CPU, AMD ricomincia da Barcelona

Barcellona – Con un evento che trova pochi precedenti nella trentennale storia di AMD , ieri il chipmaker di Sunnyvale ha ufficialmente presentato al mondo i suoi primi processori quad-core. Battezzati Quad-Core Opteron, e noti in precedenza con il nome in codice Barcelona , i nuovi chip aggiornano la linea di CPU Opteron dedicate ai server multi-socket e vanno a rivaleggiare con gli Xeon quad-core di Intel .

I Quad-Core Opteron, che possono essere utilizzati sui server più recenti con un semplice aggiornamento del BIOS, introducono due nuove serie di CPU: la 23xx , dedicata ai sistemi con due processori, e la 83xx , adatta invece ai server con supporto fino ad otto processori. Tali chip hanno frequenze di clock comprese fra 1,7 e 2 GHz e comprendono modelli con thermal design power (TDP) di 95 watt e di 68 watt (contrassegnati dalla sigla HE).

Tra i produttori di server che hanno già annunciato sistemi basati sugli Opteron a quattro core vi sono Dell, HP, IBM e Sun. Quest’ultima, in particolare, ha in programma di aggiornare in tempi brevi l’intera sua linea di server Opteron-based con i nuovi processori di AMD, e progettare una versione basata su Barcelona del server a quattro socket mostrato la scorsa settimana in occasione del lancio degli Xeon Tigerton .

Barcelona arriva con circa sei mesi di ritardo rispetto ai piani iniziali, e quasi 10 mesi dopo il lancio delle prime CPU quad-core di Intel . AMD giustifica lo scarso tempismo con il fatto che i nuovi Quad-Core Opteron sono i primi processori x86 ad avere quattro core sullo stesso pezzo di silicio. Come noto, gli attuali processori quad-core di Intel sono invece composti da due CPU dual-core integrate sullo stesso package.

L’approccio di AMD è senza dubbio più elegante di quello adottato da Intel ma, visti i ritardi con il quale arriva sul mercato, anche meno pragmatico. Ciò non toglie che AMD possa ora contare su di un’architettura multi-core piuttosto longeva, che in futuro potrà essere aggiornata per accogliere otto o più core. Va anche aggiunto che l’architettura alla base di Barcelona, che talune fonti chiamano K10 , non si caratterizza esclusivamente per il raddoppio dei core: tutt’altro.

Il numero di novità e migliorie introdotto da AMD in Barcelona è davvero nutrito: le principali sono la tecnologia di processo a 65 nanometri , nuove istruzioni estese SSE4 , path di esecuzione delle istruzioni estese a 128 bit, bus HyperTransport di terza generazione, bus della cache più capiente (da 128 a 256 bit), e più avanzate tecnologie di virtualizzazione e risparmio energetico.

Per quel che riguarda la virtualizzazione (tecnologia AMD-V), Barcelona supporta alcune tecnologie che riducono gli accessi alla memoria e i cicli di clock tipicamente necessari per passare “il comando” del processore dal sistema operativo guest all’hypervisor, ossia al gestore delle macchine virtuali.

Per quanto riguarda invece il risparmio energetico , Barcelona può contare su tre tecnologie distinte: CoolCore , capace di spegnere le parti inutilizzate del processore; Independent Dynamic Core Technology , che è una versione avanzata di PowerNow! in grado di variare dinamicamente la frequenza di clock di ciascun core; e Dual Dynamic Power Management , che rende possibile regolare il voltaggio dei core e del controller di memoria integrato in modo indipendente. Con l’introduzione di Barcelona, AMD ha varato una nuova unità di misura dei consumi chiamata Average CPU Power (ACP): a differenza del TDP, che in casa AMD rappresenta il massimo consumo energetico di un processore, ACP esprime la quantità di energia consumata in media dall’insieme processore, chipset e bus HyperTransport. L’ACP dei Quad-Opteron standard (TDP 95 watt) è di 75 watt, mentre quello degli Opteron HE (TDP 68 watt) è di 55 watt.

ACP si avvicina molto al concetto di TDP utilizzato da Intel , ma AMD sostiene di averlo adottato per aiutare le aziende a stimare il fabbisogno energetico reale di un server in modo più accurato.

Ciascun core del nuovo Opteron può disporre di 128 KB di cache L1, 512 KB di cache L2 e 2 MB di cache L3 condivisa che può essere utilizzata in modo indipendente da tutti i core. Il chip estende poi la massima quantità di memoria RAM indirizzabile dall’attuale 1 terabyte a 256 terabyte: più che sufficiente per supportare anche i server di fascia più alta.

“Le applicazioni HPC (High-Performance Computing) beneficiano enormemente della pipeline di esecuzione a virgola mobile di ampiezza raddoppiata (128 bit) del processore Barcelona, caratterizzata da capacità raddoppiate di delivery dei dati e delle istruzioni che solo AMD è in grado di offrire”, ha spiegato AMD.

Se è vero che le migliorie tecnologiche incluse in Barcelona sono molte, le sue attuali velocità di clock (1,7-2 GHz) appaiono modeste se comparate ai 3 GHz degli Opteron dual-core e degli Xeon quad-core. AMD afferma tuttavia che, rispetto alle versioni dual-core, i nuovi Opteron “possono raggiungere un incremento prestazionale anche del 70% su talune applicazioni database, e fino al 40% in più su alcune applicazioni di calcolo in virgola mobile”. Il chipmaker ha poi aggiunto che per ottenere le performance di un solo Quad-Core Opteron sono necessari cinque Opteron a singolo core.

Se si parla di forza bruta, il confronto con gli Xeon, ed in particolare con i nuovi Tigerton, sembra però propendere a favore dei chip Intel : a tal riguardo è già possibile trovare, in Rete, i risultati di alcuni benchmark indipendenti.

Per il momento Intel si è limitata ad aggiornare la propria linea di Xeon MP con modelli quad-core, ma il prossimo anno lancerà una nuova generazione di CPU multi-core, chiamata Penryn , che potrà sfruttare una tecnologia di processo a 45 nanometri. Nel 2008 il colosso introdurrà poi Nehalem , un’architettura che porterà con sé novità molto importanti, quali un controller di memoria integrato, una versione rivisitata della tecnologia Hyper-Threading, il supporto fino a 8 core nonché la capacità di integrare uno o più processori grafici.