Opteron přichází: AMD vyráží do útoku | Kapitola 2
Seznam kapitol
Po letech čekání, měsících odkládání jsme se konečně dočkali. Hammer neboli-li česky Kladivo je tady. AMD včera oficiálně uvedlo novou generaci procesorů Opteron. Největší "vymožeností" Opteronu procesoru je podpora 64-bitů se zpětnou kompatibilitou na 32-bity. Jedinou vadou na kráse pro fandy AMD je fakt, že tento procesor je určen zejména pro servery a do desktopů si jej zatím nedáte. Ale nepředbíhejme ...
Hlavní změna je v centru jádra, tam přibyl řadič XBAR, který ovládá tok dat mezi paměťovým řadičem, výpočetními jednotkami a 3 porty Hypertransportu. XBAR u procesoru Athlon64 nenajdete. Ten má totiž jen jeden port Hypertransportu a je určen pouze pro jednoprocesorové sestavy. Díky XBARu u Opteronu nebude potřeba northbridge pro komunikaci mezi procesory.
Dalším vylepšením je podpora SSE2, které na rozdíl od Pentia 4 má 16 registrů (tedy dvojnásobek). Zlepšení se dostalo i instrukčnímu bufferu, který je teď schopen pojmout až 1000 vstupů.
Základní struktura Opteronu není příliš odlišná od Athlonu: 3 ALU a 3 AGU jsou nyní schopny zpracovat 64bit instrukce
Pro lepší dosažení vyšších frekvencí a vylepšení zpracovávání 64bit instrukcí byla zvětšena pipeline na 12 stupňů (Athlon má 10 a P4 má 20). To dává vyrovnaný poměr, kdy pipeline není příliš krátká (CPU nemusí čekat na instrukce), a zároveň není moc dlouhá (při špatném předpovězeni instrukcí nedojde k zahození dlouhé fronty a následného čekání).
HyperTransport
Narozdíl od používání běžné paralelní rychlosti FSB, je komunikace zajišťována přes Hypertransport. Výsledkem je rychlost přenosu dat až 3,2GB/s v obou směrech na jeden Hypertransport port. pro srovnání, Pentium 4 má maximálně 3,97GB/s, ale v obou směrech dohromady.
Šířka datového pásma je u serverových opteronů tvořena 3 porty Hypertransportu, to zaručuje dostatečný datový tok pro všechny aplikace. Díky řadiči XBAR může CPU přistupovat i do paměti jiného procesoru.
Režimy CPU
V závislosti na použitém bitu v LME registru, procesor rozpozná v jakém režimu má pracovat. Tím je zaručena zpětná kompatibilita pro starší aplikace.
Registry
Novinka: rozšířený 64bit registr
Opteron může obsluhovat až 1TB (1024 GB) systémové paměti, což znamená 40 bitovou délku adres a 48 bitovou délku virtuálních adres. Je to méně než 64 bit, ale i tak je velikost paměti 1TB dostatečná.
AMD64 rozšiřuje 32bit sadu registrů IA32 procesorů na 64bit. Ale pokud aplikace běží v tzv. legacy modu, tedy v 32bit, jsou nadále používány staré registry EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI a ESP.
Pokud procesor pracuje v x86-64 režimu, jsou registry rozšířené na 64bit pomocí R prefixu. Potom jsou registry nazývané RAX až RSP.
Při práci v čistě 64 bitovém prostředí, lze dále využívat 8 GPR (General Purpose Registers) R8 až R15. Pro počítání v desetinné čárce byli přidány zdvojené SSE2 registry. Ale i je lze využít pouze v 64bit modu.
Socket 940
Nová serverová platforma AMD: Socket 940.
Dual-Opteron.
Socketu 462 (A) již začíná zvonit na poslední kolo. Jeho dny jsou spolu s nástupem AMD Athlonu 64 a Opteronu sečteny.
Rozdíl v počtu pinů u Athlonu 64 a Opteronu spočívá v počtu Hypertransport portů, Athlon 64 má pouze jeden. Pouzdro procesorů mPGA je podobné pouzdru Pentia 4 - nutno říci, že se jedná o osvědčenou konstrukci.
Integrovaný paměťový řadič
Koncept procesorů Opteron předpokládá s pamětí pro každé CPU, ale díky XBAR lze přistupovat i do paměti jiného CPU. Pro každý procesor může být použito až 8 slotů s kapacitou 8GB. Technologie Dual-channel nabízí rychlost přenosu až 5,4GB/s.
FAB 30: Maximálně 89 Opteronů na wafer
AMD používá pouze 200mm wafery a z toho také plyne malé množství vyrobených CPU. Teoreticky lze vyrobit až 148 procesorů, ale při výtěžnosti jen 60% to činí 89 CPU.
64 Bit: pro koho se hodí
Pro desktopové aplikace je hranice 2GB paměti vcelku dostatečná, obzvláště při práci s WinXP, které umí adresovat pouze 2BG pro aplikace.
Typickým využitím procesoru Opteron budou rozsáhlé databáze a složité CAD/CAM programy. Databáze už v současné době dosahují velikosti přes 4GB a nasazení Opteronů proto bude výhodou.
K prolomení 4GB bariery na 32bit systémech Win2000 a WinXP se využívá několika triků. Používá se PAE (Physical Address Extension) a Enterprise Memory Architecture. S těmito úpravami lze adresovat na systémech Win 2000/XP až 8GB paměti. Ale tyto řešení nejsou příliš rychlé a používají techniky podobné z dob 16bit procesorů, kdy se nazývaly EMS-memory. Přes všechny úpravy je maximálním stropem 64GB na 32bit procesorech. Aplikace požadující větší paměť musí běžet na 64bit strojích. Takové aplikace jsou využívané především ve velkých podnicích, kde je nutnost centrálních výpočtů nebo v telekomunikacích.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
