Sima Dezső

2012(Ver. 1.0) Sima Dezső, 2012

Bevezetés

1. Az integrált áramkörök (IC-k) gyártási technológiájának fejlődése-1

1. Az integrált áramkörök (IC-k) gyártási technológiájának fejlődése

Forrás: D. Bhandarkar: „The Dawn of a New Era”, 11. EMEA, May, 2006.

Intel IC gyártási technológiájának fejlődéseIC

ost

yák

szám

a /

hét

1. Az integrált áramkörök (IC-k) gyártási technológiájának fejlődése-2

1. Az integrált áramkörök (IC-k) gyártási technológiájának fejlődése-3

Az IC gyártási technológia fejlődése

Moore szabály

• azonos tranzisztorszám ~½ Si területen

Lineáris zsugorítás ~ 0.7x/2 év

• azonos területen 2x annyi tranzisztor

Két évente

Kétévente kb. duplázódik az egy lapkán megvalósítható

ltranzisztorok száma

10.7

10.49

+2 év

0.7

~ 2×/Y

~ 2×/2Y

1. Az integrált áramkörök (IC-k) gyártási technológiájának fejlődése-4

Az eredeti (1964) és a módosított (1975) Moore szabály [42]

Adv. microarch., hyperthreading, 64-bit

New microarch., 4-wide core, 128-bit SIMD, no hyperthreading

11/2007

New microarch., hyperthreading,(inclusive) L3, integrated MC, QPI

01/2006

90nm

130nmTICKTOCK

180nm

2 Y

EA

RS

2 Y

EA

RS

2 Y

EA

RS

65nm

TICK Pentium 4 / Cedar Mill

TOCK Core 2 2 Y

EA

RS

New microarch.

Adv. microarch., hyperthreadingPentium 4 /Northwood

TICKTOCK

TICKTOCK Pentium 4 /Prescott

Pentium 4 /Willamette

07/2006

11/2008

New microarch. 256-bit AVX, integr. GPU, ring bus,

11/2000

01/2002

02/2004

A mikroarchitectúra jellemző vonásaiIntel Tick-Tock modellje [17r alapján]

01/2011

01/2010

1. Az integrált áramkörök (IC-k) gyártási technológiájának fejlődése-5

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-1

Táblagépek

Heterogén többmagos processzorok

Homogén többmagos processzorok

Többmagos processzorok

Sokmagos processzorok

Szerverek

n >16 mag

Hagyomános többmagos processzorok

Mester/szolga-elvűheterogén többmagos

processzorok

Csatoltheterogén többmagos

processzorok

MPC

CPU GPU

2 ≤ n ≤ 16 mag

Általános célúalkalmazások

Kísérletirendszerek

MM/3D/HPCalkalmazások

HPCokos telefonok

Mobilok

2. Bepillantás a hagyományostöbbmagos MP szerverek

világába

1-4 processzoros szerverek osztályozásaa processzorszám alapján

Egy-processzorosszerverek

(UP)

Két-processzorosszerverek

(DP)

Négy-processzorosszerverek

(MP)

A magszám növekedésének hatása a rendszer-architektúrára

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-2

Xeon MP1

SCXeon MP1

SC

FSB

Xeon MP1

SCXeon MP1

SC

Déli híd

Északi híd

E.g. HI 1.5

HI 1.5: 266 MB/s

E.g. DDR-200/266 E.g. DDR-200/266

Előző Pentium 4 MP alapú MP szerverek (egymagos processzorokkal)

MP-szerverek rendszerarchitektúrája

a) Egymagos MP-szerverek

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-3

(2004 ill. előtte)

85001/8501

ICH5

XMB

XMB

DDR-266/333DDR2-400

FSB

XMB

XMB

HI 1.5

DDR-266/333DDR2-400

Xeon 7000(Paxville MP) 2x1C

Xeon 7100(Tulsa) 2C

Xeon MP(Potomac) 1C

/ /

90 nm Pentium 4 Prescott MP alapú Truland MP szerver (max. 2 C)

Pentium 4Xeon MP 1C/2x1C

Pentium 4Xeon MP 1C/2x1C

Pentium 4Xeon MP 1C/2x1C

Pentium 4Xeon MP 1C/2x1C

(2005)

b) Max. 2-magos MP-szerverek

XMB: Soros/párhuzamosátalakító

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-4

Core2 (2C/4C)

Penryn (6C)

Core2 (2C/4C)

Penryn (6C)

Core2 (2C/4C)

Penryn (6C)

Core2 (2C/4C)

Penryn (6C)

7300

631xESB/632xESB

max. 8 DIMMs/channel

ESI

FSB

FBDIMMDDR2-533/667

Xeon 7200(Tigerton DC) 1x2C

Xeon 7300(Tigerton QC) 2x2C

Xeon 7400(Dunnington 6C)

/ /

Core 2 alapú Caneland MP szerver (max. 6 C)

(2007)

c) Max. 6-magos MP-szerverek

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-5

Nehalem-EX 8CWestmere-EX

10C

7500 IOH

QPI

QPI

QPIQPI QPI QPI

QPIQPI

SMB

SMB

DDR3-1067

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

ICH10

ESI

DDR3-1067

SMI: Soros busz a processor és az SMB közöttSMB: Scalable Memory Buffer Párhuzamos/soros átalakító

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB2x4 SMI

csatorna 2x4 SMI csatorna

ME

ME: Management Engine

Xeon 7500(Nehalem-EX)(Becton) 8C

Xeon 7-4800(Westmere-EX) 10C

Nehalem-EX 8CWestmere-EX

10C

Nehalem-EX 8CWestmere-EX

10C

Nehalem-EX 8CWestmere-EX

10C

/

Nehalem-EX alapú Boxboro-EX MP szerver (max. 10 C)

(2010)

d) Max. 10-magos MP-szerverek

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-6

Többmagos MP-szerverek rendszerarchitektúráját meghatározó főbb összefüggések

a) n-magos szerverek jellemzően n-szer nagyobb teljesítményre képesek,

de tipikusan n-szer nagyobb sávszélességet igényelnek a memóriához a kiváltott n-szeres adatforgalom biztosítása érdekében.

b) A hagyományosan párhuzamosan csatolt magysebességű memóriák esetén a csatornaszám max. 2 - konstrukciós korlátok miatt.

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-7

Xeon MP1

SCXeon MP1

SC

FSB

Xeon MP1

SCXeon MP1

SC

Preceding ICH

Preceding NBs

E.g. HI 1.5

HI 1.5: 266 MB/s

E.g. DDR-200/266 E.g. DDR-200/266

Előző Pentium 4 MP alapú MP szerverek (egymagos processzorokkal)

MP-szerverek rendszerarchitektúrája

a) Egymagos MP-szerverek

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-8

(2004 ill. előtte)

85001/8501

ICH5

XMB

XMB

DDR-266/333DDR2-400

FSB

XMB

XMB

HI 1.5

DDR-266/333DDR2-400

Xeon 7000(Paxville MP) 2x1C

Xeon 7100(Tulsa) 2C

Xeon MP(Potomac) 1C

/ /

90 nm Pentium 4 Prescott MP alapú Truland MP szerver (max. 2 C)

Pentium 4Xeon MP 1C/2x1C

Pentium 4Xeon MP 1C/2x1C

Pentium 4Xeon MP 1C/2x1C

Pentium 4Xeon MP 1C/2x1C

(2005)

b) Max. 2-magos MP-szerverek

XMB: Soros/párhuzamosátalakító

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-9

Core2 (2C/4C)

Penryn (6C)

Core2 (2C/4C)

Penryn (6C)

Core2 (2C/4C)

Penryn (6C)

Core2 (2C/4C)

Penryn (6C)

7300

631xESB/632xESB

max. 8 DIMMs/channel

ESI

FSB

FBDIMMDDR2-533/667

Xeon 7200(Tigerton DC) 1x2C

Xeon 7300(Tigerton QC) 2x2C

Xeon 7400(Dunnington 6C)

/ /

Core 2 alapú Caneland MP szerver (max. 6 C)

(2007)

c) Max. 6-magos MP-szerverek

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-10

Nehalem-EX 8CWestmere-EX

10C

7500 IOH

QPI

QPI

QPIQPI QPI QPI

QPIQPI

SMB

SMB

DDR3-1067

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

ICH10

ESI

DDR3-1067

SMI: Soros busz a processor és az SMB közöttSMB: Scalable Memory Buffer Párhuzamos/soros átalakító

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB

SMB2x4 SMI

csatorna 2x4 SMI csatorna

ME

ME: Management Engine

Xeon 7500(Nehalem-EX)(Becton) 8C

Xeon 7-4800(Westmere-EX) 10C

Nehalem-EX 8CWestmere-EX

10C

Nehalem-EX 8CWestmere-EX

10C

Nehalem-EX 8CWestmere-EX

10C

/

Nehalem-EX alapú Boxboro-EX MP szerver (max. 10 C)

(2010)

d) Max. 10-magos MP-szerverek

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-11

Single FSB Dual FSBs Quad FSBs

Pentium 4 MP 1C (2004)

(Not named)

90 nm Pentium 4 MP 2x1C (2006)

(Truland)

Core 2/Penryn up to 6C

(2006/2007)Caneland

Part. conn.mesh

Fully conn.mesh

SMP NUMA

Scheme of attaching and interconnecting MP processors

Nehalem-EX/Westmere up to 10C (2010/11)

(Boxboro-EX)

AMD DCA 1.0 (2003)

AMD DCA 2.0 (2010)

No. of memory channels

No.

of

mem

ory

ch

an

nels

Basic

layou

t of

the M

SS

Att

ach

ing

mem

ory

by s

eri

al lin

ks

Seri

al lin

ks

att

ach

FB

-DiM

Ms

Att

ach

ing

mem

ory

by p

ara

llel ch

an

nels

Seri

al lin

ks a

ttach

.S

/P c

on

vert

ers

w/

par.

ch

an

.

Para

llel ch

an

nels

att

ach

DIM

Ms

Interproc. bandwidth

Evolution of Intel’s MP platforms (Overview)

2. Bepillantás a hagyományos többmagos MP szerverek világába-12

Köszönöm a figyelmet!