2003-2009年 盘点AMD皓龙处理器历程[服务器安全]

    谈到X86服务器大概PC服务器,很多人想到的都是英特尔以及它的至强系列处理器芯片,毕竟X86服务器芯片这块市场十之八九的份额都在英特尔的手中.不过,我们仍旧无法,也不该该忘掉英特尔的“友商”AMD公司以及它那充满“创新”、“搏斗”精神的皓龙处理器.本年是IT168网站成立十周年,值此之际,IT168服务器频道推出了系列回想性文章,以梳理服务器这一产业过去的风风雨雨,从而帮忙大家对那些好像璀璨明星一样的企业和产品有了一个历史性的认知和掌控.本文回想了AMD皓龙处理器自2003年诞生以来在市场夹缝中求得生存和发展的历程.

    皓龙,英文名Opteron,是AMD公司X86服务器处理器芯片系列的品牌名称,也是AMD公司第一款可以履行AMD64指令集（目前普通也称为x86-64）的处理器.皓龙于2003年的4月22日正式公布,其采取的核心代号是SledgeHammer（大锤,也称K8）,这一锤砸向的是之前几近完好被英特尔所垄断的x86服务器和工作站市场.此后,皓龙与至强在市场上形成了“针尖对麦芒”、“不屈不挠”的正面竞争.到2007年9月10日,AMD又公布了基于新一代核心AMD K10（代号Barcelona）的皓龙处理器,并且,跟最早的单核心皓龙差别,它已经是一款拥有4个内核的处理器.

    不得不说的三个特点

    最早的皓龙处理器之所以在2003、2004年可以翻开市场,除了 “直连架构”、“集成内存掌握器”等技术给用户带来耳目一新的震动之外,还得益于AMD对64位计算的准肯定位.当时,英特尔的至强处理器履行的是32位计算,而把64位计算托附给了英特尔与惠普结合开辟的另一个与IA-32完好差别架构的处理器:安腾,这使得至强和安腾之间存在了一个市场闲暇,AMD恰好攻其不备.对皓龙而言,它有个非常重要的特点——就是既可以履行当时大量的x86 32位利用软件,且不会带来性能上的损耗,又可以履行x86-64的64位利用软件.为了应对皓龙的竞争,英特尔还被迫引入了新的IA-32程序仿真器来提高安腾处理器运行32位利用程序的速度,之前,由于安腾完好脱离了IA-32位体系,在运行32位程序时,只能以模拟方法举行,效率很低.过后证明,安腾的这一招并没有起到阻击AMD的作用,毕竟2001年才公布的安腾也是新闹事物,在市场上的份额还很小.

    其实,当时针对X86架构的64位软件非常少,并且可以履行64位计算的处理器在市场上已经存在多年,几大RISC厂商的处理器Sun SPARC、DEC Alpha、HP PA-RISC、IBM POWER以及SGI MIPS都可以举行64位运算.但恰是因为把32位和64位结合在了一同,仅凭这一点,AMD的皓龙处理器就在市场上就得到了“有创新精神”、“保护客户现有和将来投资”的名誉:既可以高性价比地运行现有的遍及的x86软件,又为今后向64位进级供应了途径!市场承受了AMD的这一理念,也此后承受了皓龙.而英特尔直到一年后,2004年才公布了其支持EM64T（兼容32位）的至强处理器,代号Nocona,直接与AMD64相抵挡.

    除了64位计算,AMD皓龙的另一个全新重要特点就是把内存掌握器从本来的北桥芯片组集成到了处理器中,按照差别年代、差别批次,集成的内存掌握器所支持的内存范例也从DDR SDRAM发展到了目前的DDR2 SDRAM和将来的DDR3 SDRAM.这一做法完好冲破了传统的前端总线架构,不但降低了内存的拜候耽误,也撤消了独立的北桥芯片,从而有助于削减本钱.

    关于多处理器系统（即一块主板上不只一颗处理器）而言,皓龙处理器之间的通信也不再需求经过前端总线,而是通过AMD创始的高速超传输总线（HyperTransport,简称HT）互连,AMD将其称为直连架构.每颗CPU可以拜候另一颗处理器的内存,而这关于软件编程人员来说是完好透明的.跟传统的对称多处理（Symmetric multiprocessing,SMP）差别,AMD的多处理系统中,没有供全部CPU同享的内存库,而是每颗CPU都拥有自己的内存.这样一来,皓龙更像是一种NUMA（Non-Uniform Memory Access）架构.为此,皓龙CPU可以直接支持到8路服务器扩大,而无须第三方芯片组或衔接技术的支持,比方目前惠普的DL785以及曙光的A950都是支持皓龙的8路服务器.

    在很多Benchmark基准测试中,在多处理器扩大方面,皓龙处理器也表现出了对英特尔至强的上风.这是因为,关于过去的至强系统而言,由于是同享前端总线架构,每增添一颗处理器就会给I/O带来压力,而皓龙由于采取的是HT交换式直连架构,随着处理器增添,带宽也随之增添.同时,由于皓龙集成了内存掌握器,使得CPU拜候本地内存的速度非常快,而相反,至强多处理系统中,处理器与处理器之间以及处理器和内存之间的通信仅依靠同享的两条总线.因此,当至强系统中的CPU数目增添时,对同享总线带宽资源的争抢就会招致计算效率的下降.事实上,英特尔直到6年后,也就是本年的3月份,才在其公布的Nehalem-EP（至强5500）中采取了近似的架构:集成内存掌握器,引入快速通道互联总线（QuickPath Interconnec,QPI）,完好放弃了传统的同享前端总线（FSB）架构.