Opteron

Opteron (кодовое название Sledgehammer или K8) — первый микропроцессор фирмы AMD, основанный на 64-битной технологии AMD64 (также называемой x86-64). AMD создала этот процессор в основном для применения на рынке серверов, поэтому существуют варианты Opteron для использования в системах с 1-8 процессорами.

В июне 2004 года в Top500 суперкомпьютеров десятое место занял Dawning 4000A - китайский суперкомпьютер построенный на процессорах Opteron. В ноябре 2005 он опустился на 42 место, в связи с появлением более производительных конкурентов. Тогда в ноябрьском Top500 10% суперкомпьютеров были построены на базе процессоров AMD64 Opteron. Для сравнения, на базе процессоров Intel EM64T Xeon были построены 16.2% суперкомпьютеров.

Содержание

Техническое описание

Две ключевые особенности

Двумя важными технологиями воплощёнными в процессоре Opteron являются:

  1. Прямая (без эмуляции) поддержка 32-битных x86 приложений без потери скорости
  2. Прямая (без эмуляции) поддержка 64-битных x86-64 приложений (линейная адресация более 4 ГБ ОЗУ)

Первая технология примечательна тем, что во время анонса процессора Opteron единственным 64-битным процессором с заявленной поддержкой 32-битных x86 приложений был Intel Itanium. Но Itanium выполнял 32-битные приложения со значительной потерей скорости.

Вторая технология, сама по себе не так примечательна, так как основные производители RISC процессоров (SPARC, DEC, HP, IBM, MIPS и другие) имели 64-битные решения уже много лет. Но совмещение в одном продукте этих 2-х свойств, напротив, принесло Opteron признание, так как он предлагал доступное и экономичное решение для запуска существующих x86 приложений с последующим переходом на более перспективные 64-битные вычисления.

Процессоры Opteron имеют интегрированный контроллер памяти DDR SDRAM. Это позволило существенно уменьшить задержки при обращении к памяти и исключить необходимость в отделном чипе северного моста на материнской плате.

Многопроцессорные свойства

В многопроцессорных системах (более одного процессора Opteron на одну материнскую плату), ЦПУ взаимодействуют между собой с использованием архитектуры Direct Connect Architecture посредством высокоскоростной шины Hyper-Transport. Каждый процессор может получить доступ к памяти другого процессора прозрачно для программиста. В отличие от обычной симметричной мультипроцессорности, в Opteron-ах используется технология NUMA (Non-Uniform Memory Access), когда вместо выделения одного банка памяти для всех ЦПУ, каждый процессор имеет «свою» память. Процессоры Opteron напрямую поддерживают 8-ми процессорные конфигурации, обычно применяемые в серверах среднего уровня. Более мощные сервера используют дополнительные дорогостоящие чипы маршрутизации для поддержки более 8 ЦПУ на плату.

Во многих компьютерных тестах, архитектура Opteron демонстрирует лучшую масштабируемость многопроцессорных систем чем Intel Xeon. В системах на базе Xeon суммарная вычислительная мощность часто меньше, чем сумма производительностей отдельных ЦПУ. К примеру, система на базе Xeon может выполнять одновременно две параллельные задачи с производительностью 90 %, или четыре параллельные задачи с производительностью 80 %. Системы на базе Opteron значительно меньше подвержены этому эффекту, оправдывая выбор AMD в пользу применённого архитектурного решения. В дополнение, Opteron имеет интегрированный в процессор контроллер памяти, который позволяет обращаться каждому ЦПУ к своей памяти без использования шины HyperTransport. При необходимости обратиться к памяти другого процессора или при межпроцессорных взаимодействиях задействованными оказываются только инициатор и его контрагент, что сводит использование шины к минимуму. Во многопроцессорных системах на базе Xeon напротив используется одна общая шина для обмена данными процессор-процессор и процессор-память. При возрастании количества процессоров, использующихся в одной системе на базе Xeon, увеличивается нагрузка на эту общую шину от конкурирующих запросов от разных процессоров. Это приводит к падению эффективности системы в целом.

Многоядерные Opteron-ы

В мае 2005 года AMD представила первый "многоядерный" процессор Opteron. В настоящее время термин "многоядерный" компания AMD использует для обозначения "двухядерных" процессоров; в каждом процессоре Opteron размещено 2 отдельных процессорных ядра. Это фактически удваивает вычислительную мощность доступную каждому процессорному разъёму на материнских платах, поддерживающих эти процессоры. Один процессорный разъём может теперь обеспечивать производительность двух процессоров, два процессорных разъёма - четырёх и так далее. Стоимость материнских плат весьма существенно увеличивается с увеличением количества установленных на них процессорных разъёмов, поэтому новые многоядерные процессоры теперь позволяют строить на базе относительно дешёвых материнских плат с меньшим количеством разъёмов высокопроизводительные системы недоступные ранее.

Система нумерации моделей процессоров, используемая AMD, немного изменена в свете выхода нового многоядерного модельного ряда. Во время официального релиза AMD представила самый быстрый многоядерный Opteron, модель 875 с двумя ядрами, работающими на частоте 2,2 ГГц. Самым быстрым одноядерным процессором Opteron на тот момент являлся "модель 252", работающий на частоте 2,6 ГГц. Для многопоточных приложений модель 875 оказывается производительной чем модель 252, но в однопоточных приложениях модель 252 опережает по производительности модель 875.

Socket 939

AMD так же представила Opteron-ы с разъёмом Socket 939, для снижения стоимости материнских плат в низкобюджетных серверах и рабочих станциях. Opteron-ы для Socket 939 идентичны процессорам Athlon 64 с ядром San Diego, при этом они работают на гораздо более низких тактовых частотах, чем максимально возможные для них, обеспечивая чрезвычайно надёжную работу. Поскольку такая схема с пониженной частотой процессора означает очень большие возможности для разгона, эти процессоры пользуются большим спросом среди энтузиастов

Модели

Все чипы имели трёхзначный номер модели, в виде "Opteron xyy". Первая цифра (x) показывает максимальное количество процессоров в системе:

  • 1 - Предназначен для использования в однопроцессорных системах
  • 2 - Предназначен для использования в двухпроцессорных системах
  • 8 - Предназначен для использования в многопроцессорных системах (4-х или 8-ми процессорные системы)

Последние два значения в номере модели (yy) указывают на скорость процессора. Значения yy более 60 применяются в двухядерных моделях.

Opteron (130 нм SOI)

Одноядерный — SledgeHammer (1yy, 2yy, 8yy)
  • степпинги процессоров: B3, C0, CG
  • Кэш первого уровня: 64 + 64 КБ (данные + инструкции)
  • Кэш второго уровня: 1024 КБ, работающий на скорости ядра
  • Поддержка MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64
  • Разъём: Socket 940, 800 МГц HyperTransport
  • Требует использования регистровой DDR SDRAM, поддерживается память с ECC
  • Напряжение ядра: 1,50 - 1,55 В
  • Впервые представлен: 22 апреля 2003 [1]
  • Тактовые частоты: 1400 - 2400 МГц (x40 - x50)

Opteron (90 нм SOI)

Одноядерный — Venus (1yy), Troy (2yy), Athens (8yy)
  • Степпинг процессоров: E4
  • Кэш первого уровня: 64 + 64 КБ (данные + инструкции)
  • Кэш второго уровня: 1024 КБ, работающий на скорости ядра
  • MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64
  • Разъем: Socket 939/Socket 940, 1000 МГц HyperTransport
  • Требует использования регистровой DDR SDRAM для варианта Socket 940, поддерживается память с ECC
  • Напряжение ядра: 1,35 - 1,4 В
  • Поддержка технологии NX Bit
  • Оптимизированное управление питанием (OPM)
  • Впервые представлен: 14 февраля 2005 года
  • Тактовые частоты: 1600 - 3000 МГц (x42 - x56)
Двухядерный — Denmark (1yy), Italy (2yy), Egypt (8yy)

Ссылки

Смотри также


Процессоры AMD

Am386 | Am486 | Am5x86 | K5 | K6 | K6-2 | K6-III | Athlon | Duron | Athlon XP | Sempron | Athlon 64 | Athlon 64 X2 | Athlon 64 FX | Turion 64 | Turion 64 X2 | Opteron


Список микропроцессоров AMD | Разъёмы процессоров AMD | Типы корпусов процессоров AMD
 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home