Opteron

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
AMD Opteron 2212 Processor, Dual Core 2GHz, Socket F
Opteron 246

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.

Техническое описание[править | править исходный текст]

Ключевые особенности[править | править исходный текст]

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(эмуляция 32-битного кода с использованием декодера [1]). 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 отдельном чипе северного моста на материнской плате.

Многопроцессорные свойства[править | править исходный текст]

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 серверы 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.[1] 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. В 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 процессоры Opteron[править | править исходный текст]

В мае 2005 года AMD представила первый «многоядерный» процессор Opteron. В настоящее время термин «многоядерный» компания AMD использует для обозначения «двухъядерных» 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 демонстрирует более высокую производительность чем модель 252, но в однопоточных приложениях модель 252 опережает по производительности модель 875.

В сентябре 2007 года были представлены четырёхъядерные модели Opteron 3G на ядре Barcelona. Но из-за ошибки в ревизии B2 (BA) их поставки были приостановлены. В апреле 2008 года с анонсом новых моделей ревизии B3 поставки были возобновлены.

Socket 939 и AM2[править | править исходный текст]

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. С переходом настольных процессоров на Socket AM2 процессоры серии Opteron 1xxx так же перешли на него.

1974-контактный Socket G34[править | править исходный текст]

В марте 2010 года компания AMD выпустила первые в мире 12-ядерные серверные процессоры Opteron 6100 архитектуры x86, под 1974-контактный Socket G34. В настоящее время существуют 16-ядерные версии процессоров Opteron и по этому показателю процессоры AMD превосходят аналогичные серверные версии процессоров Intel[2].

Модели[править | править исходный текст]

Все чипы Opteron 1G имеют 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 двухъядерных моделях.

Чипы Opteron 2G и 3G имеют четырёхзначный номер модели, в виде «Opteron xzyy». x обозначает принадлежность к серии:

  • 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)

z означает поколение процессоров Opteron.

  • 2 — для Opteron 2G
  • 3 — для Opteron 3G

Последние два значения в номере модели (yy) указывают на скорость процессора.

Opteron 1G (130 нм SOI)[править | править исходный текст]

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
  • НЕ требуется использования регистровой DDR SDRAM, поддерживается память с ECC
  • Напряжение ядра: 1,50 — 1,55 В
  • Впервые представлен: 22 апреля 2003 [2]
  • Тактовые частоты: 1400—2400 МГц (x40 — x50)

Opteron 1G (90 нм SOI)[править | править исходный текст]

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)

Opteron 1G (90 нм SOI)[править | править исходный текст]

Двухъядерный — Denmark (1yy).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit.
  • Разъём: Socket 939.
  • Напряжение ядра: 1,10 В — 1,35 В, мощность: 110 Вт (TDP), технология: 90 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 1,8 ГГц — 2,6 ГГц
  • Модели: 165: 1,8 ГГц, 170: 2 ГГц, 175: 2,2 ГГц, 180: 2,4 ГГц, 185: 2,6 ГГц.

Opteron 1G (90 нм SOI)[править | править исходный текст]

Двухъядерный — Italy (2yy).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit.
  • Разъём: Socket 940.
  • Напряжение ядра: ? — 1,35 В, мощность: 55 Вт — 95 Вт (TDP), технология: 90 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 1,6 ГГц — 2,8 ГГц
  • Модель HE (TDP: 55 Вт): 260: 1,6 ГГц, 265: 1,8 ГГц, 270: 2,0 ГГц, 275: 2,2 ГГц.
  • Модель Standard (TDP: 95 Вт): 260: 1,6 ГГц, 265: 1,8 ГГц, 270: 2,0 ГГц, 275: 2,2 ГГц, 280: 2,4 ГГц, 285: 2,6 ГГц, 290: 2,8 ГГц.

Opteron 1G (90 нм SOI)[править | править исходный текст]

Двухъядерный — Egypt (8yy).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit.
  • Разъём: Socket 940.
  • Напряжение ядра: ? — 1,35 В, мощность: 55 Вт — 95 Вт (TDP), технология: 90 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 1,6 ГГц — 2,8 ГГц
  • Модель HE (TDP: 55 Вт): 860: 1,6 ГГц, 865: 1,8 ГГц, 870: 2,0 ГГц, 875: 2,2 ГГц.
  • Модель Standard (TDP: 95 Вт): 860: 1,6 ГГц, 865: 1,8 ГГц, 870: 2,0 ГГц, 875: 2,2 ГГц, 880: 2,4 ГГц, 885: 2,6 ГГц, 890: 2,8 ГГц.

Opteron 2G (90 нм SOI)[править | править исходный текст]

Двухъядерный — Santa Ana (1000 Series).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool’n’Quiet, NX-Bit, AMD Virtualization.
  • Разъём: Socket AM2.
  • Напряжение ядра: 1,3 — 1,4 В, мощность: 103 Вт — 125 Вт (TDP), технология: 90 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 1,8 ГГц — 3,0 ГГц
  • Модель Standard (TDP: 103 Вт): 1210: 1,8 ГГц, 1212: 2,0 ГГц, 1214: 2,2 ГГц, 1216: 2,4 ГГц, 1218: 2,6 ГГц, 1220: 2,8 ГГц, 1222: 3,0 ГГц.
  • Модель HE (TDP: 68 Вт): 1210HE: 1,8 ГГц, 1212HE: 2,0 ГГц, 1214HE: 2,2 ГГц, 1216HE: 2,4 ГГц, 1218HE: 2,6 ГГц.
  • Модель SE (TDP: 125 Вт): 1220SE: 2,8 ГГц, 1222SE: 3,0 ГГц.

Opteron 2G (90 нм SOI)[править | править исходный текст]

Двухъядерный — Santa Roza (2000 Series).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool’n’Quiet, NX-Bit, AMD Virtualization.
  • Разъём: Socket F.
  • Напряжение ядра: 1,2 — 1,375 В, мощность: 68 Вт — 120 Вт (TDP), технология: 90 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 1,8 ГГц — 2,8 ГГц
  • Модель Standard (TDP: 95 Вт): 2210: 1,8 ГГц, 2212: 2,0 ГГц, 2214: 2,2 ГГц, 2216: 2,4 ГГц, 2218: 2,6 ГГц, 2220: 2,8 ГГц, 2222: 3,0 ГГц.
  • Модель HE (TDP: 68 Вт): 2210HE: 1,8 ГГц, 2212HE: 2,0 ГГц, 2214HE: 2,2 ГГц, 2216HE: 2,4 ГГц, 2218HE: 2,6 ГГц.
  • Модель SE (TDP: 120 Вт): 2220SE: 2,8 ГГц, 2222SE: 3,0 ГГц, 2224SE: 3,2 ГГц.

Opteron 2G (90 нм SOI)[править | править исходный текст]

Двухъядерный — Santa Roza (8000 Series).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool’n’Quiet, NX-Bit, AMD Virtualization.
  • Разъём: Socket F.
  • Напряжение ядра: 1,2 — 1,375 В, мощность: 68 Вт — 120 Вт (TDP), технология: 90 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 2,0 ГГц — 3,2 ГГц
  • Модель Standard (TDP: 95 Вт): 8212: 2,0 ГГц, 8214: 2,2 ГГц, 8216: 2,4 ГГц, 8218: 2,6 ГГц, 8220: 2,8 ГГц, 8222: 3,0 ГГц.
  • Модель HE (TDP 68 Вт): 8212HE: 2,0 ГГц, 8214HE: 2,2 ГГц, 8216HE: 2,4 ГГц, 8218HE: 2,6 ГГц.
  • Модель SE (TDP: 120 Вт): 8220SE: 2,8 ГГц, 8222SE: 3,0 ГГц, 8224SE: 3,2 ГГц.

Opteron 3G (65 нм SOI)[править | править исходный текст]

Четырёхъядерный — Barcelona (AMD) (1000 Series).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 512 КБ.
  • Кэш третьего уровня (L3): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool’n’Quiet 2.0, NX-Bit, AMD Virtualization.
  • Разъём: AM2+.
  • Напряжение ядра: 1,2 — 1,375 В, мощность: 75 ВТ (ACP), технология: 65 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 2,1 ГГц — 2,3 ГГц
  • Модель Standard (ACP: 75 Вт):1356 2.3Ггц,1354 2.2Ггц, 1352 2.1Ггц.

Opteron 3G (65 нм SOI)[править | править исходный текст]

Четырёхъядерный — Barcelona (AMD) (2000 Series).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 512 КБ.
  • Кэш третьего уровня (L3): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool’n’Quiet 2.0, NX-Bit, AMD Virtualization.
  • Разъём: Socket F.
  • Напряжение ядра: 1,2 — 1,375 В, мощность: 68 Вт — 120 Вт (TDP), 55 Вт — 95 ВТ (ACP), технология: 65 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 1,7 ГГц — 2,5 ГГц
  • Модель Standard (ACP: 75 Вт):2356 2.3Ггц,2354 2.2Ггц, 2352 2.1Ггц, 2350 2.0Ггц, 2347: 1.9 ГГц.
  • Модель HE (ACP: 55 Вт): 2347HE: 1,6 ГГц, 2346HE: 1,9 ГГц, 2344HE: 1,7 ГГц.
  • Модель SE (ACP: 95 Вт): 2360SE: 2,5 ГГц, 2358SE: 2,4 ГГц.

Opteron 3G (65 нм SOI)[править | править исходный текст]

Четырёхъядерный — Barcelona (AMD) (8000 Series).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 512 КБ.
  • Кэш третьего уровня (L3): 2048 КБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool’n’Quiet 2.0, NX-Bit, AMD Virtualization.
  • Разъём: Socket F.
  • Напряжение ядра: 1,2 — 1,375 В, мощность: 68 Вт — 120 Вт (TDP), 55 Вт — 95 ВТ (ACP), технология: 65 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 1,8 ГГц — 2,5 ГГц
  • Модель Standard (ACP: 75 Вт):8356 2.3Ггц,8354 2.2Ггц, 8350 2.0Ггц, 8347: 1.9 ГГц.
  • Модель HE (ACP: 55 Вт): 8347HE: 1,6 ГГц, 8346HE: 1,9 ГГц.
  • Модель SE (ACP: 95 Вт): 8360SE: 2,5 ГГц, 8358SE: 2,4 ГГц.

Opteron 3G (45 нм SOI)[править | править исходный текст]

Четырёхъядерный — Shanghai (AMD) (2000 Series).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 512 КБ.
  • Кэш третьего уровня (L3): 6 МБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool’n’Quiet 2.0, NX-Bit, AMD Virtualization.
  • Разъём: Socket F.
  • Напряжение ядра: 1,2 — 1,375 В, мощность: 68 Вт — 120 Вт (TDP), 55 Вт — 105 ВТ (ACP), технология: 45 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 2,3 ГГц — 2,7 ГГц
  • Модель Standard (ACP: 75 Вт):2384 2.7Ггц,2382 2.6Ггц, 2380 2.5Ггц, 2378 2.4Ггц, 2376: 2.3 ГГц.
  • Модель HE (ACP: 55 Вт): no (15.11.08)
  • Модель SE (ACP: 95 Вт): no (15.11.08)

Opteron 3G (45 нм SOI)[править | править исходный текст]

Четырёхъядерный — Shanghai (AMD) (8000 Series).
  • Кэш первого уровня (L1): 64 КБ + 64 КБ (данные + инструкции).
  • Кэш второго уровня (L2): 512 КБ.
  • Кэш третьего уровня (L3): 6 МБ.
  • Флаги: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool’n’Quiet 2.0, NX-Bit, AMD Virtualization.
  • Разъём: Socket F.
  • Напряжение ядра: 1,2 — 1,375 В, мощность: 68 Вт — 120 Вт (TDP), 55 Вт — 105 ВТ (ACP), технология: 45 нм (SOI).
  • Тактовые частоты: 2,5 ГГц — 2,7 ГГц
  • Модель Standard (ACP: 75 Вт):8384 2.7Ггц,8382 2.6Ггц, 8380 2.5Ггц
  • Модель HE (ACP: 55 Вт): no (15.11.08)
  • Модель SE (ACP: 95 Вт): no (15.11.08)

См. также[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]