Itanium (/aɪˈteɪniəm/) è una famiglia di microprocessori Intel a 64 bit di cessata produzione che implementava l'architettura Intel Itanium (precedentemente chiamata IA-64). Itanium è il nome commerciale del primo processore con architettura interamente a 64 bit sviluppato da Intel insieme a Hewlett-Packard allo scopo di fare concorrenza ai processori RISC DEC Alpha. Tale architettura prende il nome di IA-64, per differenziarsi dalla IA-32 alla base delle altre CPU Intel, Xeon sempre per i server, Pentium (Pentium 4 compresi i predecessori e Pentium D) e Core.
Originariamente previsto per il 2000, è invece arrivato sul mercato solo a giugno 2001 dopo molti rimandi e alcune smentite che volevano sostenere addirittura l'abbandono del progetto per gli alti costi e le scarse previsioni di rendita.
L'architettura Itanium nacque presso Hewlett-Packard (HP) e venne successivamente sviluppata congiuntamente da HP e Intel. Il primo processore Itanium, nome in codice "Merced", venne lanciato sul mercato nel giugno 2001; inizialmente Intel commercializzò questi processori per server aziendali e sistemi di calcolo ad alte prestazioni prevedendo una espansione verso il mercato consumer in un secondo momento. All'epoca gli analisti dei due colossi coinvolti nel progetto, ritenevano infatti che l'architettura IA-64 dopo una - all'epoca ritenuta inevitabile - affermazione nel mondo server e "mission critical", si sarebbe estesa successivamente ai server di fascia più bassa, sostituendo Xeon, e sarebbe alla fine penetrata anche nel mercato dei personal computer a livello consumer, in ultima analisi soppiantando le architetture RISC e CISC allora esistenti per tutte le applicazioni ad uso generale.
Alla sua prima uscita nel 2001, le prestazioni di Itanium si rivelarono tuttavia deludenti rispetto a quelle dei processori RISC e CISC all'epoca padroni del mercato, tanto che in svariati articoli su The Register ed altre pubblicazioni dell'epoca si ironizzò sul nome della nuova CPU, modificandolo in "Itanic" (il nome apparve per la prima volta su Usenet nell'ottobre 1999 poche ore dopo l'annuncio del nuovo nome commerciale del chip) con riferimento al Titanic, alla sua presunta inaffondabilità affermata all'atto del varo ed all'amaro contrasto con la sua terribile fine. L'emulazione per eseguire le applicazioni e i sistemi operativi x86 esistenti era particolarmente scarsa. I sistemi basati su Itanium sono stati prodotti da HP e dalla sua successiva controparte Hewlett Packard Enterprise (HPE) nella linea di server Integrity, e da diversi altri produttori.
Nel febbraio 2017, Intel rilasciò la generazione finale, Kittson, per i clienti di prova e a maggio iniziò a distribuirlo in volumi. È stato utilizzato esclusivamente nei server mission-critical di HPE.
Nel 2019, Intel annunciò che nuovi ordini per Itanium sarebbero stati accettati fino al 30 gennaio 2020 e le spedizioni sarebbero cessate entro il 29 luglio 2021. Questo avvenne secondo programma, portando alla cessazione totale della produzione e della commercializzazione del prodotto.
Itanium non ha mai avuto successo al di fuori dei server aziendali e dei sistemi di calcolo ad alte prestazioni, e l'architettura è stata alla fine soppiantata dall'architettura x86-64 (chiamata anche AMD64) del concorrente AMD. Infatti mentre Intel si dibatteva nei problemi, avendo la sua nuova creatura a 64 bit problemi di alti costi, basse prestazioni rispetto alle aspettative e sostanziale mancanza di software scritto appositamente per essa, AMD introdusse x86-64, un'estensione compatibile dell'architettura x86 a 32 bit, quindi dotata di nuova architettura a 64 bit, ma restando compatibile con l'architettura a 32 bit su cui era basato tutto il mondo software all'epoca esistente. Tale implementazione x86-64 fu alla fine quella vincente, e diede origine ai processori server di AMD della linea Opteron e tanto che anche Intel stessa dovette implementarla, ad esempio, nella linea Xeon. Dal 2009, la maggior parte dei server iniziò ad adottare i processori x86-64, che fecero quello che era stato ambizione del progetto Itanium, overo espandersi dalla fascia server a quella consumer, conquistando il mercato dei PC domestici e da gaming.
In un articolo intitolato "Intel's Itanium is finally dead: The Itanic sunken by the x86 juggernaut" Techspot dichiarò "La promessa di successo di Itanium finì affondata dalla mancanza di supporto legacy a 32 bit su cui era basato tutto l'ecosistema preesistente e dalle difficoltà nel lavorare con l'architettura per scrivere e mantenere il software" mentre l'affermazione di una singola ISA dominante si sarebbe avuta con l'implementazione dalle estensioni AMD64.
Storia Inizio: 1989-1994 Nel 1989, HP iniziò a ricercare un'architettura che superasse i limiti previsti delle architetture RISC (reduced instruction set computer) causati dal grande aumento di complessità necessario per eseguire più istruzioni per ciclo di clock, a causa della necessità di controllare dinamicamente le dipendenze e gestire con precisione le eccezioni. HP assunse Bob Rau di Cydrome e Josh Fisher di Multiflow, i pionieri del calcolo VLIW (very long instruction word). Una parola di istruzione VLIW può contenere diverse istruzioni indipendenti, che possono essere eseguite in parallelo. Diventava così molto importante il ruolo del compilatore che deve quindi cercare di trovare combinazioni valide di istruzioni che possono essere eseguite contemporaneamente, eseguendo effettivamente la pianificazione delle istruzioni che i processori superscalari convenzionali invece realizzano in hardware "on the fly" al momento dell'esecuzione.
I ricercatori HP modificarono il classico VLIW in un nuovo tipo di architettura, successivamente chiamata EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing), che si differenzia per: avere bit di template che mostrano quali istruzioni sono indipendenti all'interno e tra i pacchetti di tre istruzioni, che consente l'esecuzione esplicitamente parallela di più pacchetti; per la predicazione delle istruzioni per ridurre la necessità di salti; e per il blocco completo per eliminare gli slot di ritardo.
In EPIC l'assegnazione delle unità di esecuzione alle istruzioni e il momento della loro emissione possono essere decisi dall'hardware, a differenza del classico VLIW. HP intendeva utilizzare queste caratteristiche in PA-WideWord, il successore pianificato del loro ISA PA-RISC. EPIC era inteso a fornire il miglior equilibrio tra l'uso efficiente dell'area del silicio e dell'elettricità, e la flessibilità generale.
Nel 1993 HP tenne una competizione interna per progettare le migliori (simulate) microarchitetture di tipo RISC ed EPIC, guidate rispettivamente da Jerry Huck e Rajiv Gupta. Il team EPIC vinse, con oltre il doppio delle prestazioni simulate del concorrente RISC.
Allo stesso tempo Intel stava cercando anche modi per realizzare ISA migliori. Nel 1989 Intel aveva lanciato l'i860, che commercializzava per workstation, server e supercomputer iPSC e Paragon. Si differenziava dagli altri processori RISC per essere in grado di passare tra la normale modalità a singola istruzione per ciclo, a una modalità in cui le coppie di istruzioni sono definite esplicitamente come parallele, in modo da eseguirle nello stesso ciclo senza dover fare il controllo delle dipendenze. Un'altra caratteristica distintiva erano le istruzioni per una pipeline a virgola mobile esposta, che consentiva il triplicamento della velocità rispetto alle istruzioni a virgola mobile convenzionali. Entrambe queste caratteristiche furono lasciate in gran parte inutilizzate perché i compilatori non le supportavano, un problema che poi ebbe anche Itanium. Senza di esse, il parallelismo (e quindi le prestazioni) dell'i860 non era migliore di quello degli altri processori RISC, quindi fallì alla prova del mercato. Itanium avrebbe quindi adottato una forma più flessibile di parallelismo esplicito rispetto all'i860.
Nel novembre 1993 HP si avvicinò a Intel, cercando una collaborazione su un'architettura innovativa per il futuro. L'idea era quella di riuscire a progettare chip che, pur rivolgendosi al mercato di fascia alta, potessero contare su un processo produttivo a basso costo ma su un'architettura prestante e altamente scalabile. Ma per un progetto del genere occorrevano molti soldi, e HP capì che da sola non ce l'avrebbe mai fatta. Per questo venne ricercato un partner, che venne individuato in Intel, che vide positivamente l'occasione di sganciarsi dall'architettura x86 sulla quale non deteneva l'esclusiva in termini di brevetti, e nel contempo sviluppare una nuova architettura a 64 bit che rimediasse al fallimento dell'i860. All'epoca Intel stava cercando di estendere x86 a 64 bit in un processore con il nome in codice P7, cosa che stava risultando problematica. In seguito Intel sostenne che quattro diversi team di progettazione avevano esplorato le estensioni a 64 bit, ma ognuno di loro aveva concluso che l'implementazione a 64 bit su bas x86 non fosse economicamente fattibile. All'incontro con HP, gli ingegneri di Intel rimasero impressionati quando Jerry Huck e Rajiv Gupta presentarono l'architettura PA-WideWord che avevano progettato per sostituire PA-RISC.
Presto Intel e HP iniziarono a condurre discussioni tecniche approfondite in un ufficio HP, dove ogni parte aveva sei ingegneri che scambiavano e discutevano le ricerche architetturali riservate di entrambe le società. Decisero quindi di usare non solo PA-WideWord, ma anche il più sperimentale HP-Labs PlayDoh come fonte della loro futura architettura congiunta. Convinta della superiorità del nuovo progetto, nel 1994 Intel cancellò i suoi piani esistenti per P7.
Nel giugno 1994 Intel e HP annunciarono il loro sforzo congiunto per creare una nuova ISA che adottasse le idee di Wide Word e VLIW, una nuova generazione di processori insomma in grado di competere con le rivali del calibro di Sun Microsystems e IBM. Per l'architettura di questi chip, oggi battezzata IA-64, HP scelse di combinare la sua tecnologia superscalare con quella very long instruction word (VLIW), adottata anche da Transmeta per le sue CPU Crusoe prima, e Efficeon poi. Albert Yu [il direttore generale di Intel per i microprocessori] dichiarò: "Se fossi nei panni dei concorrenti, sarei molto preoccupato. Sai è come quando pensi di avere un futuro, ma in realtà non ce l'hai." Sul futuro di P7, Intel disse che l'alleanza lo avrebbe influenzato, ma "non era chiaro" se avrebbe "completamente abbracciato la nuova architettura". Più tardi nello stesso mese, Intel disse che alcune delle prime caratteristiche della nuova architettura sarebbero apparse sui chip Intel già a partire da P7, ma la versione completa sarebbe apparsa in seguito. Nell'agosto del 1994 EE Times riportò che Intel aveva detto agli investitori che P7 era in fase di rivalutazione e probabile cancellazione a favore del processore HP. Intel emise poco dopo una precisazione, dicendo che P7 era ancora in fase di definizione, e che HP avrebbe potuto contribuire alla sua architettura. In seguito fu confermato che il nome in codice P7 era effettivamente passato al processore HP-Intel. All'inizio del 1996 Intel rivelò il suo nuovo nome in codice, Merced.
HP riteneva che non fosse più conveniente per le singole aziende come HP stessa sviluppare microprocessori proprietari, questo era il motivo per l'alleanza con Intel nel 1994 per sviluppare l'architettura IA-64, derivata da EPIC. Intel era disposta a intraprendere il grande sforzo di sviluppo su IA-64 nella speranza che il microprocessore risultante fosse usato dalla maggioranza dei produttori di sistemi aziendali, ed essendo un nuovo brevetto che non fosse riproducibile dalla concorrenza, nella fattispecie AMD che deteneva diritti sulla architettura x86. HP e Intel avviarono un grande sforzo di sviluppo congiunto con l'obiettivo di consegnare il primo prodotto, Merced, nel 1998.