AMD attaque le marché des processeurs quadri-coeurs

Cette fois, c’est fait! Après nombre de retards, AMD a officiellement annoncé la disponibilité de Quad Core, son premier processeur Opteron quadri-coeur jusqu’alors présenté sous le nom de code Barcelona, qui introduit l’architecture K10. Le fondeur de Sunnyvale n’hésite pas à présenter son nouvel opus comme « le premier processeur x86 à quatre coeurs natif » du marché. AMD entend par là que les quatre core de calcul sont intégrés dans la même pièce de silicium alors que les Xeon quadri-coeur de son concurrent Intel sont constitués d’un assemblage de deux double-coeurs.

Résultat, sur le papier, le partage de la mémoire cache commune aux quatre core et leur consommation énergétique mieux contrôlée affichent un rapport performance par watt plus efficace qu’avec l’architecture choisie par Intel. Dans les faits, il conviendra de vérifier à l’usage la pertinence de ces choix technologiques.

Mais il est dores et déjà à noter qu’AMD maintient avec Barcelona la compatibilité avec l’existant, ce qui pérennise les investissements des entreprises. La puce de 3ème génération est compatible avec le Socket F (1203) et maintient une dissipation thermique (TDP) équivalente avec les Opteron deux coeurs. Ce qui, à consommation constante, permet d’augmenter considérablement les performances de calcul.

La consommation électrique au centre des préoccupations

La consommation électrique est évidemment au centre des préoccupations des ingénieurs d’AMD, notamment. Avec Barcelona, AMD s’adresse dans un premier temps aux centres de calcul et de données (data center), très consommateurs d’énergie par définition. Deux familles d’Opteron Quad Core sont aujourd’hui présentée : les Opteron 23xx destinés aux plates-formes à 2 voix, et les 83xx pour les environnements 4 et 8 processeurs.

Ces deux familles se distinguent par deux niveaux de qualité avec les produits standards proposés avec une enveloppe thermique (TDP) de 95 watts et les HE (Energy Efficient) avec un TDP de 68 watts. Une troisième famille dite SE (High Performance), qui visera la performance pure avec une dissipation thermique de 120 watts, est programmée pour le quatrième trimestre 2007. Les performances seront atteinte par une augmentation de la fréquence d’horloge à 2,5 GHz (nom de code Budapest).

Les 11 modèles présentés aujourd’hui disposent d’une fréquence maximale de 2 GHz, avec un seuil à 1,7 pour la série 2300 et 1,8 GHz pour la branche 8300. Toutes les puces sont produites en en 65 nanomètres (nm) avec un cache de niveau 2 de 2 Mo (512 Ko par coeur) et un cache partagé de niveau 3 de 2 Mo. Le cache de premier niveau reste le même avec 64 Ko pour les instructions et autant pour les données (128 Ko au total). Globalement, l’Opteron Quad Core contient 463 millions de transistors (près de 600 millions avec les mémoires cache). Soit près du double de la précédente génération.

Eteindre les unités de calcul non utilisées

Outre la multiplication des coeurs, l’architecture K10 s’enrichit de quelques nouveautés. En matière de virtualisation, d’abord, avec une optimisation des traductions des adresses logiques en adresses physique ce qui soulage d’autant l’hyperviseur. En matière de consommation ensuite avec une CoolCore, une version améliorée de PowerNow qui permet de faire varier la fréquence d’horloge de chacun des coeurs de manière autonome et dynamique mais aussi d’éteindre les unités de calcul du processeur non utilisées.

Ensuite, Dual Dynamic Power Management (DDPM) permet d’alimenter indépendamment les coeurs du processeur et le contrôleur mémoire. Ce qui permet d’augmenter la fréquence de ce dernier, d’environ 200 MHz en plus par rapport au processeur, afin d’élargir sa bande passante et réduire les temps de latence. AMD peut ainsi conserver la mémoire DDR2 ECC à registre et repousser l’intégration de FB-Dimm efficace mais gourmande en énergie.

Introduction de la notion de consommation moyenne

Fort de ces avancées en matière d’optimisation de la consommation électrique, AMD introduit un nouveau concept de mesure thermique : l’Average CPU Power (ACP) pour consommation moyenne de processeur. Cette nouvelle mesure permettra aux fabricants de serveurs d’ajuster au mieux l’usage des composants nécessaires à l’évacuation de chaleur et réduire ainsi les coûts énergétiques.

Ainsi, une dissipation thermique (TDP) de 120 W se traduit par un ACP de 105 W. Et les 95 et 68 W en TPD deviennent respectivement 75 et 55 W en ACP. AMD n’en conserve pas moins la notification en TDP pour les constructeurs de cartes mères.

Les tarifs s’étendent de 209 à 389 dollars pour la série 23xx et de 698 à 1019 pour les 83xx (à l’unité par lot de mille pièces). HP, Sun, Dell et IBM ont déjà annoncé leur soutien à l’Opteron Quad Core Barcelona, ainsi que nombre de constructeurs régionaux (Appro, Egenera, Gateway, Rackable Systems, Supermicro, Verari, Transtec…).