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AMD OPTERON
AMD vs INTEL
Nauzet Plasencia Cruz
78853340-W
Microprocesadores para comunicaciones
Índice
1. Introducción
1.1 Aparición multinúcleos
1.2 Multinúcleos: definición y tipos
1.3 Futuro de los multinúcleos
3
3
3
2. AMD
2.1 Antecedentes AMD
2.2 ¿Qué ofrece AMD?
4
8
3. AMD OpteronTM
3.1 Introducción
3.2.1 Opteron de segunda generación
3.2.2 Arquitectura Direct Connect
3.2.3 Tecnología para actualizar múltiples núcleos
3.2.4 Virtualización AMD-V
3.2.5 Mejor relación de rendimiento por watio
3.2.6 Números de modelos
10
10
11
12
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13
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3.3.1 Opteron de tercera generación
3.3.2 Arquitectura Direct Connect
3.3.3 Tecnología AMD PowerNow!
3.3.4 Administración de energía dinámica dual
3.3.5 Tecnología AMD CoolCore
3.3.6 Virtualización AMD-V
3.3.7 Controlador de DRAM DDR2
3.3.8 Caché inteligente balanceada AMD
3.3.9 Acelerador de punto flotante AMD
3.3.10 Números de modelos
4. AMD vs Intel
5. Referencias
-1-
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19
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20
20
1. Introducción
1.1 Aparición multinúcleos
La fuerte competencia actual por conseguir los mejores microprocesadores,
especialmente entre Intel y AMD, está haciendo que la tecnología de fabricación de
procesadores esté llegando a sus límites. Cada vez es más complicado miniaturizar los
componentes del procesador, así como evitar los problemas provocados por la
disipación de calor que impiden el aumento de la frecuencia del procesador.
Los procesadores actuales no pasan de los 4GHz y necesitan grandes disipadores y
ventiladores porque generan mucho calor.
Es por ello que hubo de buscar una alternativa a este tipo de fabricación, a esta
situación de estancamiento. Entonces, basándose en el procesamiento en paralelo, se
empezaron a construir procesadores multinúcleo.
1.2 Multinúcleos: definición y tipos
Un microprocesador multinúcleo es aquel que combina dos o más núcleos dentro
de un mismo circuito integrado. Existen 3 filosofías de multinúcleos, y lo cierto es que
todas tienen sus ventajas y desventajas:
- La primera es crear núcleos homogéneos, es decir, todos los núcleos idénticos,
como se hace hoy día con los Core Duo o los X2. Esta propuesta es apoyada por Tilera
e Intel. La gran ventaja de estos es la facilidad que presentan a la hora de programarlos,
ya que el mismo programa puede ejecutarse en cualquier núcleo. Sin embargo,
presentan el inconveniente de que consumen mucha energía y ocupan mucho espacio
innecesariamente, debido a la generalidad de los núcleos, que deben ser capaces de
ejecutar cualquier cosa, aunque, finalmente, sólo se use una parte de éste provocando,
además, una pérdida de optimización en lo que a rendimiento se refiere en ciertor
procesos repetitivos.
- La segunda es crear núcleos especializados, de tal manera que algunos núcleos
se especialicen, por ejemplo, en procesar paquetes TCP/IP, otros en gráficos, otros en
contenido multimedia, etc. Esta propuesta es apoyada por AMD. Entre sus ventajas
encontramos que son mucho más eficientes y rápidos, con menos consumo energético y
de menor tamaño. Su gran problema, es la dificultad para programarlos ya que cada
núcleo debe usar, para la misma tarea, programas distintos para sacarle todo el partido.
- La tercera es una combinación de los dos: múltiples núcleos homogéneos
rodeados de núcleos especializados. Esta propuesta es apoyada por IBM.
1.3 Futuro de los multinúcleos
Actualmente, tanto Intel como AMD están ofreciendo sus procesadores de dos y
cuatro núcleos. En los siguientes años seguirá aumentando el número de núcleos. Intel
prevé construir un procesador de 32 núcleos para el 2010.
-2-
Tilera, ofrece un chip de 64 núcleos.
IBM dispone del Kilocore1025, un procesador de 1025 núcleos formado por un
PowerPC y 1024 8-bit "elementos procesadores" en un único – y acorde a IBM – dado
de bajo coste.
En cuanto a tecnologías, IBM ha fabricado, en pruebas, chips con la tecnología
SiGe (tecnología que añade al silicio, mediante procesos nanotecnológicos, capas de
germanio, para mejorar sus propiedades electrónicas) que pueden alcanzar 500GHz con
el cero absoluto, previendo que pueden llegar a 350 Ghz a temperatura ambiente. Esta
tecnología no es tan costosa, pudiéndose implementar en las fábricas de chips a muy
bajo coste. Esto puede ser el comienzo de una nueva generación de procesadores
ultrarápidos, comparados con los actuales.
-3-
2. AMD Opteron
2.1. Antecedentes AMD
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 miles de PCs.
1994
• 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 "IA-64" 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”.
-4-
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 AMD-K6-2, que incluye la tecnología
3DNow!™. Inventada por MD, 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.
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
-5-
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 cambiael 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.
• 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.
-6-
• 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 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 m
ás importantes fabricates de partes originales, incluidos Sun, HP, IBM y
Supermicro anuncian su respaldo al ofrecer un amplio portafolio de sistemas
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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 data-rate) 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 entrada-salida
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.
¿Qué ofrece AMD?
2.2
La evolución del diseño multinúcleo de AMD ha permitido un mayor
rendimiento y una productividad superior para satisfacer las necesidades de las
aplicaciones de última generación. Los procesadores multinúcleo de AMD también
ofrecen auténticas capacidades multitarea. Los usuarios pueden ejecutar
simultáneamente múltiples aplicaciones complejas y completar correctamente más
tareas en un periodo de tiempo más corto.
Además, como suponen más potencia de procesamiento en un paquete más
pequeño, los procesadores multinúcleo de AMD permiten modelos de dimensiones más
reducidas, incluyendo:

Ordenadores portátiles finos y ligeros más refrigerados y silenciosos.
-8-


Ordenadores de sobremesa de alto rendimiento y ahorro de espacio.
Infraestructuras de servidor con un impacto menor, necesidades de refrigeración
reducidas y una eficiencia energética que puede mejorar el coste total de
propiedad.
-9-
3. AMD Opteron
3.1 Introducción
El AMD Opteron fue el primer procesador en implementar la arquitectura de
juego de instrucciones AMD64 (conocida generalmente como x86-64). Fue puesto a la
venta el 22 de abril de 2003 con el objetivo de competir en el mercado de procesadores
para servidores, especialmente como gran competidor contra 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,
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 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 usando uno, dos, cuatro u ocho Opteron) y los otros
dos son un índice de velocidad. Por ejemplo:
Opteron 242 – Opteron diseñado para trabajar en un equipo biprocesador con un
índice de velocidad 42 (dicho índice se corresponde a 1’6GHz).
Opteron 842 – Similar al anterior pero para equipos con ocho procesadores.
Opteron 144 – Opteron diseñado para trabajar en solitario con un índice de
velocidad 44 (1’8 GHz).
3.2.1
Opteron de Segunda Generación
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 rendimiento 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
- 10 -
está construida sobre el nuevo socket AM2 de AMD. Las series 2000 y 8000 están
construidas sobre el nuevo socket F (1207) de AMD.
3.2.2 Arquitectura Direct Connect
Una de las novedades de estos Opteron es la introducción de la arquitectura Direct
Connect, ideada desde la propia empresa y que mejora el rendimiento general del
dispositivo en varios aspectos, como la reducción de los cuellos de botella en los buses
frontales.
Los buses frontales restringen e interrumpen el flujo de datos. Menor flujo de
datos significa mayor latencia que se traduce en un menor rendimiento. Flujo de datos
interrumpido implica una escalabilidad limitada.
Con la arquitectura Direct Connect el bus frontal se elimina. Por lo tanto, el núcleo
procesador está directamente conectado a la memoria, el subsistema de I/O y cualquier
otro procesador a través de líneas Hypertransport™ de alto ancho de banda. El
controlador de memoria se encuentra dentro del dado en lugar de en la placa madre.
Esto evita los problemas de latencia del sistema y mejora el rendimiento.
Este tipo de arquitectura está sólo disponible con procesadores AMD64,
incluyendo los procesadores AMD Opteron™ y AMD Athlon™, así como con la
tecnología móvil AMD Turion™ y cuenta con:
Controlador de memoria integrado
Los procesadores AMD 64 con arquitectura Direct Connect cuentan con un
integrado, controlador de memoria que optimiza el rendimiento y ancho de banda por
CPU, reduciendo la latencia inherente en las arquitecturas de bus frontal. El ancho de
banda de memoria se incrementa tanto como procesadores se incluyan a la
configuración, comparado con los diseños típicos en los que se reduce debido a que el
acceso a memoria principal es limitado por el chip Northbridge externo.
Tecnología HyperTransport™
Es un enlace bidireccional de comunicaciones punto a punto de alta velocidad y
baja latencia que ofrece un ancho de banda escalable entre núcleos de cómputo,
- 11 -
subsistemas de I/O, bancos de memoria y otros elementos del sistema. Los procesadores
AMD Opteron soportan más de tres enlaces HyperTransport, alcanzando tasas de
24GB/s por procesador.
3.2.3 Capacidad para actualizar a múltiples 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 rendimiento de las aplicaciones y en el rendimiento
por watio 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 (AMD-VTM)
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 rendimiento de las aplicaciones virtualizadas, permitiendo
también una alternancia más rápida entre las máquinas virtuales para que puedas alojar
mas máquinas por servidor, 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 rendimiento –, al tiempo que la tecnología HyperTransport™ aumenta la
escalabilidad de la plataforma y la tasa de transferencia.
- 12 -
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
rendimiento 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 rendimiento 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.
3.2.5 Mejor relación de rendimiento por watio
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 watio.
- 13 -
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.
3.2.6 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 procesadores
Serie 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
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
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
- 14 -
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
Socket AM2
SERIE 2000
Hasta 2
procesadores
Socket F(1207)
SERIE 8000
Hasta 8
procesadores
Socket F(1207)
Escalabilidad
1 procesador
Socket
Modelos con
consumo estándar de
energía
Potencia máx del
procesador
Velocidad
1’8 GHz de Segunda
Generación
2’0 GHz de Segunda
Generación
2’2 GHz de Segunda
Generación
2’4 GHz de Segunda
Generación
2’6 GHz de Segunda
Generación
2’8 GHz de Segunda
Generación
Modelos HE
Potencia máx del
procesador
Velocidad HE
1’8 GHz de Segunda
Generación
2’0 GHz de Segunda
Generación
2’2 GHz de Segunda
Generación
2’4 GHz de Segunda
Generación
2’6 GHz de Segunda
Generación
Modelos SE de
rendimiento
103 W
95 W
95 W
Números de modelo
Modelo 1210
Modelo 2210
-
Modelo 1212
Modelo 2212
Modelo 8212
Modelo 1214
Modelo 2214
Modelo 8214
Modelo 1216
Modelo 2216
Modelo 8216
Modelo 1218
Modelo 2218
Modelo 8218
Modelo 1220
Modelo 2220
Modelo 8220
68 W
68 W
68 W
Números de modelo
Modelo 1210 HE
Modelo 2210 HE
-
Modelo 1212 HE
Modelo 2212 HE
Modelo 8212 HE
Modelo 1214 HE
Modelo 2214 HE
Modelo 8214 HE
Modelo 1216 HE
Modelo 2216 HE
Modelo 8216 HE
Modelo 1218 HE
Modelo 2218 HE
Modelo 8218 HE
- 15 -
optimizado
Potencia máx del
procesador
Velocidad SE
2’8 GHz de Segunda
Generación
Virtualización™
AMD (AMD-V ™)
Soporte Para TLB con
etiquetas
Controlador de
memoria con
reconocimiento de
virtualización
Tecnología AMD
PowerNow!™ con
Administración
Optimizada de
Energía
Estados de energía
soportados
Arquitectura de
conexión directa
Controlador de
memoria DDR2
integrado
Tipo de memoria
DDR2 soportado
Ancho del controlador
de memoria DDR2
Velocidad máxima de
la memoria DDR2
Máximo de DIMMs
de memoria
soportados por
procesador
Soporte en línea para
RAS adicional
Protección ECC para
memoria DRAM
Protección de paridad
de dirección a la
memoria DDR2
Tecnología
HyperTransport
125 W
120 W
120 W
Números de modelo
Modelo 1220 SE
Modelo 2220 SE
Modelo 8220 SE
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Hasta 5
Hasta 5
Hasta 5
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sin búffer
Registrada
Registrada
128 bits
128 bits
128 bits
DDR2-800
DDR2-667
DDR2-667
4 @ DDR2-667
8 @ DDR2-533
8 @ DDR2-533
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
- 16 -
Enlaces
HyperTransport
(total/coherentes)
Ancho del enlace
HyperTransport
Velocidad del bus
HyperTransport
AMD64
Computación
simultánea de 32 y 64
bits
Tamaño del caché L1
(datos/instrucciones)
Tamaño del caché L2
Conductos
(enteros/punto
flotante)
Protección del caché
de instruc. L1/L2
Procesos
1/0
3/1
3/3
16x16 bits
16x16 bits
16x16 bits
1GHz
1GHz
1GHz
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
64/64 KB
64/64 KB
64/64 KB
1 MB
1 MB
1 MB
12/17
12/17
12/17
Paridad
Paridad
Paridad
90 nm
90 nm
90 nm
- 17 -
3.3.1 Opteron de Tercera Generación
3.3.2 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 rendimiento de las aplicaciones reduciendo drásticamente la
latencia de la memoria.
• Ajusta el ancho de banda y el rendimiento de la memoria de acuerdo con las
necesidades de computación.
3.3.3 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.
3.3.4 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, para
optimizar el consumo y el rendimiento, creando más oportunidades de economizar
energía.
- 18 -
3.3.5 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 de la BIOS.
• La energía puede conectarse o desconectarse dentro de un ciclo único de reloj,
para ahorrar energía sin empeorar el rendimiento.
3.3.6 Virtualización AMD (AMD-V) con indexación rápida de la
virtualización
• Diseñada para aumentar el rendimiento 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 rendimiento.
• Aísla eficientemente las máquinas virtuales, garantizando una operación
segura.
3.3.7 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
prebúsqueda 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 de la caché L1
para reducir la latencia y ahorrar el ancho de banda de la caché L2.
3.3.8 Caché inteligente balanceada AMD
• La caché grande L3 compartida distribuye datos entre los núcleos de forma
eficiente, al tiempo que ayuda a reducir la latencia para la memoria principal.
• Las cachés dedicadas L1 y L2 por núcleo ayudna al desempeño de los
ambientes virtualizados y de los grandes bancos de datos, reduciendo la polución de
caché asociada con una caché L2 compartida.
• La caché 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.
- 19 -
3.3.9 Acelerador de punto flotante AMD
• 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.
3.3.10 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 procesador
Serie 2000 = servidores y estaciones de trabajo de hasta dos procesadores
Serie 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 23XX
Serie 8000 en socket F (1207) = Modelo 83XX
-
XXindica 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.
HE – indica un procesador AMD Opteron de de 55 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.
- 20 -
La tabla a continuación explica las diferencias entre la serie de procesadores AMD
Opteron y los números de modelo.
SERIES
SERIE 1000
Socket AM2
SERIE 2000
Hasta 2
procesadores
Socket F(1207)
SERIE 8000
Hasta 8
procesadores
Socket F(1207)
Escalabilidad
1 procesador
Socket
Modelos con
consumo estándar de
energía
Potencia máx del
procesador
Velocidad
2’0 GHz de cuatro
núcleos
2’1 GHz de cuatro
núcleos
2’2 GHz de cuatro
núcleos
2’3 GHz de cuatro
núcleos
Modelos HE
Potencia máx del
procesador
Velocidad HE
1’7 GHz de cuatro
núcleos
1’8 GHz de cuatro
núcleos
1’9 GHz de cuatro
núcleos
Modelos SE de
rendimiento
optimizado
Potencia máx del
procesador
Velocidad SE
2’4 GHz
2’5 GHz
Virtualización™
AMD (AMD-V ™)
Soporte Para TLB con
etiquetas
Indexación rápida de
75 W
75 W
75 W
Números de modelo
-
Modelo 2350
Modelo 8350
Modelo 1352
Modelo 2352
Modelo 8352
Modelo 1354
Modelo 2354
Modelo 8354
Modelo 1356
Modelo 2356
Modelo 3356
-
55 W
55 W
Números de modelo
-
Modelo 2344 HE
-
-
Modelo 2346 HE
Modelo 8346 HE
-
Modelo 2347 HE
Modelo 8347 HE
-
105 W
105 W
-
Números de modelo
Modelo 2358 SE
Modelo 2360 SE
Modelo 8358 SE
Modelo 8360 SE
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
- 21 -
visualización
Device Exclusion
Vector (DEV)
Tecnología AMD
PowerNow!™ con
Administración
Optimizada de
Energía
Tecnología de núcleo
dinámico
independiente
Estados de energía
soportados
Arquitectura de
conexión directa
Tecnología CoolCore
Administración de
Energía Dinámica
Dual
Controlador de
memoria DDR2
integrado
Tipo de memoria
DDR2 soportado
Ancho del controlador
de memoria DDR2
Velocidad máxima de
la memoria DDR2
Máximo de DIMMs
de memoria
soportados por
procesador
Soporte en línea para
RAS adicional
Protección ECC para
memoria DRAM
Protección de paridad
de dirección a la
memoria DDR2
Tecnología
HyperTransport
Enlaces
HyperTransport
(total/coherentes)
Ancho del enlace
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Hasta 5
Hasta 5
Hasta 5
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Soportado
Soportado
Soportado
Sí
Sí
Sí
Sin búffer
Registrada
Registrada
128 bits
128 bits
128 bits
DDR2-800
DDR2-667
DDR2-667
4 @ DDR2-667
8 @ DDR2-533
8 @ DDR2-533
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
1/0
3/1
3/3
16x16 bits
16x16 bits
16x16 bits
- 22 -
HyperTransport
Velocidad del bus
HyperTransport
AMD64
Computación
simultánea de 32 y 64
bits
Tamaño del caché L1
(datos/instrucciones)
Tamaño del caché L2
Tamaño del caché L3
Procesos
Hasta 2GHz
1GHz
1GHz
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
64/64 KB
64/64 KB
64/64 KB
512 KB
2 MB
45 nm
512 KB
2 MB
45 nm
512 KB
2 MB
45 nm
- 23 -
4. AMD vs Intel
Numerosos sistemas ofrecidos por los fabricantes más importantes que incorporan
el nuevo procesador AMD Opteron Quad-Core han obtenido las puntuaciones más altas
en benchmarks realizados sobre las áreas críticas de actividad de los negocios online.
Entre estos sistemas hay servidores de 2, 4 y 8 vías, demostrando con ello la excelente
escalabilidad que las plataformas basadas en AMD ofrecen a los clientes para resolver
sus necesidades de procesamiento actuales y futuras.

Los benchmarks de base de datos única Oracle – Configuración Pequeña y
Oracle – Configuración Media sirven para medir la capacidad de operación con
un elevado número de transacciones concurrentes procedentes de múltiples
aplicaciones online. Los sistemas basados en el procesador AMD Opteron QuadCore han obtenido un 14% más de rendimiento que sus competidores en
servidores de dos vías y rendimiento un 11% superior en servidores de cuatro
vías.

El test SPECjbb®2005 es una medida ampliamente aceptada para valorar el
rendimiento de aplicaciones Java en el lado del servidor. Los servidores basados
en procesador AMD Opteron Quad-Core han mostrado un rendimiento superior
a sus competidores, desde un 14 por ciento más en sistemas de dos sockets hasta
un 36% más en los sistemas de 4 sockets, el mejor entre 8 procesadores con una
puntuación de 1037851 bops.

El test SPECweb®2005 mide el rendimiento de servidores Web y los servidores
basados en procesadores AMD Opteron obtuvieron los mejores resultados para
sistemas de dos sockets, superando en un 27 por ciento a sistemas de la
competencia configurados de manera similar.
- 24 -

El test SPECpower ssjTM2008 Performance y Power Consumption miden el
rendimiento y el consumo de potencia, respectivamente y los servidores basados
en procesadores AMD Opteron obtuvieron los mejores resultados para sistemas
de dos sockets.

Los test SPEC para punto flotante arrojaron mejores resultados para AMD que
para Intel, aunque en punto fijo Intel obtenía mejor puntuación.
Los resultados que aquí se pueden ver han sido publicados en http://www.spec.org
el 8 de julio de 2008.
- 25 -
5. Referencias










http://www.tomshardware.com/news/ibm-rapport-kilocore,2575.html
http://www.tilera.com/products/TILE64.php
http://www.xataka.com/2008/11/13-amd-opteron-ahora-en-45-nanometros
http://www.laflecha.net/canales/empresas/noticias/amd-lanza-el-procesadoropteron-quad-core/
http://en.wikipedia.org/wiki/Opteron
http://www.amd.com/
http://www.amd.com/eses/Processors/ProductInformation/0,,30_118_8825,00.html
http://www.amd.com/usen/Corporate/VirtualPressRoom/0,,51_104_543_15008~119768,00.html
http://www.amd.com/opteronperformance
http://www.spec.org
- 26 -