全面解读 关于AMD皓龙6000平台的那些事

产品：十二核皓龙 6176 AMD 服务器CPU

AMD皓龙6000规格解读

　　今年3月30日，AMD面向全球发布了代号“Magny-Cours”的AMD皓龙6100处理器，在4月19日，AMD在上海召开AMD皓龙6000系列平台发布会，标志着AMD皓龙6000平台正式登录中国。在x86服务器处理器中，AMD皓龙堪称一条有特色的产品线。自从2003年AMD推出当时全球首款采用x86-64位架构的服务器处理器，并正式采用皓龙（Opteron）品牌，并带来多项创新技术，如直连架构、集成内存控制器、HyperTransport高速串行总线等，而这些技术也成为AMD皓龙的标志性符号，一直传承至今。

AMD皓龙6000

　　如今，AMD皓龙已经经历了7年的发展，从最早的单核到现在的十二核心，虽然面对强大压力，发展之路也并非一帆风顺，AMD皓龙还是不断在进步着。本次发布皓龙6000是业内首款12核心x86处理器，核心数量的增加对性能的提升毋庸置疑，除了性能外，皓龙6000在架构、能耗控制、总线数量和速率等多个方面有了提升，下面就来看看关于AMD皓龙6000平台的那点事儿。

AMD皓龙6000处理器

    AMD皓龙6000核心代号“Magny-Cours”，还是沿用了AMD皓龙采用F1赛道的命名规则。本次发布的皓龙6000有10款产品，型号以Opteron 6100来命名，下面先来看看规格：

AMD皓龙6100处理器规格

6核/12核规格对比

    再来看看皓龙6100所具备的基本特性：

AMD皓龙6100基本特性

    AMD皓龙6100处理器在工艺上并没有提升，依旧采用45nm工艺。不过AMD下一代架构“Bulldozer”（推土机）将采用32nm工艺，计划在2011年推出。

    核心面积：相比上一代没有增加

    AMD皓龙6100核心面积为692平方毫米（346 per Die），具有18.08亿个晶体管。上一代的6核心“Istanbul”核心面积同为346平方毫米，晶体管数量为9.06亿个。更早的4核心“shanghai”处理器拥有7.05亿只百万晶体管，核心大小为263平方毫米。

主频降低缓存翻倍

    核心数量：8核12核兼备

    AMD皓龙6100系列具有5款8核心产品和5款12核心产品。从核心数量上来看，“Magny-Cours”比上一代的6核心“Istanbul”增加了一倍。

历代AMD皓龙处理器主要规格比较

    主频：相比上代有所降低

    从频率上来看，Magny-Cours主频是从1.8GHz~2.3GHz，相比Istanbul的2.1GHz~2.8GHz有所降低。功耗上，分为三个等级，65W、80W和105W，具有低功耗的HE版本处理器。

    缓存：相比上一代增加一倍

    缓存方面，AMD皓龙6100每个核心配备了64KB数据+64KB指令L1缓存，每个核心配备512KB L2缓存，共享12MB L3缓存。从缓存总量上，Magny-Cours比上一代的Istanbul增加一倍。

12核心“Magny-Cours”核心照

    超传输总线：扩充为4条

    AMD皓龙一个引以为豪的技术就是HyperTransport超传输总线，AMD皓龙6100采用了直连架构2.0，超传输总线扩充为4条，版本升级到HT3.1，速率达到6.4GT/s。上一代的Istanbule超传输总线为3条，速率为4.8GT/s。

能耗控制技术打造高能效

    内存通道：扩充一倍

    集成内存控制器是AMD皓龙处理器家族的一大特点，降低了内存延时，并可以获得更高的内存带宽。而今，通过采用采用直连架构2.0，AMD皓龙6100集成了两个内存控制器，具有4条内存通道，支持DDR3-1333规格内存，每颗CPU可以实现42.7GB/s的内存带宽。此外，AMD皓龙6100提供了对低电压DDR3内存的支持，在大规模部署环境下能够有效节省功耗。

    功耗：保持统一水平

    虽然增加了1倍的核心，但是AMD皓龙6100在功耗上相对上一代并没有增加，TDP分为三个版本，65W、80W和105W。而“Istanbul”的功耗为79W、115W、137W。这要归功于皓龙6100先进的能耗控制技术。

    能耗控制技术：CPU和平台共同降低能耗

    AMD皓龙6100的能耗控制技术可以分为两个层面，在CPU层面，AMD皓龙6000具有C1E技术，这是一种空载状态的电源管理技术，通过该技术，所有处理器内核在空载时都可进入睡眠状态，以4路48个核心为例，功耗可以节省50瓦；增强CoolSpeed技术，当达到温度限制时自动降低时钟频率和性能状态（P-State）。在平台层面，具备先进平台管理链接APML技术，可以紧密地监视功耗和冷却状态，并远程控制和设定P-State，达到功耗的有效控制。

功耗控制技术

    HT Assist技术：

    HT Assist技术是AMD皓龙处理器中的一个亮点，通过HT Assist技术，为AMD皓龙处理器向多路扩充做好了准备。这个技术在Instanbul处理器中开始引入，主要为了提升多路处理器中缓存一致性的效率。HT Assist技术主要被用于四路和八路系统，在Magny-Cours的每个Die将占用1MB的L3缓存存储处理器高速缓存的目录，多路处理器之间的通讯更加高效，降低了延时。

    接口：采用全新的G34接口

    AMD皓龙6100接口将发生变化，采用全新的G34接口，摒弃传统的Socket F接口，触点更加密集，数量远远多于上一代的“Istanbul”，多出来的触点用于增加的核心和HT总线的数据传输。在命名规则上，G代表General-Purpose, 即通用的；3代表第三代接口，4代表4路。

AMD皓龙处理器发展历程

    AMD皓龙处理器发展历程

    2003，皓龙元年，开启64位计算新时代

    六年的时间并不长，但在AMD四十年的历史中写下了浓重的一笔。2003年4月22日，AMD推出了首款专门面向服务器的处理器，并采用皓龙（Opteron）品牌。第一代皓龙采用了独特的x86-64位构架，开启了64位计算的新时代，并且可以同时支持32位或64位的计算，兼容了用户应用，保护了用户的投资。此外第一代皓龙采用直连架构、集成了内存控制器、采用了HyperTransport高速总线，大大提升了系统性能。

    第一代AMD皓龙树立了x86服务器行业发展的里程碑，64位计算以及诸多的创新优势逐渐吸引了业界的关注，更多的OEM厂商投入到了皓龙的阵营。IBM和微软在第一代皓龙发布同期宣布了对皓龙处理器的支持，03年8月，国内服务器厂商曙光也联手AMD推出了曙光A系列服务器，随后，越来越多的OEM厂商从Intel投向AMD，皓龙迅速成为市场的宠儿，成为AMD抢占服务器市场的一大锐器。

    2004，皓龙奇迹

    AMD皓龙的成功引发了行业的连锁反应，到2004年2月，已经有超过千家的软硬件厂商针对皓龙进行了优化和支持。随后，就连安腾的缔造者之一惠普也宣布推出皓龙服务器，专注于RISC处理器的Sun也开始提供对AMD皓龙的支持。2004年AMD皓龙得到了更为快速的成长，创造了AMD历史以及服务器市场的奇迹。

    2005，真双核皓龙诞生

    当处理器的频率和功耗发展遇到了瓶颈，对于技术的执着决定了AMD不会停止创新的脚步。2005年4月21日，AMD发布了业界首款真双核皓龙处理器，将服务器产业推进到了双核时代。在04年取得巨大成功的皓龙此时更是受到了业界的大力追捧，在双核皓龙的发布会上，Sun、曙光等多家国际国内OEM厂商均携产品来为AMD皓龙助阵。

    双核皓龙让AMD继续在x86服务器市场上再次保持领先，使得Sun、曙光、HP等服务器厂商加深了与AMD的合作，如2005年5月19日，戴尔宣布高端服务器将使用AMD皓龙处理器；9月Sun推出了采用双核皓龙的多核心Galaxy系列服务器。除了在x86市场的成功，AMD皓龙在高性能计算应用上也是高歌猛进，在05年的中国高性能计算TOP100榜单中，有11个系统采用了AMD皓龙处理器。

    2006，Socket F出世

    市场的成功并没有让AMD志骄气满，停止创新的脚步。2006年8月15日，AMD在北京发布了新一代采用Socket F接口的双核皓龙处理器。与以前的Socket 940接口不同，Socket F接口CPU的底部没有传统的针脚，而代之以1207个触点。Socket F接口不仅能够有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率，同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。

    市场方面，2006年同样是AMD皓龙的一个丰收年，截止到2006年，AMD皓龙处理器占据全球市场份额达到了创纪录的25.3%，在2006年第二季度x86服务器处理器市场的发运总量达到了25.9%；而在北美的四路服务器市场上，AMD皓龙处理器已经占据了超过50%的市场份额。

    2007，业界首款真四核处理器“巴塞罗那”问世

    采用Socket F接口的双核皓龙处理器具备优秀的直连构架、采用HT总线、集成内存控制器、支持DDR2内存、具有PowerNow！和AMD-V的技术特性，在业内受到了广泛的认可，并且Socket F接口的问世为将来向四核处理器的升级做好了准备。2007年9月10日，在北京全球首发礼上，AMD正式发布了采用四核心设计的“巴塞罗那”皓龙处理器。

    AMD“巴塞罗那”皓龙采用了将四个核心封装在一个晶片上的真四核设计，采用65纳米工艺，具备1MB的二级缓存和2MB的三级缓存，采用1GHz的HT总线，并采用独立核心动态调用的四核心电源管理技术，动态调节核心功耗。制程的提升以及新特性的改进让AMD皓龙能效得以大幅的提升。此外，虚拟化技术在“巴塞罗那”中得到强化，得到OEM厂商普遍认可，如戴尔采用AMD“巴塞罗那”处理器的四路服务器R905曾在虚拟化测试VMmark中打破纪录。

    2008，“上海”腾飞、高性能屡破纪录

    2008年对于AMD皓龙来说又是一个辉煌的年头，08年是AMD四核皓龙“巴塞罗那”普遍被OEM采用的一年，产品大量上市，AMD成功实现了向四核平台的过渡。2008年11月13日，AMD皓龙再次登上一个新的高度，采用45纳米的四核皓龙“上海”正式发布。AMD“上海”皓龙处理器仍采用原生四核设计，采用45nm SOI沉浸式光刻技术，最高频率可以达到2.7GHz。除了制程工艺带来的主频提升外，“上海”还将L3缓存从2MB提升到6MB，支持DDR2-800规格内存，内存带宽得到了大幅提升，支持HyperTransport 3.0总线技术，处理器间通信带宽提高到17.6GB/s。

    AMD“上海”的四个核心可以独立运算，可以关闭在运算中不被利用的单元来降低能能耗，这让“上海”具备了前所未有的高能效。在市场方面，“上海”的发布更为稳健，在发布前已经提供给OEM厂商测试，保证产品稳定，使得产品可以同步上市。在08年，IBM、HP、Sun、Dell等数十家OEM都已经推出了搭载“上海”的服务器，AMD四核皓龙平台也实现了向45纳米的过渡。

    除了AMD四核皓龙“上海”的发布外，AMD皓龙08年在高性能计算上也是佳绩频传，在2008年全球超级计算机最新排行榜中，前10名的超级计算机有7台采用AMD皓龙处理器，其中包括中国最快的计算机曙光5000A，位列十强。此外，世界最快的超级计算机IBM“走鹃”，也应用了6948颗双核AMD皓龙处理器。

    2009，六核心“伊斯坦布尔”诞生，空前的每瓦特性能

    延续2008年的优良表现，2009年6月AMD推出了业内首款原生六核心皓龙处理器“伊斯坦布尔”。伊斯坦布尔皓龙处理器集成了9.04亿个晶体管，有六个核心，每个核心有64KB的L1数据高速缓存，64KB的L1指令高速缓存和512KB的L2高速缓存。采用45纳米绝缘硅制程，由AMD位于德国德累斯顿市的芯片工厂GlobalFoundries负责制造。每个芯片还有6MB的L3高速缓存可以供所有核心设置共享，并采用了全面的AMD-V虚拟化及AMD-P能量管理特性（AMD-V是由快速虚拟化索引和扩展迁移组成，AMD-P是由智能取回，能量封装和CoolCore特性组成的）。

    增加两个核心的意义是非凡的，更多的核心，更高的性能，同样的功耗封装，让“伊斯坦布尔”的每瓦特性能得到空前的提升。相对上一代平台，AMD伊斯坦布尔的每瓦特性能提升34%。