16x					L1=32KB L2=2MB L3=0KB				Sì	Sì	Paxville
Xeon MP 7030				2,8 GHz	14x				800 MHz	L1=32KB L2=2MB L3=0KB
Xeon MP 7040				3 GHz	18x				667 MHz	L1=32KB L2=4MB L3=0KB
Xeon MP 7041				3 GHz	15x				800 MHz	L1=32KB L2=4MB L3=0KB

[modifica] Miglioramento dell'efficienza delle varie evoluzioni di Xeon DP

La figura sotto evidenzia come, in riferimento all'architettura NetBurst dello Xeon DP Nocona, utilizzata poi anche per Irwindale e per il dual core Dempsey, Intel arriverà con Woodcrest a triplicare l'efficienza, e quindi le prestazioni, a parità di Watt dissipati; in altre parole si avrà un processore che consuma meno e offre prestazioni nettamente più elevate.