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AMD macht das Duzend voll - Neue Opteron-Prozessoren mit 8 und 12 Kernen

Prozessoren | HT4U.net
Mit dem heutigen Tage lässt AMD seine neuen Server-Prozessoren beginnend mit den "Magny Cours"-Modellen mit acht oder zwölf Kernen vom Stapel. Neben der zahlenmäßigen Steigerung der Prozessorkerne gegenüber der Vorgängergeneration auf Basis der Sechskern-Istanbul-Prozessoren bringen die neuen Opteron-6100-Ableger dabei noch zahlreiche interne Verbesserungen und Neuerungen mit – benötigen daher aber auch einen neuen Sockel.

Magny Cours: Erster Multi-Chip-Prozessor von AMD


Bei den "Magny Cours"-Prozessoren schlägt AMD dabei erstmals einen bereits von Intels Core-2-Quad-Modellen bekannten Weg ein und kombiniert zwei eigenständige Prozessoren auf einem Trägermaterial zu einem leistungsfähigeren Modell. Das sogenannte Multi-Chip-Modul der "Magny Cours"-Ableger besteht dabei wahlweise aus zwei Vier- oder zwei Sechs-Kern-Prozessoren der Lisbon-Reihe, die im Mai als Opteron-4000-Familie oder im April als Phenom II X6 auf den Markt kommen wird. Ob AMD dabei unterschiedliche Fertigungsmasken für die Vierkern- und Sechskern-Chips verwendet ist bisher nicht geklärt. Möglicherweise deaktiviert AMD auch einfach nur zwei Kerne und gewinnt so die Vierkern-Dies.

Da die Lisbon-Prozessoren die unmittelbaren Nachfolger der Istanbul-Ableger darstellen und dabei auch auf die gleiche K10.5-Architektur setzen, gibt es zahlreiche Gemeinsamkeiten zwischen den "Magny Cours"-Modellen und den Istanbul-Versionen. Dazu gehören beispielsweise die 45-nm-Fertigung, der 512 KByte große L2-Cache pro Kern oder der von bis zu sechs Kernen gemeinsam genutzte 6 MByte große L3-Cache. Pro Die fällt ein MByte des L3-Caches jedoch durch die Verwendung des Snoop Filters "HT Assist" weg, so dass den zwölf Kernen insgesamt nur 10 MByte L3-Cache zur Verfügung stehen.

Bild: AMD macht das Duzend voll – Neue Opteron-Prozessoren mit 8 und 12 Kernen

Aufbau eines Lisbon-Chips (zwei davon bilden "Magny Cours")


Die Neuerungen: Vierkanal-Speicherinterface, vier HT-Ports, neuer Sockel, Cool Speed


Im Gegensatz zu den Istanbul-Prozessoren besitzen die Lisbon-Chips allerdings vier statt drei 16 Bit breite Hypertransport-3.0-Ports. Die beiden Dies innerhalb des Multi-Chip-Moduls der "Magny-Cours"-Prozessoren kommunizieren dabei über eine 16 + 8 Bit breite kohärente Hypertransport-Verbindung. Für die Kommunikation der Prozessor-Module innerhalb eines Zwei- oder Vierwege-Systems – Acht-Sockel-Systeme werden nicht unterstützt – sind weitere kohärente Hypertransport-Verbindungen mit insgesamt 24 Bit vorgesehen (siehe Bild). Dadurch können alle Prozessoren direkt miteinander kommunizieren, was ein großer Vorteil gegenüber früheren Opteron-Modellen ist. AMD bezeichnet diese Neuerung daher auch als "Direct Connect Architecture 2.0". Der Chipsatz aus der SR5600-Serie – die übrigens noch kein SATA-III unterstützen – wird ebenfalls über einen 16 Bit breiten kohärenten Hypertransport-Link angebunden.

Bild: AMD macht das Duzend voll – Neue Opteron-Prozessoren mit 8 und 12 Kernen

Direct Connect Architecture 2.0


Eine weitere Neuerung ist der Speichercontroller, welcher nun DDR3-1333 oder Low-Voltage-DDR3-1066 statt DDR2-800 unterstützt. Da jedes Prozessor-Die der "Magny-Cours"-Prozessoren einen Speichercontroller mit Dual-Channel-Unterstützung besitzt, verwendet ein solches Multi-Chip-Modul von außen gesehen ein Quad-Channel-Speicherinterface und kommt somit auf eine Speicherbandbreite von 42,7 GByte/s. Ein Westmere-basierter Xeon-Prozessor von Intel kommt mit seinem Triple-Channel-Interface hingegen auf "nur" 32 GByte/s. Allerdings muss man auch in Betracht ziehen, dass somit die "Speicherbandbreite pro Kern" eines 12-Kern-"Magny Cours" nur bei 3,5 GByte/s liegt, wohingegen es bei den Intel-Modellen immerhin 5,3 GByte/s sind. Je nach Anwendung könnte somit die Leistung der "Magny Cours"-Prozessoren durch die Speicherbandbreite eingeschränkt werden. Pro Kanal können die "Magny Cours"-Prozessoren drei Speicherriegel verwalten, so dass in einem Vier-Wege-System maximal 48 Speichermodule pro Mainboard verbaut werden können.

ProzessorBandbreiteRechenleistung (DP)GFlop/GByteGByte/Core
AMD Magny Cours [12 Kerne, 2,3 GHz]42,7 GByte/s110,4 GFlop/s2,593,4
AMD Magny Cours [8 Kerne, 2,4 GHz]42,7 GByte/s73,6 GFlop/s1,725,3
Intel Westmere [6 Kerne, 3,33 GHz]32 GByte/s79,2 GFlop/s2,485,3

Mögliches Dilemma: Höchste Speicherbandbreite, aber eventuell zu wenig "Bandbreite pro Core"


Bedingt durch die Verwendung eines Vierkanal-Speicherinterface, benötigen die "Magny Cours"-Prozessoren einen neuen Sockel. Der G34 getaufte LGA-Sockel besitzt dabei stattliche 1944 Pins. Die Kontaktfläche hat AMD dabei rechteckig designed, so dass die 1808M Transistoren besitzenden "Magny Cours"-Modelle von außen ein sehr ungewöhnliches Aussehen an Tag legen. Zusammen mit den Chipsätzen der Serie SR5600 bilden die neuen Opteron-Prozessoren die "Maranello"-Plattform, die erst durch die Bulldozer-Architektur abgelöst werden soll. Entsprechende Prozessoren sollen dabei allerdings kompatibel zu der aktuellen Plattform sein.

Bild: AMD macht das Duzend voll – Neue Opteron-Prozessoren mit 8 und 12 Kernen


Um den Energiehunger der neuen Boliden zu deckeln, vertraut AMD nicht nur auf die Senkung der Taktraten, sowie die bereits bekannten Sparmechanismen wie Cool'n'Quiet oder C1E. Zusätzlich hat man auch noch die "Cool Speed"-Technolgie eingeführt, die bei kritischen Temperaturen automatisch die Taktfrequenz und Spannungen, die dank RPMI auch per Remote-Verbindung überwacht werden können, reduziert um somit einer Überbelastung der Komponenten vorzubeugen. Außerdem besitzt die integrierte Northbridge nur eine Taktfrequenz von 1,8 GHz. Auf die Turbo-Core-Technologie, welche die kommenden Phenom-II-X6-Modelle besitzen werden, müssen die "Magny Cours"-Prozessoren allerdings verzichten, so dass auch schlecht parallelisierte Applikationen nur mit den recht geringen Taktfrequenzen auskommen müssen. Insgesamt soll so der Energiebedarf auf Niveau der Vorgängergeneration liegen – bei verdoppelter Kernzahl.


Leistung


Ein wesentliches Argument für die Entwicklung der "Magny Cours"-Prozessoren ist natürlich, dass man auf recht einfachem Wege die theoretische Leistung gegenüber einem Lisbon-Modell verdoppeln kann (bei gleichem Takt). Auf Grund der internen Verbesserungen der Lisbon-Prozessoren gegenüber den Istanbul-Modellen ist somit davon auszugehen, dass die Topmodelle der Opteron-6000-Serie wieder eine echte Konkurrenz für Intels Xeon-Prozessorn aus der 5600-Reihe sind.

Erste Vorabergebnisse von HP scheinen dies auch zu bestätigen. So kommt ein HP-System (ProLiant DL165 G7) mit zwei Opteron-6174-Prozessoren (also 24 Kerne mit 2,2 GHz) und 16x 4 GByte DDR3-1333-Speicher auf 386 Punkte im SPECint-Benchmark und 313 Punkt im SPECfp-Benchmark. Ein Fujitsu-System mit zwei Intel Xeon-X5680-Prozessoren (also 12 Kerne mit 3,3 GHz und Hyperthreading sowie TurboMode) und 12x 4 GByte DDR3-1333-Speicher kommt hingegen im SPECint 355 Punkt und im SPECfp auf 248 Punkte. Hier können sie die "echten" 24 Kerne von AMD gegen die 12 "echten und 12 "logischen" Kerne von Intel gut behaupten. Wie immer ist bis zu den ersten offiziellen Ergebnissen aber natürlich Vorsicht geboten.

Alles in allem machen die neuen Modelle somit einen sehr guten Eindruck hinsichtlich ihrer Leistung, insbesondere bei Beachtung des Anschaffungspreises. Einzig wenn es um die Leistung von schlecht parallelisierten Applikationen geht, stehen die "Magny Cours"-Modelle auf Grund ihres recht geringen Taktes nicht besonders gut dar. Dieses Manko wird AMD allerdings im Mai mit der Einführung der Lisbon-Prozessoren für Ein- und Zweiwege-Server ausgleichen. Diese dürften dann zwar in Sachen Leistung wiederum etwas schlechter als die Konkurrenz von Intel aufgestellt sein, dafür sollte ihr Preis aber wesentlich attraktiver sind.

Bild: AMD macht das Duzend voll – Neue Opteron-Prozessoren mit 8 und 12 Kernen
Bild: AMD macht das Duzend voll – Neue Opteron-Prozessoren mit 8 und 12 Kernen



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