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冷日
(冷日)

發表時間：2005/4/30 6:05

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[新聞]雙核心Opteron初露鋒芒

雙核心Opteron初露鋒芒

AMD正式發表雙核心Opteron處理器，是x86世界中首款伺服器用雙核心處理器。以下就來一一介紹雙核心所提升的效能，以及部署雙核心Opteron的相關議題。

繼IBM在1999年發表Power4「Regatta」處理器以來，雙核心及多核心架構逐步成為伺服器應用的主流，但無論IBM Power4/5、HP PA-8800、Sun UltraSPARC IV等處理器，都是RISC，以x86為主的低階伺服器遲遲缺乏雙核心產品。經過8個多月的驗證，AMD終於在4月22日Opteron兩週年慶時，同時發表3款雙核心Opteron處理器，這也是在x86的世界中，首款採用雙核心架構的伺服器處理器。

由於英特爾的雙核心Xeon MP「Paxville」和雙核心Xeon DP「Dempsey」都要等導明年第一季才會推出，英特爾目前的Pentium D和Pentium XE則僅為桌上型處理器，所以如果企業想要在今年之內讓伺服器導入雙核心x86處理器，Opteron是目前唯一的選擇。雙核心Opteron自然也是值得企業IT人員重視的焦點。

可在現有系統上直接升級
雙核心Opteron沿用現有的Socket 940腳位，採用90nm製程，兩個核心各自擁有獨立的1MB第二階快取記憶體，而雙核心共用同一組記憶體控制器和HyperTransport界面。另外，雙核心Opteron採用新版本核心（E Stepping），除了在記憶體控制器、資料預先擷取機制、資料寫入結合緩衝器上略有改進外，新增了3種ACPI電源模式，也支援了SSE3指令集和1GHz的HyperTransport。

就規格上而言，由於採用相同腳位，加上功耗規範相當近似，所以現有Opteron系統只需要升級BIOS，即可使用雙核心Opteron。不過，雖然時脈較低，但雙核心Opteron的功耗仍略高於單核心版本，接近100W的水準，所以在升級前，除了要先確定散熱和供電無虞之外，最好確認該系統是否已經「Dual Core Ready」，以免升級之後反而造成問題。尤其是早期的Opteron系統的供電設計可能無法承受89W以上的耗電量，這也是最值得注意的一群。

雙核心表現相當出色　但不代表兩倍的效能
我們分別採用SPEC CPU 2000、Apache Bench、MySQL sql-bench、VolanoMark與CineBench 2003進行效能測試，除了MySQL的效能瓶頸位於磁碟I/O、所以無法明顯看出效能差距外，在其他的測試項目中，雙核心Opteron的表現都相當的出色，相較於時脈2GHz的Opteron 846HE，時脈2.2GHz的Opteron 875都可以提升約70%的效率，CineBench 2003下更是直逼兩倍之譜。

如果以同時脈的環境做比較，在SPEC CPU 2000下，二路Opteron 875幾乎可和四路Opteron 848相匹敵。值得注意的是，我們所採用的二路Opteron 875測試平臺僅能讓一顆處理器安裝記憶體，導致整體記憶體頻寬減半，所以實際上雙核心Opteron的效能表現還有成長的空間。

部署上的相關議題
雖然雙核心Opteron的效能的確相當出色，但從諸多測試的結果可以看出，受限於和單核心版本相同的記憶體及匯流排頻寬，在同時脈下，雙核心Opteron依然難以達成兩倍的效能，尤其是相當耗費記憶體頻寬的高密度浮點運算。所以在評估是否要導入雙核心時，應該先從經濟效益的角度著手，而不是先考慮是否可以真的達到接近兩倍的效能。

AMD目前的訂價策略相當明顯，讓最低階雙核心Opteron的售價與最高階的單核心Opteron完全相同，然後鼓勵用戶直接升級到雙核心版本，以「在相同的價格下，可以提升約13%至61%的效能」作為最主要的訴求。另外，由於低階雙核心Opteron的時脈遠較高階單核心Opteron為低，所以可以維持相近的功耗，升級上也會比較保險。

不過，硬體成本相同是一回事，軟體成本則是更值得注意的問題。由於目前眾多獨立軟體供應商（ISV）對多核心處理器的軟體授權方式缺乏共識，有的堅持按照核心數目收費（IBM、Oracle），有的主張按實體處理器計價（微軟、Sun、RedHat、SuSE），有的則讓雙核心較單核心多出約25%的價格（BEA），相當混亂。所以採用Opteron系統的企業，必須先確認應用軟體的授權方式及軟體價格是否合理，以免得不償失，這也是在未來雙核心處理器普及之後，所有企業都要面對的問題。
作業系統的支援度則是另一個重點，尤其多路Opteron採用CC-NUMA分散式記憶體架構，作業系統對於ACPI SRAT功能的支援度，對實際效能就會有舉足輕重的影響。所以在部署雙核心Opteron系統前，請先注意該作業系統是否已經針對雙核心最佳化（NUMA-Aware）。

AMD與英特爾的時程表以及多核心x86處理器的應用
目前AMD僅發表最高階的800系列，針對二路系統的200系列將在30天後發表，而工作站應用的100系列則必須等待第三季。在今年第四季，將推出3款時脈2.4GHz的x80系列。

根據AMD在去年In-Stat/MDR處理器論壇所公布的時程表，明年第一季將推出1207隻腳位的Socket S1取代現有的Socket 940，可支援DDR2記憶體，並提供更完整的記憶體RAS功能，彌補現有Opteron的弱點。另外，為了對應英特爾的「Vanderpool」虛擬機器架構與「La Grande」安全運算機制，採用新腳位的新款Opteron將提供「Pacifica」與「Presidio」技術。在之後的未來，Opteron將會內建更多的核心與記憶體控制器，採用DDR3與FB-DIMM等記憶體規格，更快的HyperTransport，以及支援更大型的多處理器系統。如果企業不急著升級至雙核心系統，也許可以考慮等待明年的新產品。

英特爾這邊也沒有閒著，除了明年第一季將推出2款雙核心Xeon之外，也將陸續推出65nm製程雙核心Xeon MP「Tulsa」及多核心Xeon MP「Whitefield」。換言之，x86伺服器走向多核心已經是必然的趨勢，這也將大幅提升x86伺服器的競爭力，以及企業採用x86伺服器以取代高階RISC系統的可能性。

隱而不現的是，多核心系統結合虛擬化技術，將可以協助企業進行伺服器統合，減少實際的伺服器數量，以降低管理上的負擔。無論是英特爾和AMD，虛擬機器架構都將是未來的必備功能，這勢必將影響現有的企業IT架構。但是，在簡化IT架構的背後，是否將造成「雞蛋都放在同一個籃子裡」的疑問，這也是值得企業關心的焦點。

AMD成功打進高獲利的伺服器市場了　那下一步呢？
不可否認的，經過兩年的考驗，Opteron已經被證明是非常優秀的伺服器用處理器，讓AMD終於進入高獲利的伺服器市場（這是當初Athlon MP想做也做不到的），遠非昔日只能在個人零售市場打「街頭游擊戰」的吳下阿蒙，近期也為了長期經營伺服器市場，宣布將部分Opteron處理器的技術支援延長至七年。雙核心Opteron的如期推出，使得AMD在時程上幾乎領先了英特爾一年，更是重大的戰略勝利。換言之，相較於過去數年「退一步既無死所」的窘境，現在的AMD已經離懸崖邊緣很遠很遠了。

不過，在x86伺服器市場，AMD未來勢必將持續面臨艱鉅的挑戰。首先，Xeon一直都是英特爾處理器部門最重要的「現金母牛」，加上在製程技術與整體產能的壓倒性優勢，英特爾勢必將不惜代價維繫Xeon的競爭力，今年秋季IDF宣布全面提前處理器時程表也不是令人意外的發展。其次，AMD依然缺乏良好的整體解決方案，尤其缺乏英特爾「平臺化」的布局，雖然陸續有Newisys、ServerWorks之類的專業伺服器晶片組廠商加入Opteron陣營，但這還不夠，AMD勢必得在這地方加把勁，才能說服長期對AMD保持不信任態度的企業，接納AMD Inside的伺服器。文⊙劉人豪

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