Por Dentro da Arquitetura AMD64

Barramento HyperTransport e Multiprocessamento

A comunicação entre os processadores AMD64 e o chip ponte é feita através de um barramento chamado HyperTransport. A velocidade deste barramento depende do modelo do processador. Valores típicos são 3.200 MB/s (também chamado “800 MHz”, “1.600 MHz” ou “6.400 MB/s”) ou 4.000 MB/s (também chamado “1.000 MHz”, “2.000 MHz” ou “8.000 MB/s”). Para uma maior compreensão do barramento HyperTransport, leia nosso tutorial sobre o assunto.

Os processadores AMD64 podem ter mais de um barramento HyperTransport. Enquanto que todos processadores AMD64 voltados para o mercado de notebooks e usuários domésticos – Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Sempron e Turion 64 – têm apenas um barramento HyperTransport, os processadores AMD64 voltados para o mercado de servidores e estações de trabalho – Opteron – podem ter mais de um barramento HyperTransport.

Os processadores Opteron da série 1xx não suportam multiprocessamento simétrico (SMP) e têm apenas um barramento HyperTransport. Você pode ver o funcionamento dos processadores Opteron desta série na Figura 2. Os processadores Opteron da série 2xx suportam SMP com até dois processadores e têm dois barramentos HyperTransport. Processadores Opteron da série 8xx suportam SMP com até oito processadores e têm três barramentos HyperTransport. Esses barramentos extras são usados para conectar os processadores, como você pode ver nas Figuras 3 a 5.

Figura 3: Processadores Opteron da série 2xx ou 8xx em uma configuração de multiprocessamento com dois processadores.

Figura 4: Processadores Opteron da série 8xx em uma configuração de multiprocessamento com quatro processadores.

Figura 5: Processadores Opteron da série 8xx em uma configuração de multiprocessamento com oito processadores.

O modo com que a AMD implementou o multiprocessamento é muito interessante. Como cada processador tem o seu próprio controlador de memória, cada processador acessa seus próprios módulos de memória. Por exemplo, em um servidor com quatro processadores Opteron com 4 GB de memória RAM, cada processador tem 1 GB de memória disponível exclusivamente para si. Em um servidor baseado no processador Xeon, por exemplo, os 4 GB seriam compartilhados por todos os processadores. Além disso, como cada processador pode acessar até quatro módulos de memória por canal, o servidor com quatro processadores mostrado na Figura 4 poderia acessar diretamente até 32 módulos de memória (oito por processador). O fabricante da placa-mãe, no entanto, é quem define o número de soquetes disponíveis na placa-mãe. Dizer que um servidor com quatro processadores Opteron pode acessar até 32 módulos de memória não significa que a placa-mãe terá 32 soquetes de memória. Como dissemos, quem determina a quantidade de soquetes é o fabricante da placa-mãe.

O “E/S” (entrada/saída) mostrado nas figuras acima pode representar qualquer tipo de ponte: pode ser um chip ponte sul; pode ser uma ponte AGP ou PCI Express x16 para placas de vídeo; pode ser um barramento PCI-X ou PCI Express de uso geral para placas de expansão; etc.

Na Figura 6 vemos como os barramentos HyperTransport são conectados dentro do processador. Os processadores AMD64 têm um “Crossbar”, que é o responsável por encaminhar dados e comandos de e para o processador, memória e barramentos HyperTransport. A Interface de Pedidos do Sistema (SRI, System Request Interface) é também conhecido como Fila de Pedidos do Sistema (SRQ, System Request Queue), enquanto que APIC significa Controlador de Interrupção Programável Avançado. O diagrama considera um processador de núcleo duplo.

Figura 6: Como os barramentos HyperTransport são conectados dentro do processador.