Die »Opteron«-Server-Prozessoren der jüngsten Generation fertigt AMD in einem 45-Nanometer-Prozess. Dadurch verbrauchen die CPUs weniger Strom. Dank Mehrkern-Technik eigenen sich die Prozessoren zudem wesentlich besser für Virtualisierungsaufgaben als CPUs mit einem Kern. Hier eine Zusammenfassung der wichtigsten Details zum neuen »Opteron«.

Die Forderungen, die Anwender heute an Server-Systeme stellen, klingen fast ein wenig nach »Eier legender Wollmilchsau«: Die Rechner sollen leistungsstärker als ihre Vorgänger sein, dabei aber möglichst weniger oder bestenfalls ebenso viel Strom verbrauchen, kompakter ausfallen und zudem das Virtualisieren von Betriebssystemen und Anwendungen unterstützen.

Seit Ende 2008 bietet AMD "Opteron"-Server-Prozessoren an, die mithilfe eines 45-Nanometer-Prozesses gefertigt werden.

Die »Opteron«-Prozessoren der Reihe »Shanghai«, die AMD im November 2008 vorstellte, sollen diese Forderungen erfüllen. Die neue Generation von AMDs Server-CPUs wird in einem 45-Nanometer-Prozess mithilfe der Immersions-Lithografietechnik hergestellt. Dabei dient eine Flüssigkeit bei der Projektion mit UV Licht zwischen Linse und Wafer dabei, die Auflösung zu vergrößern.

Genau genommen verkürzt sich die Wellenlänge des Lichts, das mit seiner ursprünglichen Wellenlänge von 197 Nanometern die Projektion verschwommen darstellt. Durch diesen Trick, eine Pionierleistung des AMD-Werks in Dresden, lassen sich eine extrem hohe Fertigungsgenauigkeit erzielen. Und diese schlägt sich in einem niedrigeren Stromverbrauch nieder.

Strombedarf trotz höherer Leistung gleich

Der Strombedarf eines Prozessors setzt sich aus zwei Hauptbestandteilen zusammen: dem Strom, der für die Schaltvorgänge der Millionen von Transistoren benötigt wird, und aus den Leckströmen, die sich bei einer dreiviertel Milliarde Transistoren zu einem signifikanten Stromverbrauch addieren. Je genauer man fertigt, desto geringer die Leckströme und somit auch der Strombedarf.

Konstanter Stromverbrauch: AMD Server-CPUs weisen über mehrere Generationen hinweg denselben Energiebedarf auf. Das bedeutet, dass in ein vorhandenes Server-System neue Prozessoren integriert werden können.

Die neue »Opteron«-Generation hat 300 Millionen Transistoren mehr als die Quad-Core-Modelle mit 65 nm und eine um 400 MHz höhere Taktfrequenz. Dennoch ist der Stromverbrauch bei beiden CPU-Versionen gleich.

Dazu ist anzumerken, dass der Energiebedarf eines Prozessors nahezu linear mit der Frequenz ansteigt. Ungefähr 200 Millionen Transistoren der Opterons der neuen Generation bilden die zusätzlichen 4 MByte L3-Cache, mit denen die »Shanghai«-Opterons ausgestattet sind. Die anderen 100 Millionen Transistoren wurden in zusätzliche Befehle und Logik investiert.

AMD verfolgt die Strategie, dass mehrere Generationen von Server-CPUs im selben Rechnersystem eingesetzt werden können. Das setzt voraus, dass der Strombedarf nicht steigt. Bereits Socket-1207-Server unterstützten Dual-Core-Prozessoren, jetzt die Quad-Core-Opteron-Prozessoren in 65- und 45-Nanometer-Technik. In den Rechnern lassen sich auch künftige CPU-Generationen von AMD einsetzen.

1. »Opteron«-Server machen Virtualisierung einfach
2. Jährliche Stromkosten etwa halb so groß wie Anschaffungspreis eines Servers
3. Engpässe im Bereich I/O vermeiden
4. Ausblick: Es bleibt spannend