解析AMD新双核皓龙服务器处理器

    ZDNetChina服务器站 12月18日服务器芯片/组件 AMD在设计Opteron时，已然留出了双核的扩展空间,但是受当时制造工艺等多种条件的限制，制造双核处理器还是一个不可能完成的任务，可双核技术已经在当时的RISC处理器上得到了普遍的应用，x86系统的双核也只是一个时间问题，而不是是否要采用的问题。于是，在AMD研发Opteron时就已经给双核埋下了伏笔，只是受到制造工艺的限制，还不能把两个核心制造在同一个晶片上。这就像一部“空城计”，用一个核心的成功麻痹了对手，谁能知道在系统请求接口（SRQ）上还隐藏着另一个核心的接口。

    AMD在Opteron处理器的双核处理上采用了一个灵活的手段。我们知道，Opteron为了能够更好地提升处理器和外部数据交换的效率，将内存控制器和超传输通道都集成在处理器内部，这样做所带来的好处不言而喻，能够实现更高的计算效率。在实现双核后，只需要在系统请求接口下面的矩阵交换层对两颗处理器进行协调，其他设计都不需要变化，两个计算核心都使用自己的L1和L2 Cache，不产生数据的复用问题。这样一来，双核的两个重要问题都被轻松解决了。

    问题一：如何协调两颗处理器核心间的计算？Opteron通过矩阵计算接口和系统请求接口解决了这样的问题。

    问题二：怎么能够让双核处理器不带来周边系统的变化？Opteron因为集成了内存控制器和超传输通道，因此在接口上完全兼容940针脚的Opteron处理器。 

    双核是两颗处理器制造在一个晶片上，这个概念虽说没有什么错误，但是在实际制造中恐怕不是这样，因为两颗处理器光管脚加起来就超过1880个，直接复用的可能性基本为零，而且它们之间还要进行直接的、高速的连接，才能发挥出双核的威力，否则两颗处理器仍然通过外部总线接口进行通信，效果和两颗物理处理器并行计算有什么不同呢？

    因此，双核最需要解决的问题不在于外部针脚的多少，也不在于制造工艺是否能够满足将两颗制造在一个晶片上，也不在于它们在一起无法进行散热调节。问题的根本在于如何让两颗计算核心（Core）直接无阻隔地进行通信和交流。传统Risc处理器曾经使用过两颗物理核心，共享超大的L3 Cache；或者两颗物理核心在一片晶片上，用高速通道进行通信。AMD在设计Opteron时，将内存控制器和超传输通道集成到处理器内部就是后一种考虑，因为只有这样才能在未来扩展到双核时，不需要为外部的情况进行过多的考虑。因此，当我们看到Opteron和双核Opteron的对比时，你会发现它们之间惊人的一致，仅仅是在协调两颗处理器的矩阵计算接口和系统请求接口上存在着细微的差别，这也意味着其实只需要改进工艺，不需要再进行大规模地重新设计修改，双核Opteron就诞生了。

    它们都采用了128KB L1 Cache、1MB L2 Cache，因此，我们说双核完全是两颗单核Opteron＋连接电路也没有什么不对。

    在Opteron处理器成功的领先Intel推出双核之后，AMD却被内置内存控制器困扰了，整个I/O的处理能力都被DDR内存的窄带宽所限制，因此当AMD推出改接口的Socket F Opteron的时候，可以认为是变相地推出了新一代的双核Opteron，它最主要的变化是将内置的DDR内存控制器升级到了DDR II，这样，Opteron处理器起码在内存带宽上不会远远落后于Intel了。

    从实际测试结果来看，新的Opteron显然达到了目的，性能提升比较明显。

    与Intel的3代处理器不同的是，3个不同时期的Opteron使用的芯片组不同，前两代虽然发生了单双核的巨大变化，但是仍然使用相同的AMD8000系列芯片组；而新一代的Socket F处理器因为改进了内存控制器，所以几乎没有使用AMD8000的可能了，于是多数厂商选择的是NV的nForce Pro 2200芯片组，这个新的芯片组可以支持PCI-E类接口等新的I/O端口，可以带给用户更快速的选择。因此在选择AMD系列服务器时，注意看看芯片组就可以确定是否是最新的产品了，毕竟他们之间的差距还是比较明显的。