64-разрядные процессоры Athlon
Во второй половине 90-х годов AMD (на перспективу) начала работу над 64-разрядным процессором. Начальное название проекта Hammer, позже 64-разрядная архитектура получила кодовое название К8 (или x86-64). Новая архитектура стала развитием прежней К7, взяв от нее полную программную совместимость с 32-разрядным программным обеспечением, но, вместе с тем, структура ядра претерпела и существенные изменения:
- прежние 32-разрядные регистры стали 64-разрядными;
- увеличена разрядность РОН до 64 и добавлены 8 новых РОН;
- число 128-разрядных SSE-регистров увеличено вдвое (с 8 до 16);
- 64-разрядные внутренние шины;
- 64-разрядный регистр-указатель команд (RIP);
- система команд получила дополнительные инструкции, работающие с 64-разрядными данными;
- видоизменен рабочий механизм конвейеров;
- в схему декодирования, состоящую из двух блоков (Direct Path и Vector Patch), добавлен третий блок - Direct Path Double;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 0,5..1 Мб.
Процессорное 64-разрядное ядро было выпущено в двух модификациях:
- Ядро ClawHammer, предназначено для однопроцессорных настольных систем:
- поддержка двух 128-разрядных каналов DDR памяти;
- канал HyperTransport с пропускной способностью 800 Мб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб.
- Ядро SlageHammer, предназначено для многопроцессорных систем:
- поддержка двух 128-разрядных каналов DDR памяти;
- три канала HyperTransport с пропускной способностью 800 Мб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб.
Были разработаны две 64-разрядные платформы:
- Socket 754 - для настольных систем:
- поддерживает один 64-разрядный канал DDR памяти;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 800 Мб/с.
- Socket 940 - для высокопроизводительных и серверных систем:
- поддерживает два 64-разрядных канала DDR памяти;
- три канала HyperTransport (один канал для северного моста; два других - для межпроцессорных связей) с пропускной способностью 800 Мб/с.
AMD разработала две 64-рязрядных процессорных серии:
- Athlon 64 - вышел осенью 2003 года, использовал ядро ClawHammer, и предназначался для построения настольных систем. В том же 2003 году была выпущена урезанная версия процессорного ядра с вдвое меньшим кэшем второго уровня:
- технология - 0,13 мкм;
- один 64-разрядный канал DDR памяти;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 800 Мб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб;
- Socket 764;
- начальная модель 3200+ (2,0 ГГц).
- Athlon 64 FX - вышел той же осенью 2003 года, использовал ядро SlageHammer, и предназначался для построения высокопроизводительных систем:
- технология - 0,13 мкм;
- два 128-разрядных канала DDR памяти;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 800 Мб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб;
- Socket 940;
- начальная модель FX-53 (2,2 ГГц).
Практика показала, что двух платформ (для настольных систем и для высокопроизводительных серверных систем) недостаточно. Требовался "промежуточный" вариант - для настольных производительных систем. Так появилась на свет платформа Socket 939, которая взяла от Socket 754 "обычную" память, а от Socket 940 - двухканальную организацию. Не смотря на то, что 939-я и 940-я платформы различаются всего одной ножкой, - это принципиально различные и аппаратно несовместимые системы!
Под Socket 939 было разработано ядро NewCastle:
- технология - 0,13 мкм;
- двухканальный контроллер (возможность работы с четырьмя DIMM-модулями) динамической памяти;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб;
- Socket 939;
- начальная модель 3000+ (1,8 ГГц).
В качестве топ-модели данного сегмента был выпущен очень мощный Athlon 64 4000+ (2,4 ГГц) на основе ядра SladgeHammer, который незначительно уступал Athlon FX-55.
Дальнейшие модификации Athlon 64 (с ядром NewCastle) под Socket 939 представлены ниже:
- Winchester:
- технология - 0,09 мкм;
- два канала DDR памяти;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 512 Кб;
- начальная модель 3000+ (1,8 ГГц).
- Venice:
- технология - 0,09 мкм;
- изготовлен по технологии "растянутого кремния" (Dual Stress Liner);
- двухканальный контроллер (возможность работы с четырьмя DIMM-модулями) динамической памяти;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 512 Кб;
- поддержка SSE3;
- начальная модель 3000+ (1,8 ГГц).
- SanDiego:
- технология - 0,09 мкм;
- изготовлен по технологии "растянутого кремния" (Dual Stress Liner);
- двухканальный контроллер (возможность работы с четырьмя DIMM-модулями) динамической памяти;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб;
- поддержка SSE3;
- начальная модель 3700+ (2,2 ГГц).
Под платформу Socket 939 были выпущены процессоры семейства Athlon 64 FX:
- FX-55:
- технология - 0,13 мкм;
- ядро SlageHammer;
- частота - 2,6 ГГц;
- два канала DDR;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб.
- FX-57:
- технология - 0,09 мкм;
- ядро SanDiego;
- частота - 2,8 ГГц;
- два канала DDR;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб.
- FX-60:
- технология - 0,09 мкм;
- двухядерный Toledo;
- частота - 2,6 ГГц;
- два канала DDR;
- один канал HyperTransport с пропускной способностью 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб х 2.
Весной 2005 года под Socket 939 AMD выпустила двухядерный процессор Athlon 64 X2:
- Manchester:
- технология - 0,09 мкм;
- начальная модель - 3800+ (2,0 ГГц);
- два канала DDR;
- HyperTransport 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 512 Кб х 2.
- Toledo:
- технология - 0,09 мкм;
- начальная модель - 4400+ (2,2 ГГц);
- два канала DDR;
- HyperTransport 1 Гб/с;
- L1-кэш - 128 Кб (64+64);
- L2-кэш - 1 Мб х 2.
Изначально процессоры семейства K8 разрабатывались под память DDR SDRAM. Появление памяти DDR2 потребовало изменения процессорной шины и замену установочной панели процессора. Новая установочная панель получила название AM2 и содержала 940 контактов. Но, вместе с тем, переход на новый тип памяти не потребовал существенной переделки ядра процессора. Исполнительная часть осталась практически неизменной, были добавлены аппаратные средства поддержки энергосберегающих технологий "Energy Efficient".
Процессоры для платформы Socket AM2 вышли летом 2006 года:
- Athlon 64:
- 0,09 мкм; Orleans; DDR2-667; L2=512K; HT=1000; 3500+ (2,2)
- Athlon 64 X2 Dual-Core:
- 0,09 мкм; Windsor; DDR2-800; L2=2 x 512K; HT=1000; 3800+ (2,0);
- 0,09 мкм; Windsor; DDR2-800; L2=2 x 1M; HT=1000; 4000+ (2,0);
- 0,065 мкм; Brisbane; DDR2-800; L2=2 x 512K; HT=2000; 4000+ (2,2);
- 0,065 мкм; Brisbane; DDR2-800; L2=2 x 1M; HT=2000; 5600+ (2,8).
- Athlon 64 FX:
- 0,09 мкм; Windsor; DDR2-800; L2=2 x 1M; HT=1000; FX-62 (2,8).
