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K8 : Architecture matérielle
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Outre le processeur en lui même, la huitième génération de CPU AMD apporte son lot de nouveautés annexes. En effet, c'est toute la conception de la carte mère qui devra évoluer pour accepter les nouvelles normes en vigueur dans cette nouvelle génération. La plus importante de ces améliorations majeures tient en un mot : HyperTransport L'Hypertransport est une technologie de communication à très haute vitesse entre les différents composants d'une carte mère . A la manière du Hub-Link d'Intel ou du V-Link de VIA, l'Hypertransport permet de décharger le bus PCI et d'offrir une interface de bus pour tous les contrôleurs très fortement consommateurs de bande passante (comme les carte Gigabit Ethernet ou SCSI). |
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A titre de comparaison, voyons rapidement les différences existant entre le bus de liaison Hypertransport et un bus de communication inter-bridge classique :
Comme on le voit dans ce schéma très classique, les quatre principales sources de saturations sont le lien Northbridge / Southbridge, Northbridge / CPU, Northbridge / AGP et Northbridge / Mémoire. Voyons maintenant le cas d'une architecture Hypertransport :
Dans ce cas précis, l'intérêt de l'Hypertransport est assez limité. En effet, déchargé des échanges mémoires, l'AGP Tunnel pourrait parfaitement s'accommoder d'un bus de communication classique. Le principe de tunnel permet de créer un canal de données à travers le composant en question pour une propagation plus rapide des données entre le processeur et le gestionnaire I/O (dans notre exemple). Mais ce qui fait la force de l'Hypertransport, c'est sa modularité ! Car plus que les liens entre contrôleurs rapides, l'Hypertransport peut aussi servir de bus de communications entre processeurs dans le cas d'une architecture SMP. Et c'est principalement là qu'est tout l'intérêt de la bande passante faramineuse que permet ce bus. Voyons pour commencer une liaison simple entre le CPU et le contrôleur I/O :
Comme on le voit ici, la liaison est constituée d'un lien Hypertransport sur 8 bits fonctionnant à 400 Mhz (200 Mhz DDR). Ce qui nous fait un débit maximum théorique de (200x2x8)/8 = 400 Mo/s pour chaque sens (montant et descendant). Agrégé, cela nous fait donc un maximum de 800 Mo/s dans les deux sens.
Modulaire, le bus Hypertransport l'est aussi concernant ses caractéristiques.
En effet, il peut fonctionner à 200 Mhz, 400 Mhz, 600 Mhz et 800
Mhz (DDR) avec une largeur de bus de 2, 4, 8, 16 ou 32 bits. Le débit
maximal est donc de 12.8 Gb/s. Plus représentatif, voici le schéma
construit avec un contrôleur AGP :
Dans cette configuration typique, on retrouve bien le lien 800 Mo/s entre l'AMD 8151 et l'IO Hub 8111. Par contre, le lien entre le pont AGP et le processeur est un lien 16 bits fonctionnant à 800 Mhz soit (800x2x16)/8 = 3200 Mo/s. Dans les deux sens, le débit maximum théorique est donc de 6.4 Go/s. Largement suffisant pour les besoin d'un PC "de base"
Voyons une configuration exploitant encore plus la bande passante disponible :
Comme on le voit ici, l'Opteron utilise deux bus de communications Hypertransport distincts sur les trois dont il est équipé. Cette fonctionnalité n'est pas disponible sur l'Athlon 64 qui ne dispose que d'un seul bus HT. D'autre part, le bus HT permet aussi la liaison entre deux processeurs. Voyons ca dans le cadre typique d'un montage bi-Opteron :
D'autres part, la plate-forme matérielle d'AMD permet aussi de mettre en oeuvre des montages bi-processeur asymétriques ! C'est une première dans le domaine. L'AMP (contrairement au SMP) permettra donc de construire des solutions bi-CPU économiques à base d'un Opteron (processeur maître) et d'un Athlon 64 (processeur esclave) :
Dernier montage original, une architecture en arbre asymétrique qui prouve bien la modularité des plates-formes K8 :
Bref, la flexibilité et la modularité de la plate-forme K8 d'AMD semblent bien être un des points forts de l'architecture. De plus, c'est un point très important dans le marché "pro" qu'AMD va tenter d'atteindre avec ces nouveaux serveurs. L'HyperTransport, au cœur de cette modularité, semble aussi être une technologie d'avenir. La position d'Intel quant à son bus de communication inter-bridge rapide semble beaucoup plus floue, alors que l'Hypertransport est déjà utilisé en masse dans la Xbox de Microsoft ou dans le chipset nForce de nVidia...