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 2003年4月にAMDがOpteronプロセッサを発表すると,それまでインテルの独占状態だったx86サーバー市場の勢力図が激変した。AMD Opteronがx86サーバー市場にもたらしたものは3つある。(1)動作周波数に頼らない性能向上アプローチ,(2)64ビット拡張,(3)マルチコア--である。

 AMD Opteronはx86互換プロセッサであり,インテルXeonに特化したチューニングを施したアプリケーションでもない限り,インテルXeon向けアプリケーションがそのまま動作する。ただし,プロセッサの性能向上策は全く異なる。

 非常に単純化すれば,プロセッサの性能は以下の式で表せる。

<性能> = <動作周波数> × <クロックあたりの命令数>

 インテルXeonは当時,動作周波数の引き上げにより性能を高める「NetBurstマイクロアーキテクチャ」を採用しており,高周波数化が容易な,段数の多いパイプラインを採用していた。

 それに対して,AMD Opteronでは,クロックあたりに実行できる命令数を増やすため,短いが並列処理が可能なパイプラインを採用している。ただし,一般的に,パイプラインが短くなるほど動作周波数は向上させにくい。

 加えて,XeonとOpteronとでは,メインメモリーや入出力コントローラとの接続方式など,システム・アーキテクチャが大きく異なる(図1)。

図1●インテルXeon,AMD Opteronのシステム・アーキテクチャは大きく異なるものだった(2003年当時)
図1●インテルXeon,AMD Opteronのシステム・アーキテクチャは大きく異なるものだった(2003年当時)

 Xeonでは,複数のプロセッサが1つのフロントサイド・バス(FSB)を共有しており,すべてのメモリー・アクセスやI/OアクセスはFSB経由で行う。このため,プロセッサを増やすとFSBのデータ転送量が増え,拡張性に難があった。また,メモリー・コントローラをプロセッサの外部に配置しているため,メモリー・アクセスもそれほど速くない。

 一方,AMD Opteronでは「ダイレクトコネクト・アーキテクチャ」を採用している。ここで特筆に値することが2点ある。第1に,メモリー・コントローラをプロセッサに統合し,メモリー・アクセスを高速化したことである。

 第2は,「Hyper Transport」と呼ばれるポイント・ツー・ポイント方式の接続方式で,プロセッサ同士やプロセッサとI/Oコントローラの間を結び,拡張を容易にしたことである。実際,筆者が当時(2005年)行った,Webサーバーやファイル・サーバーでの性能検証でも,AMD Opteronのほうが,インテルXeonよりも性能が15%程度高いという結果が出ている(図2)。

図2●インテル XeonとAMD Opteronを比較した性能検証結果の一例
図2●インテル XeonとAMD Opteronを比較した性能検証結果の一例
インテル Xeon(3.60GHz),AMD Opteron 252(2.6GHz)を使って2005年に実施した。インテル Xeonの処理性能を1としたときの比率をグラフ化した

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