Enfim, o Barcelona…

Muito se falou da AMD este ano, em grande parte de forma negativa, especialmente sobre os péssimos resultados financeiros apresentados e pelo atraso no lançamento de alguns produtos importantes, como a recente linha Radeon R600 e o já quase lendário núcleo K10 que equipará o Barcelona. Está chegando a hora do K10 chegar às ruas e nós do Fórum PCs tivemos a chance de ouvir Roberto Brandão, engenheiro da AMD Brasil, explicar detalhadamente os aspectos técnicos desse novo núcleo.

Antes de continuar, vou antecipar algumas opiniões: gostei do que vi! O produto parece promissor, tem um apelo comercial interessante e se tudo correr bem o núcleo K10 será tão ou mais bem sucedido do que o velho K8 que equipou por vários anos toda a linha de processadores Athlon64 e Opteron. Infelizmente acho que o produto está chegando tarde ao mercado, aliás, muito tarde, e embora inove em algumas características técnicas, boa parte da percepção prática dessas inovações pode ser vencida pela maior freqüência de operação dos produtos de quatro núcleos do concorrente. Ou seja, o núcleo K10 tem alguns desafios muito claros para vencer logo nos primeiros meses de vida comercial: (A) precisa mostrar que é mais eficiente termicamente e em performance na mesma freqüência frente ao produto da Intel,(B) precisa subir de freqüência muito rapidamente para no mínimo ser equivalente ao concorrente, e (C) precisa atingir volumes de produção suficientes para atender a demanda do mercado, em qualquer setor (seja servidores ou desktops).

Outro ponto que quero comentar é o discurso da inovação, e isso não é exclusividade da AMD Brasil, pois tenho visto o mesmo discurso em outras apresentações que vazam pela internet: não gosto da insistência da AMD em afirmar que o quadricore “nativo” é infinitamente superior ao modelo de dois processadores de dois núcleos cada (2+2), unidos em uma única pastilha. Sim, claro, tecnicamente é melhor ter quatro núcleos nativos, mas se esse benefício não se transformar em vantagem prática por causa da baixa freqüência de operação, de que vale tal vantagem técnica? Isso sem contar a maior complexidade de construção de uma arquitetura dessas, a principal razão do grande atraso do K10. Não teria sido melhor ter lançado há 6 meses atrás um duplo K8 de dois núcleos cada, formando um Opteron QuadCore não nativo e agora, finalmente, apresentar a versão nativa K10?

O K10 do Barcelona tem inúmeras vantagens técnicas que podem se traduzir em real benefício mercadológico para a AMD, como por exemplo, o melhor controle de consumo de cada componente, incluindo o gerenciamento de freqüência de cada núcleo de forma isolada resultando em maior eficiência térmica, o melhor uso do cache (veremos a seguir), e uma maior performance da controladora de memória integrada. Esses pontos deveriam ser mais enfatizados, e não o discurso do “quadricore nativo é melhor que o duplo dualcore” até porque a própria AMD pode vir a lançar mão desse recurso se quiser sair com um Octocore (dois quadricores K10 na mesma pastilha) antes da Intel, algo que daria uma vantagem comercial imensa no mercado de servidores permitindo 16 núcleos funcionais em uma placa mãe com apenas dois soquetes. Não seria nativo, mas e daí?

Isso posto, vamos ao que interessa: O Barcelona é o nome código do próximo Opteron com quatro núcleos dentro da arquitetura chamada de K10, ainda produzido sob o processo de 65 nanômetros. Algumas características técnicas são muito interessantes e podem ser erroneamente traduzidas como medida de potência ou performance, mas de fato, ao comparar o núcleo quádruplo do K10 com o núcleo duplo do K8 vemos que os barramentos de dados internos foram alargados de 64 bits para 128 bits, além de inúmeras melhorias no gerenciamento de energia que permitem, por exemplo, que cada núcleo opere em freqüências diferentes, e em estados de dormência (p-states) diferentes, e ainda, dentro de cada núcleo cada bloco de execução (unidade de pontos flutuantes, por exemplo) pode operar em estados de dormências diferentes. Esse esperto sistema de gerenciamento elétrico se chama

Há inúmeras melhorias na “inteligência” do acesso à memória, há, por exemplo, tabelas de endereços virtuais com os dados mais acessados além de um controle independente de cada canal de memória, permitindo uma otimização nos acessos fácil de compreender: imagine em um sistema de memória Dual Channel (64bits+64bits = um canal de 128bits) você precise dos dados “A” e “C” que estão em módulos de memória diferentes: pelo sistema tradicional será preciso trazer o dado “A” do primeiro módulo junto com o dado “B” correspondente à mesma linha (row) no segundo módulo em Dual Channel, mesmo que ele não seja necessário, e assim por diante até chegar ao dado “C” pretendido e seu inútil correspondente no módulo oposto. Metade dos dados será descartada por não serem úteis embora tenham trafegado por todo o barramento, sobrecarregando-o sem necessidade. No sistema com canais independentes podem-se pegar dados diretamente nos módulos opostos em linhas diferentes, aumentando a quantidade de dados úteis no barramento de memória. Essas e inúmeras outras melhorias visam otimizar o tráfego de dados, reduzindo as chances de um gargalo e de uma queda no desempenho em caso de sobrecarga.

Segundo Roberto Brandão, a arquitetura do K10 é especialmente eficiente em ambientes de virtualização, aliás o modelo adotado (AMD Virtualization ou AMD-V) permite maior número de máquinas virtuais por servidor, e permite virtualizar endereços de I/O, isolando as máquinas virtuais uma das outras de forma mais eficiente. Por tudo que nos foi apresentado, essa impressão nos ficou bastante clara. Virtualização é o tema do momento em ambiente de servidores e a AMD marcou um grande ponto com o Barcelona nesse quesito.

Em termos de Roadmaps, o mapa apresentado não contém datas de lançamento (chega de atrasos…), mas mostra o caminho de cada linha de processador: na família Opteron 8000 (múltiplos soquetes) teremos o (2MB de cache L3) em 65 nanômetros e depois dele o (com 6MB cache L3 e 45 nanômetros). Na família Opteron 2000 (até dois soquetes) também teremos um Barcelona e um Shangai, mas entre eles veremos um Barcelona Dual Core (apenas dois núcleos), que conserva as características do K10 em relação ao antigo K8 do Opteron. Na família Opteron 1000 (um soquete AM2 na placa mãe) teremos o Budapest tanto com quadro quanto com dois núcleos. O Budapest é idêntico ao Barcelona, só mudam o soquete, o uso de memórias não registradas, e o número de canais HT para interligação de CPUs.

Nos Desktops o K10 chega com o nome de Agena (Quadcore soquete 1207+ e AM2+), Kuma (Dualcore AM2+), Rana (Dual Core sem cache L3, AM2+) e os populares Spica e Sparta (Single Cores) que diferenciam entre si apenas no tamanho do cache, na versão do HT e no tipo de soquete, o Spica usa AM2+ e o Sparta serve no AM2 atual. Não estão no roadmap modelos de 45 nanômetros para desktops, e mesmo na linha Opteron os modelos de 45 nanômetros (Shangai) chegam primeiro às séries mais caras (Opteron 8000), para depois atender as séries menores.

Algumas boas notícias: o produto parece muito bom, há indícios de que já estão sendo entregues a alguns clientes, é possível que no lançamento existam freqüências de operação ligeiramente maiores do que as inicialmente previstas e não há problemas de rendimento (yield) por wafer na produção. As más notícias: está chegando muito tarde, não terá o mesmo impacto na indústria que o Opteron em 2003, as versões de freqüências mais altas ainda vão demorar e as versões desktop idem.

Será que a AMD irá surpreender o mercado antecipando um processador de oito núcleos, usando dois K10 de quatro núcleos combinados?

Façam suas apostas!