硬科技:做為AMD全盛時期象徵的Opteron處理器:全盛期(2003-2007)

2021.04.13 11:48AM
照片中提到了AMD Opteron'"、OSA 14 6DA A 5BN、CACJE 0607 APBW,包含了x86-64、32位計算、64位計算、x86、少量

Intel有支撐其獲利的伺服器產品線Xeon,從2003年到2017年,AMD也曾經擁有過名稱很像的Opteron,更曾在2003年到2007年這段期間,在伺服器市場極盛一時,象徵著AMD最輝煌的黃金歲月,而K8微架構更曾讓Intel看不到AMD的車尾燈。既然前面有Xeon十連發,筆者也不得不補上個Opteron三連發,讓各位科科了解到伺服器對於Intel和AMD,究竟有多麼的重要。

硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:醞釀期(1995-1998)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:草創期(1998-2001)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:擴張期(2001-2004)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:混亂期(2004-2006)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:轉型期(2006-2008)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:反擊期(2008-2011)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:暴走期(2010-2018)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:鐘擺期(2011-2017)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:牙膏期(2017-2020)
硬科技:做為x86伺服器象徵的Intel Xeon處理器:振作期(Since 2020)

硬科技:做為AMD全盛時期象徵的Opteron處理器:全盛期(2003-2007)
硬科技:做為AMD全盛時期象徵的Opteron處理器:逆轉期(2007-2010)
硬科技:做為AMD全盛時期象徵的Opteron處理器:崩潰期(2010-2017)

AMD Opteron的產品編號也極度的清晰易懂。

  • 1開頭:單處理器。
  • 2開頭:雙處理器。
  • 3開頭:多處理器。
  • 從Santa Ana邁進DDR2時進入第二世代,編碼變成x200,以此類推。

照片中提到了K8時代、圖示、代碼,包含了AMD速龍64 x2、速龍64 X2、Advanced Micro Devices公司、速龍64、產品設計

天底下任何的奇蹟與慘劇,都須「天時」、「地利」和「人和」 (科科們:你又來玩這套了),Intel跟HP合作的IA-64指令集與Itanium處理器,其策略失當與出師不利,送給了AMD攻入伺服器市場的大好機會。

回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium(上)
回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium(中)
回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium(下)

加上當時正是入門級伺服器也需要直接定址超過4GB主記憶體的臨界點 (Intel的PAE/PSE-36只算是應急方案),讓AMD發布於1999年的x86-64指令集,因具備x86回溯相容性,又增加更多的資料暫存器,變成很具有吸引力的64位元升級方案。在2002年4月24日,AMD公佈Opteron品牌,同一天微軟也「很巧合的」宣佈將發行x86-64版本的Windows,讓Intel欽定的「真命天子」Itanium處理器的未來,蒙上了一層不祥的陰霾。

同場加映AMD其他品牌的發表日期,這也代表著64位元逐步推廣到其他應用領域的時程。

  • Athlon 64 (桌機):2002年11月19日。
  • Sempron (低價產品):2004年6月7日。Sempron在BBS連線硬體版被戲稱為「散步龍」,和Intel的「洗地龍」相互輝映,唯一的共同點就是散步和洗地都代表「跑不快」的意思。
  • Turion 64 (筆電):2005年1月10日。

照片中提到了x86-64 Programmer's Model、AMDA、63,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了寄存器、產品、牌、線、儀表

除了64位元,Opteron之所以能夠在短短2年內就席捲伺服器市場,還有很多重要的因素,由外到內,依序如下。

伺服器等級的偵錯容錯機制:從受到ECC單位元糾錯的L1資料快取與L2快取、防止記憶體多位元錯誤的記憶體Chipkill技術、Parity偵錯的L1指令快取和轉譯後備緩衝區 (TLB),到回報系統錯誤的MCA (Machine Check Architecture),都是K8的制式武裝,也充分展現了AMD進攻伺服器市場的決心。

照片中提到了Reliability and Availability、AMDA、• L1 Data Cache ECC Protected,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了角度、線、字形、儀表、產品

HyperTransport匯流排:這讓Opteron實作多處理器環境比Xeon方便多了,Opteron直接提供點對點連接處理器的方式,不像Intel的傳統北橋架構,每個處理器都要共用有限的FSB頻寬外,實作大型系統也需要昂貴複雜的晶片組、如橋接晶片等等。也因此,大型Opteron多處理器平台享有較短的研發時間,成本比較低廉,效能和可靠度上也毫無妥協,這些都是Opteron明顯的技術優勢,Intel是到了2008年的Nehalem微架構 “Tylersburg” 平台有了QPI才追上AMD。

照片中提到了CPU With Integrated Northbridge AMDA、DRAM、DRAM,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了AMD超運輸、超運輸、皓龍、中央處理器

高效率的快取資料一致性協定:對多處理器環境效能有著舉足輕重的影響,而AMD K8的MOESI協定則有著極為出色的表現。

照片中提到了Coherent HyperTransport™、Read Request、AMDA,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了阿提·雷東高清、產品設計、產品、線、儀表

和處理器核心同時脈的整合型記憶體控制器:讓Opteron整體記憶體效能,遠勝過Intel的系統前端匯流排 (FSB) 連接北橋 (North Bridge) 的架構,讓多處理器環境變成CC-NUMA (Cache Coherence-Non Unified Memory Architecture) 分散式記憶體架構,也需要額外的最佳化手段,像ACPI所提供Static Resource Affinity Table (SRAT) 功能,可協助支援NUMA架構的作業系統掌握全局,調整執行緒及記憶體配置,讓處理器核心盡其所能的優先使用本地端的記憶體空間。

整合式記憶體控制器還有個重大的好處:處理器數量越多,可擴增的記憶體容量也會更大。在2005年,假若企業需要1台128GB主記憶體容量的伺服器,採用Itanium的HP SuperDome起碼要價新台幣4000萬元,但1台8顆Opteron的系統 (如Sun X4600和Iwill H8501),每顆安裝16GB,價格僅有其十分之一,其巨大優勢不言可喻。

照片中提到了The

直衝原生雙核心:當北橋記憶體控制器都「包」在處理器晶粒之中,自然也不必擔憂雙核心甚至多核心的頻寬問題,這也讓AMD打從一開始,就讓K8直奔原生雙核心的設計,更在2004年8月31日 (2004年秋季IDF) 就公開雙核心樣品,隔年4月後準時登場,這是AMD x86處理器發展史上最重大的戰略勝利。

照片中提到了Northbridge Overview、AMDA、CPU 1,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了內存控制器、產品設計、內存控制器、產品、黃色

從K7演進而來的成熟微架構:嚴格說來,K8並非全新的設計,而是以K7為基礎進行改良的產物,經過千錘百鍊,所以非常的成熟可靠,相較於同時期的Intel Xeon,也享有壓倒性的低功耗表現。AMD在2002年2月26日 (2002年春季IDF) 首次展示單核心K8,隔年4月才正式上市,可謂準備周詳,也屢次用較低的運作時脈,「屠殺」Intel NetBurst體系的產品線。

照片中提到了Processor Core Overview、AMDA、Instr'n,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了структурнаясхемапроцессораamd、中央處理器、皓龍、速龍64

強大動態分支預測和轉譯後備緩衝區:足以應付分支密集且狂吃記憶體頻寬的伺服器端應用軟體,其中因為K8的L1/L2快取資料是「互斥 (Exclusive)」的,AMD還利用「L1指令快取的資料被擠回L2時,L2的ECC形容浪費 (L1指令快取只有Parity)」的特色,將分支選擇器「偷放」在這個欄位,以增強分支預測的涵蓋範圍,兼顧效能與成本,堪稱非常厲害的巧思。

照片中提到了Large Workload Branch Prediction、AMDA、L2 Cache,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了圖、重新排序緩衝區、預約站、64位計算

照片中提到了Large Workload TLBS、AMDA、CR3, PDP, PDE,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了amd opteron建築、皓龍、速龍、中央處理器

2003年底的Opteron 848,售價高達「3199美元」,這對過去只能在個人電腦市場跟Intel打泥巴戰的AMD來說,簡直是連想都不敢想的美夢,卻成真了。

2004年6月14日,AMD昭告天下「我們的原生雙核已經設計完畢」,並大方的攤開產品時程表。

照片中提到了AMD Processor Roadmap、AMDA、June 2004,跟Advanced Micro Devices公司有關,包含了圖、中央處理器、英特爾、處理器

2004年7月17日:Cray宣布將採用Opteron構建Red Storm超級電腦。

照片中提到了Red Storm - a First Look、YAFD、Sandia/Cray Inc. partnership:,跟桑迪亞國家實驗室有關,包含了角度、克雷、電腦

2004年8月23日:AMD與Newisys在IEEE HotChips 16發表Horus晶片組,這是AMD史上首款32路系統架構。

照片中提到了4 Socket (Quad) Opteron System extended with Horus、3 x12 SerDes phy.、Running extended,跟紐波特電視台有關,包含了圖、組織、字形、線、儀表

2005年4月21日,AMD風光發表雙核心的Opteron 800系列,領先Intel的Merom家族超過1年,堪稱這間公司最意氣風發的時刻。只不過,再多的好運也有用完的一天,當時也無人預料到,AMD不僅將面對Intel即將發動的帝國大反擊,更將在邁向原生四核心的路上,重重跌了一跤,還幾乎再也不能爬起來。

照片中包含了雙核的、速龍64 X2、中央處理器、多核處理器、英特爾酷睿2

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