AMD Opteron

PROCESADORES AMD OPTERON™

UNIVERSIDAD CONTINENTAL DE CIENCIAS E INGENIERÍAS

E.A.P. INGENIERÍA INFORMÁTICA

VI SEMESTRE2008I

MICROPROCESADORES

Prof. Ing. Miguel Tupac Yupanqui Alanya


Por:SAFORAS CONTRERAS, Danny H.

PEREZ MACAZANA, Ricardo

1


INDICE

1. INTRODUCCIÓN

2. ANTECEDENTES

3. PROCESADOR AMD OPTERON™ DE SEGUNDA GENERACIÓN

3.1. PROCESADOR AMD OPTERON™ DE SEGUNDA GENERACIÓN CON DDR2 Y VIRTUALIZACIÓN™ AMD

3.2. BENEFICIOS DEL PROCESADOR AMD OPTERON™ DE SEGUNDA GENERACIÓN

3.2.1. TECNOLOGÍA AMD64

3.2.2. ARQUITECTURA DE CONEXIÓN DIRECTA

3.2.2.1. Controlador de memoria integrado

3.2.2.2. Tecnología HyperTransport™

3.2.3. CAPACIDAD PARA ACTUALIZAR A CUÁDRUPLES NÚCLEOS

3.2.4. VIRTUALIZACIÓN™ AMD (AMDV™)

3.2.5. MEJOR RELACIÓN DE RENDIMIENTO POR VATIO

3.3. NÚMEROS DE MODELO DEL PROCESADOR AMD OPTERON™ DE SEGUNDA GENERACIÓN

2


4. PROCESADOR AMD OPTERON™ DE TERCERA GENERACIÓN

4.1. BENEFICIOS DEL PROCESADOR AMD OPTERON™ DE TERCERA GENERACIÓN

4.1.1. AMD64 CON ARQUITECTURA DE CONEXIÓN DIRECTA

4.1.2. TECNOLOGÍA MEJORADA AMD POWERNOW!™ CON TECNOLOGÍA DE NÚCLEO DINÁMICO INDEPENDIENTE

4.1.3. ADMINISTRACIÓN DE ENERGÍA DINÁMICA DUAL™

4.1.4. TECNOLOGÍA AMD COOLCORE™

4.1.5. VIRTUALIZACIÓN™ AMD (AMDV™) CON INDEXACIÓN RÁPIDA DE LA VIRTUALIZACIÓN

4.1.6. CONTROLADOR DE DRAM DDR2 INTEGRADO CON TECNOLOGÍA DE OPTIMIZACIÓN DE MEMORIA AMD

4.1.7. CACHE INTELIGENTE BALANCEADO AMD

4.1.8. ACELERADOR DE PUNTO FLOTANTE AMD

4. NÚMEROS DE MODELO DEL PROCESADOR AMD OPTERON™ DE TERCERA GENERACIÓN

5. CONCLUSIONES

6. FUENTES

3


INTRODUCCIÓN

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usó conjunto de instrucciones AMD64, también conocido como x8664. También fue el primer procesador x86 de octava generación. Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con el propósito de competir en el mercado de procesadores para servidores, especialmente en el mismo segmento que el Intel Xeon.La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64 bits como de 32 bits sin ninguna penalización de velocidad.

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidad de un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoria principal. Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por un circuito integrado externo según se introduzcan nuevas tecnologías de memoria, en ese caso se pierden las ventajas anteriores. Esto hace que sea necesario lanzar al mercado nuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologías de memoria.

Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a través de uno o más enlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a la memoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para el programador.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).

4


2. ANTECEDENTES

AMD ingresa al mercado como un segundo proveedor 1976

• AMD e Intel firman su primer contrato integral de licencias combinadas, en donde AMD e Intel acuerdan licenciarse mutuamente todas las patentes que tiene cada empresa.

1982• IBM selecciona un microprocesador Intel para su PC pero sólo bajo la condición de

que exista un segundo proveedor confiable para las necesidades de procesamiento de sus PCs. Como resultado, AMD renueva un contrato integral de licencias combinadas con Intel y se convierte en el segundo fabricante para IBM de los microprocesadores 8086 y 8088.

• Un juez de California dijo después que – al decidir ser un segundo proveedor para Intel, “AMD vino a ayudar a Intel cuando éste necesitaba ayuda para establecer su arquitectura [de microprocesador] en el mercado”. Este movimiento ayudó a Intel a establecer x86 como la arquitectura dominante para PCs.

1987• Intel notifica a AMD su intención de terminar su contrato como segundo proveedor,

un movimiento agresivo para evitar que AMD produzca un microprocesador compatible con la arquitectura 486. Esto inicia años de controversias legales entre AMD e Intel y limita la elección de los clientes a una sola fuente para microprocesadores de PC durante los siguientes años.

1990• A finales de 1990, AMD dio a conocer la familia de microprocesadores Am386®,

basados en Intel 80386. Las ventas del AM386 son fuertes debido a su excepcional rendimiento.

1991 • En octubre de 1991, Intel inició una acción ante el tribunal federal por la violación de

derechos de reproducción. Un árbitro posteriormente otorgó a AMD los derechos totales para fabricar y vender el Am386. La Corte Suprema de California confirmó esta decisión en 1994.

1993• Se lanza el microprocesador Am486®; funciona en las computadores Compaq y en

otras miles de PCs. 1994

5


• Intel y HewlettPackard anunciaron el desarrollo de una arquitectura propia de microprocesador de 64 bits (con nombre de código “Merced” y que finalmente saliera al mercado como “Itanium”), basada en un conjunto de nuevas instrucciones llamado "IA64" y el cual no es compatible con las millones de PCs y aplicaciones de software basadas en x86.

• Albert Yu, vicepresidente senior de Intel y gerente general del grupo de productos de microprocesadores, declara: “Si yo fuera la competencia, estaría realmente preocupado. Si creen que tienen futuro, en realidad no lo tienen”.

AMD desafía a Intel 1995

• AMD lanza el microprocesador AMDK5®, su primer microprocesador x86 diseñado de manera independiente y compatible con sockets.

1997• AMD lanza el exitoso microprocesador AMDK6®, una alternativa compatible con

los pines del microprocesador Intel Pentium™. Su lanzamiento anuncia el regreso de la competencia y ayuda a mantener el precio de las PCs por debajo de los mil dólares para crear PCs al acceso de los consumidores promedio.

1998• AMD hace avanzar considerablemente la plataforma de las PC con el lanzamiento

del microprocesador AMDK62, que incluye la tecnología 3DNow!™. Inventada por AMD, la tecnología 3DNow! fue la primera innovación de x86 que mejoró considerablemente los gráficos en 3D, la multimedia y otras aplicaciones para PCs que hacen un uso intensivo del punto flotante, compatibles con Microsoft® Windows®.

• Intel anuncia el aplazamiento de Merced (Itanium). La salida al mercado de Itanium se toma otros 3 años.

AMD lidera la innovación 1999

• AMD deja de crear chips compatibles con Intel cuando lanza el microprocesador x86 más rápido del mundo, el AMD Athlon™. Los procesadores AMD Athlon se diseñaron específicamente desde el principio para ejecutar Microsoft Windows excepcionalmente bien. Los procesadores AMD Athlon ofrecen varias innovaciones que los distingue de los competitivos productos de Intel y representan la primera vez que AMD sale al mercado antes que Intel con una nueva generación de microprocesadores x86 para las computadoras basadas en Microsoft Windows.

• Jerry Sanders, presidente y director ejecutivo de AMD, declara: “Por primera vez en la historia de la industria de la computación, AMD toma ventaja sobre la competencia al lanzar una generación completamente nueva de procesadores que ofrecen mejores capacidades de rendimiento y procesamiento basadas en un diseño de arquitectura más avanzado. Este anuncio señala una nueva etapa en la industria porque anuncia nuevas opciones basadas una tecnología superior de procesadores”.

• AMD muestra en forma preliminar la primera arquitectura x86 de 64 bits de núcleos múltiples del mundo en el Microprocessor Forum.

6


2000• AMD es el primero en romper la histórica barrera de 1GHz (mil millones de ciclos

de reloj por segundo) con el procesador AMD Athlon. • AMD introdujo la tecnología PowerNow!™, que permitió a los fabricantes de PCs

ofrecer notebooks mas silenciosas y de operación más refrigerada con sistemas de autonomía prolongada de la batería.

• A pesar de los esfuerzos de Intel por ejercitar su dominio del mercado y forzar a la industria de la computación a adoptar el costoso Rambus DRAM (o RDRAM) como el nuevo estándar de memoria, AMD trabaja con numerosos fabricantes de equipos originales y vendedores de chipsets para ayudar a establecer el SDRAM como el tipo de memoria estándar para PC. El SDRAM y sus posteriores generaciones se desarrollan bajo un conjunto de estándares abiertos y traen consigo menores costos y mayores utilidades.

• AMD lanza la primera plataforma mundial para PCs que soporta la tecnología de memoria Double Data Rate (DDR), que aumentó el rendimiento de datos pico del procesador hasta en un 100% a costos equiparables. Esto permitió que los fabricantes incrementaran enormemente el rendimiento sin sacrificar sus utilidades

2001 • AMD impulsa el desarrollo y la adopción generalizada de su tecnología

HyperTransport™, que le permite a las computadoras ejecutar sus programas más rápida y eficientemente. Entre los fabricantes que adoptan la tecnología HyperTransport se encuentran Agilent, Apple Computer, Broadcom, Cisco Systems, IBM, nVidia y Texas Instruments.

• Con el lanzamiento del microprocesador AMD Athlon XP, AMD introduce los números de modelo del procesador que ayudan a los consumidores a entender el rendimiento general de las aplicaciones para PC. Los megahercios (MHz) ya no son válidos como una medida precisa de rendimiento de las PCs debido a la increíble variedad de arquitecturas, tecnologías y aplicaciones.

• El microprocesador AMD Athlon XP integra la arquitectura QuantiSpeed™, un diseño que se creó para ayudar a asegurar el rendimiento superior de la aplicación.

• El microprocesador Itanium de 64 bits patentado por Intel sale tres años más tarde y a un costo cercano a los dos mil millones de dólares. La tecnología se considera cara, incompatible con software y hardware x86, y es rechazada por el mercado en general. La industria apoda al Itanium “El Itanic”.

2002• La familia de AMD Athlon XP presenta por primera vez la tecnología

Cool‘n’Quiet™, una solución de administración de energía sobre el chip para PCs de escritorio. La tecnología Cool’n’Quiet reduce efectivamente el consumo de energía y permite una ejecución más silenciosa del sistema, al tiempo que ofrece rendimiento sobre demanda para ayudar a maximizar la experiencia de cómputo.

2003 • El lanzamiento de los microprocesadores AMD Opteron™ y AMD Athlon™ 64

cambia el futuro de la industria de la computación extendiendo el x86 a 64 bits con la arquitectura AMD64, que ofrece al mismo tiempo cómputo de 32 y 64 bits.

7


• Intel niega cualquier plan para desarrollar una tecnología similar x86 de 64 bits. • El presidente y director general electo de Intel, Paul Otellini, declara que Intel

no puede producir un chip para PCs de escritorio de 64 bits hasta el 2008 ó el 2009 (CNET News.com, febrero 20, 2003)

• El director ejecutivo de Intel, Craig Barreto, anuncia: “No tenemos planes en esta etapa para una extensión en dirección hacia los 64 bits como el dispositivo de AMD para PCs escritorio”. (Reuters, Sept. 25, 2003)

• AMD lanza el primer procesador de la industria con un controlador de memoria integrado, el cual “alimenta” datos desde la memoria hasta el procesador más rápido y de manera más eficiente para un mejor rendimiento con respecto a los diseños de la competencia.

• AMD ofrece la Arquitectura de Conexión Directa, la cual conecta directamente los procesadores, los controladores de memoria y los dispositivos de E/S, reduciendo los cuellos de botella e incrementando el rendimiento.

AMD extiende el liderazgo en la innovación 2004

• El procesador AMD Athlon 64 es llamado “Chip para PC de escritorio del año” por Microprocessor Report.

• Entre las 100 compañías de Forbes Global o sus afiliadas, más del 40% utilizan sistemas basados en un procesador AMD 64 para ejecutar aplicaciones empresariales críticas.

• AMD cuenta con el apoyo de más de 2.000 socios de tecnología AMD64, incluyendo a Microsoft, IBM, HP, Sun Microsystems, Cray, SuSe Linux y Fujitsu Siemens. Tres de los cuatro principales fabricantes de computadoras ofrecen soluciones AMD64: HP, IBM y Sun.

• Intel cambia su decisión y decide seguir el liderazgo de AMD en la computación x86 de 64 bits al anunciar un microprocesador compatible basado en la tecnología AMD de 64 bits. La decisión es vista como el puntillazo final para el procesador Itanium de 64 bits de Intel.

• HP, socio para el desarrollo conjunto del Itanium, anuncia que está descontinuando su línea de estaciones de trabajo basadas en Itanium.

• Tim Halfhill, analista de Microprocessor Report reporta que Intel desarrolló sus extensiones de 64 bits para el conjunto de instrucción x86 de 32 bits al leer la documentación de AMD. “En cada uno de los casos encontramos que Intel basó su arquitectura x86 de 64 bits a partir del AMD64 en casi cada detalle”.

• Intel sigue el liderazgo de AMD al cambiar la medida del rendimiento del microprocesador de MHz a números de modelo.

• AMD demuestra el primer microprocesador x86 de doble núcleo. • En la reunión anual del Foro Económico Mundial, AMD lanza su iniciativa 50x15;

un compromiso de ofrecer computación básica y conexión a Internet al 50 por ciento de la población para el año 2015. Más adelante ese año en India, AMD lanza el Comunicador Personal de Internet (PIC, por sus siglas en inglés), una nueva categoría en dispositivos de computación creada específicamente para mercados en desarrollo. Los proveedores de servicio distribuyen los PICs entre los consumidores a tarifas de suscripción mensuales muy bajas. (El costo sugerido es de US$185, sin

8


monitor y US$250 con monitor). • AMD lidera el mercado con hardware habilitado para la protección contra virus, que

cuando se ejecuta mediante Microsoft Windows XP Service Pack 2, ofrece protección contra virus para cierto tipo de ataques, preparando el terreno para un ambiente de computación más seguro con Microsoft Windows XP.

2005 • AMD lanza los procesadores AMD Opteron de Doble Núcleo para servidores y

estaciones de trabajo y también revela el próximo lanzamiento del procesador AMD Athlon 64 X2 de Doble Núcleo para consumidores empresariales y particulares. Los más importantes fabricates de partes originales, incluidos Sun, HP, IBM y Supermicro anuncian su respaldo al ofrecer un amplio portafolio de sistemas para el procesador AMD Opteron de Doble Núcleo. Los procesadores AMD Opteron de Doble Núcleo consumen solo una cuarta parte de la energía, en comparación con otros chips de doble núcleo.

• The Wall Street Journal dice, “AMD, que una vez siguió obligatoriamente la ruta tecnológica de Intel, fue el primero en liderar un sistema de memoria llamado DDR (double datarate) que es ahora utilizado en todo el mundo Sus primeros sistemas Opteron, lanzados hace dos años, fueron los primeros procesadores x86 que procesaban 64 bits de información, lo que le permite a los chips utilizar mejor la memoria que los primeros chips de 32 bits. Intel ha seguido a AMD en ambos proyectos” (Abril 21, 2005).

• BusinessWeek dice, “El enfoque de AMD permitirá a los fabricantes de servidores cambiar de sus actuales chips de núcleo único, sin tener que incurrir en costos adicionales por la compra de nuevas tarjetas madre o nuevos chipsets” (Abril 19, 2005).

• El analista de Insight 64 Nathan Brookwood declara: “Antes del lanzamiento en 2003 de los procesadores AMD Opteron y AMD Athlon 64 , algunos observadores de la industria se cuestionaban si era lógico o posible desarrollar un ecosistema alrededor de la arquitectura de 64 bits que fuera compatible con el estándar de la industria x86 de 32 bits. Dos años y más de 1000 paquetes de software después, la industria ha aceptado la computación de 64 bits basada en la tecnología AMD64 y ahora es obvio que aquellas dudas eran infundadas. Con la innovadora Arquitectura de Conexión Directa de la tecnología AMD64, la compañía se definió claramente como un generador tecnológico y un competidor formidable” (Marzo 22, 1999).

• AMD continúa su compromiso con la iniciativa 50x15 en la Reunión anual del Foro Económico Mundial, al anunciar una sociedad con el presidente de MIT Media Lab, Nicholas Negroponte y otros líderes en la industria para desarrollar la primera notebook de US$ 100. AMD también presenta el prototipo del dispositivo PIC de segunda generación.

• CNet News.com declara: “En los últimos años, AMD ha sido el primero en salir con ideas como la computación de 64 bits y vínculos de entradasalida más rápidos, poniendo a Intel en la incómoda posición de un seguidor”. (Feb. 25, 2005)

• Microsoft confirma que está cancelando el desarrollo de un sistema operativo Windows para el microprocesador Itanium 2.

9


3. PROCESADOR AMD OPTERON™ DE SEGUNDA GENERACIÓN

3.1 PROCESADOR AMD OPTERON™ DE SEGUNDA GENERACIÓN CON DDR2 Y VIRTUALIZACIÓN™ AMD

Los procesadores AMD Opteron™ de Segunda Generación con Arquitectura de Conexión Directa presentan diversos nuevos recursos entre los que se incluyen la capacidad de actualización para cuádruples núcleos, la Virtualización™ AMD (AMDV™) y la memoria DDR2 con consumo eficiente de energía. Además, los procesadores AMD Opteron de Segunda Generación fueron diseñados para ofrecer avances en la relación de desempeño por vatio de AMD y aprovechar las probadas tecnologías lanzadas en 2003 con la primera generación de los procesadores AMD Opteron.

Los procesadores AMD Opteron de Segunda Generación se ofrecen en tres series: serie 1000 (hasta 1 procesador/2 núcleos), serie 2000 (hasta 2 procesadores/4 núcleos) y serie 8000 (de 4 procesadores/8 núcleos a 8 procesadores/16 núcleos). La serie 1000 está construida sobre el nuevo socket AM2 de AMD. Las series 2000 y 8000 están construidas sobre el nuevo socket F (1207) de AMD.

3.2 BENEFICIOS DEL PROCESADOR AMD OPTERON™ DE SEGUNDA GENERACIÓN

3.2.1.TECNOLOGÍA AMD64

La plataforma AMD64 está liderando el movimiento de la industria hacia la

10


generalización de la computación de 64 bits.

La familia AMD64 está comprendida por el procesador AMD Opteron™, el procesador AMD Athlon™ 64 y la tecnología móvil AMD Turion™ 64.

• Procesador AMD Opteron servidores y estaciones de trabajo • Procesador AMD Athlon 64 PCs de escritorio y portátiles • Tecnología móvil AMD Turion 64 notebooks

La tecnología AMD64 está diseñada para permitir la computación simultánea de 32 y 64 bits sin que se afecte su rendimiento. Con la Arquitectura de Conexión Directa, los procesadores AMD64 enfrentan y ayudan a eliminar los verdaderos desafíos y cuellos de botella de las arquitecturas del sistema porque todo está conectado a la unidad central de procesamiento.

3.2.2.ARQUITECTURA DE CONEXIÓN DIRECTA

AMD64 con Arquitectura de Conexión Directa puede mejorar el rendimiento y la eficiencia general del sistema al eliminar los tradicionales cuellos de botella inherentes a las arquitecturas heredadas.

Los buses frontales heredados restringen e interrumpen el flujo de datos. Un flujo de datos más lento significa menor desempeño del sistema. Un flujo de datos interrumpido significa una reducción en la escalabilidad del sistema.

Con la Arquitectura de Conexión Directa, no hay buses frontales laterales (FSB). En su lugar, los procesadores, el controlador de memoria y el dispositivo de E/S están directamente conectados al procesador y se comunican a la velocidad del procesador.

La Arquitectura de Conexión Directa está disponible únicamente en los procesadores con tecnología AMD64, incluidos los procesadores AMD Opteron™ y el AMD Athlon™ 64, así como la tecnología móvil AMD Turion™ 64

Algunas características exclusivas de la Arquitectura de Conexión Directa:

3.2.2.1Controlador de memoria integrado

Los procesadores AMD64 con Arquitectura de Conexión Directa presentan un controlador de memoria integrado a la pastilla, optimizando el desempeño de la memoria y el ancho de banda por procesador. El ancho de banda de la memoria de AMD aumenta de acuerdo con el número de procesadores, diferente de los diseños más antiguos que presentan poca estabilidad porque el acceso a la memoria principal está limitado por los chips Northbridge externos.

11


3.2.2.2Tecnología HyperTransport™

La tecnología HyperTransport™ es un enlace de comunicación punto a punto de alta velocidad, bidireccional y de baja latencia que ofrece una interconexión de ancho de banda escalable entre núcleos de computación, subsistemas de E/S y otros chipsets. Los procesadores AMD Opteron soportan hasta 3 (tres) enlaces HyperTransport coherentes, rindiendo un lancho de banda máxima de hasta 24,0 GB/s por procesador.

3.2.3.CAPACIDAD PARA ACTUALIZAR A CUÁDRUPLES NÚCLEOS

AMD lanzó la primera tecnología de núcleos múltiples para servidores y estaciones de trabajo x86 con la presentación del procesador AMD Opteron™ de Doble Núcleo en abril de 2005. Los procesadores AMD Opteron de Segunda Generación incluyen memoria DDR2 y Virtualización™ AMD para optimizar aún más las capacidades de virtualización líderes del mercado de AMD. Los procesadores AMD Opteron de Cuádruples Núcleos, planeados para lanzarse en 2007, representan nuestra siguiente escala en el plan de desarrollo de los núcleos múltiples.Los procesadores Opteron de Segunda Generación con memoria DDR2 están diseñados para ofrecer una actualización sin problemas a los procesadores AMD Opteron de cuádruples núcleos. Esta transición a la computación de cuádruples núcleos mantendrá la infraestructura térmica actual, ayudando a aprovechar las inversiones actuales y ofreciendo mejoras en el desempeño de las aplicaciones y en el rendimiento por vatio del sistema.

La tecnología AMD64 con Arquitectura de Conexión Directa es la que permite la ruta de actualización incorporada dentro de los procesadores AMD Opteron de Segunda Generación. En el corazón de la tecnología AMD64 se encuentra la innovadora Arquitectura de Conexión Directa, que ayuda a eliminar los cuellos de botella inherentes en las tradicionales arquitecturas de bus frontal lateral, al conectar directamente los núcleos, el controlador de memoria y el dispositivo de E/S al procesador.

3.2.4.VIRTUALIZACIÓN™ AMD (AMDV™)

Los procesadores AMD Opteron™ de Cuatro Núcleos con Arquitectura de Conexión Directa y Virtualización™ AMD (AMDV™) impulsan las soluciones de alto rendimiento, flexibles y seguras para virtualización de servidores disponibles actualmente.La Indexación Rápida de Virtualización, una mejora de la tecnología AMDV presente en los procesadores AMD Opteron de Cuatro Núcleos, está desarrollada para aumentar drásticamente el desempeño de las aplicaciones virtualizadas, permitiendo también una alternancia más rápida entre las máquinas virtuales para que puedas alojar mas máquinas por servidor,

12


maximizando los beneficios de la virtualización.

La Arquitectura de Conexión Directa de AMD incluye un controlador de memoria en la pastilla para una administración óptima de la memoria – un factor clave para el aumento del desempeño –, al tiempo que la tecnología HyperTransport™ aumenta la escalabilidad de la plataforma y la tasa de transferencia.

Arquitectura de Conexión Directa: aloja más máquinas virtuales por servidor

La Arquitectura de Conexión Directa de AMD ofrece conexiones directas del procesador a la memoria, del procesador al dispositivo de E/S y del procesador a otro procesador, agilizando la virtualización del servidor. Los procesadores de cuatro núcleos de AMD con computación de 64 bits ofrecen más ancho de banda de memoria y más recursos del procesador para virtualización que cualquier otro procesador para servidor comparable.

El Controlador de Memoria Integrado está desarrollado para mejorar el desempeño en ambientes de virtualización con uso intensivo de memoria, alto ancho de banda, baja latencia y acceso escalable a la memoria.

La tecnología HyperTransport optimiza el movimiento de los datos y permite compartir mejor los recursos entre las máquinas virtuales, proporcionando mayor escalabilidad del sistema.

Indexación Rápida de Virtualización: mejor desempeño en ambientes virtualizados

La Indexación Rápida de Virtualización permite que las máquinas virtuales administren más directamente la memoria para mejorar el rendimiento en muchas aplicaciones virtualizadas.

Utilizando recursos del propio procesador en vez de software, La Indexación Rápida de Virtualización puede reducir mucho los ciclos del Hypervisor y la pérdida de rendimiento asociada comúnmente a la virtualización.

La Indexación Rápida de Virtualización también fue desarrollada para disminuir el tiempo de alternancia entre una máquina virtual y la otra en un 25%, ofreciendo un aumento de la capacidad de repuesta.

Tagged Translation LookAside Buffer: aumenta la capacidad de repuesta en ambientes virtualizados

Exclusivo de los procesadores AMD Opteron, el Tagged Translation Lookaside Buffer (TLB) permite una alternancia más rápida entre las máquinas virtuales al mantener un mapa de los espacios de memoria en cada máquina virtual. Las soluciones de la competencia no consiguen distinguir entre el espacio de memoria de una máquina virtual y otra, dando como resultado más trabajo de administración de memoria y reducción de la capacidad de respuesta en la alternancia entre máquinas virtuales.

13


Device Exclusion Vector: más eficiencia en la seguridad

El Device Exclusion Vector (DEV) – otra característica exclusiva de AMD – actúa como un policía de tránsito, controlando el acceso a la memoria de las máquinas virtuales y aislándolas para una operación segura.

El DEV ejecuta esas verificaciones de seguridad en el hardware en vez del software y ofrece más eficiencia al crear dominios de protección que niegan acceso a la memoria para solicitudes no autorizadas de dispositivos externos, como discos duros, controladores de redes, etc.

3.2.5.MEJOR RELACIÓN DE RENDIMIENTO POR VATIO

Durante los últimos tres años, AMD ha estado a la cabeza del rendimiento por vatio. El procesador AMD Opteron™ ayuda a mantener un centro de datos más refrigerado al ofrecer un aumento en el rendimiento del servidor sin cambiar las condiciones de consumo de energía y refrigeración existentes. También han liderado el camino en estandarizar una forma de medir esta ventaja – la cantidad de energía consumida por unidad de computación. Ellos lo llaman rendimiento por vatio.El rendimiento por vatio le imprime más sentido a la manera como vemos el consumo de energía en el centro de datos. Y el procesador AMD es líder del mercado en ofrecer la ventaja del rendimiento por vatio. De hecho, las tecnologías de administración de energía integradas al procesador AMD Opteron – como la tecnología AMD PowerNow!™ – ayuda a reducir la cantidad de energía requerida para ejecutar las mismas tareas. El procesador AMD Opteron ofrece una ventaja de consumo de energía de casi un 100% sobre otras alternativas de la competencia.

3.3 NÚMEROS DE MODELO DEL PROCESADOR AMD OPTERON™ DE SEGUNDA GENERACIÓN

Los procesadores AMD Opteron de Segunda Generación se identifican por un número de modelo con cuatro dígitos, ZYXX, donde:

Z indica la escalabilidad máxima del procesador:Serie 1000 = servidores y estaciones de trabajo de un procesador Serie 2000 = servidores y estaciones de trabajo de hasta dos procesadoresSerie 8000 = servidores y estaciones de trabajo de hasta ocho procesadores

Y indica la generación del socket. Este número es siempre "2" para los procesadores AMD Opteron con socket F (1207) y socket AM2.

Serie 1000 en socket AM2 = Modelos 12XX

14


Serie 2000 en socket F (1207) = Modelo 22XX Serie 8000 en socket F (1207) = Modelo 82XX

XX indica el rendimiento relativo dentro de la serie

Un procesador AMD Opteron modelo 2350 tiene un rendimiento superior al de un procesador AMD Opteron modelo 2347 y así sucesivamente.

Valores XX sobre 40 indican que se trata de un procesador AMD Opteron de tercera generación de cuatro núcleos

Valores XX de 40 y menores indican que se trata de un procesador AMD Opteron de tercera generación de doble núcleo (disponible en 2008)

HE indica un procesador AMD Opteron de 68 W de bajo consumo de energía.

Un procesador AMD Opteron HE de bajo consumo, número de modelo ZYXX, tiene un rendimiento similar al de un procesador AMD Opteron del mismo número de modelo, de consumo estándar de energía. Por ejemplo, un procesador AMD Opteron modelo HE 2216 ofrece un rendimiento similar al de un procesador AMD Opteron modelo 2216 de consumo estándar de energía

SE indica un procesador AMD Opteron™ de mayor potencia y velocidad optimizada

Un procesador AMD Opteron SE, número de modelo ZYXX, tiene un rendimiento similar al de un procesador AMD Opteron del mismo número de modelo, de consumo estándar de energía. Por ejemplo, un procesador AMD Opteron modelo SE 2220 ofrece un rendimiento similar al de un procesador AMD Opteron modelo 2220 de consumo estándar de energía De cualquier forma, el modelo 2220 SE estará disponible antes que el modelo de consumo estándar de energía.

La tabla a continuación explica las diferencias entre la serie de procesadores AMD Opteron y los números de modelo.

SERIES SERIE 1000 SERIE 2000 SERIE 8000

Escalabilidad 1 procesador Hasta 2 procesadores

Hasta 8 procesadores

15


Socket Socket AM2 Socket F (1207) Socket F (1207)

Modelos con consumo estándar de energía

Potencia máxima del procesador 103 W 95 W 95 W

Velocidad Números de modelo

1,8 GHz de Segunda Generación Modelo 1210 Modelo 2210

2,0 GHz de Segunda Generación Modelo 1212 Modelo 2212 Modelo 8212





Modelos HE con bajo consumo de energía

Potencia máxima del procesador 68W 68W 68W

Velocidad HE Números de modelo

1,8 GHz de Segunda Generación Modelo 2210 HE Modelo 2210 HE

2,0 GHz de Segunda Generación Modelo 2212 HE Modelo 2212 HE Modelo 8212 HE



16



Modelos SE de rendimiento optimizado

Potencia máxima del procesador 125 W 120 W 120 W

Velocidad SE Números de modelo

2,8 GHz de Segunda Generación Modelo 1220 SE Modelo 2220 SE Modelo 8220 SE

Virtualización™ AMD (AMDV™) Sí Sí Sí

Soporte para TLB con etiquetas Sí Sí Sí

Controlador de memoria con reconocimiento de virtualización

Sí Sí Sí

Tecnología AMD PowerNow!™ con Administración Optimizada de Energía

Sí Sí Sí

Estados de energía soportados Hasta 5 Hasta 5 Hasta 5

Arquitectura de Conexión Directa Sí Sí Sí

Controlador de memoria DDR2 integrado

Sí Sí Sí

Tipo de memoria DDR2 soportado Sin búfer Registrada Registrada

Ancho del controlador de memoria DDR2

128 bits 128 bits 128 bits

17


Velocidad máxima de la memoria DDR2

DDR2800 DDR2667 DDR2667

Máximo de DIMMs de memoria DDR2 soportados por procesador 4 @ DDR2667 8 @ DDR2533 8 @ DDR2533

Soporte en línea para RAS adicional Sí Sí Sí

Protección ECC para memoria DRAM

Sí Sí Sí

Protección de paridad de dirección a la memoria DDR2 Sí Sí Sí

Tecnología HyperTransport™ Sí Sí Sí

Enlaces HyperTransport (total/coherentes)

1/0 3/1 3/3

Ancho del enlace HyperTransport 16 bits x16 bits

16 bits x16 bits

16 bits x16 bits

Velocidad del bus HyperTransport 1 GHz 1 GHz 1 GHz

AMD64 Sí Sí Sí

Computación simultánea de 32 y 64 bits

Sí Sí Sí

Tamaño del caché L1(datos/instrucciones) 64 KB/64 KB 64 KB/64 KB 64 KB/64 KB

Tamaño del caché L2 1 MB 1 MB 1 MB

Conductos (enteros/punto flotante) 12/17 12/17 12/17

Protección del caché de datos L1/L2 ECC ECC ECC

18


Protección del caché de instrucciones L1/L2

Paridad Paridad Paridad

Historial global de accesos 16 K 16 K 16 K

Accesos TLB L1 (datos/instrucciones) 40/40 40/40 40/40

Capacidad de asociación TLB L1 (datos/ instrucciones)

Total / Total Total / Total Total / Total

Accesos TLB L2 (datos/ instrucciones) 512/512 512/512 512/512

Capacidad de asociación L2 (datos/ instrucciones)

4 procesadores/4 procesadores



Soporte para instrucciones SIMD SSE, SSE2, SSE3 SSE, SSE2, SSE3 SSE, SSE2, SSE3

Procesos 90 nanómetros, SOI

90 nanómetros, SOI

90 nanómetros, SOI

Fabricado en Fab 30, en Dresden,Alemania

Fab 30, en Dresden,Alemania

Fab 30, en Dresden,Alemania

19


4. PROCESADOR AMD OPTERON™ DE TERCERA GENERACIÓN

4.1 BENEFICIOS DEL PROCESADOR AMD OPTERON™ DE TERCERA GENERACIÓN

4.1.1. AMD64 CON ARQUITECTURA DE CONEXIÓN DIRECTA

La Arquitectura de Conexión Directa ayuda a mejorar el rendimiento y la eficiencia del sistema al conectar directamente los procesadores, el controlador de memoria y el dispositivo de E/S al procesador.

• Diseñada para permitir la computación simultánea de 32 y 64 bits. • Minimiza el costo de transición y maximiza las inversiones actuales. • Controlador de memoria DDR2 integrado • Aumenta el desempeño de las aplicaciones reduciendo drásticamente la

latencia de la memoria • Ajusta el ancho de banda y el desempeño de la memoria de acuerdo con las

necesidades de computación

4.1.2.TECNOLOGÍA MEJORADA AMD POWERNOW!™ CON TECNOLOGÍA DE NÚCLEO DINÁMICO INDEPENDIENTE

• Permite que los procesadores y los núcleos operen en diferentes voltajes y velocidades, dependiendo del uso y las cargas de trabajo para reducir el costo total propietario y disminuir el consumo de energía en el centro de cómputo

• Permite una administración de energía más detallada para reducir el consumo de energía del procesador

• El consumo de energía del controlador de memoria puede ser reducido, al desconectarse la lógica que no está siendo utilizada, para una mayor reducción del consumo de energía

4.1.3.ADMINISTRACIÓN DE ENERGÍA DINÁMICA DUAL™

• Permite una administración de energía más detallada para reducir el consumo de energía del procesador

• Planos de energía separados para los núcleos y el controlador de memoria,

20


para optimizar el consumo y el desempeño, creando más oportunidades de economizar energía.

4.1.4.TECNOLOGÍA AMD COOLCORE™

• Reduce el consumo de energía al desconectar las partes no utilizadas del procesador. Por ejemplo, el controlador de memoria puede desconectar la lógica de escritura cuando lee de la memoria, ayudando a reducir el consumo de energía del sistema.

• Funciona automáticamente, sin necesidad de drivers o activación del BIOS. • La energía puede conectarse o desconectarse dentro de un ciclo único de

reloj, para ahorrar energía sin impactar el rendimiento.

4.1.5.VIRTUALIZACIÓN™ AMD (AMDV™) CON INDEXACIÓN RÁPIDA DE LA VIRTUALIZACIÓN

• Diseñada para aumentar el desempeño de las aplicaciones virtualizadas al permitir que las máquinas virtuales administren la memoria directamente con menos intervención del hipervisor y menos trabajo asociado.

• Mejora la eficiencia de la alternancia entre las máquinas virtuales, ayudando a mejorar el desempeño.

• Aísla eficientemente las máquinas virtuales, garantizando una operación segura.

4.1.6.CONTROLADOR DE DRAM DDR2 INTEGRADO CON TECNOLOGÍA DE OPTIMIZACIÓN DE MEMORIA AMD

• El canal de memoria de 128 bits puede ser dividido en dos canales de memoria independientes de 64 bits para mejorar la eficiencia del acceso

• Buffers de memoria más grandes para una tasa de transferencia más alta • Bursting de escritura para minimizar las transiciones de lectura/escritura y

aumentar la tasa de transferencia • Algoritmo de paginación de la memoria DRAM optimizado para una pre

búsqueda de DRAM con mayor tasa de transferencia para prever y recuperar los datos necesarios de la memoria principal de forma inteligente

• Los prebuscadores de núcleo puede tomar datos directamente del cache L1 para reducir la latencia y ahorrar el ancho de banda del cache L2

4.1.7.CACHE INTELIGENTE BALANCEADO AMD

• El cache grande L3 compartido comparte datos entre los núcleos de forma eficiente, al tiempo que ayuda a reducir la latencia para la memoria principal

• El cache dedicado L1 y L2 por núcleo ayuda al desempeño de los ambientes virtualizados y de los grandes bancos de datos, reduciendo la polución de cache asociada con un cache L2 compartido

• EL cache L1 de los procesadores AMD Opteron puede manejar el doble de cargas por ciclo que los procesadores AMD Opteron de segunda generación para ayudar a mantener los núcleos del procesador ocupados

4.1.8.ACELERADOR DE PUNTO FLOTANTE AMD

21


• Las capacidades de punto flotante SSE de 128 bits permiten que cada procesador ejecute simultáneamente hasta cuatro flops por clock (hasta cuatro veces las cómputos de punto flotante de los procesadores AMD Opteron anteriores), proporcionando un desempeño significativamente mejor en aplicaciones para estaciones de trabajo y de uso intensivo de procesamiento

• El ancho de banda de búsqueda de instrucciones, del cache de datos y del controlador de memoria del cache tienen ahora el doble de tamaño que los procesadores AMD Opteron anteriores para ayudar a mantener lleno el pipeline de punto flotante de 128 bits

4.2 NÚMEROS DE MODELO DEL PROCESADOR AMD OPTERON™ DE TERCERA GENERACIÓN

Los procesadores AMD Opteron de Tercera Generación se identifican por un número de modelo con cuatro dígitos, XYZZ, donde:

Z indica la escalabilidad máxima del procesador:

Serie 1000 = servidores y estaciones de trabajo de un procesadorSerie 2000 = servidores y estaciones de trabajo de hasta dos procesadoresSerie 8000 = servidores y estaciones de trabajo de hasta ocho procesadores

Y indica la generación del socket. Este número es siempre “3” para los procesadores AMD Opteron de Tercera Generación con socket F (1207) y socket AM2.

Serie 1000 en socket AM2 = Modelos 13XX Serie 2000 en socket F (1207) = Modelo 23XXSerie 8000 en socket F (1207) = Modelo 83XX

XX indica el rendimiento relativo dentro de la serie

Un procesador AMD Opteron modelo 2350 tiene un rendimiento superior al de un procesador AMDOpteron modelo 2347 y así sucesivamente.

Valores XX sobre 40 indican que se trata de un procesador AMD Opteron de tercera generación decuatro núcleos

Valores XX de 40 y menores indican que se trata de un procesador AMD Opteron de tercerageneración de doble núcleo (disponible en 2008)

22


HE – indica un procesador AMD Opteron de de 68 W de bajo consumo de energía.

Un procesador AMD Opteron HE de bajo consumo, número de modelo XYZZ, tiene un rendimiento similar al de un procesador AMD Opteron del mismo número de modelo, de consumo estándar de energía. Por ejemplo, un procesador AMD Opteron modelo HE 2347 ofrece un rendimiento similar al de un procesador AMD Opteron modelo 2347 de consumo estándar de energía

La tabla a continuación explica las diferencias entre la serie de procesadores AMD Opteron y los números de modelo.

SERIES SERIE 1000 SERIE 2000 SERIE 8000

Escalabilidad 1 procesador Hasta 2 procesadores

Hasta 8 procesadores

Socket Socket AM2 Socket F (1207) Socket F (1207)

Modelos SE con rendimiento optimizado

Vatiaje 105 W 105 W


2.5 GHz Modelo 2360 SE Modelo 8360 SE

2.4 GHz Modelo 2358 SE Modelo 8358 SE

Modelos de consumo de energía estándar

Vatiaje 75 W 75 W 75 W


2.0 GHz de cuatro núcleos Modelo 2350 Modelo 8350

2.1 GHz de cuatro núcleos Modelo 1352 Modelo 2352

2.2 GHz de cuatro núcleos Modelo 1354 Modelo 2354 Modelo 8354

2.3 GHz de cuatro núcleos Modelo 1356 Modelo 2356 Modelo 8356

Modelos HE de bajo consumo de energía

Vatiaje 55 W 55 W

Velocidad HE Números de modelo

23


1.7 GHz de cuatro núcleos Modelo 2344 HE


Modelo 8346 HE


Modelo 8347 HE

Arquitectura de Conexión Directa Sí Sí Sí

Virtualización™ AMD (AMDV™) Sí Sí Sí

Indexación Rápida de Virtualización

Sí Sí Sí

Soporte para TLB con etiquetas Sí Sí Sí

Device Exclusion Vector (DEV) Sí Sí Sí

Tecnología AMD PowerNow!™ Sí Sí Sí

Tecnología de Núcleo Dinámico Independiente Sí Sí Sí

Estados de energía soportados Hasta 5 Hasta 5 Hasta 5

Tecnología CoolCore™ Sí Sí Sí

Administración de Energía Dinámica Dual (DDPM) Soportado Soportado Soportado

Controlador de memoria DDR2 integrado Sí Sí Sí

Tecnología de Optimización de Memoria Sí Sí Sí

Tipo de memoria DDR2 soportado Sin búfer Registrada Registrada

Ancho del controlador de memoria DDR2

128 bits 128 bits 128 bits

Velocidad máxima de la memoria DDR2

DDR2800 DDR2667 DDR2667

Máximo de DIMMs de memoria DDR2 soportados por procesador

4 @ DDR2800 8 @ DDR2533 8 @ DDR2533

Soporte en línea para RAS adicional

Sí Sí Sí

24


Protección ECC para memoria DRAM

Sí Sí Sí

Protección ECC avanzada Sí Sí Sí

Tecnología HyperTransport™ Sí Sí Sí

Enlaces HyperTransport (total/coherentes)

1/0 3/1 3/3

Ancho del enlace HyperTransport 16 bits x 16 bits 16 bits x 16 bits 16 bits x 16 bits

Velocidad del bus HyperTransport Hasta 2 GHz 1 GHz 1 GHz

AMD64 Sí Sí Sí

Computación simultánea de 32 y 64 bits Sí Sí Sí

Tamaño del caché L1 (datos/instrucciones) 64 KB/64 KB 64 KB/64 KB 64 KB/64 KB

Capacidad de asociación L1 (datos/ instrucciones)




Tamaño del caché L2 (caché dedicado por núcleo) 512 KB 512 KB 512 KB

Capacidad de asociación L2 (datos/instrucciones)




Tamaño del caché L3 (cache compartido)

2 MB 2 MB 2 MB

Capacidad de asociación L3 (datos)

32 procesadores 32 procesadores 32 procesadores

Conductos (enteros/punto flotante) 12/17 12/17 12/17

Protección del caché de datos L1/L2 ECC ECC ECC

Protección del caché de instrucciones L1/L2 Paridad Paridad Paridad

Historial global de accesos 16K 16K 16K

Accesos TLB L1 de páginas de 4 KB (datos/instrucciones)

48/32 48/32 48/32

Accesos TLB L1 de páginas de 2/4 MB (datos/instrucciones)

48/16 48/16 48/16

Capacidad de asociación L1 TLB Full/Full Full/Full Full/Full

25


de páginas de 2/4 MB (datos/instrucciones)

Accesos TLB L2 de páginas de 4 KB (datos/instrucciones)

512/512 512/512 512/512

Capacidad de asociación L2 TLB de páginas de 4 KB (datos/instrucciones)




Accesos TLB L2 de páginas de 2/4 MB (datos) 128 128 128

Capacidad de asociación L2 TLB de páginas de 2/4 MB (datos) 2 procesadores 2 procesadores 2 procesadores

Acelerador de Punto Flotante Sí Sí Sí

Soporte para instrucciones SIMD

SSE, SSE2, SSE3, SSE4A



Proceso 65 nanómetros, SOI

65 nanómetros, SOI

65 nanómetros, SOI

Fabricado en Fab 30, en Dresden, Alemania

Fab 30, en Dresden, Alemania

Fab 30, en Dresden, Alemania

26


5. CONCLUSIONES

1. Los Procesadores AMD Opteron, están generalmente diseñados para su uso en servidores y estaciones de trabajo.

2. Arquitectura de Conexión Directa, ayuda a eliminar los cuellos de botella inherentes a las arquitecturas de bus frontal lateral. Respuesta con alta tasa de transferencia y escalabilidad en aplicaciones para mejorar la eficiencia general del sistema.

3. Enlaces con Tecnología HyperTranspor, un enlace de alta velocidad que ofrece hasta 8,0 GB/s de ancho de banda para conexión entre procesadores y subsistemas de E/S, ayudando a mejorar el desempeño de las aplicaciones y la escalabilidad.

4. La Virtualización™ AMD asistida por hardware ayuda a maximizar los beneficios de la virtualización al acelerar el desempeño y la capacidad de respuesta de las aplicaciones por medio de extensiones del conjunto de instrucciones asistidas por hardware.

5. La Indexación Rápida de Virtualización puede mejorar el desempeño en muchas aplicaciones virtualizadas al permitir que las máquinas virtuales administren directamente la memoria en vez de depender de métodos más lentos, basados en software.

6. La Tecnología AMD PowerNow!™ diseñada para modificar el voltaje y la velocidad del procesador de acuerdo con las necesidades de la aplicación, ayudando a optimizar el rendimiento por vatio.

7. La Tecnología de Núcleo Dinámico Independiente, permite que la velocidad varíe en cada núcleo(con los procesadores de cuatro núcleos), reduciendo aun más el consumo de energía en núcleos menos utilizados.

8. Con la Administración de Energía Dinámica Dual™ se logra que los sistemas reduzcan el consumo de energía por núcleo de procesador, manteniendo un rendimiento óptimo de la memoria.

9. La Tecnología CoolCore™, reduce el consumo de energía en sectores no utilizados de cada procesador para disminuir aun más el consumo de energía.

10. La Tecnología de Optimización de Memoria AMD, fue diseñada para las crecientes demandas de la computación de cuatro núcleos, puede aumentar el ancho de banda de la memoria en casi un 50% con relación a los procesadores AMD Opteron de segunda generación.

27


6. FUENTES

FUENTES WEB :

www.amd.com

www.wikipedia.org

http://www.cpuworld.com

www.ibm.com/servers/eserver/opteron/

http://www.amdboard.com/

http://www.opteronics.com/

http://pages.stern.nyu.edu/~iag/presentations/amd.pdf

http://www.eici.ucm.cl/Academicos/R_Cofre/paginas/Intro_Comp/Documentos/AMD.ppt

http://www.amd.com.cn/CHCN/assets/content_type/DownloadableAssets/dwamd_Havok_2.x_Presentation_for_AMD.pdf

http://www.socinfo.info/seminarios/madrid/AMD.pdf

28

AMD Opteron

Documents

Transcript of AMD Opteron