Server-Prozessoren für Virtualisierung

»Opteron«-Server machen Virtualisierung einfach

16. Januar 2009, 7:00 Uhr | Bernd Reder | Kommentar(e)

Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Ausblick: Es bleibt spannend

In den kommenden Jahren werden Prozessoren auf den Markt kommen, die weit mehr als vier Rechenkerne besitzen. Bereits in der zweiten Jahreshälfte wird AMD neu designte CPU-Kerne zu Sechskern-CPUs zusammenführen, Codename »Istanbul«. Auch diese Prozessoren lassen sich in Server einbauen, die bereits heute im Einsatz sind. Ein BIOS-Update macht es möglich.

Da mehr Kerne natürlich mehr Daten verarbeiten und auch liefern, sieht der Fahrplan von AMD jenseits der sechs Kerne neue CPU-Sockel vor. Dann kommen auch neue Speichertechnologien zum Einsatz, außerdem mehr Speicher-Interfaces, was eine größere Zahl von physikalischen Anschlüssen voraussetzt.

Mit der Immersions-Lithografie ist bereits der Grundstein für eine Gattergröße von 32 nm gelegt. Künftige AMD-Server werden die kompletten I/O-Komponenten virtualisieren, und zwar in Hardware. Jeder Virtual Machine wird somit ein Teil einer Netzwerkanbindung oder des Storage-Systems zugewiesen, damit auch diese Ressourcen nicht mehr vom Hypervisor verwaltet werden müssen.

Dazu sind allerdings neuartige Chip-Sätze erforderlich. Alle heute verfügbaren Server beruhen auf Nforce-Pro-Chipsets von Nvidia und Broadcom-Bausteinen. AMD eigene Komponenten für den Servermarkt bereitstellen. Die Basis dafür liefert ATI: Durch die Übernahme des Halbleiter-Herstellers erhielt AMD nicht nur Grafikprodukte, sondern auch Know-how im Bereich Chipsatz-Design.

Web-Seite von AMD zu Multi-Core-CPUs: http://multicore.amd.com

White-Paper von Vmware zu Rapid Virtualisation Indexing: http://www.vmware.com/resources/techresources/1079

Resultate von Performance-Messungen von Server-Systemen mit CPUs unterschiedlicher Hersteller:

http://www.tpc.org

Die Größeneinheit Nanometer kennen manche noch aus dem Physikunterricht: 45 Nanometer misst die kleinste gezeichnete Struktur bei der dritten Generation von AMD-»Opteron«-Prozessoren, also beispielsweise ein Kontakt zwischen den 758 Millionen Transistoren einer Server-CPU.

Die eigentliche CPU, der so genannte »Die«, ist dabei wenig kleiner als ein Daumennagel. Gefertigt wird allerdings mit wesentlich größerer Präzision als 45 Nanometer. Die kleinste Schicht im Fertigungsprozess misst 1,3 Nanometer, ist als nur wenige Atome dick. Die Kontrolle der Transistor-Gate-Länge gelingt heutzutage mit einer Genauigkeit von weniger als 1,5 Nanometern.


Querschnitt durch einen Quad-Core-Opteron Prozessor: Elf Verdrahtungsebenen sind notwendig, um 758 Millionen Transistoren zu einer funktionsfähigen CPU zu verbinden.

Zum Vergleich: Wäre der 300 mm große Wafer, auf dem CPUs entstehen, so groß wie der Abstand zwischen Erde und Mond, entsprächen 1,5 Nanometer einer Präzision von 1,5 Metern.

Wichtiger als die Größe eines Wafers ist die Wirkweise jedes einzelnen Transistors. Denn je schneller er schaltet, des höher ist die Frequenz der CPU. Wie gut der Transistor funktioniert, ist wiederum für den Stromverbrauch maßgebend.

Die Performance eines Rechners hängt zudem von der Qualität der Logik ab, das heißt, auf welche Weise Anwendungen und Betriebssysteme die erweiterten Befehlssätze neuer CPU-Generationen nutzen.


  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

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