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Clasificando a Opteron, Athlon 64 y Athlon 64 FX
Enviado el 18/10/03 a las 02:00 por Noticias

AMD

El pasado septiembre, AMD culminó su promesa de ofrecer una arquitectura de 64 bits, al lanzar sus procesadores Athlon 64 y Athlon 64 FX, complementando al Opteron. Sin embargo, aunque estos avances son siempre bienvenidos, también es cierto que suelen producir algo de confusión en el comprador, al ser a veces difícil el hacerlos encajar en un segmento concreto de mercado.

Los tres procesadores AMD64 comparten un linaje común, pero tienen notables diferencias en diseño, características y soporte, así como la clásica segmentación en precio y niveles de rendimiento. Así pues, pongamos a Opteron, Athlon 64 y Athlon 64 FX en su contexto.

Diseño del núcleo

Todos estos procesadores de AMD están fabricados con tecnología de 0'13 micras (el cambio a 0'09 micras, o 90 nanómetros, se espera para algún momento de 2004), y disponen de 128K de caché de nivel 1 y 1MB de caché de nivel 2 integradas en el mismo chip. Algunos medios han especulado con la posibilidad de procesadores Athlon 64 con 512K de caché L2 para el mercado de gama baja y de portátiles, pero todavía no han aparecido ninguno de esas características.

Comparados con la séptima generación de AMD, los Athlon y Athlon XP, cada miembro del clan Hammer tiene varias mejoras, como dos etapas extra en el pipeline, algoritmos mejorados de predicción de saltos, soporte para las instrucciones SSE2 para multimedia, y un controlador de memoria integrado en la CPU en vez de situado en el NorthBridge del chipset.

El Opteron incluye un robusto controlador de memoria dual-channel (un controlador cuyo bus de datos está duplicado, de 64 a 128 bits). Técnicamente no es un auténtico diseño dual-channel como el del nForce 2 de Nvidia, que transfiere datos simultáneamente a través de dos caminos distintos, pero tiene el mismo efecto de duplicar los caminos y crear una auténtica conexión de 128 bits (además de un código de corrección de errores de 16 bits).

Montado en un encapsulado de 940 pines, el Opteron está disponible en velocidades de reloj que van desde los 1'4 GHz hasta los 2 GHz, y en tres configuraciones distintas: la serie 100 para estaciones de trabajo uniprocesador, la serie 200 para estaciones de trabajo o servidores biprocesador, y la serie 800, para servidores de 4 u 8 procesadores o clusters de gran tamaño. Sus números de modelo indican la serie y la velocidad de reloj, como el Opteron 142 y 242 a 1'6GHz y el Opteron 844 a 1'8GHz.

El Athlon 64 FX (el primero etiquetado como FX-51; el sucesor, a mayor velocidad de reloj, será el FX-53, seguido de un posible FX-55) es prácticamente una versión del Opteron 100 de 940 pines para equipos de sobremesa. Sin embargo, hay algunas diferencias, como la velocidad de reloj de 2'2GHz (una ganancia de 200MHz frente al más rápido Opteron 100). Además, se encuentra limitado (al menos en el papel) a sistemas de un único procesador, pues AMD quiere mantener claramente diferenciados los mercados de sobremesa y servidores.

Finalmente, la gama principal, formada por los procesadores Athlon 64, tienen la misma caché L1 y L2 que los Opteron, y en concreto el Athlon 64 3200+, el más rápido, trabaja a los mismos 2'0GHz que el Opteron 146. Sin embargo, el Athlon 64 viene en un encapsulado de 754 pines, y su controlador de memoria sólo dispone de un único camino de 64 bits hasta la memoria, y, por tanto, con la mitad del ancho de banda de los Opteron o Athlon FX.

Características y soporte de memoria

Es tecnología nueva para los usuarios de sobremesa, pero los administradores de servidores están familiarizados con la memoria con buffers o registros (registered o buffered memory), y puesto que el Opteron necesita este caro y fiable tipo de DDR, también lo necesita el Athlon 64 FX-51. Por contra, el Athlon 64 emplea la clásica memoria DDR, sin buffer.

La velocidad de la memoria es otra cuestión: mientras que el controlador dual-channel del Opteron admite registered DDR en configuración dual con velocidades de hasta 333 MHz (consiguiendo así un ancho de banda de 5'3 GB/seg, lo que es un notable incremento frente al viejo Athlon MP), el Athlon FX-51 añade soporte para DDR400, elevando el ancho de banda hasta los 6'4GB/seg. El Athlon 64 también permite memoria de 400MHz, pero su controlador single-channel reduce el ancho de banda hasta los 3'2GB/seg con DDR400.

Pese a todo, las diferencias en rendimiento no son tan grandes, en buena parte gracias a las increíblemente reducidas latencias ofrecidas por el controlador de memoria. El diseño puentea varios cuellos de botella clásicos, convirtiendo a la CPU en policía de tráfico y reduciendo los ciclos necesarios para un acceso a memoria. Esto se nota en los benchmarks, los cuales colocan al Athlon 64 FX-51 en lo alto de la lista, seguido de cerca por el Athlon 64.

Por supuesto, el rendimiento no es gratis, y la dependencia del Athlon 64 FX-51 de la DDR con buffer añade cierta sobrecarga al coste del sistema. Se espera que el cambio a 90 nanómetros traiga un Athlon 64 FX revisado, con un encapsulado de 939 pines, y que funcione con memoria convencional, aunque AMD no ha hecho comentarios al respecto.

El enlace HyperTransport

Hypertransport es una de las características más importantes de los procesadores AMD64, y supone una alternativa de alto rendimiento frente a los actuales buses de sistema. HyperTransport ofrece una serie de líneas punto a punto, permitiendo hasta 6'4GB/seg. En los diseños actuales de AMD64, el HyperTransport se emplea para conectar la CPU a la memoria del sistema, al North y South bridges, y también a otras CPUs en el caso de los Opteron en configuración multiprocesador.

Aunque la tecnología es común a los cuatro modelos AMD64, encontramos una vez más diferencias en las implementaciones: más o menos enlaces HyperTransport, además de uno o dos canales para la memoria, tal y como muestra el diagrama anterior. Los Opteron disponen de tres enlaces HyperTransport, empleados para multiproceso y memoria compartida (la serie 800 tiene tres enlaces coherentes, lo que permite conectar hasta cuatro CPUs, mientras que la serie 200 tiene un único enlace coherente, para conectar a otra CPU, y dos enlaces coherentes. La serie 100 tiene tres enlaces no coherentes).

Al ser diseños monoprocesador, el Athlon 64 y el Athlon 64 FX no necesitan enlaces coherentes. Al contrario, disponen únicamente de un único enlace HyperTransport, lo que limita el ancho de banda total a un máximo de 6'4GB/seg. HyperTransport es una de las principales ventajas de la plataforma AMD64, e incluso un único enlace a 6'4GB/seg hunde a los actuales buses de Intel y ofrece suficiente ancho de banda tanto para los actuales dispositivos como para futuras tecnologías como PCI Express.

La elección de la plataforma es bastante estándar, disponiéndose de diversas opciones como por ejemplo diferentes chipsets de Nvidia, VIA y AMD. El Opteron y el Athlon 64 FX-51 comparten el mismo sistema de 940 pines (para placas madre uniprocesador, desde luego), mientras que el Athlon 64 necesita una placa madre diseñada para diseños de 754 pines. Los chipsets de la serie AMD 8000 cubren el segmento de gama alta para multiproceso, mientras que el nForce 3 Pro de Nvidia (para Opteron y Athlon 64 FX), el nForce 3 (para Athlon 64) y los K8T800 de VIA (para cualquier chip AMD64) luchan en el mercado de estaciones de trabajo y sobremesa.

La diferencia clave entre las plataformas es el coste, con las placas para Opteron/Athlon FX de 940 pines como las más caras, y con las de Athlon 64 (754 pines) sorprendentemente baratas, incluso comparadas con las de Pentium 4. Tal y como demostró el K8T800 de VIA, las funciones integradas de los procesadores AMD64 hacen sencilla la creación de un chipset válido para todos los procesadores. Y puesto que el controlador de memoria está integrado, la nueva guerra se librará en el bus del sistema. El chipset que ofrezca el mejor rendimiento del bus HyperTransport será el que se siente en el trono de los gráficos de ventas.

Un nuevo mundo de 64 bits

A AMD le llevó algún tiempo el lanzamiento de su gama AMD64, pero ahora tiene un mercado de procesadores deliciosamente segmentado. Aun con software de 64 bits escaso (con las versiones AMD64 de Windows XP y Windows Server 2003 en versión beta hasta la segunda mitad de 2004), el Opteron sirve al mercado de estaciones de trabajo y servidores de gama alta con fuerza, mientras que el Athlon 64 FX-51 se sitúa como la opción de los entusiastas de amplio bolsillo. Finalmente, el casi-tan-rápido Athlon 64, con su aceptable precio, es la opción para el resto de la gente.

Fuente: CPU Planet (en inglés).


 
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