AMD Opteron
Der Opteron (Codename Sledgehammer bzw. K8) ist der erste Mikroprozessor von AMD in 64-Bit-Technologie auf Basis der AMD64-Architektur (auch als x86-64, bzw. x64 bezeichnet). AMD zielt mit diesem Prozessor auf den Server-Markt, entsprechend gibt es Varianten des Opteron für den Einsatz in Systemen von 1-8 Prozessoren.
Geschichte
Anders als das Konkurrenzprodukt Intel Itanium (in IA-64-Architektur) ist der Opteron weiterhin uneingeschränkt dazu fähig, neben 64-bit-Programmen auch 32-bit-x86-Programme ohne bremsende Emulationsschicht in Hardware auszuführen, da die AMD64-Architektur lediglich einen 64-bit-Aufsatz auf einen x86-Prozessor darstellt. Alte Software kann dadurch weiter benutzt werden, innerhalb gewisser Grenzen sogar gemischt mit 64-Bit-Software.
Neben der 64-Bit-Fähigkeit bietet der Opteron als weitere Neuerung noch einen integrierten Dual-Channel-Speichercontroller, der bei fast allen Modellen die Verwendung von "Registered DDR-SDRAM" voraussetzt. ECC-Speicher wird, was für einen Server-Prozessor fast selbstverständlich ist, ebenfalls unterstützt.
Anders als sein Desktop-Gegenstück Athlon 64, der den Sockel 754 oder Sockel 939 benutzt, wurde der Opteron-Prozessor lange Zeit ausschließlich in dem Sockel 940 ausgeliefert. Die gegenüber dem Sockel 754 zusätzlichen 186 Kontakte werden unter anderem für einen zweiten Speicherkanal und zusätzliche HyperTransport-Schnittstellen benötigt, mit denen der integrierte Speichercontroller für DDR-SDRAM mit den Speichercontrollern der anderen im Multiprozessorsystem evtl. vorhandenen Prozessoren kommunizieren kann, um auf deren Speicher zuzugreifen. Anders als bei vielen anderen Multiprozessor-Lösungen gibt es beim Opteron keinen gemeinsamen Speicher mehr, auf den alle Prozessoren zugreifen, sondern jeder Chip hat einen eigenen Speicherbereich, über dessen Zugriff durch andere Prozessoren er bestimmen kann (siehe auch: NUMA). Theoretisch wird dadurch der Northbridge-Chip der Hauptplatinen überflüssig, da seine einzig verbliebene Aufgabe die Anbindung einer AGP-Grafikkarte wäre, die man in reinen Server-Systemen jedoch eher selten findet.
Sockel 940
Die ersten Opterons für den Sockel 940 wurden am 22. April 2003 vorgestellt. Mit ihnen schaffte AMD erstmals Beachtung und konnte Erfolg im sehr profitablen Server-Segment erzielen. Der 32-Bit Vorgänger AMD Athlon MP konnte dort niemals große Erfolge verbuchen.
Am 17. Februar 2004 stellte AMD noch zwei speziell auf niedrigen Stromverbrauch optimierte Typen vor: den Opteron EE und den Opteron HE. Der EE verbrauchte nur maximal 30 Watt und der HE nur maximal 55 W, statt maximal 89 W bei den Standard-Opterons. Diese Versionen kosteten wegen der besonderen Selektion erheblich mehr und fanden besonders in Bladeservern und HPC-Clustern Verwendung.
Am 14. Februar 2005 stellte AMD eine neue Generation der Opteron-Prozessoren im E-Stepping (90 nm Fertigung) vor, die die alten Modelle (130 nm Fertigung) ersetzten. Außerdem wurden noch die x52-Opterons mit 2.600 MHz Takt vorgestellt. Das E-Stepping bringt weitere Verbesserungen am Speichercontroller, geringeren Stromverbrauch, Erhöhung der Taktrate der HyperTransport-Links auf 1.000 MHz und fügt einige zusätzliche Befehlssätze wie z. B. SSE3 hinzu. Zusätzlich wird mit der Stromspartechnik Optimized Power Management (OPM) auch das bereits beim Athlon 64 bekannte Cool'n'Quiet beim Opteron eingeführt, allerdings leicht modifiziert, damit es auch mit Registered-Speicher funktioniert.
Dual-Core
Am 21. April 2005 brachte AMD die schon lange angekündigten Dual-Core-Varianten für die 2xx- und 8xx-Serie auf den Markt. Diese CPUs ließen sich größtenteils ohne nennenswerte Probleme (Aktualisierung des Mainboard-Bios) in bereits existierende Sockel 940 Opteron-Systeme integrieren und machten so beispielsweise aus einem Dual-System nahezu ein Quad-System.
Sockel 939
Ab dem 2. August 2005 bot AMD die Opteron-CPUs der 1xx-Serie auch für den Sockel 939 statt für den Sockel 940 an. Der Sockel 939 war bisher dem Athlon 64, Athlon 64 FX und Athlon 64 X2 vorbehalten und erlaubte im Gegensatz zum Sockel 940 die Nutzung ungepufferten ECC-Speichers. Dadurch reduzierten sich die Kosten für kleine Workstations und Server auf Basis der 1xx-Opterons, da auf gewöhnliche und damit kostengünstigere Sockel-939-Mainboards zurückgegriffen werden konnte.
Die bisherigen 1xx-CPUs für Sockel 940 waren mittelfristig weiterhin erhältlich, die gleichzeitig vorgestellten Dual-Core-CPUs der 1xx-Serie waren in dieser Form aber nur für den Sockel 939 erhältlich.
Sockel F und AM2
Am 15. August 2006 wurde eine neue Generation von Opteron-Prozessoren für den Sockel F (für Systeme mit zwei, vier und acht Prozessoren) und Sockel AM2 (für Systeme mit einem Prozessor) vorgestellt. Neben dem neuen DDR2-Speichercontroller setzt AMD bei den neuen Opteron, die nun eine vierstellige Modellnummer besitzen, auch erstmals vollständig auf Dual-Core-Prozessoren.
Mit dem neuen Kern Santa Rosa wechselt AMD bei den SMP-Opteron auf den neuen Sockel F, der 1207 Kontakte in LGA-Bauform besitzt. Für die 1xxx-Reihe setzt man mit dem Santa Ana-Kern (der dem Windsor-Kern des Athlon 64 X2 ähnelt) auf den bereits beim Athlon 64, Athlon 64 X2 und Sempron etablierten Sockel AM2.
Modellnummern
Die Opterons verwenden eine von den sonstigen AMD-Prozessoren abweichende Modellnummerierung, bestehend aus einer drei- oder vierstelligen Zahl, je nachdem, welche Prozessor-Generation zum Einsatz kommt.
Dreistellig
Opteron für Sockel 940 und Sockel 939:
- Die erste Ziffer steht dafür, mit wie vielen weiteren Prozessoren der Prozessor auf der Hauptplatine eingesetzt werden kann (Skalierbarkeit: 1, 2 oder bis 8)
- Die beiden letzten Ziffern codieren den Takt des Prozessors und die Anzahl der CPU-Cores. Generell deutet eine größere Zahl hier eine höhere Geschwindigkeit an. Für Single-Core-Opterons gibt es die Modellnummern x40 (1400 MHz), x42 (1600 MHz) bis x56 (3000 MHz, Dual-Core-Opterons haben die Modellnummern x60 (1600 MHz), x65 (1800 MHz) bis x85 (2600 MHz).
Vierstellig
Opteron für Sockel F und Sockel AM2:
- Die erste Ziffer steht dafür, mit wie vielen weiteren Prozessoren der Prozessor auf der Hauptplatine eingesetzt werden kann (Skalierbarkeit: 1, 2 oder bis 8)
- Die zweite Ziffer bezeichnet die Prozessorgeneration, beginnend mit "2" für die Prozessoren der Revision F.
- Die beiden letzten Ziffern codieren den Takt des Prozessors. Generell deutet eine größere Zahl hier eine höhere Geschwindigkeit an. Es beginnt mit der Modellnummer xx10 = 1.800 MHz, danach folgt xx12 = 2.000 MHz usw.
Beispiele
- Opteron 240: Single-Core Prozessor für Systeme mit zwei Prozessoren, 1400 MHz Taktfrequenz
- Opteron 844: Single-Core Prozessor für Systeme mit bis zu acht Prozessoren, 1800 MHz Taktfrequenz
- Opteron 265: Dual-Core Prozessor für Systeme mit zwei Prozessoren, 1800 MHz Taktfrequenz
- Opteron 1210: Dual-Core Prozessor der ersten neuen Generation für Systeme mit einem Prozessor, 1800 MHz Taktfrequenz
- Opteron 8214: Dual-Core Prozessor der ersten neuen Generation für Systeme mit bis zu acht Prozessoren, 2200 MHz Taktfrequenz
Modelldaten
Sockel 940
Sledgehammer B3
- Revisionen: B3
- L1-Cache: 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache 1.024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64, SMP (nicht bei 1xx)
- Sockel 940, HyperTransport mit 800 MHz (HT800)
- Betriebsspannung (VCore): 1,55 Volt
- Leistungsaufnahme (TDP): 84,7 Watt
- Erscheinungsdatum: 22. April 2003
- Fertigungstechnik: 130 nm (SOI)
- Die-Größe: 193 mm² bei 105,9 Millionen Transistoren
- Taktraten: 1.400 - 1.800 MHz
- x40: 1.400 MHz
- x42: 1.600 MHz
- x44: 1.800 MHz
Sledgehammer C0
- Revisionen: C0
- L1-Cache: 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache 1.024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64, SMP (nicht bei 1xx)
- Sockel 940, HyperTransport mit 800 MHz (HT800)
- Betriebsspannung (VCore): 1,50 V
- Leistungsaufnahme (TDP): 82,1 W (x46 und x48: 89 W)
- Erscheinungsdatum:
- Fertigungstechnik: 130 nm (SOI)
- Die-Größe: 193 mm² bei 105,9 Millionen Transistoren
- Taktraten: 1.400 - 2.200 MHz
- x40: 1.400 MHz
- x42: 1.600 MHz
- x44: 1.800 MHz
- x46: 2.000 MHz
- x48: 2.200 MHz
Sledgehammer CG
- Revisionen: CG
- L1-Cache: 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache 1.024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64, SMP (nicht bei 1xx)
- Sockel 940, HyperTransport mit 800 MHz (HT800)
- Betriebsspannung (VCore): 1,50 V (EE-Version: 1,15 V)
- Leistungsaufnahme (TDP):
- Standard: 82,1 W, ab x46: 89 W
- HE-Version: 55 W
- EE-Version: 30 W
- Erscheinungsdatum:
- Fertigungstechnik: 130 nm (SOI)
- Die-Größe: 193 mm² bei 105,9 Millionen Transistoren
- Taktraten: 1.400 - 2.400 MHz
- x40(EE): 1.400 MHz
- x42: 1.600 MHz
- x44: 1.800 MHz
- x46(HE): 2.000 MHz
- x48: 2.200 MHz
- x50: 2.400 MHz
Troy (2xx) / Athens (8xx)
- Revision: E4
- L1-Cache: 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache 1.024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit, SMP
- Sockel 940, HyperTransport mit 1.000 MHz (HT1000)
- Betriebsspannung (VCore): 1,35/1,40 V
- Leistungsaufnahme (TDP):
- Standard: 85,3 W, ab x52: 92,6 W
- HE-Version: 55 W
- Erscheinungsdatum: 14. Februar 2005
- Fertigungstechnik: 90 nm (SOI)
- Taktraten: 1.600 - 3.000 MHz
- 242/842: 1.600 MHz
- 244/844: 1.800 MHz
- 246/846: 2.000 MHz
- 248(HE)/848: 2.200 MHz
- 250/850: 2.400 MHz
- 252/852: 2.600 MHz
- 254/854: 2.800 MHz
- 256/856: 3.000 MHz
Egypt
Doppelkernprozessor (Dual-Core)
- Revision: E1
- L1-Cache: Je Kern 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache: Je Kern 1.024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit, SMP
- Sockel 940, HyperTransport mit 1.000 MHz (HT1000)
- Betriebsspannung (VCore): 1,35 V
- Leistungsaufnahme (TDP): 95 W
- Erstes Erscheinungsdatum: 21. April 2005
- Fertigungstechnik: 90 nm (SOI)
- Taktraten: 1.800 - 2.200 MHz
- 865: 1.800 MHz
- 870: 2.000 MHz
- 875: 2.200 MHz
Italy
Doppelkernprozessor (Dual-Core)
- Revision: E6
- L1-Cache: Je Kern 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache: Je Kern 1.024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit, SMP
- Sockel 940, HyperTransport mit 1.000 MHz (HT1000)
- Betriebsspannung (VCore): 1,30/1,35 V
- Leistungsaufnahme (TDP):
- Standard: 95 W
- HE-Version: 55 W
- Erstes Erscheinungsdatum: 21. April 2005
- Fertigungstechnik: 90 nm (SOI)
- Taktraten: 1.600 - 2.400 MHz
- 860HE/260HE: 1.600 MHz
- 865(HE)/265(HE): 1.800 MHz
- 870/270: 2.000 MHz
- 875/275: 2.200 MHz
- 880/280: 2.400 MHz
Sockel 939
Venus
- Revision: E4
- L1-Cache: 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache 1.024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit
- Sockel 939, HyperTransport mit 1.000 MHz (HT1000)
- Betriebsspannung (VCore): 1,35/1,40 V
- Leistungsaufnahme (TDP): 144 und 146: 67 W / 148 und 150: 85,3 W / 152: 104 W
- Erscheinungsdatum: 14. Februar 2005 (Sockel 940) bzw. 2. August 2005 (Sockel 939)
- Fertigungstechnik: 90 nm (SOI)
- Taktraten: 1.800 - 2.800 MHz
- 144: 1.800 MHz
- 146: 2.000 MHz
- 148: 2.200 MHz
- 150: 2.400 MHz
- 152: 2.600 MHz
- 154: 2.800 MHz
Denmark
- Dual-Core-Prozessor
- Revision: E6
- L1-Cache: Je Kern 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache: Je Kern 1.024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit
- Sockel 939, HyperTransport mit 1.000 MHz (HT1000)
- Betriebsspannung (VCore): 1,30/1,35 V
- Leistungsaufnahme (TDP): 110 W
- Erstes Erscheinungsdatum: 2. August 2005
- Fertigungstechnik: 90 nm (SOI)
- Taktraten: 1.800 - 2.600 MHz
- 165: 1.800 MHz
- 170: 2.000 MHz
- 175: 2.200 MHz
- 180: 2.400 MHz
- 185: 2.600 MHz
Sockel AM2
Santa Ana
- Revision F2
- L1-Cache: Je Kern 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache: Je Kern 1024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR2-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, NX-Bit, Pacifica
- Sockel AM2, HyperTransport mit 1000 MHz (HT1000)
- Betriebsspannung (VCore):
- Leistungsaufnahme (TDP):
- Standard: 103 W
- SE-Version: 125 W
- Erscheinungsdatum: 15. August 2006
- Fertigungstechnik: 90 nm (SOI)
- Die-Größe: 230 mm² bei 227,4 Millionen Transistoren
- Taktfrequenzen: 1.800 - 2.800 MHz
- 1210: 1.800 MHz
- 1212: 2.000 MHz
- 1214: 2.200 MHz
- 1216: 2.400 MHz
- 1218: 2.600 MHz
- 1220 SE: 2.800 MHz
Sockel F
Santa Rosa
- Revision F2
- L1-Cache: Je Kern 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
- L2-Cache: Je Kern 1024 KB mit Prozessortakt
- Speichercontroller: Dual-Channel DDR2-SDRAM
- MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, OPM, NX-Bit, SMP, Pacifica
- Sockel F, HyperTransport mit 1000 MHz (HT1000)
- Betriebsspannung (VCore):
- Leistungsaufnahme (TDP):
- Standard: 95 W
- SE-Version: 120 W
- HE-Version: 68 W
- Erscheinungsdatum: 15. August 2006
- Fertigungstechnik: 90 nm (SOI)
- Die-Größe: 230 mm² bei 227,4 Millionen Transistoren
- Taktfrequenzen: 1.800 - 2.800 MHz
- 2220 SE/8220 SE: 2.800 MHz
- 2218/8218: 2.600 MHz
- 2216(HE)/8216(HE): 2.400 MHz
- 2214(HE)/8214(HE): 2.200 MHz
- 2212(HE)/8212(HE): 2.000 MHz
- 2210(HE): 1.800 MHz
