admin / 14.06.2018

AMD athlon XP характеристики

AMD AthlonXP: производительность выше мегагерц!

Производительность выше мегагерц!

Лозунг «Производительность выше мегагерц» (Performance matters more than MHz) взят с первой страницы презентации AMD, которая была выпущена по поводу готовящегося запуска процессора на ядре Palomino для обычных (настольных) компьютеров в конце августа. Представители AMD уже раньше жаловались на известный маркетинговый принцип — потребитель покупает мегагерцы. Если опытные пользователи знают, что главное в процессоре — это не его частота, а используемая архитектура, то для большинства обычных людей мегагерцы привычно ассоциируются со скоростью процессора. Конечно, доля истины в этом есть. Но как вы понимаете, зависимость производительности от мегагерц далеко не линейная.

С выпуском Pentium 4 Intel стремительно нагнала мегагерцы, но как мы уже видели по тестам, большие мегагерцы отнюдь не означают большую производительность. Во многих приложениях даже старые 1 ГГц Pentium III процессоры легко оставляют позади «именитых» старших братьев. И теперь настала очередь AMD образовывать и убеждать среднего пользователя в том, чтобы они смотрели не на цифру в МГц, а на реальную производительность. Ниже, в тестах, вы сможете сами сравнить производительность новых процессоров AMD на ядре Palomino и Pentium 4 2 ГГц.

Новые процессоры AMD названы Athlon XP. Но здесь приставка XP вовсе не означает «eXPerience» (опыт), как у Windows XP. Как считает AMD, для Athlon XP — это «eXtreme Performance» (экстремальная производительность).

Для борьбы с предрассудками потребителей AMD вновь пошла по пути объявления не тактовых частот, а «модельных номеров» — рейтингов, которые должны подчеркивать реальную производительность процессоров. Мы не будем сейчас обсуждать этическую сторону такого решения, но наверняка среди опытных пользователей такая мера не станет популярной. Как утверждает AMD, рейтинги сопоставляют новый процессор на ядре Palomino со старым, на ядре Thunderbird. Таким образом, Athlon XP 1800+ должен работать быстрее абстрактного Athlon Thunderbird 1800 МГц. Цель модельных номеров понятна — средний пользователь посмотрит на цифру в 1800+ и подумает про 1800 МГц, что позволит ему сделать (конечно, неверное) сравнение с Pentium 4 1800 МГц. Как мы надеемся, наши читатели обладают достаточным опытом и не запутаются в цифрах. А чтобы было легче ориентироваться, мы составили следующую таблицу.

Линейка процессоров AMD Athlon XP
Название Частота FSB Множитель Частота процессора
Athlon XP 1800+ 133 МГц 11,5x 1,53 ГГц
Athlon XP 1700+ 133 МГц 11,0x 1,47 ГГц
Athlon XP 1600+ 133 МГц 10,5x 1,40 ГГц
Athlon XP 1500+ 133 МГц 10,0x 1,33 ГГц

Интересно все же отметить консервативность AMD. По обзорам Pentium 4 2,0 ГГц (Willamette) мы знаем, что Athlon 1,4 ГГц Thunderbird вполне с ним конкурентоспособен. Чего же тогда нам ожидать от 1,53 ГГц Athlon XP, оцениваемого рейтингу 1800+?

AMD не просто взяла и назначила процессорам рейтинги. Компания использовала набор 14 популярных тестов и игр (включая SYSMark 2001, но позже мы вернемся к этому) и определила рейтинг на основе этих тестов.

Для оправдания использования рейтингов AMD ввела термин «QuantiSpeed Architecture» — квантискоростная архитектура. На самом деле здесь нет ничего нового, просто AMD пожелала отметить тот факт, что Athlon XP выполняет больше операций за такт по сравнению с Pentium 4.

Что скрывается за XP?



Слева — Athlon (Thunderbird), справа — Athlon XP (Palomino)

Если отбросить рыночную политику Athlon XP, то мы тестируем сейчас версию на большей тактовой частоте, чем Athlon MP (Palomino) в июньском обзоре.

Ядро не подверглось изменениям по сравнению с мобильным Athlon 4 или Athlon MP, то есть здесь введены все те же улучшения.

  1. Полная поддержка инструкций Intel SSE;
  2. Улучшенный механизм аппаратного предсказания ветвлений;
  3. Улучшенный буфер преобразования адреса TLB;
  4. Пониженное энергопотребление и встроенный термодиод.

Мы уже рассказывали подробно про все эти улучшения, так что с ними вы можете познакомиться в прошлом обзоре.


Слева направо: Athlon-C (Thunderbird), Athlon MP (Palomino) и Athlon XP (Palomino)

Несмотря на фактически одинаковое ядро Palomino, внешний вид Athlon XP отличается от Athlon 4/MP.

Как вы можете заметить на иллюстрации, Athlon XP 1,53 ГГц (1800+) использует новый тип упаковки — органическую (organic based) упаковку, впервые для AMD. До Athlon XP все процессоры AMD использовали старую керамическую технологию упаковки. Переход к органической упаковке позволит AMD быстрее наращивать тактовые частоты процессора и FSB. Также можно заметить конденсаторы на нижней стороне процессора прямо под ядром, они помогают улучшить доставку питания на ядро и устранить нежелательные помехи. Поскольку AMD планирует уменьшить техпроцесс Athlon XP до 0,13 мкм, конденсаторы придутся как нельзя кстати, так как напряжение ядра еще больше упадет.


Близнецы-братья

Все процессоры Athlon XP работают на FSB 133 МГц (эффективные 266 МГц). Следовательно, шина в 100 МГц медленно отходит в прошлое. При таких высоких тактовых частотах уже появляется реальная потребность в повышенной скорости FSB.

Для любителей разгона приятным известием станет то, что процесс разгона в Athlon XP не изменился. Соединение мостиков L1 все так же позволяет изменять множитель.

>Процессоры AMD — как устроены и основные принципы

Процессор AMD К6

Длительное время Advanced Micro Devices, подобно Cyrix, производила центральные процессоры 286, 386 и 486, которые были основаны на разработках Intel. К5 был первым независимо созданным х86 процессором, на который AMD возлагала большие надежды.

Однако, покупка компанией AMD основанного в Калифорнии конкурента весной 1996 года, кажется, создала возможность лучше подготовиться к своей следующей атаке на Intel. К6 начал жизнь как Nx686, будучи переименованным после приобретения NextGen. Серия ММХ-совместимых процессоров К6 была запущена в середине 1997 года, за несколько недель до Cyrix 6х86МХ, и сразу была одобрена пользователями.

Изготовленный по 5-слойной 0.35-мкм технологии, К6 был почти на 20 % меньше, чем Pentium Pro и при этом содержал на 3.3 миллионов транзисторов больше (8.8 против 5.5 миллионов). Большинство этих дополнительных транзисторов находилось в кэше первого уровня на 64 Кбайт (на кэш команд 32 Кбайт и на кэш данных 32 Кбайт). Это равносильно четырем Pentium Pro или двум Pentium ММХ и Pentium 2.

Центральный процессор К6 поддерживал технологию ММХ Intel, включая 57 новых х86 команд, разработанных для развития мультимедийного программного обеспечения. Как и Pentium Pro, К6 был многим обязан классическим технологиям RISC. Используя суперскалярную микроархитектуру AMD RISC86, чип декодировал каждую х86-инструкцию в ряд более простых действий, которые могли быть обработаны, используя типичные принципы RISC — такие, как выполнение вне естественного порядка, переименование регистров, предсказание переходов, спекулятивное исполнение, опережающая выборка данных.

Центральный процессор К6 начинал с версий 166.200 и 233 МГц. Уровень его производительности был очень схож с Pentium Pro соответствующих частот с его максимальным 512 Кбайт кэшем второго уровня. Общее с чипом Cyrix MX (но в несколько меньшей степени) — работа с плавающей запятой — была областью относительной слабости по сравнению с Pentium Pro или Pentium 2. Однако проникновению процессора на рынок в конце 1997 — начале 1998 года препятствовали проблемы, которые возникли у AMD при перемещении ее нового производственного 0.25-мкм процесса из лабораторий на заводы-изготовители. Это привело к падению производства центральных процессоров на 200 и 233 МГц, задержке введения чипа 266 МГц и отмене чипа 300 МГц.

Процессор AMD K6-3

В феврале 1999 года AMD объявила о начале выпуска партии 400 МГц AMD К6-lll процессора под кодовым названием «Sharptooth» и опробовала 450 МГц версию. Ключевой особенностью этого нового процессора была инновационная разработка — «Трехуровневый кэш».

Традиционно процессоры персональных компьютеров использовали два уровня кэша:

  • кэш первого уровня (L1), который обычно расположен на кристалле;
  • кэш второго уровня (L2), который мог располагаться либо вне центрального процессора, на материнской плате или слоте, либо непосредственно на чипе центрального процессора.

Общее эмпирическое правило при проектировании подсистемы кэша — чем больше и быстрее кэш, тем выше производительность (ядро центрального процессора может быстрее получить доступ к инструкциям и данным).

Признавая выгоды большого и быстрого кэша в удовлетворении потребностей приложений, все более требовательных к производительности персональные компьютеры, «Трехуровневый кэш» компании AMD вводил архитектурные новшества кэша, разработанные для увеличения производительности персонального компьютера на основе платформы Super7:

  • внутренний L2-кэш (256 Кбайт), работающий на полной скорости процессора AMD-K6-3 и дополняющий кэш L1 (64 Кбайт), который был стандартен для всего семейства процессоров AMD-K6;
  • многопортовый внутренний кэш, позволяющий одновременное 64-битовое чтение и запись как кэшу L1, так и L2;
  • первичную процессорную шину (100 МГц), обеспечивающую соединение с резидентной кэш памятью на системной плате, расширяемой от 512 до 2048 Кбайт.

Таблица основных характеристик процессоров AMD

Тип процессора Архитектура Год выпуска Кодовое наименование Количество транзисторов, млн Ядро, мм L1 -кэш, Кбайт L2-кэш, Кбайт
AMD K5 K5 1996 SSA/5 4.3 271-161 8+16 Внешн.
1996 Godot 4.3 181 8+16 Внешн.
AMD К6 К6 1997 Nx686 (Model 6) 8.8 162 32+32 Внешн.
1998 Little Foot 8.8 88 32+32 Внешн.
K6-2 1998-2001 Chompers 9.3 81 64 Внешн.
К6 3 1999 Sharptooth 21.3 118 64 256
Athlon К7 1999 Argon 22.0 184 128 512
2000 Pluto 22.0 102 128 512
2000-2001 Thunderbird 37.0 120 64+64 256
Duron 2000-2001 Spitfire 25.0 100 64(|) + 64(D) 64-128
2001-2002 Morgan 25.18 106 128 64
2003 Applebred 37.2 85 128 64
Athlon ХР/МР 2001-2002 Palomino 37.5 130 128 256
2002 Thoroughbred 37.2 85 128 256
2003-2004 Barton 54.3 101 64+64 512
Sempron К7 2004 Thorton 54.3 101 128 256
2004 Thoroubred 37.2 85 128 256
2005 Winchester 68.5 84 128 128
Sempron К7 2005 Palermo 68-75 84 64+64 128-256
2006 Manila 103 81 128 128-256
Athlon 64 К8 2003-2004 Clawhammer 105.9 193 128 512-1024
2004 Newcastle 68.5 144 128 512
2004 Winchester 68.5 84 128 512
2005 Venice 76 84 128 512
2005 San Diego 114 115 128 512-1024
2006 Orleans 129 125 128 512
2006 Manchester 154 147 128 512
Opteron 2003 Sledgehammer 64+64 1024
2005 Venus, Troy, Athens 64+64 1024
Athlon 64 x 2 2-ядерные 2005 Manchester 154 147 128 x 2 512 x 2
2005 Toledo 233 199 128 x 2 512 x 2
2006 Windsor 243 220 128 x 2 512 x 2
2006 Brisbane 153.6 183 128 x 2 1024 x 2
Тип процессора Архитектура Размер минимальной структуры, мкм Тактовая частота шины, МГц Тактовая частота процессора, МГц Потребляемая мощность, Вт Интерфейс
AMD K5 K5 0.5-0.35 50-66 75-100 11-15 Socket 5/7
0.35 60-66 90-115 12-16 Socket 5/7
AMD К6 К6 0.35 CMOS 66 166-300 13-28 Socket 7
0.25 66 200-300 13-28 Socket 7
K6-2 0.25 66-100 266-550 15-30 Super7(321 p)
К6 3 0.25 100 400-450 18-30 Super7
Athlon К7 0.25 200 500-700 36-54 Slot A(575 p)
0.18 200 550-950 31-62 Slot A
0.18 200 700-1.4 ГГц 38-72 Socket A/Slot A
Duron 0.18 200 600-950 27-41 Socket A (Socket 462)
0.18 200 900-1.3 ГГц 44-60 S 462
0.13 266 1.4-1.8 57 S 462
Athlon ХР/МР 0.18 266 1.4-1.7 62-72 Socket 462
0.13 266 1.4-2.25 49-74 S 462
0.13 266-400 1.86-2.33 66-77 Socket A
Sempron К7 0.13 333 1.5-2.0 62 S 754/S 939
0.13 333 1.5-2.0 62 S462
0.09 400 1.6 62 S 754
Sempron К7 0.09 400 1.6-1.8 59-64.0 Socket А/ Socket 754
0.09 400 1.6-2.0 35-62 AM2
Athlon 64 К8 0.13 400 1.8-2.4 89 S 754
0.09 400 1.6-2.4 89 S754
0.09 400 1.8-2.2 67 S 939
0.09 400 2.0-2.4 16-89 S 754
0.09 400 2.2 89 S 939
0.09 400 1.8-2.4 35-62 AM2
0.09 400 2.0-2.2 67 S 939
Opteron 0.13 800/НТ 1.4-2.4 55-95 S 940
0.09 1000/НТ 1.6-3.0 55-95 S 940
Athlon 64 x 2 2-ядерные 0.09 667-800 2.0-2.4 69-110 S939
0.09 2.0-2.4 89-110 S 939
0.09 2.0-2.6 65-89 AM2
0.09 2.0-2.8 65-89 AM2

Проект многопортового внутреннего кэша процессора AMD-K6-3 позволил как кэшу L1 (64 Кбайт), так и кэшу L2 (256 Кбайт) выполнять одновременное 64-битовое чтение и запись операций за один такт процессора. В дополнение к этому многопортовому проекту кэша ядро процессора AMD-K6-I11 было в состоянии получить доступ к кэшам L1 и L2 одновременно, что увеличивало общую пропускную способность центрального процессора.

Основные элементы ядра Athlon

Многократные декодеры

Три полных декодера переводят х86-команды в макрооперации (MacroOPs) с фиксированной длиной для более высокой пропускной способности команд и увеличения мощности обработки. Вместо того чтобы выполнять х86 команды с длиной 1-15 байтов, процессор Athlon выполняет макрооперации фиксированной длины.

Блок контроля команд

Как только макрооперация расшифрована, за цикл посылаются до трех макроопераций блоку управления инструкциями (ICU). Это буфер перенаправления макроопераций с 72 входами (ROB), который управляет выполнением каждой макрооперации в целом, осуществляет переименование регистра для операндов, управляет любыми условиями исключения и действиями команды. ICU посылает макрооперацию планировщику исполнения.

Конвейеры исполнения

Athlon содержит 18-разрядный планировщик макроопераций и 36-разрядный планировщик операций мультимедиа и ПТ. Эти планировщики распределяют MacroOPs по девяти независимым конвейерам — три для вычислений с ФТ, три для вычисления адресов и три для выполнения команд ММХ, 3DNow! и операций ПТ для х87.

Структура процессора AMD Athlon

Супер скалярный блок плавающей точки FPT

Предыдущие центральные процессоры AMD были недостаточно производительными при работе с ПТ по сравнению с Intel. К этому недостатку более чем ответственно отнеслись в Athlon, который характеризуется суперскалярной архитектурой, включающей три конвейера выполнения команд с ПТ вне естественного порядка — FMUL (перемножение с ПТ), FADD (сложение с ПТ) и FSTORE (запись с ПТ). «Суперскалярность» означает способность центрального процессора выполнять более одной команды за такт процессора. Athlon же может выполнять одну операцию над 32-битовым числом с ПТ за такт процессора, что дает производительность в 2.4 Гфлопс при частоте в 600 МГц.

Прогнозирование переходов

Процессор Athlon предлагает сложную динамическую логику прогнозирования ветвления, чтобы минимизировать или устранить задержки из-за команд перехода, широко распространенные в программном обеспечении х86.

Системная шина

Системная шина Athlon — первая системная шина на 200 МГц для х86-платформ. Основанная на протоколе Digital Alpha EV6, первичная шина (FSB) — потенциально расширяемая до 400 МГц и более и, в отличие от разделяемой шины SMP (Symmetric Multi-Processing) проекта Pentium 3, использует архитектуру «точка-точка», чтобы обеспечить широкую полосу пропускания для одно- и многопроцессорных х86 платформ.

Архитектура кэша

Архитектура кэша Athlon существенно превосходит обычные центральные процессоры шестого поколения — полноценный кэш первого уровня 128 Кбайт, в 4 раза больший, чем у Pentium 3, и быстродействующий 64-битовый контроллер вторичного кэша 2-го уровня, поддерживающий от 512 Кбайт до 8 Мбайт.

Расширенный 3D Now

В ответ на Streaming SIMD Extensions (Intel Pentium 3) реализация 3DNow! в Athlon была модернизирована добавлением 24 новых команд к исходной 21 инструкции 3DNow!

Athlon был первоначально доступен в диапазонах скорости 500.550 и 600 МГц и 650 МГц немного позднее (все изготовлены по 0.25-мкм технологии). К концу 1999 года AMD еще более повысила частоту: его ядро К75 (750 МГц) является первым процессором, построенным с использованием алюминиевой 6-слойной технологии 0.18-мкм компании AMD.

Утверждение о том, что это был самый быстрый х86 совместимый центральный процессора тысячелетия, спорно, поскольку Intel быстро ответила объявлением 800 МГц Pentium 3. Однако AMD вскоре вернула лидерство в 2000 году выпуском версий на 800 и 850 МГц и преуспела в опережении Intel в преодолении барьера 1 ГГц буквально через несколько недель.

Процессор Thunderbird

В середине 2000 года была выпущена улучшенная версия Athlon с кодовым названием «Thunderbird».

Технология 0.18-мкм, кэш память 2-го уровня (L2) размером в 256 Кбайт расположена на плате процессора и работает на полной частоте процессора (первые процессоры Athlon имели кэш L2, работавшую на меньших частотах, например при частоте в 1 ГГЦ, память L2 работала на 330 МГц).

Интерфейсы — 462-контактный Socket А и Slot А. Частоты от 0.75 до 1 ГГц. Размещение 256 Кбайт памяти на кристалле привело к увеличению его размера до 120 квадратных миллиметров (102 квадратных миллиметров для ядра). Однако он меньше исходного (0.25-micron) К7 Athlon, который занимает 184 квадратных миллиметров. Добавление 256 Кбайт к L2-кэшу на кристалле весьма увеличивает число транзисторов. Центральный процессор Thunderbird включает 37 миллионов транзисторов, то есть 15 миллионов добавились для размещения кэша L2.

Осенью 2000 года был выпущен чипсет AMD760, обеспечивающий поддержку для памяти DDR SDRAM РС1600 (200 МГц FSB) и РС2100 (266 МГц FSB). Другие особенности — AGP 4-х, 4 порта USB, адресация памяти 8 Гбайт на 4 DIMM и поддержка АТА-100. С этого момента процессоры Athlon выпускались только для разъемов Socket А. Последние из процессоров Athlon/Thunderbird были выпущены летом 2001 года, достигнув частоты 1.4 ГГц.

Процессор Palomino (Athlon ХР — EXtra Performance)

Процессор выполнен по 0.18-мкм технологии с использованием медных проводников на плате (вместо алюминия), содержит 37.5 миллионов транзисторов на кристалле в 128 квадратных миллиметров. Достигнуто понижение на 20 % энергопотребления сравнительно с Thunderbird. Введен ряд новшеств, в совокупности именуемых AMD как «QuantiSpeed Architecture»:

  • введение дополнительного буфера — буфера быстрого преобразования адреса (БПА, TLB — Processor`s Transition Lookaside Buffer). Это дополнительная кэш память, расположенная между L1 и L2. В частности, TLB содержит данные, которые используются для перевода виртуальных адресов в физические и наоборот;
  • поддержка SSE технологии Intel. В Palomino добавлены еще 52 новые команды SIMD по отношению к ранее имевшимся. Удвоено количество исходных 21 SIMD-команд, реализующих «3DNow!», и получена технология «Enhanced 3DNow!» («3DNow! Professional»);
  • использование технологии упаковки OPGA (organic PGA) для замещения CPGA (ceramic PGA), которая использовалась ранее. Использование пластмасс вместо керамики технологичнее, платы оказываются легче и обладают лучшими тепловыми свойствами. Кроме того, можно плотнее размещать навесные элементы, что уменьшает наводки и помехи. OPGA размещаются на уже известном разъеме Socket А.

Архитектура процессора К8

Эта архитектура используется во всех современных серверных, настольных и мобильных процессорах AMD (Opteron, Athlon 64 и Athlon 64 Х2). Первым из процессоров К8 являлся Hammer (середина 2000 года).

Одним из главных новшеств К8 является 64-разрядная архитектура х86-64 ISA. Примером 64-разрядных процессоров (IA-64) является Intel Itanium. Однако между 64-разрядными архитектурами процессоров Itanium и К8 мало общего. Itanium — процессор, несовместимый с системой команд х86, тогда как К8, напротив, таковым является.

Стратегия AMD на 64 бита (х86-64) заключается в следующем — за основу взято производительное х86-ядро и расширен набор инструкций для возможности адресации 64-битового пространства памяти. Особенности архитектуры х86-64 (AMD64):

  • обратная совместимость с инструкциями х86;
  • 8 новых 64-битовых РОН плюс 64-битовые версии прежних 8 РОН х86 (доступны лишь в 64-битовом «длинном» режиме);
  • поддержка SSE и SSE2 помимо восьми новых регистров SSE2;
  • увеличен объем адресуемой памяти для приложений, работающих с большими объемами данных (доступно лишь в «длинном» режиме);
  • высокая производительность 32-битовых приложений плюс поддержка появляющихся 64-битовых приложений, хороший вариант переходного процессора.

Таблица режимов процессоров К8

Режим Подрежим Назначение Адресуемая память, Гбайт Операционная система Примечания
«Преемственности» (Legacy Mode) Нет Работа со всеми 16- или 32-бито-выми х86-прило-жениями 4 32-раз-рядная Используются только 32 разряда в 64-разрядных регистрах. Дополнительные 64-разрядные регистры не задействованы. Перекомпиляция ПО не требуется
«Длинный» (Long Mode) Полный (64 разряда) Работа с 64-разрядными приложениями (инструкции х86-64) Более 4 64-разрядная Используются 64-разрядные основные и дополнительные регистры. Требуется перекомпиляция старых программ
Совместимости (Compatibility Mode) Запуск 32-разрядных программ в 64-разрядной операционной системы 2 в 32-битовой операционной системе. 4 в 64-битовой операционной системе Используются только 32 разряда е 64-разрядных регистрах. Дополнительные 64-разрядные регистры не задействованы. Перекомпиляция ПО не требуется

Основные недостатки:

  • процессор продолжает поддерживать архитектуру х86, которая достаточно устарела;
  • новые РОН можно использовать лишь в 64-битовом режиме, что не позволяет повысить производительность 32-битовых приложений посредством улучшения архитектуры системы команд.

Для реализации возможности работы как с 32-битовыми, так и с 64-битовыми приложениями процессоры К8 поддерживают два режима работы — Long Mode и Legacy Mode. В режиме Long Mode также предусмотрено два подрежима — 64-битовый и Compability mode (режим совместимости).

Некоторые прочие особенности К8

  • контроллер памяти интегрирован в сам процессор. Традиционно он располагается в «северном мосте» чипсета на системной плате. Собственно, контроллер памяти — это основной функциональный блок «северного моста» (в чипсетах Intel его так и называют — МСН, Memory Controller Hub); встроенный порт («линк») шины HyperTransport — универсальной шины межчипового соединения. В процессорах К8 Opteron может быть до 3-4 линков НТ, что позволяет комбинировать их в кластерные структуры

Архитектура AMD К8

  • архитектура К8 разработана с перспективой создания многоядерных процессоров и многопроцессорных систем: если центральные процессоры Intel Хеоn может продемонстрировать лишь 11 процентов увеличения производительности при переходе к двум процессорам, то в случае с Opteron оно составляет 24 процента;
  • усовершенствован блок предсказания переходов — для увеличения точности он содержит историю 16 000 переходов, а также 2000 адресов назначения.

Исполнение инструкций на конвейере К8 начинается с блока выборки инструкций. За один такт блок выбирает из кэша 16 байт данных и выделяет из них от одной до трех инструкций х86 — сколько в выбранных данных поместилось. Поскольку средняя длина команды х86 составляет 5-6 байт, то, как правило, блоку удается выбрать три команды за такт.

На втором такте конвейера выбранные команды распределяются по трем блокам декодирования инструкций. Самые сложные команды отправляются в декодер сложных команд (VectorPath), другие — в декодеры простых команд (DirectPath).

Исходные х86-инструкции на завершающих этапах работы декодера К7/К8 переводятся в макрооперации, или МакОПы (mOPs). Большинству х86-инструкций соответствует одна МакОП, некоторые преобразуются в 2 или 3, а наиболее сложные, например деление или тригонометрические, — в последовательность из нескольких десятков МакОП. Макрооперации имеют фиксированную длину и регулярную структуру.

Условно можно считать что в определенный момент МакОп может «расщепляться» на две микрооперации (МкОП). Как правило, в К7 и в К8 МакОП содержит две МкОП — одну для АЛУ (ALU) (или блока ПЗ — FPU), другую — для УВА (устройства вычисления адреса, AGU — Address Generation Unit).

За счет конвейеризации возможны ситуации, когда одновременно в разных блоках процессора будут выполняться до двух десятков команд — и в К7, и в К8 имеется десять исполнительных устройств — три ALU, три FPU, три AGU и отдельный блок умножения.

Подобно тому, как объединение двух отдельных МкОП в одну МакОП дает явные преимущества, точно так же дела обстоят и с самими МакОП — практически везде они выступают не в виде самостоятельных единиц, а в виде группы. Группу образуют три МакОП, которые одновременно запускаются на параллельные каналы.

Вся дальнейшая работа идет не с одиночными, а с «тройками» МакОП («линиями», line). Такая «линия», с точки зрения центрального управляющего блока процессора — ICU (Instruction Control Unit) воспринимается как единое целое: все основные действия выполняются именно над «линиями», в первую очередь выделение внутренних ресурсов.

Сгенерированные «линии» от декодеров по одной за такт поступают в блок управления командами — Instructions Control Unit (ICU), где подготовленные к исполнению линии накапливаются в специальной очереди (24 линии).

Из очереди в 24 линии по три МакОП в каждой ICU выбирает в наиболее удобной для исполнения последовательности (одна-три МакОП) и пересылает их либо на АЛУ, либо на блок ПЗ в зависимости от типа микрооперации. В случае АЛУ микрооперации сразу же попадают в очередь планировщика (шесть элементов по три МакОП), который подготавливает необходимые для исполнения микрооперации ресурсы, дожидается их готовности и только потом отправляет. Причем при исполнении одной МакОП на самом деле может происходить исполнение сразу двух действий (МкОП).

Процессор Athlon 64х2

AMD снова оказалась впереди Intel, продемонстрировав действующий экспериментальный образец двухъядерного процессора летом 2004 года и поэтому Intel вызвала всеобщее удивление, все же выйдя первой на рынок с двухъядерным процессором весной 2005 года Однако, мало того, что AMD 64 Х2 был только короткое время позади Pentium Extreme Edition и Pentium D по датам выхода на рынок, он значительно опережал их по показателям эффективности.

Athlon 64 Х2 включает все возможности, заложенные в единственном ядре Athlon 64 (такие, как HyperTransport и Enhanced Virus Protection — EVP). Когда центральный процессор работает под операционной системой Windows ХР (SP2), EVP интерпретирует области системной памяти как «только данные», так что любой находящийся здесь фрагмент кода может быть либо прочитан, либо записан, но не может быть выполнен как код программы. Тем самым EVP действует как профилактическая мера против обычных злонамеренных вирусов, локализуя и обезвреживая их.

Основная архитектура ядра Х2 по существу та же, как и у Athlon 64. Различие в том, что новые чипы, размещаемые на единственном кристалле в 199 квадратных миллиметров, причем каждый содержит более чем 233 миллиона транзисторов, изготовлены по 90 нанометровой технологии AMD.

Таким образом, спецификации первоначально объявленного диапазона Athlon 64 Х2 были эквивалентны таковым из существующих центральных процессоров на 3500+, 3700+, 3800+ и 4000+ с изменением кэша L2 и тактовой частоты. Модели с 512 Кбайт кэша на ядре базируются на двойном ядре «Winchecter», в то время как версии версии кэша L2 на 1 Мбайт используют дизайн «Toledo». К лету 2005 года диапазон был расширен с появлением нового чипа (3800 +).

Процессоры AMD Athlon.

Процессоры AMD Athlon, в отличии от других линеек, имеют сравнительно низкую стоимость и достаточно высокую производительность в современных приложениях и играх. Процессоры выпускаются в двухъядерном (AMD Athlon X2) либо четырехъядерном (AMD Athlon X4) решениях для сокета FM2/FM2+ с максимальной рассеиваемой мощностью до 100W. Линейка AMD Athlon опционально обладает разблокированным множителем, что позволяет разгонять процессоры вручную, либо при помощи технологии авторазгона поддерживаемой материнской платой. Процессоры AMD Athlon могут работать с высокопроизводительной оперативной памятью DDR3 напрямую, благодаря встроенному контроллеру памяти.

Двухъядерные процессоры AMD Athlon X2.

Номер модели Частота Технология КМОП Общий выделенный кэш памяти L2 Сокет температурная конструкция​
450 3.9GHz/3.5GHz 28nm 1MB FM2+ 65W
370K 4.2GHz/4.0GHz 32nm 1MB FM2/FM2+ 65W
350 3.9GHz/3.5GHz 32nm 1MB FM2/FM2+ 65W
340 3.6GHz/3.2GHz 32nm 1MB FM2/FM2+ 65W

Четырехъядерные процессоры AMD Athlon X4.

Номер модели Частота Технология КМОП Общий выделенный кэш памяти L2 Сокет температурная конструкция​
860K 4.0GHz/3.7GHz 28nm 4MB FM2+ 95W
840 3.8GHz/3.1GHz 28nm 4MB FM2+ 65W
760K 4.1GHz/3.8GHz 32nm 4MB FM2/FM2+ 100W
750 3.9GHz/3.4GHz 32nm 4MB FM2/FM2+ 65W
750K 4.0GHz/3.4GHz 32nm 4MB FM2/FM2+ 100W
740 3.7GHz/3.2GHz 32nm 4MB FM2/FM2+ 65W

Гибридные процессоры AMD Sempron , AMD Athlon.

Гибридные процессоры AMD Sempron и AMD Athlon, являются апдейтом предшествующих одноименных линеек, обладают высокой производительностью и многозадачностью за счет:

  • встроенной видеокарты AMD Radeon R3 с поддержкой DirectX 11.2,
  • встроенного контроллера памяти с поддержкой DDR3,
  • встроенного контроллера USB 3.0,
  • встроенного контроллера SATA 3 — 6 Гбит/с.

Процессоры выпускаются в двухъядерном (AMD Sempron X2) либо четырехъядерном (AMD Sempron X4, AMD Athlon X4) решениях для сокета AM1 с рассеиваемой мощностью 25W.

Номера моделей и сравнение гибридных процессоров AMD Sempron ​ ​
Номер модели 3850 2650
Графика AMD Radeon Графика Radeon R3 Графика Radeon R3
Кол-во ядер ЦП 4 2
Тактовая частота ЦП 1.3 ГГц 1.45 ГГц
Расчетная тепловая мощность 25 Вт 25 Вт
Общий выделенный кэш памяти L2 2 МБ 1 МБ
Кол-во ядер Radeon 128 128
Тактовая частота ГП 450 МГц 400 МГц
Технология GCN Да Да
Платформа AM1 AM1
Скорость DDR3 1600 1333
Номера моделей и сравнение гибридных процессоров AMD Athlon ​ ​
Номер модели 5350 5150
Графика AMD Radeon Графика Radeon R3 Графика Radeon R3
Кол-во ядер ЦП 4 4
Тактовая частота ЦП 2,0 ГГц 1,6 ГГц
Расчетная тепловая мощность 25 Вт 25 Вт
Общий выделенный кэш памяти L2 2 МБ 2 МБ
Кол-во ядер Radeon 128 128
Тактовая частота ГП 600 МГц 600 МГц
Технология GCN Да Да
Платформа AM1 AM1
Скорость DDR3 1600 1600

Гибридные процессоры AMD A-серии.

Гибридные процессоры AMD A-серии — базируются на специальной микропроцессорной архитектуре, которая позволила объединить центральный процессор с графическим процессором в одном кристалле. Процессоры AMD A-серии, одни из первых гибридных APU-процессоров семейства AMD. На данный момент, гибридные процессоры AMD A-серии имеют до 12 вычислительных ядер, 4 — ЦП и 8 — ГП, а также обладают высокой производительностью при работе с HD-видео и графикой. Встроенный GPU Radeon R7 поддерживает DirectX 12.

НОМЕР МОДЕЛИ И СРАВНЕНИЕ ФУНКЦИЙ ГИБРИДНЫХ ПРОЦЕССОРОВ
Модель Модель Radeon Количество вычислительных ядер* Тактовая
частота ЦП
Тактовая
частота ЦП
Расчетная тепловая мощность Всего кэш-памяти второго уровня Скорость памяти DDR3 Возможности дисплея
​A10-7870K8 ​Видеокарты Radeon R7 ​12
(4 ядра ЦП + 8 ядер ГП)​
​4,1 ГГц/
3,9ГГц
866 МГц​ 95Вт 4 МБ ​2133 ​HDMI 1.4a, Display Port 1.2, DVI, технологией AMD FreeSync
A10-7850K8 Видеокарты Radeon R7 12
(4 ядра ЦП + 8 ядер ГП)
4 ГГц/
3,7 ГГц
720 МГц 95 Вт 4 МБ 2133 HDMI 1.4a, Display Port 1.2, DVI, технологией AMD FreeSync
​A10-7800 Видеокарты ​Radeon R7 12
(4 ядра ЦП + 8 ядер ГП)
3,9 ГГц/
3,5 ГГц
​720 МГц ​​65 Вт/45 Вт 4 МБ​ ​2133 ​HDMI 1.4a, Display Port 1.2, DVI, технологией AMD FreeSync
A10-7700K8 Видеокарты Radeon R7 10
(4 ядра ЦП + 6 ядер ГП)
3,8 ГГц/
3,4 ГГц
720 МГц 95 Вт 4 МБ​ 2133 ​HDMI 1.4a, Display Port 1.2, DVI, технологией AMD FreeSync
A8-7670K8 Видеокарты ​Radeon R7 10
(4 ядра ЦП + 6 ядер ГП)³
3,9 ГГц/
3,6 ГГц
​757 МГц 95 Вт ​4 МБ ​2133 ​HDMI 1.4a, Display Port 1.2, DVI, технологией AMD FreeSync
A8-7650K8 ​Видеокарты Radeon R7 10
(4 ядра ЦП + 6 ядер ГП)³
3,8 ГГц/
3,3 ГГц
​720 МГц 95 Вт ​4 МБ ​2133 ​HDMI 1.4a, Display Port 1.2, DVI, технологией AMD FreeSync
​A8-7600 Видеокарты Radeon R7 10
(4 ядра ЦП + 6 ядер ГП)
​3,8 ГГц/
3,1 ГГц
​720 МГц 65 Вт/
45 Вт
4 МБ​ ​2133 ​HDMI 1.4a, Display Port 1.2, DVI, технологией AMD FreeSync​
​A6-7400K8 ​Видеокарты ​Radeon R7 6
(2 ядра ЦП + 4 ядра ГП)​
3,9 ГГц/
3,5 ГГц
720 МГц​ 65 Вт/
45 Вт
​1 МБ ​1866 ​HDMI 1.4a, Display Port 1.2, DVI, технологией AMD FreeSync

Процессоры AMD FX.

Процессоры AMD FX — это высокопроизводительная линейка процессоров семейства AMD, со снятой блокировкой множителя. Максимум производительности процессоров AMD FX, достигается путем ручного разгона (AMD Overdrive + пакет AMD Catalyst Control Center) или автоматического разгона, по средствам технологии AMD Turbo Core (динамическое изменение частоты). Процессоры AMD FX легко справляются с многозадачностью и любыми вычислительными процессами, независимо от конфигурации. Линейка AMD FX содержит 4-х, 6 и 8-ядерные процессоры.

Процессоры AMD FX
Номер модели Частота Всего кэш L2 Кэш L3 Сокет Расчетная тепловая мощность Технология КМОП
FX 9590* 4,7/5,0 ГГц 8 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 220 Вт 32 нм SOI
FX 9370* 4,4/4,7 ГГц 8 МБ​ 8 МБ Разъем AM3+ 220 Вт 32 нм SOI
FX 8370 4,0/4,3 ГГц 8 МБ 8 МБ Разъем AM3++ 125 Вт ​32 нм SOI
FX 8370E ​3,3/4,3 ГГц ​8 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 95 Вт 32 нм SOI
FX 8350 4,0/4,2 ГГц 8 МБ 8 МБ​ Разъем AM3+ 125 Вт 32 нм SOI
FX 8320 3,5/4,0 ГГц 8 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 125 Вт 32 нм SOI
FX 8320E 3,2/4,​0 ГГц 8 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 95 Вт 32 нм SOI
FX 6350 3,9/4,2 ГГц 6 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 125 Вт 32 нм SOI
FX 6300 3,5/4,1 ГГц 6 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 95 Вт 32 нм SOI
FX 6200 3,8/4,1 ГГц 6 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 125 Вт 32 нм SOI
FX 6100 3,3/3,9 ГГц 6 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 95 Вт 32 нм SOI
FX 4350 4,2/4,3 ГГц 4 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 125 Вт 32 нм SOI
FX 4300 3,8/4,0 ГГц 4 МБ 4 МБ Разъем AM3+ 95 Вт 32 нм SOI
FX 4130 3,8/3,9 ГГц 4 МБ 4 МБ Разъем AM3+ 125 Вт 32 нм SOI
FX 4100 3,6/3,8 ГГц 4 МБ 8 МБ Разъем AM3+ 95 Вт 32 нм SOI

Иван «Reg» Пешалов

Введение

После памятного выхода в один день новых лидеров на микропроцессорном рынке — речь идет о процессорах Athlon XP 2000+ и Pentium 4-2.2 ГГц, все ожидали и от Intel, и от AMD дальнейшего развития событий. Многие предполагали, что шагом Intel станет увеличение тактовой частоты своих процессоров без существенного изменения ядра, а затем увеличение и частоты системной шины процессора до 533 МГц. Ответ AMD — выход процессора Athlon XP на ядре Thoroughbred, который будет производиться по технологии 0.13 микрон, что даст процессорам на этом ядре возможность работать с более высокими тактовыми частотами, чем процессоры на ядре Palomino.

Что касается процессоров Intel, то этот прогноз уже практически сбылся: выпущен более быстрый процессор Pentium 4 Northwood, работающий на частоте 2.4 ГГц и выполненный по технологии 0.13 микрон. Не за горами и анонс первых чипсетов и процессоров, предназначенных для работы с шиной 533 МГц. Компания AMD пока не выпустила процессора по технологии 0.13 микрон, который по последним сведениям она анонсирует довольно скоро: его обещают представить общественности в период от середины мая — до середины июня. На данный же момент ее ответом стал процессор, маркированный PR рейтингом 2100+, который не имеет никаких архитектурных изменений по сравнению с более ранними аналогами на ядре Palomino, также выполнен по технологии 0.18 микрон, но работающий на реальной тактовой частоте 1.73 ГГц. Его выпуск, конечно же, не стал столь значительным событием, ведь до сих пор ожидается 0.13 микронный Athlon XP Thoroughbred, хотя выпуск процессора Athlon XP 2100+ и имеет довольно приятные для пользователей последствия — снижение цен на процессоры более низкого уровня.

По многим причинам, этот процессор можно с полной уверенностью назвать переходным — он выпущен специально для заполнения ниши между процессорами на ядрах Palomino и Thoroughbred, причем ниши не только ценовой, но и по итогам производительности. Компания AMD конечно же понимает, что ее основной конкурент — корпорация Intel уже успешно перешла на новый техпроцесс производства и будет дальше наращивать частоту (а следственно, и мощь) своих процессоров, но пока AMD не готова начать производство процессоров, основанных на новом ядре и выпуск процессора 2100+ стал закономерным промежуточным шагом. Но основное — это все-таки производительность нового детища AMD (которая будет рассматриваться в этой статье немного позже): по тактовой частоте новый 2100+ (1.733 ГГц) процессор отличается от процессора 2000+ (1.667 ГГц) всего на 66 МГц. Интересно будет взглянуть, как эти 66 МГц повлияли на производительность процессора, и вообще рационально ли было выпускать этот процессор.

Архитектура процессора

Как и другие процессоры семейства Athlon XP, новый Athlon XP промаркирован PR рейтингом 2100+, но на самом деле работает на тактовой частоте 1.73 ГГц. Не побоюсь повториться, что от предыдущей модели 2000+, новый процессор отличается только увеличенной на 66 МГц тактовой частотой. Не лишним будет вспомнить и характеристики самого ядра Athlon XP Palomino: техпроцесс производства 0.18 микрон, поддержка инструкций SSE (которые впервые появились в процессоре Intel Pentium III), улучшенных инструкций 3DNow! Professional! , а также работа улучшенной аппаратной выборки данных (Data Prefetch).

Внутренний дизайн процессора также остался без изменений: кэш-память первого уровня L1 имеет размер 128 кб, кэш-память второго уровня L2 объемом 256 кб размещена на самом ядре, что обеспечивает ее работу на той же частоте, что и само ядро. Что касается рабочей температуры процессора, то она практически такая же, что и у его предшественника. Это означает, что при апгрейде с процессора 2000+ до 2100+ замена системы охлаждения не потребуется. Но это не означает, что система охлаждения должна быть простой (и дешевой). Частота по сравнению с моделью 2000+ увеличилась на 66 МГц и это стоит принимать во внимание: от процессора необходимо отводить большее количество тепла. Ниже приведен рисунок, показывающий сколько тепла рассеивают все 35 современных моделей процессоров AMD (процессоры Slot A и K5, К6, К6-2, и К6-3 во внимание не принимаются).

Новый процессор 2100+ также как и предыдущий, работает на напряжении 1.75 Вольт и на шине FSB 266 МГц и полностью совместим со всеми материнскими платами имеющими ZIF разъем Socket A, но перед заменой процессора необходимо заменить BIOS более новой версией. Если BIOS не заменять, процессор все-таки будет нормально работать на своих положенных 1.73 ГГц, но правильно отображаться его название и PR рейтинг не будут. Замена BIOS на новый не влечет никакого изменения в производительности, оно просто позволяет правильно отображать название процессора. Но особо расстраиваться по этому поводу не стоит: уже все производители материнских плат выпустили соответствующие обновления, а перепрошивка BIOS на многих материнских платах производится из Windows, что намного облегчает эту процедуру для пользователей. Перед прошивкой BIOS следует ознакомиться с инструкциями производителя материнской платы, которые обычно можно найти в сопроводительной документации к плате, либо на интернет-сайте производителя.

Многим пользователям будет интересна информация о всех существующих на сегодняшний момент процессорах Athlon XP, и о их реальных частотах. Эта информация представлена в таблице ниже:

Модель Athlon XP Частота ядра Множитель
Athlon XP 2100+ 1.73 ГГц (266) 13.0x
Athlon XP 2000+ 1.67 ГГц (266) 12.5x
Athlon XP 1900+ 1.60 ГГц (266) 12.0x
Athlon XP 1800+ 1.53 ГГц (266) 11.5x
Athlon XP 1700+ 1.47 ГГц (266) 11.0x
Athlon XP 1600+ 1.40 ГГц (266) 10.5x
Athlon XP 1500+ 1.33 ГГц (266) 10.0x

Полный список множителей процессоров AMD
(для увеличения шелкните по изображению)

Кроме того, полезно наглядно сравнить характеристики ядер Palomino, Thoroughbred и Pentium 4 Northwood:

Производительель AMD AMD Intel
Процессор Athlon XP Palomino Athlon XP Thoroughbred Pentium 4 Northwood
Дата выхода 9 октября 2001 г. Май-июнь 2002 7 января, 2002
Частоты 1.2 — 1.80 ГГц 1.86 — 2.xx ГГц 1.6 — 2.xx ГГц
Процесс производства, микрон 0,18 0,13 0,13
Размер ядра, кв. мм. 128 80 146
Число логических элементов (ворот) 37,5 миллиона 37,5 миллиона 55 миллионов
ZIF разъем (или проще говоря гнездо процессора) Socket 462 (Socket A) Socket 462 (Socket A) Socket 478
Частота шины FSB 133 МГц / 266 МГц DDR 133 МГц / 266 МГц DDR 100 МГц / 400 МГц QDR*
Кэш память команд 64 Кб 64 Кб 12.000 ч-Ops (Trace Cache) (может содержать до 12 тысяч преобразованных микро-операций)
Преобразование инструкций в микро-операции перед исполнением нет нет да
Размер кэш-памяти первого уровня для данных 64 Кб 64 Кб 8 Кб
Аппаратная выборка данных Есть Есть Есть
Частота кэш-памяти первого уровня L1 Частота ядра Частота ядра Частота ядра
Ширина шины данных внутри процессора для передачи данных в/из кэша первого уровня 64-бит 64-бит 256-бит
Размер кэш-памяти второго уровня L2 256 кб 256 кб 512 кб
Частота кэш памяти второго уровня L2 Частота ядра Частота ядра Частота ядра
Диапазон адресов для кэшировия в L2 кэше 64 Гб 64 Гб 64 Гб
Ширина шины данных, выходящая из процессора 64-бит 64-бит 64-бит
Поддержка чипсетами
Чипсеты Все чипсеты VIA от KT133 до KT333A SiS 735 и SiS 745 ALi Magik 1 Nvidia nForce AMD 750 и 760 Все чипсеты VIA от KT133 до KT333A SiS 735 и SiS 745 ALi Magik 1 Nvidia nForce AMD 750 и 760 Intel 845, Intel 845D и Intel 845E Intel 850 и Intel 850E VIA P4X266 VIA P4X266A SiS 645
Тип памяти SDRAM, DDR-SDRAM SDRAM, DDR-SDRAM SDRAM, DDR-SDRAM, RDRAM
Частоты памяти 100/133/166 МГц 100/133/166 МГц 100/133/166/300/400/533 МГц
Поддерживаемые наборы инструкций
MMX Есть Есть Есть
Enhanced 3DNow! Есть Есть Нет
3DNow! Professional Есть Есть Нет
SSE Есть Есть Есть
SSE2 Нет Нет Есть
Электрические спецификации
Напряжение ядра 1,75 Вольт 1,5 Вольт 1,5 Вольт
Термодиод (определяет температуру процессора) и передает в ‘термодатчик’ Есть Есть Есть
Набор логики, встроенной в процессор, для защиты от перегрева процессора нет, требует набора этой самой логики ‘термодатчика’ (чипа) на материнской плате нет, требует набора этой самой логики ‘термодатчика’ (чипа) на материнской плате Есть

* — в скором времени ожидается выход процессора Pentium 4 Northwood, работающего на шине 133 МГц / 533 МГц QDR

Производительность

Чтобы наиболее полно показать значения производительности нового Athlon XP 2100+, тесты проводились с довольно большим количеством процессоров. Кроме процессора Athlon XP 2100+, тестировались также процессоры 2000+ и 1900+. Что касается систем Intel, то это были процессоры Pentium 4 2.2 ГГц, 2.0A ГГц (кэш-память второго уровня L2 512 кб) и 2.0 ГГц (0.18 микрон, кэш-память второго уровня L2 256 кб). В качестве платформы для процессоров AMD была выбрана материнская плата на основе чипсета NVIDIA nForce. Для процессоров Pentium 4 использовались материнские платы на чипсетах i845D (DDR) и i850 (RDRAM).

Характеристики тестируемых систем

Общие настройки:
Рабочий стол:
Разрешение: 1024×768
Глубина цвета: 16-бит
V-Sync: отключен

Платформа AMD:
Материнская плата NVIDIA nForce NVIDIA Reference Motherboard
Процессоры: Athlon XP 1900+, 2000+ и 2100+
Память: 256 Мб Corsair PC2400 DIMM
nForce Drivers: 1.0
NVIDIA reference drivers: 23.11
Видеокарта: VisionTek GeForce3 Ti 500
Жесткий диск: IBM 30GB Deskstar 7200RPM DMA/100
Интерфейс IDE: Ultra ATA/100
Звук: интегрироанный в материнскую плату
CD/DVD: Panasonic DVD-ROM
Питание: Enermax 350 Ватт
Операционная Система: Windows XP Pro

Платформы Pentium 4:
Материнская плата: Intel D850MD на чипсете Intel i850
Процессоры: 2.2, 2.0A ГГц и 2.0 GHz Intel Pentium 4
Память: 256 Мб Kingston PC800 RDRAM
Специфические драйвера INTEL: IDE Interface: 6.20, AGP Miniport: 3.20.1008
NVIDIA reference drivers: 23.11
Видеокарта: VisionTek GeForce3 Ti 500
Жесткий диск: IBM 30GB Deskstar 7200RPM DMA/100
Интерфейс IDE: Ultra ATA/100
Звук: Creative Labs Sound Blaster Live
CD/DVD: Panasonic DVD-ROM
Питание: Antec 300 Ватт
Операционная Система: Windows XP Pro

Материнская плата: Intel D845BG на чипсете Intel 845D
Процессоры: 2.2, 2.0A и 2.0 ГГц Intel Pentium 4
Память: 256 MB Corsair PC2400 DIMM
Специфические драйвера INTEL: IDE Interface: 6.20, AGP Miniport: 3.20.1008
NVIDIA reference drivers: 23.11
Видеокарта: VisionTek GeForce3 Ti 500
Жесткий диск: IBM 30GB Deskstar 7200RPM DMA/100
Интерфейс IDE: Ultra ATA/100
Звук: Creative Labs Sound Blaster Live
CD/DVD: Panasonic DVD-ROM
Питание: Antec 300 Ватт
Операционная Система: Windows XP Pro

Тесты

Quake III Arena
Версия: 1.30 (retail)
V-Sync: отключен
Звук выключен
Тестируемые видеорежимы:
Normal: Defaults, 16-bit, 640х480
High Quality: Defaults, 800х600
Max: High Quality Default, Geometric Detail: Maximum, Texture Detail: Maximum, 1024х768

Business Winstone 2001
Версия: 1.0.2

Content Creation Winstone 2002
Версия 1.0.0

Business Winstone 2001
Тест Business Winstone 2001 от ZD Labs основан на реальных офисных приложениях, таких как MS Office 2000, FrontPage 2000, Lotus Notes, и Netscape. Эти приложения запускаются специальным скриптом, который впоследствии имитирует загрузку системы при выполнении каких-либо операций, а затем полученные результаты представляет в виде баллов.

По результатам этого теста, процессор Athlon XP 2000+ показал такие же результаты, что и Pentium 4 2.2 ГГц на чипсете i850, новый же Athlon XP 2100+ стал лидером среди тестируемых систем.

Content Creation Winstone 2002

Новая 2002 версия теста Content Creation Winstone по сравнению с предыдущими намного улучшена. Она не только прекрасно работает под ОС Windows XP, но и имеет улучшенный алгоритм тестирования, в котором усложнились требования к процессорам, что делает этот тест замечательным средством для тестирования производительности в бизнес и мультимедиа задачах.

Процессор Intel Pentium 4 оснащен мощными мультимедиа — вычислительными функциями, а в связке с чипсетом i850, он показал наилучший результат в этом тесте. Надо отдать должное процессору Athlon XP 2100+, который хоть и проиграл связке Intel Pentium 4 + i850 + память RDRAM PC800, но уверенно обошел систему Intel Pentium 4 + i845D + память DDR266.

Video 2000 MPEG Encoding

Хотя в программу Video 2000 включено довольно много тестов, но практически все они оценивают качество и производительность 2D режимов видеокарты, практически не затрагивая процессора. Но один тест все-таки очень полезен для нашего тестирования — это кодирование MPEG фильмов, при котором как раз и используется в основном только центральный процессор. Этот тест кодирует кадры в MPEG анимацию и выдает итоговое количество кадров в секунду.

В этом тесте лидер — Athlon XP 2100+, за которым следует его собрат — процессор Athlon XP 2000+. Процессор Pentium 4 2.2 ГГц + чипсет i850 занял почетное третье место.

3DMark 2001 Pro

Программа 3DMark 2001 от MadOnion — очень популярный в последнее время продукт, который измеряет производительность системы при работе в DirectX приложениях, таких как игры. Тестирование проводилось при стандартном разрешении 1024х768 при глубине цвета как 16, так и 32 бита.

При тестировании при глубине цвета 16 бит, процессор Athlon XP 2100+ обошел Pentium 4 2.2 ГГц + чипсет i850 совсем ненамного. При переключении на глубину цвета 32 бит, процессор Pentium 4 2.2 ГГц + чипсет i850 снова занял третье место, пропустив вперед процессор Athlon XP 2000+.

SiSoft SANDRA 2001

SiSoft SANDRA — это комплект различных тестов и системных утилит. Тесты процессора здесь представлены синтетическими вычислениями, которые довольно далеки от реальных приложений. Тесты разбиты на две группы: первая определяет вычислительную мощь процессоров, вторая — их скорость при выполнении мультимедиа вычислений. В обеих группах тестируется как арифметические способности процессора, так и его работа при выполнении операций с плавающей точкой.

В арифметических тестах при тестировании ALU (АЛУ — Арифметико — Логическое Устройство), абсолютными лидерами оказались процессоры серии Athlon XP: даже процессор 1900+ обошел Pentium 4 2.2 ГГц. При тестировании FPU (Вычисления с плавающей точкой) ситуация прямо противоположная: процессоры Pentium 4 впереди, причем Athlon XP 2100+ проиграл даже Pentium 4 2.0 ГГц + i845D. Это связано с наличием в процессорах Pentium 4 инструкций SSE2, которые очень ему помогают при вычислениях с плавающей точкой.

От тестов мультимедиа мы ожидали примерно такие же результаты, но при выполнении мультимедиа вычислений с плавающей точкой нас ждали неожиданные результаты. Но обо всем по порядку:

В тестах ALU процессоры Athlon XP снова оказались лидерами. Процессор Pentium 4 2.2 ГГц совсем немного отстал от Athlon XP 1900+. Но что же видим в тестах FPU? Процессор Athlon XP 2100+ оказался быстрее всех, опередив Pentium 4 2.2 ГГц, который показал примерно одинаковые результаты с процессором Athlon XP 2000+. Это наводит на мысль, что по части вычислений мультимедиа с плавающей точкой инструкции SSE и SSE2 практически одинаковы.

Quake 3 Arena

Популярная игра Quake 3: Arena уже давно стала неразрывно связана со всевозможными тестированиями. Эта игра для ускорения своей работы использует практически все SIMD оптимизации: MMX, 3DNow! А также SSE (SSE 2 не поддерживается), что позволяет процессору Athlon XP показать, на сколько введение инструкций SSE ускорило его работу в оптимизированных для этих инструкций приложениях (вспомните, на сколько опережал Pentium 4 в Quake 3 процессор Athlon на ядре Thunderbird).

Тестирование в Quake 3 проводилось, используя настройки графики Normal (16-бит), High Quality и MAX. Настройки Normal — это самое плохое качество изображения, при глубине цвета и текстур 16 бит. High Quality — это настройки, установленные в игре по умолчанию, а MAX — это полноцветные 32 битные текстуры и глубина цвета 32 бит. Версия самой Quake 3 — 1.30, а демка, которая применялась для тестирования — «demo Four».

Чтож, по результатам этого теста, практически ничего не поменялось: лидером в Quake 3 остается процессор Intel Pentium 4 2.2 ГГц + i850 + PC800, а также процессор Intel Pentium 4 2.0А ГГц + i850 + PC800. Процессоры Athlon XP 2100+ и Athlon XP 2000+ показали довольно схожие с Pentium 4 2.2 ГГц + i845D + DDR результаты.

Заключение

Как видите, в большинстве тестов победу одержал процессор AMD Athlon XP 2100+. Увеличение частоты на 66 МГц себя оправдало: производительность увеличилась примерно на столько же, на сколько производительность процессора Athlon XP 2000+ больше производительности процессора Athlon XP 1900+. Кроме того, отрыв от него процессора Pentium 4 в некоторых тестах довольно незначителен, особенно если принять во внимание цену на эти процессоры. Процессор Athlon XP после выпуска стоил 295$ в партиях от 1000 штук, тогда как процессор Pentium 4 2.2 ГГц — в то время стоил 466$ в партиях от 1000 штук (цены от 13 марта). Принимая во внимание цены на эти процессоры, можно с уверенностью сказать: процессор у AMD получился хороший. Что касается вечной проблемы: какой же процессор лучше, то тут могу только повторить давно известные истины: пользователи, которым необходима производительность при очень высокой стабильности без супер системы охлаждения, пусть за довольно высокую цену, выбирают процессоры Intel. Другим необходима наивысшая производительность при небольших капиталовложениях и легкой возможности апгрейда — они выбирают решения от AMD.
Но битва не закончилась, она лишь переходит на новый этап. В скором времени появится процессор Intel Pentium 4, работающий на шине FSB 533 МГц. Со стороны же AMD — выход процессора на ядре Thoroughbred по 0.13 микронной технологии производства и совместимого со всеми существующими Socket A материнскими платами. Кроме того, после выхода чипсетов и памяти DDR333 (PC2700) все больше и больше ходят слухи о системной шине 333 МГц для платформ AMD. Хоть чипсеты и процессоры с такой шиной официально не объявлены, некоторые уже протестировали такую возможность: разогнали системную шину на материнской плате, основанной на чипсете VIA KT333 до 333 МГц и получили просто впечатляющие результаты. Так что время покажет, кто победит в этой гонке: AMD или Intel:


Литература по процессорам

История

Так как процессор K6-III уже не представлялось возможным модернизировать, AMD решила выпустить новый процессор седьмого поколения K7. Стараясь усилить свое влияние на рынке микропроцессоров, AMD в 1998 заключает партнерское соглашение с полупроводниковым гигантом Motorola. Целью соглашения являлась совместная разработка новой технологии производства интегральных схем(copper-based semiconductor technology). Позднее его переименовали в Athlon.

В этом процессоре были устранены все недостатки предыдущих версий. В связи с этим процессор превосходил процессоры линейки Intel. В народе этот процессор сразу был назван «Убийца Intel». На тот момент процессор Athlon был самым быстрым процессором x86. Но ни один из чипсетов AMD и VIA не мог конкурировать с чипсетами Intel. Это побудило компанию AMD в августе 1999 года выпустить первые процессоры Athlon на микроархитектуре K7.

Сотрудничество с Motorola позволило AMD довести новую технологию до стадии массового производства, а также первыми преодолеть барьер в 1 ГГц на год раньше Intel.

К концу 1999 года как процессоры Intel Pentium III, так и AMD Athlon выпускались по 180-нм техпроцессу. Решения от Intel имели интегрированный L2 кэш, работающий на частоте ядра. Из-за этого на частоте 1 ГГц кэш работал крайне нестабильно. AMD решила эту проблему, использовав внешний L2 кэш, который работал на частоте в 2-3 раза меньшей частоты ядра, что позволило повысить тактовую частоту до отметки в 1 ГГц.

Так как с процессором K7 пользовался большим спросом, то компания AMD решила его улучшать. В следующих версиях процессоров была увеличена частота и был совершен переход на более тонкие техпроцессы. Важно упомянуть, что AMD так же делала процессоры для серверов и ноутбуков.

Чтобы конкурировать с процессорами Intel, Celeron AMD выпустила два бюджетных процессора. Они были менее продуктивны, чем процессоры Athlon, но составляли конкуренцию Celeron. Процессор восьмого поколения AMD K8, разработанный в 2003 году, стал первым процессором x86, который поддерживал 64 — битную адресацию. У процессора так же было много модификаций, как и у предыдущего процессора. Продавался он вплоть до 2008 года,но позже потерял свою актуальность.

В 2007 году был разработан процессор AMD Phenom: K10 и Quad-Core. С выходом процессора K10 AMD столкнулнулась с рядом проблем. Процессор работал недостаточно быстро. Далее процессор Phenom был доработан до 4 ядер и стал называться Phenom X4. Но появлению 4-го ядра сопутствовала проблема, связанная с его дефектом. После чего появился 3-ядерный процессор Phenom X3.

К середине 2008 года компания AMD уже с трудом могла конкурировать с Intel. Для того чтобы выйти из кризисной ситуации, нужно было предлагать новые решения.

В 2010 году AMD разрабатывает абсолютно новую архитектуру и называет новый процессор кодовым именем «Bulldozer». Имя, скорее всего, было выбрано не случайно. Этот процессор должен был снести с рынка процессоры Intel как бульдозер сносит все на своем пути.Данный процессор делится на две ветви: Opteron (серверная версия) и FX (для ПК). Теперь этот процессор был способным конкурировать с процессорами Intel Core. Они и по сей день не потеряли своей актуальности.

В сентябре 2018 года компания AMD заявила о начале продаж бюджетного процессора AMD Athlon 200GE с встроенной графикой Radeon Vega 3. Его рекомендованный ценник для рынка США составляет всего $55, что ставит его между Intel Celeron G4920 (2 / 2 x 3,2 ГГц; $52) и Intel Pentium G4560 (2/4 x 3,5 ГГц; $64) / Intel Pentium Gold G5400 (2/4 x 3,7 ГГц; $64).

Ядра

Argon

Рисунок 1 — катридж Athlon Argon 700 МГц

Первый процессор в линейке Athlon, выпуск которого состоялся 23 июня 1999. Был выполнен по 250-нм КМОП-технологии. Помимо новшеств новой архитектуры K7, процессор обладал следующими характеристиками:

  • Наличие внешнего L2 кэша объемом 512 Кбайт, работающего на половине частоты ядра.
  • Разъем Slot A, механически совместимый с популярным разъемом от Intel – Slot 1. Это позволяло упростить производство системных плат для процессоров AMD Athlon и Intel Pentium III.
  • Напряжение питания: 1.6 В, максимальное тепловыделение: 50 Вт.
  • Частота: 500-700 Мгц
  • Частота системной шины: 100 МГц (200 МТ/с)

Pluto/Orion

Рисунок 2 — Athlon Pluto 900 МГц

Эти ядра рассматривают вместе, поскольку оба были выполнены по новой архитектуре K75, которая являлась усовершенствованием K7. Выпуск состоялся 29 ноября 1999. 180-нм технология производства позволила постепенно улучшать частотные характеристики процессора. С приходом версии Orion ядро стало работать на частоте 1 ГГц, однако это осуществлялось в ущерб частоте кэш-памяти:

  • для версий до 550-700 МГц, частота кэша составляла 1/2 частоты ядра
  • для версий 700-900 МГц – 2/5 частоты ядра
  • для версий 900-1000 МГц – 1/3 частоты ядра

Остальные характеристики, кроме электрических и тепловых, изменений не претерпели. Напряжение питания — от 1.6 до 1.8 В, максимальное тепловыделение — 65 Вт (на частоте 1000 МГц).

Сравнение характеристик Argon (K7) и Pluto, Orion (K75) AMD Athlon (K7,K75)

Кодовое название Argon (K7) Pluto, Orion (K75)
Дата выпуска 1999 1999
Архитектура 32 бита 32 бита
Шина адреса 32 бита 32 бита
Max. объем памяти 4096 Мбайт 4096 Мбайт
Кэш L1 64 кбайт + 64 кбайт 64 кбайт + 64 кбайт
Кэш L2 Slot A (1/2 CPU) Slot A (1/2, 2/5 или 1/3 CPU)
Тактовая частота 500 — 700 МГц 550 — 1000 МГц
FSB 100 МГц (DDR) 100 МГц (DDR)
FPU Встроен Встроен
SIMD MMX, ENHANCED 3DNow! MMX, ENHANCED 3DNow!
Техпроцесс 250 нм 18 нм
Чисто транзисторов 22 млн 22 млн
Энергопотребление 42 — 50 Вт 31 — 65 Вт
Напряжение 1,6 В 1,6 — 1,8 В
Площадь кристалла 184 мм(2) 102 мм(2)
Число ножек Slot A Slot A

Thunderbird

Рисунок 3 — Установленный в Socket A Athlon Thuderbird

Данная модель появилась на рынке в 5 июня 2000 года. Контакты процессора были выполнены в формате PGA. По этой причине AMD также был выпущен новый разъем Socket-A. Необходимость в специальной плате для процессора ушла из-за переноса L2 кэша внутрь ядра, а также из-за увеличения производительности. Athlon Thunderbird выпускался в версиях от 600 МГц до 1.4 ГГц. Часть процессоров с частотой 650-1000 МГц продолжали выпускаться в Slot A версии, системная шина работала на частоте 100 МГц. В поздних Socket-A версиях частота системной шины была увеличена до 133 МГц. Таким образом, основным нововведением являлся усовершенствованный формат кэш-памяти.

Внешний L2 кэш размером 512 Кб был заменен интегрированным 256 Кб. Теперь L2 кэш функционировал на частоте ядра, что увеличило производительность процессора в целом. Также претерпела изменения общая логика работы кэш памяти. Инклюзивный формат кэширования, при котором данные в L1 кэш-памяти дублировались в L2 кэше, был заменен на эксклюзивный. Отсутствие необходимости дублировать данные в L2 кэше увеличило общий объем драгоценной кэш-памяти. Также был осуществлен переход от 2-канального множественно-ассоциативного формата кэширования к 16-канальному формату L2 кэш-памяти. Без изменений осталась лишь ширина L2 шины – 64 бит, в то время как Pentium III имел 256-битную шину. Тем не менее, из-за огромного L1 кэша(128 Кб у Athlon против 32 Кб у Pentium III) недостатка в производительности кэш-системы не было.

AMD Athlon Thunderbird стал самым успешным продуктом компании со времен Am386DX-40, выпущенного 10 годами ранее. Конструкция процессора значительно улучшилась, благодаря чему AMD удалось привлечь к производству материнских плат всех крупнейших производителей. А открытие нового завода по производству процессоров в Дрездене увеличило объем производства.

Zen

Zen — представляет собой кодовое название микроархитектуры вычислительных ядер процессоров компании AMD, выполненных по технической норме 14 нанометров. На основе этой микроархитектуры вышли процессоры AMD под торговыми марками Ryzen и EPYC. Чипы на данной микроархитектуре можно разделить на три группы: две группы торговой марки Ryzen — Summit Ridge (настольные процессоры без графических ядер) и Raven Ridge (настольные и мобильные процессоры со встроенными графическими ядрами) и одну группу торговой марки EPYC — Naples (серверные процессоры).

Выпуск первых процессоров этой архитектуры состоялся 2 марта 2017 года. Разработка велась практически «с нуля». Так одновременная многопоточность (simultaneous multithreading) сменилась кластерной (модульной) многопоточностью. AMD пообещала увеличение количества выполняемых за такт инструкций на 40 % по сравнению с прошлой архитектурой Excavator.

FILED UNDER : Железо

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*