Download - Sima Dezső 20 12
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