【IT168 专稿】在英特尔（Intel）服务器CPU全解析一文中，我们详细介绍了Intel的服务器CPU,今天，笔者再次和大家共享AMD服务器CPU的发展历史。

    AMD是一家业务遍及全球的集成电路供应商，专为电脑、通信及电子消费类市场供应各种芯片产品，其中包括用于通信及网络设备的微处理器、闪存以及基于硅片技术的解决方案等。AMD创办于1969年，总公司设于美国硅谷，有超过70%的收入来自国际市场，是一家真正意义上的跨国公司。公司在美国纽约股票交易所上市，代号为AMD。AMD除了在世界各大城市设有办事处之外，还在美国、欧洲、日本及亚洲等地设有生产中心。AMD 是美国财富杂志及标准普尔等机构选出的 500 强公司之一。

    作为排位在INTEL公司之后世界第二大CPU制造商的AMD，在X86时代，一直都能够紧跟着INTEL的步伐，产品的技术与推出时间和INTEL相比并没有什么明显的差别，以致与在那个时候，我们就知道有286、386和486，可是并没有详细地区分是INTEL还是AMD，或者是CYRIX的。

    英特尔公司的主要CPU系列型号有Pentium、Pentium Pro、Pentium II、Pentium III、Pentium 4、Pentium-m、Celeron、Celeron II、Xeon等等。而AMD公司则有K5、K6、K6-2、K6-3、K7（Duron、Athlon XP、Athlon 64）等等。

    在这近20年的竞争中虽然AMD时而在技术上超过INTEL，但由于自己在宣传力度上不够的以及一些其他原因始终没有在市场竞争中取胜，但正是这种竟争才真正推动了CPU技术的发展。

    相对于Intel 的服务器Pentimu Pro、Pentium II XEON、Pentium III Xeon、Pentium 4的至强（XEON）、Itanium 第一代和二代以及64位“Nocona” Xeon CPU等较多的服务器产品线，AMD 的服务器目前主要有K7（Athlon MP <速龙>）和K8（Opteron <皓龙>）等产品线；下面我们就主要介绍这两种类型的服务器CPU。

    AMD 从2001年开始在服务器领域跃跃欲试，并于6月推出了支持双处理器的Althlon MP及配套的AMD-760 MP芯片组，支持DDR ECC SDRAM和AGP 4X。该芯片组包括AMD-762系统控制器（北桥）和AMD-766周边总线控制器（南桥）。它改善了CPU和内存之间的总线结构，处理器与北桥芯片之间拥有2条独立的点到点的处理器系统总线，从而提高了运算效能。PCI总线的控制功能也在北桥芯片上实现，南桥具有一些周边设备的接口功能。AMD-762只在33MHz上支持64位PCI，这一点在设计显得有点儿保守。

    AMD的 速龙 MP 双处理器主要是面向服务器和工作站的。目前常见的Athlon 系列主要有Athlon XP、Athlon 4、Athlon MP三个版本。由于Athlon XP、Athlon 4、Athlon MP的接口均为462针插槽接口，外观极为相似，使一般消费者很难分辨。其实Athlon XP为桌面版的CPU， Athlon 4为移动版CPU，Athlon MP服务器版CPU，不过市面上仍然都还是直接叫它为Athlon。首先是移动版与桌面版与服务器版的不同，移动版Athlon 4可以支持PowerNow 2.0技术，而其它版本的Athlon都不支持此技术；而桌面版与服务器版的唯一不同之处在于－AMD在桌面版Athlon 4中屏蔽了对多处理器(SMP)的支持。

    AMD Athlon MP 处理器可与稳定可靠的 AMD Socket A 结构兼容，并可支持 DDR 内存。这款处理器采用 AMD 的 0.13 微米铜导线工艺技术制造，由 AMD 设于德国德累斯顿的 Fab 30 芯片厂负责生产。

AMD Athlon MP特点（点击看大图）

    现在AMD Athlon MP处理器有1000、1200、1500+、1600+、1800+、1900+、2000+、2100+、2400+、2600+和2800+等类型。

    2001年6月AMD公司正式推出了两款新的Athlon处理器--1GHz和1.2GHz的Athlon MP，以及配套芯片组AMD-760 MP，希望借此在服务器市场上站稳脚跟。AMD发布的这两款新Athlon和配套芯片组，和Intel的同类产品相比具有一定优势，它们不仅在某些性能上更出色，而且价格也更为低廉。1GHz和1.2GHz的Athlon MP，将主要用于入门级服务器。Athlon MP增加了52条新的指令，有助于提高它的浮点运算性能，可以更快地处理多媒体文件，并减少工作站或系统显示复杂设计图所需的时间。

    AMD在2001年10月发布了新款Athlon MP处理器，正式对Athlon MP启用了PR-Rating标称法，这次发布的一共有三款Athlon MP处理器，1800+、1600+和1500+，它们实际主频速度分别在1.53GHz，1.4GHz和1.33GHz。

    MP1900＋是AMD多处理器芯片的第一个升级版，它基于AMD的Quanispeed架构。虽然MP1900＋的时钟速度为1.6GHz，但是AMD坚信与竞争对手的1.9GHz　CPU相比也毫不逊色。另外，760MPX芯片支持DDR　ECC内存，且支持带有独立266MHz前端总线的双MP处理器，且每个处理器的数据传输速度都能达到每秒2.1G。

    AMD AthlonMP 2000+使用1.67GHz时钟频率，256KB二级高速缓存容量，133MHz系统外频，采用Socket A插槽结构，不支持超线程技术。它采用Smart MP技术，是一个稳定可靠而性能可灵活变化的解决方案，最适用于服务器及工作站等应用方案。
 

    2002 年6月19日 AMD 推出一款可支持多处理器操作的高性能 AMD Athlon MP 2100+ 处理器，为服务器及工作站提供一个性能稳定可靠的操作环境。这款 AMD Athlon MP 2100+ 处理器采用 QuantiSpeed 架构及 Smart MP 技术，可与目前通用的架构完全兼容，不但性能稳定可靠，而且易于管理，符合 IT 管理人员的要求。

    2002年12月11 日 AMD 推出一款型号为 AMD Athlon MP 2400+ 的处理器。这款处理器具有强劲的计算能力，可支持需要进行复杂计算的应用程序，最适合企业及研究机构采用。 AMD Athlon MP 2400+ 处理器采用卓越的 x86 处理器结构，具有极先进的浮点计算能力，可以支持复杂的数学计算，确保企业用户及科研机构可以进一步提高工作效率。

    2003年2月5日AMD 推出型号为 Athlon MP 2600+ 的处理器。Athlon MP 2600+处理器依旧采用266MHz的系统外频，具备128KB的L1缓存以及256KB的L2缓存，核心电压为1.65V，最大功耗为60W。这是 AMD 专为服务器及工作站而设计的多路处理器系列的最新型号，可以执行各种重要的企业级应用程序。Athlon MP 2600+ 处理器是目前性能最高的 AMD 多路处理器。它保留 AMD Athlon 多元处理器系列的优点及特色，可与 x86 结构完全兼容的优点便有助进一步降低企业的整体拥有成本。

    2003年5月7日AMD公司推出全新Athlon MP 2800+ 处理器，以支持企业需要进行32位运算的单路或双路服务器及工作站。Athlon MP 2800+ 处理器以新内核为基础，较之原有的Athlon MP处理器具备更多的二级缓存，使更多的信息可以存储在更接近处理器的位置，从而提高产品性能。该处理器专为入门级服务器和工作站而设计，更加丰富了AMD多处理器产品系列。

    MP 2800+处理器是AMD最后一款Socetk A接口的Athlon MP处理器，支持两路的SMP操作，Athlon MP 2800+处理器采用Barton核心，实际工作频率为2083Mhz。未来AMD将停止Athlon MP处理器的开发，转而大力发展Opteron处理器。

点击看大图

    作者点评：AMD Athlon MP处理器是AMD Athlon系列处理器的最新型号，可确保多处理器系统能发挥前所未有的高效能。AMD Athlon MP处理器利用核心逻辑(corelogic)执行Smart MP技术，使多处理器系统发挥更卓越的效能。这款处理器是全球首款有如此能力的第七代x86处理器，可支持高效能多处理器平台的服务器及工作站。AMD Athlon MP处理器是配置单处理器(1-way)和双处理器(2-way)服务器及工作站平台所必要的组件，尤其适用于商用及企业系统。这款处理器的设计独特，最适合执行多线程序以及负责重要任务的应用软件。

    AMD Athlon MP 处理器是一款 x86 处理器，专为采用多元处理平台的服务器及工作站而设计，最适合性能卓越、高度兼容及稳定可靠的系统采用。从事石油及天然气勘探、网页数据储存以及动画制作等行业的大型企业都采用基于 AMD Athlon MP 处理器的系统以提高工作效率。此外，世界各地许多著名大学为了方便研究，都采用以 AMD Athlon MP 处理器组建的超级群集电脑系统，以执行需进行大量计算的应用程序。

    说明：Smart MP技术是AMD多处理器平台的主要功能特色，由于可以提高两个中央处理器、芯片组及存储器系统之间的数据传输量，因此能大幅提升整体平台的性能。Smart MP技术采用两个设有错误校正代码(ECC)的点对点266MHz高速系统总线，力求可为双处理器系统的每一中央处理器提供高达2.1Gbps的总线带宽。Smart MP技术也采用经优化的MOESI高速缓存同调协议，可以为多处理器系统管理数据及存储器的传输操作。

    AMD Athlon MP处理器采用已获专利的QuantiSpeed结构，其中包括设有硬件数据预取功能的高性能全速高速缓存、全面设有流水线的超标量(superscalar)浮点运算器、以及一个专用的L2翻译后援缓冲器(TLB)。此外，这款处理器也采用由AMD的3DNow!技术发展出来并添加了51个新指令的专业3DNow! 技术，使系统可以提供更细致逼真的影像、更准确的数字音响以及多采多姿的网上乐趣。AMD Athlon MP处理器可与性能稳定的AMD SocketA结构兼容，并可支持DDR内存。

    2003年推出的Opteron(皓龙)处理器是AMD的第8代处理器（K8），采用独特的X86-64架构来对32位以及64位应用同时进行支持，此外这也是AMD第一款真正染指高端服务器应用的处理器。

    Opteron是源自于拉丁文的optimus这个字，翻成英文就是best（最好的）。AMD选择这个名称，意在表示Opteron处理器将给予用户选择跑或32 位或64 位应用程序的自由,同时提供最好的性能表现。

    Opteron处理器的最大卖点就是可以高速运行现有的32位X86应用程序，而Intel的Itanium只能运行针对其开发的程序。尽管Opteron相对于Athlon做了相当大的提高，并扩展到了64位，不过这款处理器还是可以像Athlon一样在32位操作系统上运行32位应用程序。如果硬件厂商提供了64位驱动程序的话，那么用户就可以安装一个64位操作系统，并在上面同时运行64位、32位程序。

    AMD Opteron(皓龙) 处理器集成了主要系统要素：
 

点击看大图

    AMD Opteron(皓龙) 处理器采用具有划时代意义的 AMD64 结构，可以同时支持 32 位或 64 位的计算。AMD Opteron处理器的设计可确保用户以出众的性能运行现有 32 位应用程序，同时为用户提供一条转移 64 位计算的捷径。这一秉承渐进发展理念而设计的处理器在包括兼容性、性能、投资保护及降低 TCO (总拥有成本) 方面都实现了重大的跨越。AMD Opteron 处理器有三个不同系列可供选择：100 系列 (单路)、200 系列 (单或双路) 及 800 系列 (最高到 8 路)。

    AMD Opteron 100 系列包括140、142、144、148和150等类型；200 系列包括240、242、244、246、248和250等类型；800 系列包括840、842、844、846、848和850等类型。
 

    Opteron 是基于AMD64架构，支持SSE2，支持使用不同的接口，使用寄存规格的ECC内存等，并且支持多处理器机制。它的市场定位是AMD专门针对工作站和服务器平台的处理器。如果说目前AMD Athlon 64 处理器的业绩不甚理想，那么Opteron 则是全线飘红，由于性能较好并且售价相对低廉的缘故，Opteron 赢得了微软、惠普、富士通、富士通西门子及 Packard Bell 等几十家大厂的支持，出货量持续稳定地增长，令Intel 数次降低Xeon 和安腾处理器的价格。
 

    AMD Opteron处理器的型号由3个数字组成，即XYY，其中：X代表处理器的最大可扩展性。例如：100系列 = 1路服务器和工作站；200系列 = 2路服务器和工作站；800系列 = 8路服务器和工作站。

    YY代表系列中的相关性能。例如，AMD Opteron处理器244型在性能上要超出AMD Opteron处理器242型。低电压的Opteron处理器有EE (30W) 频率，HE (55W) 频率。下表对AMD Opteron处理器系列和产品型号间的差异进行了进一步的阐述。

点击看大图

    作者点评：AMD Opteron 处理器提供了一种高度可扩展的架构，它可以为用户提供新一代的计算性能和一条从32位升级到64位计算的灵活路径。利用一种旨在满足目前和将来的业务需求的单一架构，AMD Opteron处理器有助于最大限度地降低今天和未来的企业环境所带来的集成的复杂性。
AMD Opteron处理器 HE提供了业界领先的性能功率比，使其成为适用于密集机架1U服务器或数据中心环境中的刀片，以及更安静、冷却效果更好的工作站设计的解决方案。AMD Opteron处理器 EE提供了目前单CPU控制器中最大的I/O带宽，非常适用于NAS和SAN等市场中的嵌入式控制器。

    AMD Opteron 处理器可以用于1到8路服务器和1到4路工作站解决方案。适于采用这款处理器的行业有跨国企业，中小企业，以及政府/教育机构；希望提高数据库处理事务的速度，或者通过电子商务式应用支持更多用户的企业；需要迅速的图形响应（例如CAD和DCC）的客户；需要为金融建模和科学应用执行大运算量任务的行业等。

1、AMD Opteron和Intel服务器CPU（1-8路）之争

    AMD对Opteron处理器寄予了很大的希望，他们特别瞄准了1-8路的服务器市场（占据99％的份额），也就是要和Intel的Xeon系列展开竞争。

点击看大图

2、AMD Opteron与Intel 服务器CPU的性能对比表

点击看大图

3、Opteron与Nocona性能比较

    2004年2月，Intel宣布了Nocona处理器（带有EM64T的新至强），它的亮点主要是前端系统总线FSB提升到了800MHz，不过L2 cache减少到1MB，支持32和64位应用的EM64T内存扩展技术。Nocona发布的同时，新的芯片组E7525 Tumwater和E7520/7320同时发布，前者支持PCI Express x16 显示卡，主要定位于工作站，后者则定位于服务器市场。

    与前代的Xeon处理器相比，新“Nocana”Xeon确实有了很大的进步，更大的二级缓存，更高的时钟频率更重要的是具有了64位处理能力，通过搭配支持流行的PCI Express和DDR2内存技术的E7525芯片组，“Nocana”Xeon 确实有了人们所期望的新一代Xeon的样子。

    AMD的Opteron 64位架构最大的优势是完全兼容现存的x86代码，在“Legacy”模式下，就像标准的x86处理器一样工作；在“Long”模式下，提供2个次模式，64位模式和兼容模式，遗留下来的x86代码可以在兼容模式下运行，x86 64位代码则在64位操作系统的64位模式下运行。

    经过有关部门的测试，AMD Opteron 处理器在不少的项目上能以较大优势挫败Nocona Xeon的阻击，特别是对服务器来说特别重要的内存带宽/延迟，webserver性能和媒体编码测试中，Opteron更是以绝对优势胜出。只有在某些经过对超线程技术做了特殊优化的程序中，Nocona的表现才能得以超过Opteron。

    因为迄今为止所有x86-64程序代码都是为Opteron编写的，所以Nocona要在64位计算领域有所作为还需要一段时间，一些x86-64软件正在进行修改和优化，以便运行在Nocona上。

    随着服务器处理器主频的提升，电气泄漏和功耗过高等问题也浮出水面。分析人士认为，由于当前的生产工艺很难解决目前遇到的问题，因此处理器主频提升空间已经越来越小。在这种情况下，双内核芯片技术就成为了提升处理器性能的唯一可行途径。

    在2004年里，AMD在取得巨大成功的同时并未松懈，今天宣布了其在双核心CPU的研发上取得了重大进展。AMD完成了第一块双核心Opteron处理器的设计并开始以这种内核下单试生产。虽然预计第一块双核心CPU要等到2005年年中才会上市，但双核心的下单依然是AMD在微处理器发展史上一个里程碑式的进步。

点击看大图

    AMD最终将Opteron服务器的配置信息用平台所支持CPU插座的数量来定义，并放弃之前按CPU数量定义的方式。举一个例子，一个单CPU插座的Opteron服务器既可以是一路也可以是两路，这取决于服务器采用的Opteron是单核心还是双核心。AMD同时提供了一个更新的roadmap，已经包括了新的双核心处理器。

点击看大图

    “埃及”、“意大利”和“丹麦”分别是0.09微米工艺双核心版本的Opteron 800，200和100系列的代号。我们推测他们是与采用0.09工艺单核心的“雅典”、“特洛伊”和“维纳斯”(你应该记得在之前的roadmap中，这三者是当前Opteron的。09微米工艺的版本，主要架构并无任何变化)相对应的双核心版本。同现在一样，AMD还将提供全功耗和低功耗两种版本的双核心Opteron。双核心的Opteron将在2005年中上市。
 

点击看大图

    微软将在2005年推出下一代操作系统“Longhorn”需要更新的CPU核心架构，新的内存技术以及新的接口技术。而根据AMD的Raodmap，AMD的新CPU核心架构也将在2005年～2006年推出。

    AMD明确表明了K9将继续64位结构，但他们同时表示K9将同样支持32位程序的运行。另外K9继续支持HyperTransport的可能性很高，因为AMD最初发表HyperTransport的时候曾经说过HyperTransport技术将在芯片接口间长期存在。

    K9另外一大特点就是将支持微软NGSCB技术。NGSCB是“Next-Generation Secure Computing Base”的缩写，这种技术的代号是“Palladium”，其原理就是在PC的硬件层加入安全功能，而在操作系统层面上由微软来提供这种安全功能的实现。微软已经确定在2005年发售的下一代操作系统“Longhorn”中加入NGSCB功能。

    AMD公司也准备在2006年为其服务器用处理器中加入对安全和虚拟化技术的支持。AMD公司正在和它的合作伙伴通力合作，开发一个被称为“Presidio”的安全技术，这是一种建立在硬件基础上的安全技术，将会直接集成在处理器内部。AMD公司还准备为其服务器用处理器添加基于硬件的Pacifica虚拟化技术，目前虚拟化技术只应用于SUN公司的UltraSPARC处理器和IBM公司的Power处理器这样的企业级处理器上，在X86框架的处理器中一般只能用软件模拟。