Opteron

Opteron es una línea de procesadores x86 de AMD , ya descatalogada, destinada a servidores y estaciones de trabajo . Lanzada por primera vez en abril de 2003, Opteron fue la primera serie de procesadores compatible con el conjunto de instrucciones x86-64 . Este producto competía con los procesadores Xeon de Intel .

La primera generación de Opteron, con nombre en clave SledgeHammer, se basa en la microarquitectura K8 de la compañía y fue sucedida por el Barcelona , basado en la arquitectura K10, en septiembre de 2007. Las últimas series de CPU en recibir la marca Opteron son los procesadores Seoul y Abu Dhabi , basados en la arquitectura Piledriver y lanzados en 2012.

En enero de 2016, se lanzaron los primeros SoC de la marca Opteron basados en ARMv8-A , ^[¹^] aunque no está claro qué herencia, si la hay, comparte esta línea de productos de la marca Opteron con la tecnología Opteron original aparte del uso previsto en el espacio de servidores.

Descripción técnica

Parte posterior del procesador "Magny-Cours" (OS6132VAT8EGO)

Capacidades clave

Opteron combina dos capacidades importantes en un solo procesador:

Ejecución nativa de aplicaciones heredadas x86 de 32 bits sin penalizaciones de velocidad.
Ejecución nativa de aplicaciones x86-64 de 64 bits

La primera capacidad es notable porque, en el momento de la presentación de Opteron, la única otra arquitectura de 64 bits comercializada con compatibilidad x86 de 32 bits (Intel Itanium ) solo ejecutaba aplicaciones x86 heredadas con una degradación significativa del rendimiento. La segunda capacidad, por sí sola, es menos destacable, ya que las principales arquitecturas RISC (como SPARC , Alpha , PA-RISC , PowerPC y MIPS ) han sido de 64 bits durante muchos años. Sin embargo, al combinar estas dos capacidades, Opteron se ganó el reconocimiento por su capacidad para ejecutar la vasta base instalada de aplicaciones x86 de forma económica, al tiempo que ofrecía una ruta de actualización a la computación de 64 bits .

El procesador Opteron cuenta con un controlador de memoria integrado compatible con DDR SDRAM , DDR2 SDRAM o DDR3 SDRAM (según la generación del procesador). Esto reduce la latencia de acceso a la RAM principal y elimina la necesidad de un chip de puente norte independiente .

Características de multiprocesador

En sistemas multiprocesador (con más de un Opteron en una misma placa base ), las CPU se comunican mediante la arquitectura Direct Connect a través de enlaces HyperTransport de alta velocidad . Cada CPU puede acceder a la memoria principal de otro procesador, de forma transparente para el programador. El enfoque de Opteron para el multiprocesamiento difiere del multiprocesamiento simétrico estándar ; en lugar de compartir un único banco de memoria para todas las CPU, cada una dispone de su propia memoria. Por lo tanto, Opteron utiliza una arquitectura de acceso a memoria no uniforme (NUMA). La CPU Opteron admite directamente una configuración de hasta 8 vías, común en servidores de gama media. Los servidores empresariales emplean chips de enrutamiento adicionales (y costosos) para admitir más de 8 CPU por unidad.

En una variedad de pruebas de rendimiento informático, la arquitectura Opteron ha demostrado una mejor escalabilidad multiprocesador que el Intel Xeon ^{[ 2 ]} , que no tenía un sistema punto a punto hasta la llegada de QPI y controladores de memoria integrados con el diseño Nehalem. Esto se debe principalmente a que añadir otro procesador Opteron aumenta el ancho de banda de la memoria, mientras que no siempre es el caso para los sistemas Xeon, y al hecho de que los Opteron utilizan una estructura conmutada , en lugar de un bus compartido . En particular, el controlador de memoria integrado del Opteron permite que la CPU acceda a la RAM local muy rápidamente. En contraste, las CPU de los sistemas multiprocesador Xeon comparten solo dos buses comunes para la comunicación entre procesadores y entre procesador y memoria. A medida que aumenta el número de CPU en un sistema Xeon típico, la contención por el bus compartido provoca una caída en la eficiencia informática. Intel migró a una arquitectura de memoria similar a la del Opteron para la familia de procesadores Intel Core i7 y sus derivados Xeon.

Opterons multinúcleo

En abril de 2005, AMD presentó sus primeros procesadores Opteron multinúcleo. En aquel entonces, el término "multinúcleo" se refería en la práctica a procesadores de doble núcleo ; cada chip Opteron físico contenía dos núcleos de procesador. Esto duplicaba efectivamente el rendimiento informático disponible para cada zócalo de procesador de la placa base. Un zócalo podía ofrecer el rendimiento de dos procesadores, dos zócalos el de cuatro, y así sucesivamente. Dado que el coste de las placas base aumenta drásticamente con el número de zócalos de CPU, los procesadores multinúcleo permiten construir un sistema multiprocesador a un menor coste.

La nomenclatura de modelos de AMD ha cambiado ligeramente con el lanzamiento de su nueva gama de procesadores multinúcleo. En el momento de su presentación, el Opteron multinúcleo más rápido de AMD era el modelo 875, con dos núcleos funcionando a 2,2 GHz cada uno. El Opteron mononúcleo más rápido de AMD en ese momento era el modelo 252, con un núcleo funcionando a 2,6 GHz. Para aplicaciones multihilo , o muchas aplicaciones monohilo, el modelo 875 sería mucho más rápido que el modelo 252.

Los Opteron de segunda generación se ofrecen en tres series: la Serie 1000 (solo con un zócalo), la Serie 2000 (con capacidad para dos zócalos) y la Serie 8000 (con capacidad para cuatro u ocho zócalos). La Serie 1000 utiliza el zócalo AM2 . Las Series 2000 y 8000 utilizan el zócalo F.

AMD anunció sus chips Opteron de cuatro núcleos de tercera generación el 10 de septiembre de 2007 ^{[ 3 ]}^{[ 4 ],} y los fabricantes de hardware anunciaron servidores al mes siguiente. Basados en un diseño de núcleo con nombre en clave Barcelona , se planificaron nuevas técnicas de gestión de energía y térmica para los chips. Las plataformas anteriores de doble núcleo basadas en DDR2 eran actualizables a chips de cuatro núcleos. ^{[ 5 ]} La cuarta generación se anunció en junio de 2009 con los hexa-núcleos Istanbul . Introdujo HT Assist , un directorio adicional para la ubicación de datos, reduciendo la sobrecarga para sondeos y transmisiones. HT Assist utiliza 1 MB de caché L3 por CPU cuando está activado. ^{[ 6 ]}

En marzo de 2010, AMD lanzó los procesadores Magny-Cours Opteron serie 6100 para el socket G34 . Se trata de procesadores multichip de 8 y 12 núcleos , compuestos por dos chips de cuatro o seis núcleos conectados mediante un enlace HyperTransport 3.1. Estos procesadores actualizaron la plataforma Opteron multisocket para utilizar memoria DDR3 y aumentaron la velocidad máxima del enlace HyperTransport de 2,40 GHz (4,80 GT/s) para los procesadores Istanbul a 3,20 GHz (6,40 GT/s).

AMD modificó la nomenclatura de sus modelos Opteron. Los procesadores Opteron serie 4000 con socket C32 (lanzados en julio de 2010) son compatibles con dos sockets y están diseñados para sistemas monoprocesador y de doble procesador. Los procesadores Opteron serie 6000 con socket G34 son compatibles con cuatro sockets y están diseñados para aplicaciones de gama alta con dos y cuatro procesadores.

Modelos de zócalo de CPU

Zócalo 939

AMD lanzó los procesadores Opteron Socket 939 , lo que redujo el costo de las placas base para servidores y estaciones de trabajo de gama baja. Excepto por el hecho de que tienen 1 MB de caché L2 (frente a los 512 KB del Athlon 64), los Opteron Socket 939 son idénticos a los Athlon 64 con núcleo San Diego y Toledo , pero funcionan a velocidades de reloj más bajas de las que los núcleos son capaces de alcanzar, lo que los hace más estables.

Zócalo AM2

Los procesadores Opteron para socket AM2 están disponibles para servidores con una configuración de un solo chip. Los Opteron AM2 de doble núcleo, con nombre en clave Santa Ana (revisión F), cuentan con 2 × 1 MB de caché L2, a diferencia de la mayoría de sus primos Athlon 64 X2 , que cuentan con 2 × 512 KB de caché L2. Estos procesadores tienen números de modelo que van del 1210 al 1224.

Zócalo AM2+

En 2007, AMD presentó tres procesadores Opteron de cuatro núcleos para socket AM2+ destinados a servidores con una sola CPU. Estos procesadores se fabrican con un proceso de 65 nm y son similares a los procesadores Agena Phenom X4. Los Opteron de cuatro núcleos para socket AM2+ tienen el nombre en clave "Budapest". Los modelos de los Opteron para socket AM2+ son 1352 (2,10 GHz), 1354 (2,20 GHz) y 1356 (2,30 GHz).

Zócalo AM3

En 2009, AMD presentó tres procesadores Opteron de cuatro núcleos para socket AM3, destinados a servidores con una sola CPU. Estos procesadores se fabrican con un proceso de 45 nm y son similares a los procesadores Phenom II X4 basados en Deneb . Los procesadores Opteron de cuatro núcleos para socket AM3 tienen el nombre en clave "Suzuka". Sus números de modelo son 1381 (2,50 GHz), 1385 (2,70 GHz) y 1389 (2,90 GHz).

Zócalo AM3+

El socket AM3+ se introdujo en 2011 y es una modificación del AM3 para la microarquitectura Bulldozer . Los procesadores Opteron con encapsulado AM3+ se denominan Opteron 3xxx.

Enchufe F

El Socket F ( contactos LGA 1207) es la segunda generación de sockets Opteron de AMD. Este socket admite procesadores como los denominados Santa Rosa, Barcelona, Shanghai e Istanbul. El socket con " matriz de rejilla de contactos con tapa " añade compatibilidad con memoria DDR2 SDRAM y conectividad HyperTransport versión 3 mejorada . Físicamente, el socket y el encapsulado del procesador son casi idénticos, aunque generalmente no son compatibles con el socket 1207 FX .

Zócalo G34

El zócalo G34 (contactos LGA 1944) pertenece a la tercera generación de zócalos Opteron, junto con el zócalo C32 . Este zócalo admite los procesadores Opteron 6100 ( basados en Magny-Cours) , Opteron 6200 ( basados en Bulldozer ) e Opteron 6300 (basados en Piledriver). Admite cuatro canales de memoria DDR3 SDRAM (dos por chip de CPU). A diferencia de los zócalos Opteron multi-CPU anteriores, las CPU con zócalo G34 funcionan con memoria RAM ECC sin búfer o no ECC, además de la memoria RAM ECC registrada tradicional.

Zócalo C32

El zócalo C32 (contactos LGA 1207) pertenece a la tercera generación de zócalos Opteron. Este zócalo es físicamente similar al zócalo F , pero no es compatible con las CPU que lo utilizan. El zócalo C32 usa memoria DDR3 SDRAM y su sistema de bloqueo es diferente para evitar la inserción de CPU que solo admiten memoria DDR2 SDRAM. Al igual que el zócalo G34, las CPU que utilizan el zócalo C32 pueden usar memoria RAM ECC sin búfer o no ECC, además de memoria SDRAM ECC registrada.

Microarquitectura

La línea Opteron se actualizó con la implementación de la microarquitectura K10 . Los nuevos procesadores, lanzados en el tercer trimestre de 2007 (nombre en clave Barcelona ), incorporan diversas mejoras, especialmente en la precarga de memoria, las cargas especulativas, la ejecución SIMD y la predicción de bifurcaciones , lo que se traduce en una mejora de rendimiento apreciable con respecto a los Opteron basados en K8, dentro del mismo consumo energético. ^[⁷^]

En 2007, AMD introdujo un sistema para caracterizar el consumo de energía de los nuevos procesadores bajo un uso diario "promedio", denominado potencia promedio de la CPU (ACP, por sus siglas en inglés).

Zócalo FT3

Las APU Opteron X1150 y Opteron X2150 se utilizan con el zócalo BGA-769 o Socket FT3 . ^{[ 8 ]}

Características

APU

Consulte la tabla de características de la APU.

Modelos

Para los procesadores Opteron Socket 940 y Socket 939, cada chip tiene un número de modelo de tres dígitos, con el formato Opteron XYY . Para los procesadores Opteron Socket F y Socket AM2, cada chip tiene un número de modelo de cuatro dígitos, con el formato Opteron XZYY . Para todos los procesadores Opteron de primera, segunda y tercera generación, el primer dígito (la X ) especifica el número de CPU en la máquina de destino:

1 – Diseñado para sistemas monoprocesador
2 – Diseñado para sistemas de doble procesador
8 – Diseñado para sistemas con 4 u 8 procesadores

Para los procesadores Opteron con socket F y socket AM2, el segundo dígito (la Z ) representa la generación del procesador. Actualmente, solo se utilizan las generaciones 2 (doble núcleo, DDR2), 3 (cuádruple núcleo, DDR2) y 4 (seis núcleos, DDR2).

Los procesadores Opteron con socket C32 y G34 utilizan un nuevo esquema de numeración de cuatro dígitos. El primer dígito se refiere al número de CPU en la máquina de destino:

4 – Diseñado para sistemas de un solo procesador y de doble procesador.
6 – Diseñado para sistemas de doble procesador y de cuatro procesadores.

Al igual que en las anteriores Opteron de segunda y tercera generación, el segundo número se refiere a la generación del procesador. El "1" se refiere a las unidades basadas en AMD K10 ( Magny-Cours y Lisboa ), el "2" se refiere a las unidades basadas en Bulldozer ( Interlagos , Valencia y Zúrich) y el "3" se refiere a las unidades basadas en Piledriver ( Abu Dabi , Seúl y Delhi) .

En todos los procesadores Opteron, los dos últimos dígitos del número de modelo ( YY ) indican la frecuencia de reloj de la CPU; un número mayor indica una frecuencia de reloj más alta. Esta indicación de velocidad es comparable a la de procesadores de la misma generación si tienen la misma cantidad de núcleos; los procesadores de un solo núcleo y los de doble núcleo tienen indicaciones diferentes, aunque a veces tengan la misma frecuencia de reloj.

El sufijo HE o EE indica un modelo de alta eficiencia energética con un TDP inferior al de un Opteron estándar. El sufijo SE indica un modelo de gama alta con un TDP superior al de un Opteron estándar.

Partiendo de un proceso de fabricación de 65 nm, los nombres en clave de Opteron se han basado en ciudades sede de la Fórmula 1 ; AMD tiene un patrocinio a largo plazo con el equipo más exitoso de la F1, Ferrari .

Opteron (SOI de 130 nm)

Núcleo único – SledgeHammer (1yy, 2yy, 8yy)

Revisión de la CPU: B3, C0, CG
Caché L1: 64 + 64 KB (datos + instrucciones)
Caché L2: 1024 KB, velocidad máxima
MMX , Extended 3DNow!, SSE , SSE2 , AMD64
Socket 940 , HyperTransport de 800 MHz
Se requiere memoria SDRAM DDR registrada , con posibilidad de ECC.
VCore: 1,50–1,55 V
Potencia máxima (TDP): 89 W
Primer lanzamiento: 22 de abril de 2003 ^{[ 9 ]}
Frecuencia de reloj: 1,4 – 2,4 GHz (x40 – x50)

Opteron (90 nm SOI, DDR)

Núcleo único: Venus (1 año), Troya (2 años), Atenas (8 años)

Revisión de la CPU: E4
Caché L1: 64 + 64 KB (datos + instrucciones)
Caché L2: 1024 KB, velocidad máxima
MMX , Extended 3DNow!, SSE , SSE2 , SSE3 , AMD64
Socket 940 , HyperTransport de 800 MHz
Socket 939 / Socket 940 , HyperTransport de 1000 MHz
Se requiere memoria SDRAM DDR registrada para el zócalo 940; es posible la compatibilidad con ECC.
VCore: 1,35–1,4 V
Potencia máxima (TDP): 95 W
Bit NX
Comprobaciones de límite de segmento de 64 bits para la virtualización de traducción binaria al estilo VMware.
Gestión de energía optimizada (OPM)
Primer lanzamiento: diciembre de 2004
Frecuencia de reloj: 1,6–3,0 GHz (x42 – x56)

Doble núcleo: Dinamarca (1 año), Italia (2 años), Egipto (8 años)

Revisión de la CPU: E1, E6
Primer lanzamiento: abril de 2005
Frecuencia de reloj: 1,6 – 2,8 GHz (x60, x65, x70, x75, x80, x85, x90)
Socket 939 / Socket 940 , HyperTransport de 1000 MHz
Bit NX

Opteron (90 nm SOI, DDR2)

Doble núcleo – Santa Ana (12aa), Santa Rosa (22aa, 82aa)

Revisión de la CPU: F2, F3
Caché L1: 64 + 64 KB (datos + instrucciones)
Caché L2: 2 × 1024 KB, velocidad máxima
MMX , Extended 3DNow!, SSE , SSE2 , SSE3 , AMD64
Zócalo F , HyperTransport de 1000 MHz – Opteron 22yy, 82yy
Socket AM2 , HyperTransport de 1000 MHz – Opteron 12yy
VCore: 1,35 V
Potencia máxima (TDP): 95 W
Bit NX
Virtualización AMD-V
Gestión de energía optimizada (OPM)
Primer lanzamiento: ?????? 2006
Frecuencia de reloj: 1,8 – 3,2 GHz (xx10, xx12, xx14, xx16, xx18, xx20, xx22, xx24)

Opteron (SOI de 65 nm)

Quad-core – Barcelona (23xx, 83xx) 2360/8360 e inferiores, Budapest (13yy) 1356 e inferiores

Revisión de la CPU: BA, B3
Caché L1: 64 + 64 KB (datos + instrucciones) por núcleo
Caché L2: 512 KB, velocidad máxima por núcleo
Caché L3: 2048 KB, compartida
MMX , Extended 3DNow !, SSE , SSE2 , SSE3 , AMD64 , SSE4a , ABM
Socket F , Socket AM2+ , HyperTransport 3.0 (1,6–2 GHz)
Se requiere memoria SDRAM DDR2 registrada ; es posible la corrección de errores (ECC).
VCore: 1,2 V
Potencia máxima (TDP): 95 W
Bit NX
Virtualización AMD-V de segunda generación con indexación de virtualización rápida (RVI)
Gestión dinámica de la potencia del plano de potencia dividido
Primer lanzamiento: 10 de septiembre de 2007
Frecuencia de reloj: 1,7 – 2,5 GHz

Opteron (SOI de 45 nm)

Quad-core – Shanghai (23xx, 83xx) 2370/8370 y superiores, Suzuka (13yy) 1381 y superiores

Revisión de la CPU: C2
Caché L3: 6 MB, compartida
Frecuencia de reloj: 2,3 – 2,9 GHz
HyperTransport 1.0, 3.0
Reducción del 20% en el consumo de energía en reposo ^{[ 10 ]}
Compatibilidad con memoria DDR2 de 800 MHz (Socket F) ^{[ 11 ]}
Compatibilidad con memoria DDR3 de 1333 MHz (Socket AM3)

6 núcleos – Estambul (24xx, 84xx)

Publicado el 1 de junio de 2009.

Revisión de la CPU: D0
Caché L3: 6 MB, compartida
Frecuencia de reloj: 2,2 – 2,8 GHz
HyperTransport 3.0
Asistencia HT
Compatibilidad con memoria DDR2 de 800 MHz ^{[ 11 ]}

8 núcleos – Magny-Cours MCM (6124–6140)

Publicado el 29 de marzo de 2010.

Revisión de la CPU: D1
Módulo multichip compuesto por dos chips de cuatro núcleos.
Caché L2: 8 × 512 KB
Caché L3: 2 × 6 MB, compartida
Frecuencia de reloj: 2,0 – 2,6 GHz
Cuatro HyperTransport 3.1 a 3,2 GHz (6,40 GT/s)
Asistencia HT
Compatibilidad con memoria DDR3 de 1333 MHz
Zócalo G34

12 núcleos: MCM Magny-Cours (6164-6180SE)

Publicado el 29 de marzo de 2010

Revisión de la CPU: D1
Módulo multichip compuesto por dos chips de seis núcleos.
Caché L2, 12 × 512 KB
Caché L3: 2 × 6 MB, compartida
Frecuencia de reloj: 1,7 – 2,5 GHz
Cuatro enlaces HyperTransport 3.1 a 3,2 GHz (6,40 GT/s)
Asistencia HT
Compatibilidad con memoria DDR3 de 1333 MHz
Zócalo G34

Quad-core – Lisboa (4122, 4130)

Publicado el 23 de junio de 2010

Revisión de la CPU: D0
Caché L3: 6 MB
Frecuencia de reloj: 2,2 GHz (4122), 2,6 GHz (4130)
Dos enlaces HyperTransport a 3,2 GHz (6,40 GT/s)
Asistencia HT
Compatibilidad con memoria DDR3-1333
Zócalo C32

Núcleo hexagonal – Lisboa (4162–4184)

Publicado el 23 de junio de 2010

Revisión de la CPU: D1
Caché L3: 6 MB
Frecuencia de reloj: 1,7–2,8 GHz
Dos enlaces HyperTransport a 3,2 GHz (6,40 GT/s)
Asistencia HT
Compatibilidad con memoria DDR3-1333
Zócalo C32

Opteron (32 nm SOI) – Microarquitectura Bulldozer de primera generación

Procesador de cuatro núcleos – Zúrich (3250–3260)

Publicado el 20 de marzo de 2012.

Revisión de la CPU: B2
Módulo Bulldozer de procesador único
Caché L2: 2 × 2 MB
Caché L3: 4 MB
Frecuencia de reloj: 2,5 GHz (3250) – 2,7 GHz (3260)
HyperTransport 3 (5,2 GT/s)
Asistencia HT
Compatibilidad con memoria DDR3 de 1866 MHz
Compatibilidad con Turbo CORE, hasta 3,5 GHz (3250), hasta 3,7 GHz (3260)
Solo admite configuraciones de uniprocesador.
Zócalo AM3+