Opteron

Architektúra AMD Opterona

AMD Opteron

AMD Opteron je prvý procesor firmy AMD s architektúrou x86 a bol prvý AMD procesor s AMD64 inštrukčnou sadou (známa ako x86-64). Bol uvedený 22. apríla 2003 s jadrom SledgeHammer (K8) a mal konkurovať procesoru Intel Xeon. Procesory založené na AMD K10 mikroarchitektúre (kódové meno Barcelona) boli uvedené 10. septembra 2007 a mali novú štvorjadrovú konfiguráciu. Najnovšie Opteron mikroprocesory sú 8- a 12-jadrové Socket G34 Opterony, kódové meno "Magny-Cours". Kódové mená pre K-10 Opterony sú použité podľa miest pretekov Formule 1. AMD dlhodobo sponzoruje najúspešnejší F1 tím Ferrari.

Technické špecifikácie

Kľúčové schopnosti

Opteron má dve dôležité schopnosti:

1. natívne vykonávanie 32-bitových inštrukcií x86 (bez straty výkonu)
2. natívne vykonávanie 64-bitových inštrukcií x86-64 (o. i. možnosť adresovať viac než 4 GB RAM)

Prvá schopnosť je významná, lebo v čase uvedenia Opteron procesorov, žiadna iná 64-bitová architektúra nebola s 32-bit x86 kompatibilná (Intel Itanium spúšťa x86 aplikácie s výraznou degradáciou rýchlosti). Druhá schopnosť samotná nie je taká významná, keďže hlavné RISC architektúry ako (SPARC, Alpha, PA-RISC, PowerPC, MIPS) majú 64-bitov veľa rokov. Kombináciou týchto dvoch schopností si Opteron získal uznanie pre ekonomické spúšťanie x86 aplikácii, pričom zároveň poskytuje cestu pre upgrade na 64-bitov.

Opteron procesor obsahuje integrovaný radič DDR SDRAM (Socket 939), DDR2 SDRAM (Socket F) a DDR3 SDRAM pamätí. Toto znižuje oneskorenie prístupu k operačnej pamäti a zároveň eliminuje potrebu samostatného čipu pre severný mostík.

Multiprocesorové vlastnosti

V multiprocesorových systémoch (viac ako jeden procesor na základnej doske) procesory komunikujú pomocou technológie HyperTransport. Každý procesor môže pristupovať k pamäti iného procesora (transparentné pre programátora). Multiprocessing pri Opteronoch nie je ako štandardný symetrický multiprocessing (jeden modul operačnej pamäte pre všetky procesory), ale každý procesor má svoju vlastnú pamäť. Opterony priamo podporujú 8-procesorovú konfiguráciu, ktorá sa uplatňuje v strednej serverovej triede, vo vyššej triede je možné použiť (prídavné), smerovacie čipy pre viac ako 8 procesorov v jednom serveri.

V rôznych počítačových benchmarkoch Opteron dosahuje lepšie výsledky než Intel Xeon^{[chýba zdroj]}. V systémoch s procesormi Xeon je procesor, ktorý pracuje samostatne, často rýchlejší ako procesor pracujúci v skupine. Xeon procesory musia zdieľať dve zbernice pre cestu procesor-procesor a procesor-operačná pamäť, so zvyšujúcim sa počtom Xeonov v systéme dochádza k zvýšenému zdieľaniu zbernice, čo má za následok zníženie výpočtového výkonu, na proti tomu Opteron má integrovaný dvojkanálový radič pamätí dovoľujúci prístup procesora k operačnej pamäti bez použitia zbernice HyperTransport, táto zbernica je využívaná len pre nelokálne operácie s pamäťou a medzi procesormi, čo vedie k minimálnej vyťaženosti zbernice.

Viacjadrové Opterony

V máji 2005 AMD vydali svoj prvý viacjadrový procesor Opteron. V tom čase pojem viacjadrový prakticky znamenal dvojjadrový. Každý fyzický Opteron čip obsahoval dve oddelené procesorové jadrá. Toto efektívne zdvojnásobilo výpočtový výkon dostupný pre každú procesorovú päticu na matičnej doske. Jedno puzdro má výkon dvoch procesorov, dve puzdra majú výkon 4 procesorov atď. Keďže cena matičných dosiek dramaticky rastie s počtom pätíc, viac-jadrové procesory umožňujú postaviť multiprocesorový systém za nižšiu cenu.

Najrýchlejším Opteronom v čase uvedenia na trh bol model 875 s dvomi jadrami, každé bežiace na 2,2 GHz a najrýchlejším jednojadrovým bol model 252 bežiaci na 2,6 GHz. Pre viacvláknové programy alebo viac jednovláknových programov je model 875 oveľa rýchlejší než model 252.

Opterony druhej generácie boli ponúkané v troch sériách: Séria 1000 (jednosoklové), Séria 2000 (dvojsoklové) a Séria 8000 (štyri alebo osempäticové). Séria 1000 používala AM2 päticu. Séria 2000 a Séria 8000 používali Socket F.

AMD uviedli ich Opteron čipy tretej generácie Quad-core 10. septembra 2007 , boli založené na jadre s kódovým menom Barcelona. Existujúce dvojjadrové DDR2 platformy budú apgrejdovateľné na štvorjadrové čipy 6-jadrové procesory Opteron štvrtej generácie s kódovým menom 'Istanbul' boli vypustené 1. júla 2009. Oni boli drop-in upgrade existujúcich Socket F serverov.

Spoločnosť AMD vydala svoju najnovšiu generáciu mikroprocesorov Opteron v marci 2010 s kódovým menom Magny-Cours – Opteron Séria 6100 pre päticu G34. Tieto sú 8- a 12-jadrové viacčipové moduly mikroprocesory obsahujúce dva štvor- alebo šesť-jadrové čipy s vysokorýchlostným HyperTransport 3.1 spájajúcim dva čipy v jednom puzdre. Tieto mikroprocesory aktualizujú multipäticovú Opteron platformu pre použitie DDR3 pamätí a zvýšenú maximálnu HyperTransport rýchlosť z 2,40 GHz (4,80 GT/s) na 3,20 GHz (6,40 GT/s.)

AMD tiež zmenilo systém pomenovania svojich aktuálnych a budúcich Opteron modelov. Opteron Séria 4000 procesory pre päticu C32 (ohlásené, zatiaľ nevypustené) sú dvojpäticové a sú určené pre jednoprocesorové a dvojprocesorové systémy. Opteron Séria 6000 procesory pre päticu G34 sú štvorpäticové a sú určené pre high-end dvojprocesorové a štvorprocesorové aplikácie.

Socket 939

AMD tiež vypustili Socket 939 Opterony, znižujúc cenu matičných dosiek pre low-end servery a pracovné stanice. Okrem toho, že majú 1 MB L2 Cache (oproti 512 KB v Athlon64) Socket 939 Opterony sú identické s Athlon 64 so San Diego a Toledo jadrami, ale bežia na nižších taktoch, než zvládajú jadrá, teda stabilnejšie. Sú to tiež jediné dvojjadrové Socket 939 procesory stále dostupné (Athlon 64 X2 pre túto platformu sa už nevyrábajú).

Socket AM2

Socket AM2 a Opterony sú k dispozícii pre jednočipové servery. Kódové meno Santa Ana, rev. F dvojjadrové AM2 Opterony majú 2×1 MB L2 cache, na rozdiel od väčšiny ich Athlon 64 X2 sesterníc ktoré majú 2×512 KB L2 cache. Tieto procesory dostali čísla modelov od 1210 do 1224.

Socket AM2+

AMD uviedli tri štvor-jadrové Opterony pre Socket AM2+ pre jednoprocesorové servery v roku 2007. Tieto procesory sú vyrábané 65 nm výrobným procesom a sú podobné ako Agena Phenom X4 procesory. Socket AM2+ štvorjadrové Opterony majú kódové meno „Budapest“. Socket AM2+ Opterony majú čísla modelov 1352 (2,10 GHz), 1354 (2,20 GHz) a 1356 (2,30 GHz.)

Socket AM3

AMD uviedli tri štvorjadrové Opterony pre Socket AM3 pre jednoprocesorové servery v roku 2009. Tieto procesory sú vyrábané 45 nm výrobným procesom a sú podobné ako Phenom II X4 mikroprocesory založené na Deneb procesoroch. Socket AM3 štvorjadrové Opterony majú kódové meno „Suzuka“. Tieto procesory majú čísla modelov 1381 (2,50 GHz), 1385 (2,70 GHz) a 1389 (2,90 GHz.)

Socket F

Socket F (LGA 1207 kontaktov) je druhá generácia AMD Opteron pätíc. Táto pätica podporuje procesory s kódovými menami Santa Rosa, Barcelona, Shanghai a Istanbul. “Lidded Land Grid Array” pätice pridávajú podporu pre DDR2 SDRAM a vylepšenú HyperTransport konektivitu verzie 3. Fyzicky puzdra procesorov a pätíc sú takmer rovnaké (hoci nie sú kompatibilné) ako socket 1207 FX.

Socket G34

Socket G34 (LGA 1944 kontaktov) je jedna z pätíc pre Opterony štvrtej generácie, spolu so Socket C32. Táto pätica v súčasnosti podporuje Magny-Cours Opteron procesory Série 6100 a bude podporovať budúce procesory, vrátane prichádzajúcich Interlagos Opteron Série 6200 procesorov. Táto pätica podporuje štyri kanály DDR3 SDRAM (dve pre každý CPU čip). Na rozdiel od predošlých viacprocesorových Opteron pätíc, Socket G34 procesory budú fungovať aj s unbuffered ECC alebo non-ECC RAM (okrem tradičných registered ECC RAM).

Modely

Každý čip je označený tromi alebo štyrmi číslami. "Opteron xnyy" alebo "Opteron xny. Prvé číslo x označuje maximálny počet procesorov v systéme.

• 1 – jednoprocesorové systémy
• 2 – dvojprocesorové systémy
• 8 – systém so 4 alebo 8 procesormi

n – číslo vydania, označuje socket, podporu DDR2 a AMD virtualizáciu.

yy označujú rýchlosť daného modelu. 60 a viac označuje dvojjadrové procesory.

Rodina procesorov AMD Opteron
Logo	Server
	Kódové označenie	Jadro	Dátum vydania	Poznámky
	SledgeHammer Venus Troy Athens	130 nm 90 nm 90 nm 90 nm	jún 2003 august 2005 január 2006	jedno-jadrový
	Denmark Italy Egypt Santa Ana Santa Rosa	90 nm 90 nm 90 nm 90 nm 90 nm	marec 2006 máj 2006 jún 2006 august 2006	dvoj-jadrový
	Barcelona Budapest Shanghai	65 nm 65 nm 45 nm	september 2007 apríl 2008 november 2008	štvor-jadrový
	Istanbul	45 nm	jún 2009	šesť-jadrový
	Magny-Cours	45 nm	marec 2010	osem-jadrový
	Magny-Cours	45 nm	marec 2010	dvanásť-jadrový
zoznam AMD Opteron mikroprocesorov

Opteron (130 nm SOI)

SledgeHammer (1yy, 2yy, 8yy) (jednojadrové)

• 130nm SOI
• CPU-Stepping: B3, C0, CG
• L1-Cache: 64 + 64 KiB (Dátová + inštrukčná)
• L2-Cache: 1 024 KiB, fullspeed
• MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64 (x86-64)
• Socket 940, 800 MHz HyperTransport
• Registered DDR SDRAM vyžadovaný, ECC
• Napätie procesoru: 1,50V – 1,55V
• Vydaný: 22. apríl 2003
• Frekvencie: 1 400 – 2 400 MHz

Opteron (90 nm SOI)

Venus (1yy), Troy (2yy), Athens (8yy) (jednojadrové)

• 90 nm SOI
• CPU-Steppings: E4
• L1-Cache: 64 + 64 KiB (Dátová + inštrukčná)
• L2-Cache: 1 024 KiB, fullspeed
• MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64 (x86-64)
• Socket 940, 800 MHz HyperTransport
• Socket 939/Socket 940, 1 000 MHz HyperTransport
• Registered DDR SDRAM vyžadovaný pre soket 940, ECC possible
• Napätie procesoru: 1,35 V – 1,4 V
• NX Bit
• Optimalizovaná správa spotreby (OPM)
• Vydaný: 14. február 2005
• Frekvencie: 1 600 – 3 000 MHz (x42 – x56)