2～4ソケットサーバーで使える低価格・12コアの「Opteron 6100」

　3月29日に発表された、AMDのサーバー向けCPU「Opteron 6100（開発コード名：Magny-Cours）」は、リアルに12コアを搭載したCPUだ。3月17日にインテルが発表したXeon 5600番台が6コア（ハイパースレッディング機能で、仮想的に12コア）なので、サーバー仮想化やVDI環境での利用を考えると、非常に強力なCPUが登場したといえる。今回は、このOpteron 6100を紹介する。

■Opteron 6100のアーキテクチャ

Opteron 6100のスペック

　Opteron 6100は、昨年発表された2ソケット向け6コアCPU「Opteron 2400シリーズ（開発コード名：Istanbul）」をベースにしたCPUだ。このOpteron 2400シリーズのCPUダイを2個搭載（マルチチップモジュール：MCM）したのが、Opteron 6100となる。これにより、8コアCPU（4コア×2）、12コアCPU（6コア×2）を実現している。

　CPUモジュールも、ほとんどIstanbulと同じモノが使われている。このため、コアごとに1次キャッシュ128KB（命令64KB＋データ64KB）、コアごとに2次キャッシュ512KB、CPUモジュール全体で3次キャッシュ6MBとなっている。CPUモジュールが、Opteron 6100に2個入っているため、3次キャッシュは12MBとなっている。ちなみに、CPUモジュール間は、HyperTransport 3.0で接続されている。

　ただ、3次キャッシュは、全体で12MBとなっているが、MCMで構成されているため、6MB×2個分というべきだろう。1つのCPUモジュールが使用できる3次キャッシュは6MBしか利用できない。

Opteron 6100のCPUモジュールのデザイン図。Opteron 6100は、このCPUモジュールが2つマルチチップモジュール（MCM）で接続されている	Opteron 6100の2つのCPUモジュールは、HyperTransport 3.0で接続されている	Opteron 6100は、x16のHyperTransport 3.0が4組でている。このため、4ソケットのシステムを組んでも、すべてのCPUが1対1で接続される

　命令セットに関しては、Istanbulからの拡張はまったくない。また、仮想化支援機能のAMD-Vに関してもまったく同じだ。CPUのアーキテクチャとして進化するには、次世代のInterlagos（開発コード名）を待つしかない。また、インテルのXeon 5500/5600シリーズなどに入っている、Turbo Boost（負荷に応じて、CPUコアをクロックアップする機能）は、今回のOpteron 6100には入っていない。

　新しい仮想化支援機能としては、Opteron 6100側ではなく、昨年発表されたSR5600シリーズチップセット側でI/O仮想化機能がサポートされた。SR5600シリーズチップセットは、昨年の11月ごろに発表され、一部のOpteron 2400シリーズなどのサーバーで利用されていた。しかし、多くのサーバーベンダーは、Opteron 6100対応のサーバーから採用していくようだ。

Opteron 6100は、1CPUあたり4つのメモリチャンネルが用意されている。これにより、2ソケットサーバーで、最大24枚のDIMMメモリが搭載できる

　Opteron 6100で機能強化されたのが、メモリコントローラ部分だ。Opteron 2300/2400シリーズでは、DDR2 Registeredが使用されていたが、Opteron 6100から、メモリをDDR3に変更した（インテルがDDR3を採用したことで、メモリのコストが低下してきたことも大きな理由だろう）。

　また、Opteron 6100のメモリチャンネルは4本となっている。チャンネルあたり3本のDIMM（CPUあたり最大12本のDIMM）を搭載できるので、8GB DIMMを使用すれば、CPUあたり最大96GBのメモリを搭載できる。また、ローコストなUnbuffered DDR3メモリもサポートされている（ただし、Unbuffered DDR3を使用する場合、チャンネルあたり1本のDIMMとなる）。

　Opteron 6100で改良されたメモリコントローラは、1チャンネルあたり2本のDIMMをDDR3 1333MHzで動かすことができる（AMDのリファレンスデザインにおいて）。また、1チャンネルあたり3本のDIMMを搭載しても、1066MHzで動作する。もちろん、Low Voltage（LV） DDR3もサポートされている。なお、このOpteron 6100を最も高いパフォーマンスで動かすには、メモリを4本セットで増設する必要がある。チャンネルごとのメモリ枚数が異なると、動作するもののパフォーマンス的にデメリットが生じる。

　Opteron 6100は、2～4ソケット向けCPUのため、サーバー全体では2ソケットシステムで最大24本のメモリが搭載できる。メモリのコストを考えず8GBを24本使用すれば、192GBものメモリを搭載したシステムになる（4ソケットだと384GBになる）。ここまで、メインメモリの容量が大きくなれば、仮想化の集約率をさらに高めることができる。

Opteron 6100で強化された機能

　命令セットなどの機能強化は、Opteron 6100では行われなかった。しかし、パワーマネジメント関連では、いくつかの機能が強化されている。

　Opteron 6100では、C1EのPower Stateをサポートした。これにより、CPUコアアイドル時に、より低省電力のモードに移行する。さらに、CPUの発熱が高くなれば、自動的にCPUのクロック数を落とすP Statesがサポートされた。このあたりの機能は、デスクトップCPUでは当たり前になっているものなので、やっとサポートされたといえる。

　さらに、新しいAdvanced Platform Management Link（APML）がサポートされた。APMLは、Opteron 2400シリーズでもサポートされていたが、Opteron 6100では、パワーや温度をモニタリングするPTM機能、CPUをリモートで管理するRPMI機能がAPMLに追加されている。

■魅力的な価格設定が特長のOpteron 6100

　12コアCPUとなったことだけが、Opteron 6100の特長ではない。価格設定もOpteron 6100の特長となっている。

　AMDはサーバー用CPUとして、1ソケット向けのOpteron 1300シリーズ、2ソケット向けのOperon 2300/2400シリーズ、4/8ソケット向けのOpteron 8300/8400シリーズを用意していた。しかし、4/8ソケット向けCPUはハイエンドサーバー向けとなり、市場全体で5％ほどのシェアしかなかった（2ソケットサーバーは75％を占めている）。

　そこで、2010年以降は、サーバー用CPUを1～2ソケット向けのOpteron 4000シリーズ（開発コード名：Lisbon）、2～4ソケットのOpteron 6000シリーズの2種類のサーバーCPUに整理した。

　つまり、2ソケットサーバーでOpteron 6000シリーズを使えば、Opteron 4000シリーズのCPUを4つ搭載したサーバーと同等になる。また、4ソケットサーバーでOpteron 6000シリーズを使えば、Opteron 4000シリーズを8つ搭載したサーバーと同等になる。このため、2/4ソケットのOpteron 6000シリーズは、以前のOpteron 8300/8400シリーズと同等の拡張性を持っているといえる。

Opteron 6100は、パフォーマンスや省電力性だけでなく、コスト面でも大きなメリットがある	2010年以降、AMDはサーバーCPUを1/2ソケット向け、2/4ソケット向けの2種類に整理する。これにより、ボリュームゾーンの2ソケットサーバーのパフォーマンスアップと低コスト化を図る	2011年には、次世代アーキテクチャのBulldozerコアを使用したInterlagos CPUがリリースされる。今回採用されたG34ソケットで、そのままInterlagos CPUが動作する予定だ

　価格の面でも大きく変更された。

Opteron 6100の価格。最も高価な12コアのOpteron 6176 SEでも1386ドル、最も安い8コアのOpteron 6128だと266ドルだ

　Opteron 8300/8400シリーズは、CPU1個あたり3000ドルを超えており、非常に高価だった。これに対し、今回発表された12コアのOpteron 6174（2.2GHz）は1165ドルと、非常にリーズナブルな価格設定となっている。また、8コアのOpteron 6136（2.4GHz）だと744ドル、同じく8コアのOpteron 6128（2.0GHz）だと266ドルとデスクトップCPU並みの安さだ。

　つまり、これまで4/8ソケット向けCPUと同等性能のCPUを、2ソケット向けCPUと同等の価格帯で販売することになる。

■Opteron 6100のパフォーマンスは？

　Opteron 6100は、以前のSocket Fと異なり、新しいG34ソケットを使用している。このため、マザーボードも一新されている。

　発表の時点では、Opteron 6100に対応したサーバーは出荷されていない。そのため、AMDが発表会で使用したプレゼンテーションから、Opteron 6100のパフォーマンスを見てみる。

　SPECintやSPECfpなどのベンチマークで見ると、Opteron 6174（2.2GHz）は、昨年発表されたOpteron 2435（2.66GHz）と比べて2.2倍ほどのパフォーマンスを示している。

　Opteron 6174は、CPUダイを2個搭載され、CPUコア数が2倍になっているためパフォーマンスは、2倍になるのは当たり前と思いがちだ。しかし、CPUコア数が2倍になったとしても単純に2倍のパフォーマンスになるとは限らない。やはり、Opteron 2400のIstanbulコアがメモリにDDR2を使用していたのに対して、Opteron 6100のMagny-CoursコアになりDDR3を採用したので、システム全体のパフォーマンスがアップしているようだ。

　パフォーマンスと電力消費量を比較したデータを見ると、12コアのOpteron 6174とXeon 5680（Westmere-EP）は、ほぼ同じベンチマーク結果を出している。ただし、Opteron 6174は、消費電力が80Wに対して、Xeon 5680は130Wとなっている。それに価格的にもOpteron 6174のほうが安い。

　このデータに関しては、パフォーマンス面とCPUの価格に関しては、納得できる。しかし、消費電力に関しては、CPUが使用する最大値ということなので、実際には各CPUを搭載したサーバーに負荷をかけて、システム全体の消費電力を測ってみないと、一概にOpteron 6100が優位に立っているとは言い切れないだろう。

　とはいえ、これだけのパフォーマンスを持っていて、低価格なサーバーCPUというのは魅力だ。特に、CPUコア数が増えるため、仮想化する場合には、1台で多くの仮想マシンを動かすことができるだろう。

ADMが行ったSPECintとSPECfpのベンチマーク。12コアのOpteron 6174（2.2GHz）は、6コアのOpteron 2435（2.66GHz）の2.2倍のパフォーマンスが実現している	AMDのデータでは、Opteron 6100は、省電力性、パフォーマンスなどを考え合わせても、最もコストパフォーマンスのいいCPUだ
Opteron 6100の登場により、省電力性とパフォーマンスを高めつつ、コストを低下させている	Opteron 6100は、昨年発表された6コアのOpteron 2400シリーズと消費電力は同じでも、パフォーマンスは1.6倍に達している

■仮想化に最適なOpteron 6100

　Opteron 6100は、CPUコア数が今までとはケタ違いに増えるため、仮想化せずに1つのOSだけを動かすのはもったいないサーバーだ。仮想化を前提としたCPUといえる。

　さらに、4ソケット向けと2ソケット向けに同じCPUが採用されるので、Opteron 6100を搭載した4ソケットサーバーは今までと比べて非常に安い価格で購入できるだろう。最も安い8コアOpteron 6128（2.0GHz）を使用した2ソケットサーバーは、30万～40万円で購入できる可能性もある。安いからといって、パフォーマンス面で難があるわけではない。CPUコア数としては、16コア（8コア×2）のサーバーだ。6コアOpteron 2400搭載のサーバーと比べると、コア数が増えながらサーバーコストが安くなる。

　もう一つ重要なのは、Opteron 6100で採用されたG34ソケットは、2011年にリリースが検討されているInterlagos CPUでも使用できるという点だ。Interlagos CPUは、新しいBulldozerコアを使用した新世代のCPUだ。Interlagos CPUは、CPUコア数としても12/16コアとなり、パフォーマンス的にはOpteron 6100（Magny-Cours）をしのぐモノになるだろう。長期にわたり使用するサーバーとしては安心感が出てくる。

2010年以降のサーバーCPUロードマップ。2/4ソケットのG34ソケット、1/2ソケットのC32は、2011年にリリースされる次世代CPUのInterlagosやValenciaでも使われる	2011年のInterlagosやValenciaでは、新しいCPUアーキテクチャのBulldozerコアが使用される	Bulldozerコアは、2つの整数演算ユニットと1つの浮動小数点演算ユニットを1つのモジュールとしてコアが作られている