Лекція 23. Сучасні процесори фірми amd
23.1. Athlon64 - восьме покоління процесорів
В 2003р. оголошений процесор Athlon64 3200+. Техпроцес - 130нм, 105 млн. транзисторів, тактова частота 2ГГц, роз’єм Socket 754, типове тепловиділення - 90Вт. Більш пізні моделі перейшли на техпроцес 90нм та на роз’єм Socket 939 (67Вт) та Socket AM2 (35-62Вт) з підтримкою двохканального контролера пам'яті.
Переваги Athlon64 над процесором Athlon:
підтримується технологія x86-64, сумісна з 32-розрядною архітектурою, але допускающая також виконання 64-бітних додатків: більшість регістрів CPU мають довжину 64 біта;
поліпшені алгоритми пророкування розгалужень та збільшений обсяг TLB (кеш декодованих інструкцій), що дозволяє підняти продуктивність Athlon64 у порівнянні з Athlon XP на однакових тактових частотах. Продуктивність Athlon64 3000+ відповідає Athlon XP 3200+;
цілочисельний конвеєр Athlon64 подовжений для досягнення більш високих тактових частот. Так, цілочисельний конвеєр цього процесора має 12 стадій, а конвеєр FPU - 17 стадій проти 10 та 17 відповідно в Athlon XP;
в Athlon64 з'явилася підтримка набору інструкцій SSE2. Таким чином, цей процесор буде підтримувати всі існуючі розширення до системи команд x86, що дозволить йому швидше працювати з додатками, оптимізованими для процесорів Intel Pentium 4;
кеш L1 та L2 становлять 128кБ та 512кБ. Організація кеш-пам'яті аналогічна Athlon XP: 16 областей ассоціативності з довжиною рядка 64 байта;
Athlon64 має вбудований контролер DDR SDRAM, що дозволяє йому прямо звертатися до пам'яті, значно скорочуючи латентність при запиті даних;
як шина, що з'єднує процесор та північний міст, в Athlon64 використовується шина HyperTransport, що має пропускну здатність до 3.2Гбайт у секунду в кожну сторону. Аналогічна шина використовується фірмами VIA та NVIDIA для з'єднання північного та південного мостів.
Функціональна схема системи на Athlon64 наведена на рис.23.1.
Для робочих станцій розроблений процесор Athlon-FX Opteron, що дозволяє об'єднати кілька процесорів у системі, має кеш другого рівня 1МБ та підтримує двохканальну пам'ять DDR.
23.2. Athlon64 x2 - дев'яте покоління процесорів
У травні 2005р. представлений двохядерний процесор Athlon64 X2 4200+. В 2006р. представлені моделі X2 3600+...X2 5200+. Процесор являє собою два ядра Athlon 64, об'єднаних на одному кристалі. Виконаний за технологією 90-65нм та функціонує на частотах 2-2.4ГГц. У роз’ємі Socket AM2 характеризується тепловиділенням до 65Вт. Має роздільні кеш L1 (128кБ) та L2 (256-1000кБ) для кожного ядра. Рейтинг відповідає Pentium IV останнього покоління. У середньому на 20% швидше одноядерного варіанта.
Рис. 23.1. Функціональна схема системи на Athlon64
23.3. Phenom – деcяте покоління процесорів (Stars Core)
Наприкінці 2007р. був представлений процесор Phenom X4 (K10). У порівнянні з архітектурою AMD K8 має наступні особливості:
реалізація 128-бітних (проти 64-бітних в AMD K8) виконавчих пристроїв із плаваючою крапкою (FP) – блоки FADD, FMUL та FSTORE;
розширення шини L1 -LSU(Load-StoreUnit) до 2x128 біт (читання) та 2x64 біт (запис);
розширення шини кэша L1-L2 ядра процесора до 128 біт;
реалізація передвибірки даних в L1-кеш процесора;
наявність об'єднаного кеш інструкцій/даних третього рівня (L3) ексклюзивної (неінклюзивної) архітектури, підключеного до інтегрованого контролера пам'яті та загального для ядер процесора;
наявність інтегрованого двохканального контролера пам'яті (2x64-біт, з можливістю «парного» (ganged) або «непарного» (unganged) режимів роботи), що підтримує пам'ять типів DDR2 та DDR3 (у перших моделях процесорів - тільки DDR2);
удосконалений блок пророкування розгалужень, який відтепер спроможний пророкувати непрямі переходи;
блок Sideband Stack Optimizer, що входить до складу декодера (аналог блоку Stack Pointer Tracker у термінах архітектури Intel Core);
істотно вдосконалений (прискорений) механізм виконання SSE-команд.
Контрольні питання
1. Чому процесор Athlon64 називають революційним?
2. Які особливості структури системи на базі CPU Athlon64?
3. Чому процесори K8 мають у порівнянні з Pentium IV вище продуктивність в ігрових додатках, але уступають по швидкості стисканняу аудио- та відеоданих?
4. Які особливості структури системи на Phenom?
Рис. 23.2. Структура обчислювальної системи на Phenom