AMD Opteron (укр.Оптерон; кодова назва під час розробки Sledgehammer або K8) — перший мікропроцесор фірми AMD, оснований на 64-бітовій технології x86-64 (AMD64). AMD створила цей процесор переважно для застосування на ринку серверів, тому існують варіанти Opteron для використання в системах з 1—16 процесорами.
У червні 2004 року в Top500суперкомп'ютерів десяте місце зайняв Dawning 4000A — китайський суперкомп'ютер побудований на процесорах Opteron, неабияка подія для AMD. У листопаді 2005 він опустився на 42 місце, через появу продуктивніших конкурентів. Тоді в листопадовому Top500 10 % суперкомп'ютерів було побудовано на базі процесорів AMD64 Opteron. Для порівняння, на базі процесорів Intel EM64T Xeon було побудовано 16.2 % суперкомп'ютерів.
Технічні особливості
AMD Opteron 2212
Двома важливими технологіями, втіленими в процесорі Opteron є:
Пряма (без емуляції) підтримка 32-бітових x86 програм (IA-32) без втрати швидкості
Пряма (без емуляції) підтримка 64-бітових x86-64 програм (лінійна адресація понад 4 гігабайт пам'яті)
Перша технологія примітна тим, що під час анонсу процесора Opteron єдиним 64-бітовим процесором із заявленою підтримкою 32-бітових двійкових програм x86 був IntelItanium. Але Itanium виконував такі програми зі значною втратою швидкості.
Друга технологія, сама по собі не так примітна, оскільки основні виробники RISC процесорів (SPARC, DEC, HP, IBM, MIPS та інші) мали 64-бітові рішення вже багато років. Але поєднання в одному продукті цих 2-х властивостей, навпаки, принесло Opteron визнання, оскільки він пропонував доступне і економічне рішення для запуску наявних x86 програм з подальшим переходом на перспективніші 64-бітові обчислення.
Процесори Opteron мають інтегрований контролер пам'яті DDRSDRAM. Це дозволило істотно зменшити затримки при зверненні до пам'яті і виключити необхідність в окремому чипі північного моста на материнській платі.
Багатопроцесорні властивості
В багатопроцесорних системах (більш за один процесор Opteron на одну материнську плату) центральні процесори взаємодіють між собою з використанням архітектури Direct Connect Architecture за допомогою високошвидкісної шини HyperTransport. Кожен процесор може дістати доступ до пам'яті іншого процесора прозоро для програміста. На відміну від звичайного симетричного мультипроцесора, в Opteron використовується технологія NUMA (Non-Uniform Memory Access), коли замість виділення одного банку пам'яті для всіх ЦП, кожен процесор має «свою» пам'ять. Процесори Opteron безпосередньо підтримують 8-ми процесорні конфігурації, зазвичай вживані в серверах середнього рівня. Потужніші сервери використовують додаткові дорогі чипи маршрутизації для підтримки більше 8 процесорів на плату.
У багатьох комп'ютерних тестах, архітектура Opteron демонструє кращу масштабованість багатопроцесорних систем ніж IntelXeon[1]. У системах на базі Xeon сумарна обчислювальна потужність найчастіше менше, ніж сума продуктивностей окремих ЦП. Наприклад, система на базі Xeon може виконувати одночасно два паралельні завдання з продуктивністю 90%, або чотири паралельні завдання з продуктивністю 80%. Системи на базі Opteron значно менше схильні до цього ефекту, виправдовуючи вибір AMD на користь застосованого архітектурного рішення. Крім того, Opteron має інтегрований в процесор контролер пам'яті, який дозволяє звертатися кожному ЦП до своєї пам'яті без використання шини HyperTransport. При необхідності звернутися до пам'яті іншого процесора або при міжпроцесорних взаємодіях задіяними є лише ініціатор та його контрагент, що зводить використання шини до мінімуму. У багатопроцесорних системах з урахуванням Xeon навпаки використовується одна загальна шина обмінюваня даними процесор-процесор і процесор-пам'ять. У разі зростання кількості процесорів, які у однієї системі побудовані на Xeon, збільшується навантаження з цього на загальну шину від конкуруючих запитів від різних процесорів. Це призводить до зниження ефективності системи в цілому.
Багатоядерні Opteron
Чотириядерний Opteron
В травні 2005 року AMD представила перший багатоядерний процесор Opteron. Пізніше термін «багатоядерний» компанія AMD використовує для позначення «двоядерних» процесорів; у кожному процесорі Opteron розміщене 2 окремих процесорних ядра. Це фактично подвоює обчислювальну потужність доступну кожному процесорному роз'єму на материнських платах, що підтримують ці процесори. Один процесорний роз'єм може тепер забезпечувати продуктивність двох процесорів, два процесорні розніми — чотири і так далі. Вартість материнських плат вельми істотно збільшується із збільшенням кількості встановлених на них процесорних рознімів, тому нові багатоядерні процесори тепер дозволяють будувати на базі відносних дешевих материнських плат з меншою кількістю рознімів високопродуктивні системи недоступні раніше.
Система нумерації моделей процесорів, що використовалась AMD, трохи змінена через вихід нового багатоядерного модельного ряду. Під час офіційного релізу AMD представила найшвидший багатоядерний Opteron, модель 875 із двома ядрами, що працюють на частоті 2,2 ГГц. Найшвидшим одноядерним процесором Opteron на той момент був "модель 252", що працює на частоті 2,6 ГГц. Для багатопотокових додатків модель 875 демонструє більш високу продуктивність, ніж модель 252, але в однопотокових додатках модель 252 випереджає за продуктивністю модель 875.
Opteron-и другого покоління пропонувалися в трьох серіях: серія 1000 (тільки один роз’єм), серія 2000 (з підтримкою двох роз’ємів) і серія 8000 (з підтримкою чотирьох або восьми роз’ємів). Серія 1000 використовує роз'єм AM2. Серії 2000 і 8000 використовують Socket F.[1] [Архівовано 25 травня 2010 у Wayback Machine.]
У вересні 2007 року було представлено третє покоління, чотириядерні моделі на ядрі Barcelona[2][3]. Але через помилку в ревізії B2 (BA) їх постачання було припинено. У квітні 2008 року з анонсом нових моделей ревізії B3 постачання було відновлено. Четверте покоління було анонсовано в червні 2009 року з шестиядерними ядрами Istanbul. Було представлено HT Assist, додатковий каталог для розташування даних, зменшуючи накладні витрати на зондування та трансляцію. Під час активації HT Assist використовує 1 МБ кеш-пам’яті L3 на процесор.[4]
У березні 2010 року AMD випустила процесори Magny-Cours Opteron 6100 серії для Socket G34. Це 8- і 12-ядерні багаточипові модулі ЦП, що складаються з двох чотирьох- або шестиядерних кристалів із посиланням HyperTransport 3.1, що з'єднує два кристали. Ці процесори оновили багаторозетну платформу Opteron для використання пам’яті DDR3 і збільшили максимальну швидкість з’єднання HyperTransport з 2,40 ГГц (4,80 ГТ/с) до 3,20 ГГц (6,40 ГТ/с) для процесорів Istanbul.
AMD змінила схему іменування своїх моделей Opteron. Центральні процесори Opteron серії 4000 на Socket C32 (випущений у липні 2010 року) підтримують подвійний сокет і призначені для використання в однопроцесорних та двохпроцесорних системах. Процесори Opteron серії 6000 на Socket G34 підтримують чотири сокета і орієнтовані на високоякісні двохпроцесорні та чотирипроцесорні програми.
Socket 939 і AM2
AMD також представила Opteron-и з роз'ємом Socket 939, для зниження вартості материнських плат у низькобюджетних серверах та робочих станціях. Opteron-и для Socket 939 ідентичні процесорам Athlon 64 з ядром San Diego, причому вони працюють на набагато нижчих тактових частотах, ніж максимально можливі для них, забезпечуючи надзвичайно надійну роботу. Оскільки така схема зі зниженою частотою процесора означає дуже великі можливості для розгону, ці процесори мають великий попит серед ентузіастів. З переходом настільних процесорів на Socket AM2 процесори серії Opteron 1yyy також перейшли на нього. Цим процесорам надано номери моделей від 1210 до 1224. На відмінно від Athlon 64, Opteron на AM2 з кодовими назвами Santa Ana збільшили кеш L2 до 2 × 1 МБ, замість 2 × 512 КБ.
Socket AM2+
У 2007 році AMD представила три чотириядерні процесори Opteron на Socket AM2+ для однопроцесорних серверів. Ці процесори вироблялися по 65 нм техпроцесу та аналогічні процесорам Agena (Phenom). Чотирьохядерні процесори Opteron на цьому сокеті мали кодову назву Budapest. Моделі мають номери 1352 (2,10 ГГЦ), 1354 (2,20 ГГц) та 1356 (2,30).
Socket AM3
У 2009 році AMD ще три чотириядерні процесори Opteron, але для Socket AM3. Ці процесори вироблялися на 45 нм техпроцесі і були аналогічні процесорам Deneb (Phenom II). Чотирьохядерні Opteron під Socket AM3 мають кодову назву Suzuka. Моделі мають номери 1381 (2,50 ГГц), 1385 (2,70 ГГц) та 1389 (2,90 ГГц).
Socket AM3+
Socket AM3+ був представлений у 2011 році і є модифікацією Socket AM3 для мікроархітектури Bulldozer. Процесори Opteron 3xxx також випускалися на цьому сокеті, зокрема моделі 3250 (4 ядра, 2,5/3,5 ГГц), 3260 (4 ядра, 2,7/3,7 ГГц), 3280 (8 ядер, 2,4/3,5 ГГц) з ядром Zurich мікроархітектури Bulldozer та моделі 3320 (4 ядра, 1,9/2,5 ГГц), 3350 (4 ядра, 2,8/3,8 ГГц), 3365 (8 ядер, 2,3/3,3 ГГц), 3380 (8 ядер, 2,6/3,6 ГГц) з ядром Delhi архітектури мікроархітектури Piledriver.
1207-контактний Socket F
Socket F (LGA) – це друге покоління сокетів Opteron. Цей сокет підтримує процесори з кодовими назвами Santa Rosa, Barcelona, Shanghai та Istanbul. Socket F має підтримку DDR2 SDRAM із покращеною шиною HyperTransport 3.0. Фізично сокет і пакет процесора майже ідентичні, хоча загалом не сумісні з Socket 1207 FX.
1944-контактний Socket G34
У березні 2010 року компанія AMD випустила перші у світі 12-ядерні серверні процесори Opteron 6100 архітектури x86, під 1944-контактний Socket G34. Існують і 16-ядерні версії процесорів Opteron і за цим показником процесори AMD перевершували аналогічні серверні версії процесорів Intel на той час[5]. Socket G34 – це третє покоління сокетів Opteron.
Другий 1207-контактний Socket C32
Socket C32 – другий представник третього покоління сокетів Opteron. Цей сокет фізично схожий на Socket F, але не сумісний із процесорами того сокету. Socket C32 використовує DDR3 SDRAM і має інший ключ, щоб запобігти установці процесорів Socket F, які можуть використовувати DDR2 SDRAM. Як і Socket G34, процесори Socket C32 зможуть використовувати небуферизовану ECC або не ECC RAM на додаток до зареєстрованої ECC SDRAM.
Оновлення мікроархітектури
У лінійці Opteron було оновлення з реалізацією мікроархітектури AMD K10. Нові процесори, випущені в третьому кварталі 2007 року (кодова назва Barcelona), містять ряд удосконалень, спекулятивні навантаження, виконання SIMD, модуль передбачення умовних переходів, дає помітне покращення продуктивності в порівнянні з Opteron-ами на базі K8, в межах того ж діапазону потужності.[6]
У 2007 році AMD представила схему для характеристики споживання електроенергії нових процесорів при «середньому» щоденному використанні, названа середній рівень енерговитрати.
Socket FT3
Opteron X1150 і Opteron X2150APU використовуються з BGA-769 або Socket FT3.[7]
Моделі
Всі чіпи Opteron 130 та 90 нм мають трьохзначний номер моделі у вигляді «Opteron xyy». Чіпи Opteron після 90 нм мають чотирьохзначний номер моделі у вигляді «Opteron xzyy». Для перших трьох поколінь, перша цифра (x) показує максимальну кількість процесорів у системі:
1 — Призначений для використання в однопроцесорних системах
2 — Призначений для використання у двохпроцесорних системах
8 — Призначений для використання у багатопроцесорних системах (4-х або 8-ми процесорні системи)
Для Socket F і Socket AM2 Opterons друга цифра (Z) представляє покоління процесора. Використовуються для цих сокетів лише 2 (двоядерні, DDR2), 3 (чотири ядра, DDR2) і 4 (шестиядерні, DDR2).
Останні два значення у номері моделі (yy) вказують на швидкість процесора. Значення yy понад 60 застосовуються у двоядерних моделях.
Роз'єми C32 і G34 Opterons використовують нову чотиризначну схему нумерації. Перша цифра вказує на кількість ЦП у цільовій машині:
4 – Призначений для одно- та двохпроцесорних систем.
6 – Призначений для двохпроцесорних і чотирьохпроцесорних систем.
Як і попередні Opteron другого і третього поколінь, друге число належить до покоління процесора. «1» стосується процесорів на базі AMD K10 (Magny-Cours і Lisbon), «2» стосується процесорів на базі Bulldozer Interlagos, Valencia та Zurich, а «3» належить до Abu Dhabi на базі Piledriver, Seoul і Delhi процесорів.
Суфікс HE або EE вказує на високоефективну/енергоефективну модель, що має нижчий TDP, ніж стандартний Opteron. Суфікс SE вказує на топову модель, що має вищий TDP, ніж стандартний Opteron.
Починаючи з процесу виготовлення 65 нм, кодові назви Opteron були засновані на містах, які приймають Формула-1; AMD мав довгострокове спонсорство з найуспішнішою командою Формули-1, Ferrari.
Opteron A1100-серії «Seattle» (28 нм) є SoC на основі ядер ARM Cortex-A57, які використовують набір інструкцій ARMv8-A. Вперше їх випустили в січні 2016 року[12][13].
Кількість ядер: 4-8
Кеш другого рівня (L2): 2 МБ (4 ядра) або 4 МБ (8 ядер).
↑Архівована копія. Архів оригіналу за 5 липня 2018. Процитовано 6 січня 2022.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
.svg){kind=logo}
