4.3.2. Процессоры фирмы AMD
Выход Athlon (первоначально — К7), безусловно, был заметным явлением на рынке процессоров в 1999 г. Дело в том, что в нем были заложены принципиально новые и перспективные решения.
Внешне этот процессор чрезвычайно похож на Pentium II — картридж, на первый взгляд, ничем не отличается и разъем. Однако главное — внутри.
В июне 1999 года были анонсированы модели AMD Athlon 500, 550 и 600, изготавливаемые по 0,25-микронной технологии. После этого AMD некоторое время просто наращивала частоту процессоров, не внося каких-либо существенных изменений в технологический процесс их производства: так позднее появились 0,25-микронные модели AMD Athlon 650 и 700. И лишь при производстве AMD Athlon 750 и 800 была использована уже 0,18-микронная технология.
Таким образом, существуют процессоры AMD Athlon, изготовленные как по 0,25-микронной (с Частотами от 500 до 700 МГц), так и по 0,18-микронной технологии (от 550 МГц).
Основные характеристики процессоров AMD Athlon таковы:
Ядро: технология производства — 0,25/0,18 мкм; внутренняя архитектура - типа «RISC»; имеет 3 конвейера для целочисленных операций и 3 конвейера для операций с плавающей точкой;
В систему команд добавлены новые SIMD-инструкции (12 инструкций для ускорения целочисленных вычислений в мультимедийных приложениях, таких как распознавание речи и обработка видеопотоков; 7 инструкций — для лучшей детализации графики и добавления новой функциональности при использовании надстроек (plugins) в Интернет-браузерах и других приложений, базирующихся на технологии обработки потоков данных (streaming applications); 5 DSP (Digital Signal Processing)инструкций — для ускорения работы с коммуникационными приложениями (софт-модемы, программный ADSL) и со звуком в формате МРЗ и Dolby DigitalSurround; всего —24 инструкции), которые вместе со старым набором 3DNow из 21 инструкции образовали новый набор из 45 инструкций, названный Enhanced SDNow;
Системная шина: разработана на основе спецификации шины Alpha EV6; физическая тактовая частота - 100 МГц (в перспективе - до 200 МГц); тактовая частота передачи данных — 200 МГц (за счет регистрации обоих фронтов сигнала, в перспективе —до 400 МГц); поддерживается ЕСС-механизм обнаружения и коррекции ошибок передачи данных
L1-кэш: объем — 128 Кбайт (64 Кбайт для данных + 64 Кбайт для инструкций);
L2-кэш: объем — 512 Кбайт (в перспективе — до 8 Мбайт); тактовая частота— половина (1/2) тактовой частоты ядра (интерфейс L2-кэша — программируемый (programmable), так что в принципе коэффициент умножения для тактовой частоты L2-кэша может варьироваться и в будущих моделях AMD Athlon быть равным не только 1/2, но также 1/3, 2/3 и 1); внешний (не интегрирован на одном кристалле с процессором, а выполнен на отдельных микросхемах, которые расположены на той же процессорной плате, что и микросхема процессора), поддерживает ЕСС-механизм обнаружения и коррекции ошибо при обмене данными с ядром процессора;
многопроцессорность: теоретически системная шина AMD Athlon может одновременно обеспечить поддержку до 14 процессоров на одной шине.
напряжение питания ядра процессора: 1,6В-для моделей с частотой от 500до 750 МГц, 1,7В — для 800-мегагерцевого процессора;
разъем: Slot А; механически (но не электрически) совместим со Slot 1;
исполнение: Card Module — процессорная плата, размещенная в защитном пластиковом корпусе; вся сборка имеет примерно такие же габариты, как и процессор Intel Pentium III в S.E.C.C, — или S. Е. С. С-2-исполнении.
Athlon имеет не один полностью переработанный конвейерный блок вычислений с плавающей точкой, а целых три. Правда, один из них занят выполнением специальных функций (обмен с памятью), зато два других работают в связке, выполняют привычные операции с вещественными числами и дополнены блоками 3DNow и ММХ. Таким образом, в Athlon SDnow не подменяет математический сопроцессор, как это было раньше, а дополняет и без того очень мощный FPU.
Кэш первого уровня у Athlon в 2 раза больше, чем у К6-2 и К6-3, и в 4 —чем у Pentium II и PIII. Что может дать такой кэш, можно приблизительно оценить, вспомнив о превосходстве предыдущих семейств процессоров AMD в офисных приложениях (хотя прирост производительности и не пропорционален увеличению объема кэша).
По настоящему AMD преимущества МП проявились с появлением Socket A (Socket 462) процессоров на 0.18 мкм ядре Thunderbird. На нем, как и в случае с Pentium III, располагался полноскоростной L2-кэш объемом 256 Кб, притом, что L1- кэша имел объем 128 Кб L1 (при 32 Кб у Intel Pentium III Coppermine). Правда, «узким местом» осталась шина между кэшем второго уровня и процессорным ядром — всего 64 бита (256 бит - у Pentium 4). Первые процессоры работали на шине 200 МГц (100 МГц 2). С достижением рубежа 1 ГГц AMD стала выпускать процессоры парами, как для шины 200 МГц, так и 266 МГц (133 МГц 2). Пропускная способность на таких частотах составила 2.1 Гб/с.
Не так давно начали появляться процессоры с еще более новым ядром Palomino, но выполненные по все той же 0.18 мкм технологии. Сначала это были мобильный Athlon 4 и серверный Athlon MP (первый процессор AMD, официально поддерживающий двухпроцессорные конфигурации). Затем, компания официально объявила настольное решение на ядре Palomino — Athlon XP, призванное составить еще более сильную конкуренцию для Pentium 4.
В отличие от Pentium 4, несовместимого со своими старыми платами, Athlon XP вполне успешно может работать и на старых Socket A-платах, лишь бы те поддерживали необходимую частоту. Как показала практика, в большинстве случаев удается даже обойтись без перепрошивки BIOS.
Немалым преимуществом ядра Palomino является также поддержка не только инструкций 3D Now!, но системы команд Intel'овских процессоров SSE, всего 107 SIMD-инструкций. Все вместе называется 3D Now! Professional Technology. Теперь Athlon XP не только может эффективно работать с программами, оптимизированными под SSE, но и даёт больше свободы разработчикам при создании приложений.
Еще одним нововведением стал чуть более тонкий пластиковый корпус OPGA (Organic Pin Grid Array). Во-первых, он дешевле традиционного керамического, во-вторых, он должен сыграть свою роль при переходе на 0.13 мкм процесс. Дело в том, что такая упаковка позволяет организовать лучший отвод тепла от процессора и переместить конденсаторы, фильтрующие цепи питания поближе к ядру. Появился и ранее отсутствовавший в Athlon'ax, зато наличествовавший еще в Intel Pentium III, термодиод, расположенный прямо на кристалле процессора.
Летом 2000 г. начался выпуск процессоров AMD Duron. В AMD Duron, так же, как и в AMD Athlon, кэш-память обоих уровней интегрирована на кристалле процессора. Кэш L1 имеет тот же объем, что и в AMD Athlon (128 Кбайт), кэш L2 вмещает 64 Кбайт. Частота внешней шины у AMD Duron равна 200 МГц, ядро процессора включает 3 конвейера для выполнения операций с данными в формате с плавающей точкой. Теперь сравните это с показателями Intel Celeron - 32+128 Кбайт, 66 МГц, 1 конвейер FPU.
В июне 2000 в продажу поступили версии Duron с тактовой частотой 600/ 650/700 МГц, а несколько позже и модификации 1-1,4 ГГц, основанные уже на ядре, аналогичном Athlon XP. По результатам отдельных тестов Duron на 25% превосходит по производительности процессоры Celeron компании Intel с аналогичной тактовой частотой и ценой (исключение Celeron 1,2 Ггц, на ядре Tualatin и современные модификации Celeron 1,7 Ггц и выше).
В Duron, начиная с частоты 1 ГГц, используется более совершенное ядро Morgan. Для производства Morgan используется 0.18 мкм технологический процесс с использованием алюминиевых соединений. Фактически, ядро Morgan отличается от другого процессорного ядра, Palomino, используемого AMD в своих производительных процессорах (для настольных компьютеров - Athlon XP, для двухпроцессорных серверов - Athlon MP и для мобильных компьютеров - Athlon 4), лишь размером кэша второго уровня. Процессоры на ядре Morgan оснащаются 64-килобайтным кэшем, в то время как Palomino располагает L2 кэшем с размером 256 Кбайт.
Но, прогресс движется вперёд, и, на сегодняшний день, выпуск процессоров Duron прекращён.
(i)Новые микропроцессоры фирмы AMD
Компания AMD с конца 2002 года перестала использовать 0.18-микронный технологический процесс для производства своих CPU. Ядро Palomino во всех процессорах линейки Athlon XP, включая и младшие модели, заменено ядром Thoroughbred (технология 0.13-микронн). То же касается процессоров серверного семейства - Athlon MP , которые теперь также будут производиться с использованием более нового ядра Thoroughbred, имеющего более низкое тепловыделение.
В октябре 2002 года компания AMD объявила два новых процессора - Athlon XP 2700+ и Athlon 2800+, а несколько ранее Athlon XP 2400+ и Athlon XP 2600+. Процессоры Athlon XP 2700+ и Athlon XP 2800+, а также, часть Athlon XP 2600+ имеют одно основное отличие от своих предшественников - они рассчитаны на использование процессорной шины с частотой 333 МГц. Использование этой частоты позволило достичь пропускной способности процессорной шины в 2.7 Гбайт в секунду, что, очевидно, дает возможность AMD добиться в Socket А платформах полного эффекта от использования SDRAM.
|
Athlon XP 2200+
|
Athlon XP 2400+
|
Athlon XP 2600+
|
Athlon ХР 2700+
|
Athlon XP 2800+
|
Частота
|
1800 МГц
|
2000 МГц
|
2133 МГц
|
2166 МГц
|
2250 МГц
|
Частота шины
|
266 МГц
|
333 МГц
|
Производственная технология
|
0.13 мкм, РаЬЗО в Дрездене
|
Процессорное ядро
|
Thoroughbred, stepping 680
|
Thoroughbred, stepping 681
|
Размер кеша
|
L1 - 128 Кбайт, L2 - 256 Кбайт (384 Кбайта суммарно)
|
Номинальное напряжение
|
1.65В
|
Размер ядра
|
80 кв. мм
|
84 кв. мм
|
Число транзисторов
|
37.2 миллионов
|
37.6 миллионов
|
Инфраструктура
|
Socket A
|
Максимальная температура ядра
|
85 градусов С
|
Максимальное тепловыделение
|
67.9 Вт
|
68.3 Вт
|
68.3 Вт
|
68.3 Вт
|
74.3 Вт
|
Типичное тепловыделение
|
61.7Вт
|
62.0 Вт
|
62.0 Вт
|
62.0 Вт
|
64.0 Вт
|
Переход на использование более скоростной шины позволил AMD добиться некоторого прироста в производительности своих CPU без увеличения тактовой частоты процессорного ядра. В результате, теперь для выяснения частоты процессоров Athlon XP придется пользоваться следующей таблицей:
Процессор
|
Частота CPU, МГц/Частота шины, МГц
|
Athlon XP 1500+
|
1333/266
|
Athlon XP 1600+
|
1400/266
|
Athlon XP 1700+
|
1467/266
|
Athlon XP 1800+
|
1533/266
|
Athlon XP 1900+
|
1600/266
|
Athlon XP 2000+
|
1667/266
|
Athlon XP 21 00+
|
1733/266
|
Athlon XP 2200+
|
1800/266
|
Athlon XP 2400+
|
2000/266
|
Athlon XP 2600+
|
2133/266
|
Athlon XP 2700+
|
2166/333
|
Athlon XP 2800+
|
2250/333
|
Отметим, что Athlon XP 2800+, благодаря своей увеличенной тактовой частоте и возросшей частоте шины, во многих тестах превосходит по скорости Pentium 4 2.8 ГГц, причем он дешевле более чем в 1,5 раза.
В настоящее время наиболее популярными продуктами от компании AMD остаются процессоры семейства Athlon XP, в которых используется уже процессорное ядро Barton с 512-килобайтным кэшем второго уровня и 333 или 400-мегагерцовой шиной.
|
