3.2 Микропроцессоры фирмы amd

K6

CPU К6 (второе и третье поколения К6-II и K6-III) выпущен AMD как альтернатива популярным Pentium и Pentium II. В процессоре K6 AMD впервые использовала свою фирменную технологию 3DNow!. По сути это сопроцессор по типу MMX, умеющий выполнять 21 новую инструкцию. Эти новые инструкции призваны, прежде всего, ускорить обработку данных, связанных с трехмерной графикой. Поэтому в набор инструкций 3DNow! включены команды, работающие с вещественночисленными аргументами одинарной точности. Как и ММХ, 3DNow! использует те же регистры, что и сопроцессор, - это связано с тем, что операционные системы должны сохранять и сбрасывать все регистры процессора при переключении задач.

CPU имеет встроенный 64 Кбайт L1 кеш (32 Кбайт для команд и 32 Кбайт двухпортового кеша с обратной записью для данных) и встроенный кеш второго уровня (L2) объемом 256 Кбайт. Поддерживается 100-мегагерцевая системная шина и порт AGP. Поставляется в 321-контактном керамическом корпусе и может работать на частотах до 550 МГц.

K6-2 - следующее поколение K6 с кодовым именем Chomper. Процессор вышел в мае 1998 года, основным усовершенствованием является поддержка дополнительного набора инструкций 3DNow! и частоты системной шины 100 МГц. Кэш-память L1 - 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных), кэш L2 находится на материнской плате и может иметь объем от 512 Кбайт до 2 Мбайт, работая на частоте шины процессора. Первые модели имели частоту ядра 266 МГц.

K6-2+ - одни из последних Socket 7 процессоров AMD. И первые Socket 7 процессоры, сделанные с использованием 0,18 мкм техпроцесса.

K6-III (Sharptooth) - первые процессоры от AMD, имеющие кэш-память L2, объединенную с ядром. Последние процессоры, сделанные под платформу Socket 7. Фактически, представляют собой просто K6-2 с 256 Кбайт кэш-памятью L2 на чипе, работающей на той же частоте, что и ядро процессора. Кэш-память L1 имеет объем 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных), кэш-память L3 находится на материнской плате и может иметь объем от 512 Кбайт до 2 Мбайт, работая на частоте шины процессора. Первые модели, выпущенные в феврале 1999 года, были рассчитаны на 400 и 450 МГц.

Athlon K7

Основные свойства архитектуры процессора седьмого поколения AMD Athlon: оптимизированная для работы с высокой тактовой частотой, суперконвейерная суперскалярная микроархитектура, предназначенная для выполнения 9 инструкций за один такт. Включает в себя несколько параллельных декодеров x86-инструкций, три конвейера для выполнения вычислений с плавающей точкой, включая инструкции MMX и 3DNow!; три конвейера для целочисленных вычислений; три конвейера для генерации адресов; использованного усовершенствованное динамическое предсказание ветвлений. Расширена технология 3DNow! - к 21, уже применяемым инструкциям добавлено 19, улучшающих расчеты с целочисленными данными, и 5 новых DSP-инструкций (для программных модемов, ADSL, Dolby Digital и MP3-кодеков). Внушительных размеров системный кэш включает в себя кэш-память первого уровня объемом 128 Кбайт и работающий на половине частоты процессора кэш L2 в 512 Кбайт. Правда, так было в версиях процессора с частотой до 700 МГц, далее появились процессоры с делителем 2/5, а в последствии 1/3 (хотя такие процессоры AMD скоро заменила на усовершенствованные Athlon). Частота шины 100 МГц, но за счет того, что передача данных может вестись на обоих фронтах сигнала - 200 МГц.

Благодаря этому становится возможным использование DDR SDRAM.

СPU Athlon K7 выпускаются с интерфейсом Socket А для установки в используемый только процессорами фирмы AMD 462-контактный Socket разъем. Правда, есть также версия и под Slot 1. По производительности Athlon K7 аналогичны Pentium III, работающим с такой или меньшей частотой. Но, в отличие от Pentium, CPU от AMD стоит заметно дешевле.

Argon - кодовое название использованного в K7 ядра.

K7 - первые процессоры, архитектура и интерфейс которых отличаются от Intel. Объем кэш-памяти L1 - 128 Кбайт (по 64 Кбайт для инструкций и данных). Кэш-память L2 - 512 Кбайт, работающая на 1/2, 2/5 или 1/3 частоты процессора. Процессорная шина - Alpha EV-6. Тактовая частота шины - 100 МГц с передачей данных при 200 МГц. Поддерживаемые наборы инструкций - MMX и расширенный по сравнению с K6-III набор 3DNow!. Форм-фактор - Slot A. Получил наименование Athlon. Были выпущены модели 500-1000 МГц. Ядро K75 - алюминиевые соединения, K76 - медные.

Magnolia - кодовое название 1 ГГц Athlon с ядром K76 до его выхода.

Thunderbird - наименование ядра процессоров Athlon, выпущенных по технологии 0,18 мкм с использованием технологии медных соединений. На чипе интегрированы 256 Кбайт полноскоростного exclusive кэша L2.

В качестве переходного варианта некоторое время выпускался в форм-факторе Slot A. Однако основным форм-фактором является Socket A. Модель с частотой 1,33 ГГц демонстрирует большую производительность на офисных задачах, чем процессор Intel Pentium 4 с частотой 1,7 ГГц. Технологический потенциал ядра Thunderbird предоставляет возможность выпуска изделий с частотой до 2 ГГц.

Duron

Процессор AMD Duron разработан как упрощенная модификация процессора AMD Athlon и предназначен для создания компьютерных решений низшей и средней ценовой категории. По занимаемому на рынке сегменту Duron аналогичен CPU класса Celeron. Построенный на основе K7 Athlon, Duron имеет ту же двунаправленную 100-мегагерцовую системную шину, 128-килобайтный кэш первого уровня, поддержку того же набора инструкций. Удешевление достигнуто только за счет внешнего кэша, который стал равен 64 Кбайт. Замечательно то, что, как и у Celeron, кэш-память работает на частоте ядра, что обеспечивает минимальное падение производительности по сравнению с Athlon. Появление Duron сильно пошатнуло позиции Intel в производстве бюджетных процессоров: Duron в производительности обгоняет Celeron и не так далек от Pentium III, и при этом еще стоит. Выпускаются версии процессора с частотами от 600 МГц до 850 МГц). Все CPU Duron имеют форм-фактор Socket A (462).

Spitfire - кодовое наименование ядра и процессоров Duron.

Athlon

Слабым местом в процессоре Athlon на ядре K7 является медленный L2 кэш. Каждый новый процессор приносил все меньший прирост. Кроме того, с появлением Pentium III с внешней частотой 133 МГц и активного использования оперативной памяти SDRAM, 100-мегагерцовая шина существующего Athlon устарела. В новой версии процессора Athlon на ядре Thunderbird перечисленные недостатки были устранены. Так же как Intel в Pentium III второго поколения уменьшила в два раза кэш и во столько же повысила его скорость, так и в новом AMD Athlon кэш-память стала работать на полной частоте ядра, хотя ее объем и сократился до 256 Кбайт. И, продолжая сравнивать с Pentium III, также видно повышение внешней частоты процессора до 133 МГц (напомним, что результирующая частота больше в два раза, 266 МГц). Частота ядра CPU Athlon достигла 1,3 ГГц. Для работающего на такой скорости процессора недостаточно пропускной способности SDRAM, поэтому AMD рекомендует использовать со своими процессорами память DDR SDRAM и соответствующие чипсеты (AMD ориентируется на чипсеты от VIA). Сама AMD позиционирует свое решение как альтернативу Pentium IV + Rambus.

Следует учесть тот факт, что AMD процессорам сильно мешает их слабая поддержка со стороны программного обеспечения. Использовать в своих изделиях Intel инструкции SSE фирма не может, приходится развивать собственную технологию 3DNow!. Выигрыш от ее использования будет заметен лишь в том случае, если только приложение будет специально скомпилировано под набор инструкций 3DNow!. Но исторически сложилось так, что большинство программ, часто ввиду того, что набор 3DNow! оказался более сложным для реализации его программистами, пишутся под SSE. Вот и получилось так, что серьезные программы, оптимизированные под процессоры AMD, можно пересчитать по пальцам. Но надо отдать должное, что игнорирование 3DNow! не сильно сказывается на производительности, а иногда отличие вообще практически незаметно.

Athlon XP - наименование процессоров, созданных на основе ядра Palomino, Socket A (Socket 462).

Mustang - серверный вариант Athlon. Кэш-память L2 - 1-2 Мбайт, интегрированная в чип процессора. Процессор рассчитан на использование шины 266 МГц и памяти DDR SDRAM. Выпуск отменен.

Corvette - кодовое наименование мобильного варианта ядра Mustang. Переименован в Palomino.

Palomino - кодовое наименование ядра процессоров Athlon, пришедшего на смену архитектуре Thunderbird. Незначительные архитектурные изменения с целью улучшения скоростного потенциала процессора. Например, в составе ядра используются улучшенный блок предсказания ветвлений и аппаратная предварительная выборка из памяти. Процессоры на новом ядре не будут поддерживать SSE2. Palomino быстрее, чем Thunderbird, работающий на той же частоте; используя этот факт AMD ввела новый рейтинг на основе разработанной технологии Quanti Speed, по которому, например 1,73 МГц процессор Athlon XP получил рейтинг 2100+. Palomino работает на материнских платах, поддерживающих шину EV6 с частотой 266 МГц и выше. В производстве процессоров использована технология медных соединений. Младшие модели рассчитаны на тактовую частоту ядра 1,533 ГГц.

Morgan - кодовое наименование ядра процессоров Duron. Отличается от Palomino не только объемом L2, но и тем, что будет производиться по технологии с использованием алюминиевых соединений.

Thoroughbred - улучшенная версия Palomino, созданная по технологии 0,13 мкм. Тактовая частота - более 2 ГГц.

Appaloosa - улучшенная версия Morgan, созданная по технологии 0,13 мкм.

Barton - версия Thoroughbred, улучшенная использованием технологии SOI (SOI - silicon-on-insulator – кремний -на- изоляторе). Использование этой технологии позволяет увеличить тактовые частоты приблизительно на 20% и уменьшить при этом энергопотребление.

Hammer - семейство 64-разрядных процессоров. В него входят ClawHammer и SledgeHammer. Семейство 64-разрядных процессоров Hammer базируется на архитектуре K7, в которую добавлены 64-разрядные регистры и дополнительные инструкции для работы с этими регистрами, а также новые серверные инструкции. Использование технологии SOI. Поддержка SSE2.

ClawHammer - первый 64-разрядный процессор AMD. В отличие от Itanium, этот процессор ориентирован главным образом на 32-разрядные инструкции. Одновременно с его выходом ожидается появление новой шины HyperTransport (LDT), используемой для связи с процессорами и устройствами ввода/вывода. LDT должна стать дополнением к системной шине EV6 или EV7. Обеспечена поддержка до двух процессоров. Предполагаемая скорость - 2 ГГц и выше. Технология производства - 0,13 мкм, SOI.

SledgeHammer - серверный вариант ClawHammer. Обеспечена поддержка до восьми процессоров. Технология производства - 0,13 мкм, SOI.