Overhead smoort dualcore

Het gat tussen snelle chips en traag geheugen speelt de huidige dualcore serverprocessoren parten. Dit blijkt uit een vergelijkend onderzoek van Computable tussen chips van AMD en Intel.

De dualcore-processoren van Intel en AMD, respectievelijk Xeon MP (codenaam Paxville) en Opteron, zijn onderworpen aan een servertest om de verwerkingssnelheid te vergelijken. Hierbij zijn SMP-configuraties (symmetric multiprocessor) gebruikt waarbij elke machine zestien cpu-kernen (virtuele processoren) aan het besturingssysteem geeft. Dat komt met Intel-chips neer op een server met vier Paxville-processoren en met AMD-chips op een server met acht Opterons. Eerstgenoemde heeft namelijk de bedrijfseigen multithreading-technologie HyperThreading waardoor één fysieke core zich voordoet als twee.

Laag prestatieniveau

Het prestatieniveau blijkt met processoren van beide fabrikanten zeer laag uit te vallen als de chips twee of meer taken (programmamodules) in het geheugen delen. Het prestatieniveau valt dan terug tot onder het niveau van één enkele virtuele processor. Vervolgens blijft de verwachte prestatieverbetering bij het opvoeren van de werklast volledig uit zolang deze taken nog actief zijn in het hoofdgeheugen. In een operationele server verlaagt deze eigenschap het prestatieniveau voor het hele systeem. Reden voor de prestatieterugval is de overhead; de protocollen voor de aansturing van het cachegeheugen genereren in de huidige dualcore-processoren een te zware interne werklast. De mate waarin dit euvel optreedt, is afhankelijk van het besturingssys-teem, de drivers, services en applicaties. De virtuele processoren van zowel de Opteron als de Paxville halen pas een hoog prestatieniveau als er evenveel zware taken als virtuele chips zijn. Dit stelt duidelijk andere eisen aan de software; die moet hoofdtaken opdelen in verschillende ‘mini-processen’ (threads), om zo goed mogelijk aan te sluiten op de aangeboden virtuele processoren. Ook dan is een hoog prestatieniveau niet verzekerd. De verwachte lineaire prestatietoename onder ideale omstandigheden hapert bij het Intel-systeem zodra de helft van de virtuele processoren aan het werk zijn.

Doorvoercapaciteit

Een van de voornaamste oorzaken is het grote verschil in doorvoercapaciteit tussen processor en geheugen. Dit laat de prestaties scherp terugvallen wanneer de processorcache de gewenste data niet of niet meer kan aandragen en de processor dus het hoofdgeheugen moet aanspreken. De prestatieterugval hierbij is voor AMD’s processoren een factor zeven, voor Intels chips zelfs een factor negen. Intel en AMD werken aan nieuwe technieken om deze grilligheid van het prestatieniveau tegen te gaan.