AMD Opteron - osmá generace procesorů

Nový typ sběrnice - HyperTransport

SledgeHammer také hází za hlavu všechny doposud používané sběrnice jako je V-Link, MuTIOL apod. a přichází s novou sběrnicí HyperTransport. Pravda, že byla použita již u obou čipsetů nForce, ale svůj opravdový potenciál využije až u procesorů AMD K8. Opteron podporuje tři HyperTransport linky (na rozdíl od jednoho u Athlonu 64), které dovolí různá schémata zapojení v multiprocesorových systémech (až 8 procesorů).

U Opteronu se jedná o HyperTransport 16x16, který napovídá, že jeho šířka je 16 bitů a propustnost 3,2GB/s každým směrem, celkem tedy 6,4GB/s. Je to tedy více než zvládá Pentium 4 s 533MHz QPB (tam je to 4,2GB/s). Ještě připomínám, že HyperTransport je sériové spojení, nikoliv paralelní, což v některých případech usnadňuje přenos dat. Podíváme se nyní na implementaci HT podrobněji.

Zajímavostí jistě je, že všechny série Opteronu, které se liší podporou různého počtu procesorů v systému, obsahují všechny tři sběrnice HyperTransport. Odlišují se ovšem počtem koherentních HT spojení. Tato spojení zajišťují přenos dat z vyrovnávací paměti mezi jednotlivými procesory a jsou tedy podporovány Opterony do vícecestných serverů (série 100 - žádný koherentní link, série 200 - 1 koherentní link, série 800 - 3 koherentní linky).


Zde vidíte, jak jsou koherentní HyperTransport spojení využita. Na schématu je 4-procesorový systém (tedy s Opterony 800), kde jednotlivé značky znamenají toto: MCT paměťový řadič, SRQ je fronta systémových požadavků, HT HyperTransport, HB Host Bridge. Přestože se jedná o Opteron 800, tak zapojení pouze čtyř procesorů nevyužívá všechny HT spojení koherentně, ale pouze dvě.

Při spuštění systému vyšle každý procesor požadavky, podle kterých posléze zjistí, jaká zařízení jsou napojena na jeho HT linky a upraví tak komunikaci s nimi.

Zde je souhrn specifikací sběrnice HyperTransport:

• Každý HyperTransport link je tvořen dvěma point-to-point spojeními, z nichž každé komunikuje jedním směrem.
• Šířka každého spojení může být 2 až 32 bitů, pro Opteron je to 16 bitů.
• Frekvence HT u Opteronu je 800MHz, takže spojení poskytuje propustnost 1,6Mbps na každý pin.
• V případě 16 spojení každým směrem, kde každé pracuje na 1,6Mbps je celková propustnost 6,4GB/s

A zde jsou příklady, jak mohou být jednotlivé systémy s Opterony zapojeny:


Pozn.: Více o čipové sadě AMD-8000, která je ve všech zapojeních použita, se dozvíte na další straně.

Další výhody vícecestných serverů s Opterony

V porovnání s konkurenčními procesory má Opteron ještě několik dalších výhod. Jednou z nich je, že každý procesor má vlastní DRAM, což je výhodnější řešení než jedno společné paměťové pole, které je k vidění u Xeonů MP. Systém s více Opterony ovšem vidí celou paměť souvisle a tak k ní také přistupuje. Pokus procesor přistupuje k vlastní paměti, je rychlost vynikající (5,3GB/s, nízká latence) a pokud přistupuje přes koherentní HyperTransport spojení, dosahuje stále lepších výsledků (3,53GB/s, vyšší latence) než Xeon u paměti zapojené na společné sběrnici.

Nemůžeme opomenout ani výhodu datové propustnosti při zapojení více Opteronů. Výše jsme rychlost připojení srovnávali s Pentiem 4 na 533MHz QPB, ale největším soupeřem bude pravděpodobně Xeon s 800MHz QPB, který se jistě v krátké době také objeví. Tento procesor sice dosáhne šířky pásma 6,4GB/s, ale tuto rychlost budou sdílet např. čtyři Xeony společně s paměťovým subsystémem. U Opteronu je ovšem situace jiná, protože rychlost jednotlivých HT spojení lze sčítat - dostaneme tedy propustnost blížící se k 25GB/s.

Přehled nejdůležitějších vlastností Opteronu

Na konec části popisující architekturu a procesorovou pipeline uvádíme stručný souhrn nejdůležitějších vlastností, které Opteron přináší a také porovnání s ostatními podobně zaměřenými procesory:

• 0,13mikronový výrobní proces SOI
• 105,9 milionu tranzistorů, velikost čipu 193mm2
• 64K instrukční a 64K datové L1 cache (ECC), 1MB L2 cache (ECC)
• Procesor pro pracovní stanice a 1- až 8-cestné servery
• Nová patice Socket 940, integrovaný Heat Spreader
• Technologie AMD64 pro podporu 64-bitových aplikací
• Integrovaný paměťový řadič pro DDR333 (dva 72-bitové kanály)
• Sběrnice HyperTransport s propustností až 6,4GB/s
• Prodloužená pipeline, vylepšený TLB a předpověď větvení kódu

Na dalších stranách naleznete popis čipových sad určených pro Opteron, výkonnostní testy, zařazení na trh a také výhled do budoucnosti.