Merhaba,
Bugün Intel ve AMD Sunucu mimarilerine, avantaj ve dezavantajlarına değineceğiz.
Günümüzün birçok endüstri standardı sunucularında Intel ve AMD işlemcileri kullanılmaktadır. Bu sistemlerin birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları olarak dikkate alınması gereken bazı farklılıkları vardır.
Intel Xeon işlemciler, bellek ve I/O alt sistemine bağlı chipset’e erişim için paralel, paylaşımlı front-side bus’ı kullanır. Opteron işlemciler ise belleğe direkt olarak erişimi olan kendi tümleşik memory controller’ını kullanır. Opteron işlemciler I/O alt sistemine noktadan noktaya HyperTransport linkleri kullanarak bağlanır, bu da front-side bus’a göre daha yüksek band genişliği ve daha az gecikme sağlar.
Paylaşımlı memory bus ve CPU front-side bus tüm işlemciler için band genişliği limitini ve gecikmeyi artırır.
Intel sistemlerde, sistemde kaç adet işlemcinin kullanıldığına bakılmaksızın tüm DIMM slot’ları kullanılabilirken, AMD sistemlerinde tüm DIMM slot’larının doldurularak maksimum bellek kapasitesine ulaşmak için tüm işlemcilerin kullanılması gerekir.
Online spare memory, memory mirroring, RAID memory gibi ileri düzey bellek koruma teknolojileri Intel sistemler tarafından desteklenirken, Opteron memory controller tarafından AECC teknolojileri desteklenmez.
Intel Sunucu Mimarisi
Intel sistemlerinde işlemciler ile bellek birimleri kuzey köprüsü (north bridge) adı verilen bir chipset üzerinden birbirlerine bağlanırlar. Kuzey köprüsünde, işlemciler ile DIMM’ler arasındaki sinyalleri yöneten memory controller bulunur.
İşlemciler ile kuzey köprüsü arasındaki bus’a front-side bus adı verilir. Sistemdeki tüm işlemciler bu frontside bus’ı paylaşırlar. Kuzey köprüsü üzerindeki memory controller sinyalleri senkronize eder.
Memory bus, kuzey köprüsü ile DIMM’ler arasındaki yoldur. İşlemciler tüm bellekleri paylaşır. Kuzey köprüsü aynı zamanda I/O kontrolcüsü olarak çalışır. I/O alt sistemindeki PCI aygıtları gibi aygıtların bellek ve işlemciler ile haberleşmesini sağlar. Bazı sistemlerdeki diğer tümleşik devreler kuzey köprüsü ile PCI aygıtları arasında köprü görevi görürler.
Klavye, seri port, standart PCI ve seri portlar güney köprüsü adı verilen bir tümleşik devreye bağlıdırlar. Güney köprüsü kuzey köprüsüne bağlıdır ve yavaş bileşenlerin sistemi yavaşlatmadan diğer aygıtlara erişmesini sağlar.
Xeon işlemci çalıştıran bir sistemde mevcut işlemciler ile bellek ya da I/O alt sistemi arasındaki tüm iletişim frontside bus, kuzey köprüsü ve bellek ya da I/O aygıtlarına bağlı güney köprüsü arasında gerçekleşir.
Günümüzün bazı dört işlemcili sunucu platformlarında (Xeon MP) iki adet front side bus bulunur. Bu sayede çoklu memory controller kullanılarak belleğe eş zamanlı erişim mümkün hale gelmekte ve memory performansı daha üst düzeye çıkmaktadır.
Xeon ailesi işlemcileri tüm işlemcilerin belleğe eşit erişiminin olduğu SMP yapısındadır. Xeon işlemcilerin, memory controller hızlarından dolayı, Opteron işlemcilere oranla memory latency değerleri daha yüksek olabilmektedir. Xeon işlemcilerdeki harici memory controller, MHz’ler düzeyinde çalışırken, Opteron işlemciler GHz düzeyinde çalışmaktadır.
Özellikle belleği çok yoğun olarak kullanan uygulamaları çalıştıran işlemcilerin FSB band genişliğini paylaşmaları sistem performansında bir dar boğaza yol açabilir. Bu yüzden sistemde kullanılan işlemci sayısının arttırılması aynı oranda sistem performansını arttırmayabilir. Bu amaçla Intel, 4 işlemcili sistemlerde daha büyük cache belleklere sahip Xeon MP işlemciler kullanır, bu sayede işlemciler kendi üzerlerinde daha fazla veri tutacak ve FSB’yi kullanma ihtiyaçları daha az olacaktır.
AMD Tabanlı Sunucu Mimarisi
AMD Opteron sistemlerde her işlemci paketi içinde bir işlemci ve bir memory controller bulunur. Her bir işlemci DIMM’lere direkt olarak bağlı memory bus’a sahiptir. AMD Opteron sistemlerde kuzey köprüsü yoktur.
AMD işlemciler birbirlerine HyperTransport linkleri ile bağlıdır. Bu sayede bir işlemci diğer işlemciye bağlı belleğe erişebilir. İşlemci içerisinde işlemciyi, memory controller’ı ve HyperTransport linkleri birbirine bağlayan bir crossbar switch bulunur. Tüm işlemciler I/O alt sistemine Hyper-Transport linkleri ile bağlıdır.
HyperTransport paralel front side bus teknolojisinin yerini alan noktadan noktaya paralel bağlantıdır. Bir Opteron işlemci diğer işlemcilere ve I/O alt sistemine bağlantı için üç adet HyperTransport kanalını içerir.
HyperTransport her bir saat çevriminin hem yükselen hem de alçalan kenarında 16 bit’lik veri transfer oranına sahiptir. Bu sayede 16-bit’lik bir link üzerinden bir saat çevriminde 32-bit’lik veri transferi gerçekleştirebilir. Opteron işlemcilerin HyperTransport saat hızları 800 MHz ile 1 GHz arasındadır. 1 GHz’lik HyperTransport linklerine sahip bir işlemci 4 GB/s transfer oranına ulaşabilir. Transfer her iki yönde eş zamanlı olarak gerçekleşebileceği için her bir 16-bit HyperTransport I/O linkleri üzerinde toplamda 8 GB/s transfer hızına ulaşılabilir.
Dahili memory controller ve noktadan noktaya HyperTransport linkleri ile Opteron işlemciler daha yüksek band genişliği, daha az gecikmeye sahiptirler. Memory controller işlemci içine entegre olduğundan dolayı memory controller’daki yollar işlemci çekirdek hızında çalışır.
Özellikle büyük oranlarda bellek kullanan uygulamaların çalıştırıldığı sistemlerde Opteron işlemciler yüksek performans sağlar.
AMD sistemlerinde bellek, local ve diğer işlemcilerin bellekleri olmak üzere iki şekilde dikkate alınmalıdır. Bir işlemcinin diğer bir işlemcinin belleğine erişiminde daha yüksek bir gecikme söz konusudur. Fakat memory controller’ların işlemciyle entegre olması ve çekirdek hızında çalışmasından dolayı bu fark oldukça küçüktür. Bununla birlikte HyperTransport linkleri bir anda sadece bir veri transferi isteğine cevap verebileceği için bellek istekleri arttıkça gecikmeler de artacaktır.
Dahili bellek controller’ları paralel olarak çoklu bellek isteklerine izin verir. Bu sayede belleğe daha etkin band genişliği sağlar ve ortalama bellek gecikmesini düşürür.
Son olarak Intel ve AMD İşlemcilerinin Karşılaştırmasını yaparak konumuzu sonlandıralım.
Neden karşılaştırmalıyız ? Biliyorsunuz bir sistem ya da uygulamadan daha yüksek peformans alabilmek için kullanılacak olan işlemcinin özelliklerini ve diğer işlemcilerden farklarını bilmek önemlidir.
Bunlara örnek olarak o işlemcilerin frekansı, pipeline tasarımı, cache boyutları, memory ve I/O erişim arayüzleri verilebilir. Özellikle çok işlemcili sunucuların performansları genelde kullanılan uygulamaya bağımlıdır.
Xeon ve Opteron işlemcilerin her ikisi de x86 mimarisi 32 bit’lik işlemcilerdir. 64 bit extension’a sahip olmalarının yanı sıra 32 bit’lik uygulamalarla da uyumludurlar. Xeon’un pipeline yapısı, yüksek saat hızı için optimize edilmişken, Opteron paralel işleme için optimize edilmiştir. Xeon işlemciler front-side bus teknolojisini kullanırken, Opteron, işlemcinin çekirdek hızında çalışan tümleşik memory controller’a sahiptir. Opteron’un direkt bellek arayüzünün daha yüksek band genişliği sağlaması, işlemci ile bellek arasındaki veri transferinde daha düşük gecikme anlamına gelir. Opteron işlemci I/O alt sistemine direkt olarak erişim için HyperTransport kullanır.
Görüşmek üzere.