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转型之路:AMD的首款ARM处理器官方解密

距离AMD正式宣布采纳ARM架构已经过去了22个月,距离首批细节公布也已经整整7个月了。在最新一届Hot Chip半导体大会上,AMD终于向世人完全展示了他们的第一颗ARM处理器,代号“西雅图”(Seattle)的Opteron A1100,架构、规格一览无余。

如果你对技术感兴趣,请按住激动的心情,往下看。

转型之路:AMD的首款ARM处理器官方解密

ARM的授权方式有三种,从最简单的POP全盘打包,到最普遍的处理器,再到难度最高的架构。AMD选择了后两种,并且是分两步走,Opteron A1100就是处理器授权的产物,整合最多八个64位的Cortex-A57 CPU核心

如果能在今年第四季度顺利推出,AMD将有幸摘得全球第一个A57处理器的头衔,而且这不仅仅是在服务器市场上,是包括移动、桌面的任何市场。

2015年,AMD将再推出它的低功耗版本,并且可以和x86处理器针脚兼容,这就是野心勃勃的Project SkyBridge。

2016年,AMD会拿出基于架构授权的K12,基于ARMv8指令集完全自主设计的方案。

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Opteron A1100总体架构图和规格表

- 最多八核心,每两核心共享1MB二级缓存,总计最多4MB

- 缓存一致性网络:完全的缓存一致性,8MB三级缓存集体共享,SMMU支持I/O寻址映射和保护;仅有一级指令缓存不支持ECC,而是采用奇偶保护

- 双通道64-bit DDR3/4内存(主板只能用一种而不能混搭),支持ECC,频率最高1866MHz,类型支持SO-DIMM、U-DIMM、R-DIMM,每通道最多两条,每颗处理器支持最多128GB

- I/O方面支持八个SATA 6Gbps接口、两个10Gb以太网接口、八条PCI-E 3.0总线

- 系统控制器:A5架构核心,TrustZone安全技术,独立的1Gb以太网管理端口,SPI/UART/I2C

- 加解密协处理器:独立的加解密算法引擎,可执行加密、解密、压缩、解压缩计算

- GlobalFoundries 28nm工艺制造,BGA整合封装,面积27×27毫米

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简化架构图

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架构平面图

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缓存架构

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内存系统

 

【AMD的两大法宝】

除了来自ARM的技术,处理器内AMD自己的技术最重要的有两个:加解密协处理器(CCP)、系统控制器(SCP)。

CCP可以解放CPU,以独立硬件更高效率地执行密码相关操作,包括数据压缩和解压、大规模数据集加密/解密。

当然这需要操作系统的支持。AMD已经向Linux 3.14内核提交了更新,整合后就可以支持了。

SCP其实就是一颗基于ARM Cortex-A5架构的处理器模块,本身就是一个小小的SoC,作为一个IO设备存在于Opteron A1100整体的内部。

这样做是特别设计的,一来便于带外数据(OOB)管理,二来支持TrustZone安全处理。

SCP有它自己的千兆以太网连接、RAM、ROM、IO。通过管理界面连接后,用户可以用它读取和配置主板设备,比如温度传感器、电源、风扇,而这么做是完全独立于整个处理器其他部分的,管理员还可以用它远程重置服务器。

TrustZone是AMD最早获取并公开的ARM技术,这也是第一个支持它的服务器处理器,之前x86 APU里已经用过了。

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加解密协处理器

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系统控制器

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系统控制器组成单元

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系统控制器与CPU核心交互

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TrustZone硬件架构

 

【参考设计方案】

光有处理器是不行的,客户需要的是整体解决方案,AMD就提供了一个参考设计,基于一块mATX小主板的2U服务器,能展现Opteron A1100的各种能力。

由于只配备了一路处理器,该服务器并不是面相高密度计算的,也不适合Web服务器,而是针对更传统的存储服务器,可安装八块硬盘。

内存方面使用的是DDR3,而不是更新的DDR4。

当然了,这只是个参考方案,更多设备还得看厂商的设计。

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另外,AMD早已收购了微型服务器厂商SeaMicro,相关技术储备很足,相信很快就能看到整合了十几乃至几十颗Opteron A1100的微型服务器。

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稿源:驱动之家

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