AMD Opteron

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AMD Opteron
Microprocesador
AMD Opteron 2212 IMGP1795.jpg
AMD Opteron 2212
Producción abril de 2003 — presente
Fabricante(s) AMD
Frecuencia de reloj de CPU 1,4 GHz a 3,3 GHz
Velocidad HyperTransport 800 MHz a 3200 MHz
Longitud del canal MOSFET 130 nm nm a 32 nm nm
Conjunto de instrucciones x86-64
Número de núcleos 1, 2, 4, 6, 8, 12 y 16
Zócalo(s) Socket 939, 940
AM2, AM2+
AM3, AM3+
Socket F
Socket C32, Socket G34

Opteron es una línea de microprocesadores x86 de AMD para servidores y workstations, y fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usó el conjunto de instrucciones AMD64, también conocido como x86-64. Fue lanzado el 22 de abril de 2003 con el núcleo SledgeHammer (K8) y estaba orientado a competir en el mercado de servidores y workstations, particularmente en el segmento del procesador Xeon de Intel. Los procesadores basados en la arquitectura AMD K10 (Barcelona) fueron anunciados el 10 de septiembre de 2007, incorporando una nueva configuración de cuatro núcleos. El más reciente lanzamiento de los procesadores Opteron es la serie procesadores Opteron 4300 y 6300 ("Seoul" y "Abu Dhabi" respectivamente) basados en la arquitectura Piledriver.

Descripción técnica[editar]

Dos capacidades clave[editar]

Opteron combina dos importantes capacidades en un solo procesador:

  1. Ejecución nativa de aplicaciones x86 32-bit sin pérdida de rendimiento
  2. Ejecución nativa de aplicaciones x86-64 64-bit

La primer característica es notable debido que al momento de la introducción del Opteron, la única arquitectura de 64-bit disponible en el mercado con compatibilidad x86 32-bit (Itanium de Intel) corría aplicaciones nativas x86 solo con una importante merma de la velocidad. La segunda capacidad, por si misma, es menos importante, debido a que arquitecturas RISC mayores (como SPARC, Alpha, PA-RISC, PowerPC, MIPS) son de 64 bit desde hace muchos años. Con la combinación de estas dos capacidades, sin embargo, el Opteron ganó el reconocimiento por su capacidad para ejecutar, en forma económica, la gran base de aplicaciones x86 instalada, al mismo tiempo que ofrece una vía para actualizar los sistemas a 64 bits.

Los procesadores Opteron poseen controlador de memoria integrado soportando DDR SDRAM, DDR2 SDRAM o DDR3 SDRAM (dependiendo de la generación del procesador). Esto elimina la latencia para acceder a la RAM principal y elimina la necesidad de un circuito integrado separado para el puente norte.

Características de multiprocesamiento[editar]

Opteron "Barcelona" de cuatro núcleos.
Opteron "Istanbul" de seis núcleos.

En sistemas multiproceso (más de un Opteron en una sola placa madre), las CPU se comunican usando Direct Connect Architecture sobre enlaces HyperTransport de alta velocidad. Cada CPU puede acceder a la memoria principal del otro procesador, siendo esto transparente para el programador. La forma en que el Opteron realiza el multiprocesamiento no es igual al multiprocesamiento simétrico; en lugar de tener un banco de memoria para todas las CPU, cada CPU tiene su propia memoria. Por lo tanto, el Opteron es de arquitectura Non-Uniform Memory Access (NUMA). La CPU Opteron soporta una configuración de hasta 8 vías en servidores de nivel medio. En servidores de nivel empresario se utilizan circuitos integrados router adicionales (y caros) para soportar más de 8 CPU por caja.

En varios benchmark, el Opteron ha demostrado poseer una mejor escalabilidad multiprocesamiento que el Intel Xeon.[1] Esto se debe principalmente a que, al agregar un procesador Opteron adicional, se incrementa el ancho de banda de la memoria, lo cual no siempre es el caso de los sistemas basados en el Xeon, y al hecho de que los Opteron utilizan conmutadores en lugar de un bus compartido. En particular, el controlador de memoria integrado del Opteron permite a la CPU acceder a la memoria RAM local rápidamente. En contraste, las CPU Xeon en un sistema multiprocesador comparten solo dos buses para comunicaciones procesador-procesador y procesador-memoria. Cuando se incrementa la cantidad de CPU en un sistema Xeon típico, la contención de los buses compartidos causa una caída en la eficiencia del sistema. Intel está migrando a una arquitectura de memoria similar a la del Opteron para la familia Intel Core i7 y sus derivados Xeon.

Opterons multinúcleos[editar]

AMD introdujo sus primeros Opterons multinúcleos en abril de 2005. En esa época, AMD usaba el término multinúcleo como sinónimo de doble núcleo; cada Opteron físico contiene dos núcleos de procesamiento. Esto efectivamente duplica la capacidad de procesamiento disponible en cada zócalo de procesador de la placa madre. Cada zócalo puede entregar el rendimiento de dos procesadores, dos zócalos pueden entregar el rendimiento de cuatro procesadores, y así sucesivamente. Debido a que el costo de la placa madre se incrementa notablemente a medida que se le agregan zócalos para CPU, los procesadores multinúcleo permiten construir sistemas multiprocesador a bajo costo.

El esquema de los números de modelos de AMD ha cambiado un poco con la nueva línea de multinúcleos. Cuando fueron introducidos, el Opteron multinúcleo más rápido de AMD era el modelo 875, con dos núcleos corriendo a 2,2 GHz cada uno. El Opteron de un solo núcleo más rápido era el modelo 252, corriendo a 2,6 GHz. Para aplicaciones multi-hilo, o varias aplicaciones de un solo hilo, el modelo 875 podía correr mucho más rápido que el modelo 252.

Los Opteron de segunda generación son ofrecidos en tres series: la serie 1000 (solo un zócalo, es decir, solo un procesador en la placa madre), la serie 2000 (para dos zócalos, dos procesadores en la placa madre) y la serie 8000 (cuatro u ocho zócalos). La serie 1000 utilizan el zócalo AM3. Las series 2000 y 8000 utilizan el zócalo F.[2]

AMD anunció sus procesadores de cautro núcleos de tercera generación en septiembre de 2007,[3] [4] anunciando los vendedores de hardware sus servidores el mes siguiente. Basado en el diseño del núcleo denominado Barcelona, se planificaron nuevas técnicas de control de energía y temperatura para los chip. La primeras plataformas basadas en el doble núcleo DDR2 eran actualizables a los microprocesadores de cuatro núcleos.[5] La cuarta generación fue anunciada en junio de 2009 con el Istanbul de seis núcleos. Se introdujo el HT Assist, un directorio adicional para la ubicación de los datos, lo que reduce el consumo para el sondeo y emisiones. HT Assist utiliza 1 MB de caché L3 por CPU cuando se activa.[6]

En marzo de 2010 AMD lanzó la serie de CPU Opteron 6100 Magny-Cours para el zócalo G34. Estas CPU para módulos multichip de 8 y 12 núcleos consisten en dos matrices de 4 u 8 núcleos con un enlace HyperTransport 3.1 enlazando ambas. Estas CPUs actualizaron las plataformas Opteron multi-zócalo para usar memorias DDR3 e incrementando la velocidad máxima del enlace HyperTransport de 2,4 GHz (4,8 GT/sec), para las CPU Istanbul, a 3,2 GHz (6,4 GT/sec.)

AMD cambió el esquema de nombres para sus modelos Opteron. La serie Opteron 4000 en zócalo C32 (lanzada en julio de 2010) soportan doble zócalo y está orientada a sistemas mono-procesador y bi-procesador. La serie Opteron 6000 en zócalo G34 soporta cuádruple zócalo y está orientada a sistemas de alta gama bi-procesador y tetra-procesador.

Socket 939[editar]

AMD lanzó el Opteron para el zócalo 939, reduciendo el costo de las placas madre para servidores y workstations de gama baja. Excepto por el hecho de que tienen caché L2 de 1 MB (contra los 512 KB del Athlon64), el Opteron para zócalo 939 es idéntico al Athlon 64 con núcleo San Diego y Toledo, pero corren a velocidad menores de las que soportan, siendo de esta manera más estables.

Socket AM2[editar]

Los Opteron para zócalo AM2 están disponibles para servidores pero solo en configuración mono-procesador. Los Opteron de doble núcleo denominados Santa Ana, rev. F, poseen caché nivel L2 de 2×1 MB, al contrario que la mayoría de sus primos Athlon 64 X2, los cuales poseen caché L2 de 2x512 KB. Estas CPU tienen números de modelo de 1210 a 1224.

Socket AM2+[editar]

AMD introdujo los Opteron de cuatro núcleos para zócalo AM2+ para servidores monoprocesador en 2007. Estas CPU son fabricadas con proceso de 65 nm y son similares a los Phenom X4 Agena. Los Opteron de cuatro núcleos para AM2+ son denominados "Budapest". Estos Opterons llevan los números de modelo 1352 (2,1 GHz), 1354 (2,2 GHz) y 1356 (2,3 GHz.)

Socket AM3[editar]

AMD introdujo los Opteron de cuatro núcleos para zócalo AM3 para servidores monoprocesador en 2009. Estas CPU son fabricadas con proceso de 45 nm y son similares a los Phenom II X4 Deneb. Los Opteron de cuatro núcleos para zócalo AM3 son denominados "Suzuka." Estos Opteron llevan los números de modelo 1381 (2,5 GHz), 1385 (2,7 GHz) y 1389 (2,9 GHz.)

Socket F[editar]

El zócalo F (LGA de 1207 contactos) es la segunda generación de zócalo para los Opteron de AMD. Este zócalo soporta los procesadores Santa Rosa, Barcelona, Shanghai e Istanbul. El zócalo “Lidded land grid array” agrega soporte para memoria DDR2 SDRAM conectividad mejorada HyperTransport versión 3. El zócalo y el encapsulado del microprocesador son físicamente idénticos, aunque no compatibles, al zócalo 1207 FX.

Socket G34[editar]

El zócalo G34 (LGA de 1944 contactos) es uno de los zócalos de tercera generación de Opteron, junto con el zócalo C32. Este zócalo soporta el las series de procesadores Opteron 6100 Magny-Cours, Opteron 6200 Interlagos basada en Bulldozer y Opteron 6300 "Abu Dhabi" basada en Piledriver. Este zócalo soporta cuatro canales de memoria DDR3 SDRAM (dos por matriz de CPU). Al contrario de los zócalos de Opteron multi-procesador, las CPU para zócalo G34 funcionan con RAM unbuffered ECC o no-ECC, además de la tradicional RAM ECC.

Socket C32[editar]

El zócalo C32 (LGA de 1207 contactos) es el otro miembro de los zócalos Opteron de tercera generación. Este zócalo es simialr al zócalo F pero no es compatible con éste. El zócalo C32 usa SDRAM DDR3 y es diferente para prevenir que se inserte una CPU de zócalo F que usa solo memoria DDR2. Al igual que el G34, el zócalo C32 funciona con RAM unbuffered ECC o no-ECC, además de la tradicional RAM ECC.

Actualización de la micro-arquitectura[editar]

La línea Opteron vio una actualización con la implementación de la micro-arquitectura AMD K10. Los nuevos procesadores, lanzado en el tercer trimestre de 2007 (llamado Barcelona), incorporó varias mejoras, particularmente en la prerrecuperación de datos de la memoria, carga especulativa, ejecución SIMD y predicción de la rama, dando como resultado una mejora apreciable sobre los Opteron basados en K8, con el mismo consumo de corriente.[7]

Mientras tanto, AMD también ha utilizado un nuevo esquema para caracterizar el consumo de energía de los nuevos procesadores según el consumo diario "promedio", llamado average CPU power (ACP, o potencia media de la CPU).

La forma de nombrar a los Opteron es nueva: cada procesador se identifica por tres dígitos, donde el primero es un índice de cantidad (indica si el procesador está diseñado para funcionar en equipos totalizando uno, dos, cuatro u ocho Opterons) y los otros dos son un índice de velocidad. Por ejemplo:

  • Opteron 242 - un Opteron diseñado para trabajar en un equipo biprocesador con un índice de velocidad 42 (dicho índice se corresponde a 1,6 GHz).
  • Opteron 842 - similar al anterior pero para equipos con ocho procesadores.
  • Opteron 144 - un Opteron diseñado para trabajar en solitario con un índice de velocidad "44" (1,8 GHz).

Referencias[editar]

  1. «SPECint2006 Rate Results for multiprocessor systems». Consultado el 27 de diciembre de 2008.
  2. http://www.amd.com/us-en/Processors/ProductInformation/0,,30_118_8796_14309,00.html
  3. «AMD Introduces the World’s Most Advanced x86 Processor, Designed for the Demanding Datacenter». Press release (AMD). September 10, 2007. Consultado el January 6, 2014. 
  4. «The Inner circuitry of the powerful quad-core AMD processor». Photo. AMD. Archivado desde el original el 28 de noviembre de 2008. Consultado el January 6, 201.
  5. «Quad-Core Upgradeability». Consultado el 6 de marzo de 2007. 6-core Opteron Processors codenamed 'Istanbul' were announced on July 1, 2009. They were a drop-in upgrade for existing Socket F servers.
  6. «"HT Assist": What is it, and how does it help?». Consultado el 2 de enero de 2013.
  7. Merritt, Rick. «AMD tips quad-core performance». EETimes.com. Consultado el March 16, 2007. 

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]