AMD Opteron

Der AMD Opteron ist ein leistungsfähiger Prozessor für Workstations und Server und ist mit dem Intel Xeon vergleichbar.
Der Opteron ist bei AMD Vorreiter für technische Neuerungen, die später auch in billigeren und einfacheren Prozessoren der A-Baureihe eingesetzt werden. Das schlägt sich in einem deutlich höheren Preis nieder. Opteron-taugliche Hauptplatinen, Kühler, Gehäuse und Netzteile sind ebenfalls deutlich teurer, da sie für Enterprise-Anforderungen ausgelegt sind.

Der Nachfolger des AMD Opteron ist der AMD Epyc, der auf der Zen-Mikroarchitektur basiert.

Die erste Opteron-Generation

AMD OpteronDer erste Opteron basiert auf der AMD64-Architektur. Die AMD64-Architektur ist eine 64-Bit-Lösung, die 32-Bit-Software genauso unterstützt. Durch den integrierten DDR-Speicher-Controller wird ein erhöhter Datendurchsatz erreicht. Die HyperTransport-Technik reduziert Engpässe beim Datenfluss in den Prozessor und aus dem Prozessor raus. Durch die direkte Anbindung des Arbeitsspeichers an den Opteron sind mindestens zwei hochwertige Registered-DDR-Speichermodule notwendig.
Opterons tragen keine Frequenzbezeichnung. Stattdessen verwendet AMD eine dreistellige bzw. vierstellige Typbezeichnung.
Der Opteron hat einen L1-Cache von zweimal 64 kByte für jeweils Daten und Befehle. Der L2-Cache ist 1 MByte groß.
Ende 2005 hat AMD die Opterons der 100er-Baureihe auf den Sockel 939 umgestellt. Diese Baureihe eignet sich für preiswerte Motherboards und ungepufferte Specherriegel. Damit will sich AMD neue Einsatzgebiete erschließen. Und aufgrund des günstigen Preises sind dies Opterons sehr beliebt.

Dual-Core-Opteron

Dualcore Opteron (AMD)Seit Mai 2005 gibt es den Dual-Core-Opteron von AMD. Dieser Doppelkern-Opteron ist in 90 Nanometer gefertigt, unterstützt SSE3 von Intel und HyperTransport-Verbindungen mit 1 GHz (HT1000).
Die Dualcore-Opterons in der Baureihe 200 gab es für Zwei-Sockel-Systeme und die Baureihe 800 für bis zu acht Sockel. Als Sockel wurde der Sockel 940 verwendet. Mit einem BIOS-Update läuft der Dualcore-Opteron in einem älteren Sockel-940-Motherboard.
Der Doppelkern-Opteron enthält zwei Prozessorkerne mit jeweils 1 MByte L2-Cache. Über das System Request Interface (SRI) und dem Crossbar Switch sind sie verbunden. Sie teilen sich den Zugriff auf den Speicher-Controller und die HyperTransport-Verbindung zum Chipsatz. Verbessert wurde das integrierte Speicherinterface. Bis zu vier Speicherriegel (zwei pro Kanal) mit 200 MHz, also PC3200R-DIMMs aus DDR400-Chips können voll ausgereizt werden. Bis zu 8 Speicherriegel pro Prozessor sind zulässig, wenn die Taktrate halbiert wird. Bei 4-GByte-DIMMS wären das 32 GByte pro Prozessor.
Die 100er-Baureihe hat keinen kohärenten HyperTransport-Link. Die 200er-Opterons haben nur einen kohärenten HyperTransport-Link. Bei den 800er-Typen sind alle drei HT-Links kohärent. Über die kohärenten Links ist der Zugriff auf Speicherbereiche und der Abgleich mit den Caches anderer Prozessoren möglich. Die nicht kohärenten Links sind für die Anbindung an den Chipsatz vorgesehen.

Quad-Core-Opteron (Codename: Barcelona)

Die Barcelona-Architektur ist die K8L- bzw. K10-Generation der AMD-Prozessoren. Bei den Barcelona-Vierkern-Prozessoren handelt es sich wirklich um einen nativen x86-Vierkern-Prozessor. Das bedeutet, das sich wirklich 4 Kerne auf dem Die befinden. Intel dagegen vereint zwei Dual-Core-Kerne in ein Quad-Core-Design. Mit der K10-Architektur hat AMD mit der Core2-Architektur von Intel gleichgezogen. AMD hat damit besser skalierbare Prozessoren und einen 64-Bit-Betrieb, dessen Stärken voll zur Geltung kommen.
Die Prozessor-Kerne der Barcelona-Architektur haben jeweils einen eigenen L1- und L2-Cache. Nur den L3-Cache und den Speichercontroller müssen sie sich teilen. Mit dem L3-Cache kann das Cache-Koheränz-Protokoll viel schneller arbeiten. Dieses Protokoll gleicht die Caches aller Kerne ab. Dadurch bleibt die Datenkonsistenz erhalten. Der L3-Cache hat weniger die Funktion eines Caches, sondern soll den Datenaustausch zwischen den L2-Caches vereinfachen und beschleunigen.
Trotz niedriger Taktrate bietet die Barcelona-Architektur deutlich mehr Rechenleistung, als der Doppelkern-Vorgänger. Die Beschleunigung ergibt sich vor allem aus der deutlich besseren Zusammenarbeit der Kerne untereinander. Der Speicher-Controller (Memory-Controller) ist zweigeteilt, die unabhängig voneinander arbeiten können. Das bietet höhere Effizienz.
Innerhalb der Architektur wurden breitere Datenpfade und größere Zwischenspeicher angelegt. So entsteht viel seltener ein Engpass. Die Anzahl der x86-Befehle, die pro Takt verarbeitet werden, blieb unverändert.
Die ersten Vierkern-Prozessoren von AMD gehören zur Opteron-Familie. Sie sind für Server und Workstations mit zwei oder mehr Prozessor-Sockel gedacht. Die Vierkern-Opterons bilden die Basis für den Desktop-Prozessor mit der Bezeichnung Phenom X4 und X2. Weniger der Phenom X4 (Quad-Core-Prozessor), viel eher ist der Phenom X2 (Dual-Core-Prozessor) für den Massenmarkt interessant.
Der Quad-Core-Opteron eignet sich für das Drop-in-Replacement, bei dem ein Doppelkern-Opteron durch einen Vierkern-Opteron ersetzt werden kann. Änderungen am Sockel, den HyperTransport-Links und dem Thermal Design Power (TDP) gibt es nicht.

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