Athlon — это торговая марка, применяемая к серии x86-совместимых микропроцессоров , разработанных и производимых AMD . Оригинальный Athlon (теперь называемый Athlon Classic) был первым процессором x86 седьмого поколения и первым процессором для настольных ПК, достигающим скорости в один гигагерц (ГГц). Он дебютировал как бренд высокопроизводительных процессоров AMD 23 июня 1999 года. [1] На протяжении многих лет AMD использовала название Athlon для 64-битной архитектуры Athlon 64 , Athlon II и чипов Accelerated Processing Unit (APU). ориентирован на архитектуру SoC для настольных ПК Socket AM1 и микроархитектуру Socket AM4 Zen . [2] Современный Athlon на базе Zen с графическим процессором Radeon был представлен в 2019 году как самый высокопроизводительный процессор AMD начального уровня. [3] [4]
Атлон происходит от древнегреческого ἆθλον ( атлон ), что означает «(спортивное) состязание», или «приз состязания», или «место состязания; арена». [5] Поскольку название Athlon первоначально использовалось для высокопроизводительных процессоров AMD, в настоящее время AMD использует Athlon для бюджетных APU [2] со встроенной графикой. [6] AMD позиционирует Athlon против своего конкурента, Intel Pentium . [7]
Первый процессор Athlon стал результатом разработки AMD процессоров K7 в 1990-х годах. Основатель и тогдашний генеральный директор AMD Джерри Сандерс [8] в конце 1990-х годов активно развивал стратегическое партнерство и инженерные таланты, работая над развитием предыдущих успехов на рынке ПК с линейкой процессоров AMD K6 . [9] [10] Одно крупное партнерство, объявленное в 1998 году, объединило AMD с полупроводниковым гигантом Motorola [8] для совместной разработки полупроводниковой технологии на основе меди , в результате чего проект K7 стал первым коммерческим процессором, в котором использовалась технология изготовления меди . В своем заявлении Сандерс назвал партнерство созданием «виртуальной гориллы», которая позволит AMD конкурировать с Intel по производственным мощностям, одновременно ограничивая финансовые затраты AMD на новые мощности. [8] Группу разработчиков K7 возглавил Дирк Мейер , который ранее работал ведущим инженером в DEC над несколькими микропроцессорами Alpha . Когда в 1998 году компания DEC была продана компании Compaq и прекратила разработку процессора Alpha, Сандерс привлек к проекту K7 большую часть команды разработчиков Alpha. [ нужна цитация ] Это добавлено к ранее приобретенной команде NexGen K6, в которую уже входили такие инженеры, как Винод Дхам . [11]
Процессор AMD Athlon был выпущен 23 июня 1999 г., а общедоступен к августу 1999 г. Впоследствии, с августа 1999 г. по январь 2002 г., этот первоначальный процессор K7 был самым быстрым чипом x86 в мире. [1] 5 октября 1999 года газета Los Angeles Times написала : «AMD исторически отставала от самых быстрых процессоров Intel, но обогнала лидера отрасли с новым Athlon. Аналитики говорят, что Athlon, который будет использоваться Compaq , IBM и другими производителями. в их самых мощных ПК значительно быстрее, чем флагманский процессор Intel Pentium III , максимальная частота которого составляет 600 МГц». [12] Ряд особенностей помог чипам конкурировать с Intel. Сотрудничая с Motorola, AMD смогла усовершенствовать производство медных межсоединений примерно на год раньше Intel, при этом пересмотренный процесс позволил производить 180-нанометровые процессоры. Сопутствующее сокращение кристалла привело к снижению энергопотребления, что позволило AMD увеличить тактовую частоту Athlon до диапазона 1 ГГц. [13] Архитектура Athlon также использовала шину EV6 , лицензированную DEC, в качестве основной системной шины, что позволяло AMD разрабатывать собственные продукты без необходимости лицензировать шину Intel GTL+ . [14] К лету 2000 года AMD поставляла Athlons в больших объемах, а эти чипы использовались в системах Gateway , Hewlett-Packard и Fujitsu Siemens Computers, среди других. [15]
Athlon второго поколения, Thunderbird, дебютировал в 2000 году. В следующем году AMD выпустила Athlon XP [1] , а непосредственным преемником Athlon XP, Athlon 64 , был микропроцессор с архитектурой AMD64, выпущенный в 2003 году. [ 16] После запуска процессоров Phenom в 2007 году название Athlon также использовалось для процессоров среднего класса, стоящих выше таких брендов, как Sempron . [17] Athlon 64 X2 был выпущен в 2005 году как первый двухъядерный процессор для настольных ПК, разработанный AMD, [18] и Athlon X2 был последующим семейством, основанным на Athlon 64 X2. [19] Представленный в 2009 году процессор Athlon II представлял собой семейство двухъядерных чипов Athlon. [20]
Маломощный Athlon 200GE стоимостью 55 долларов США с графическим процессором Radeon был представлен в сентябре 2018 года под управлением Ryzen 3 2200G. [2] В этой версии Athlon использовалось ядро Raven Ridge на базе Zen от AMD , которое, в свою очередь, дебютировало в Ryzen с графическими процессорами Radeon. [6] С выпуском AMD начала использовать торговую марку Athlon для обозначения «недорогих продуктов, выпускаемых в больших объемах», в ситуации, аналогичной ситуации с Intel Celeron и Pentium Gold. [2] Современный процессор Athlon 3000G был представлен в 2019 году и позиционировался как самый высокопроизводительный процессор AMD начального уровня. [3] AMD позиционирует Athlon против своего конкурента, Intel Pentium . Хотя производительность процессора находится на одном уровне, [7] Athlon 3000G использует графику Radeon Vega , [3] которая оценивается как более мощная, чем Intel UHD Graphics в Pentium . [7]
Процессор AMD Athlon был выпущен 23 июня 1999 г., а общедоступен к августу 1999 г. Впоследствии, с августа 1999 г. по январь 2002 г., этот первоначальный процессор K7 был самым быстрым чипом x86 в мире. [1] На момент запуска он был в среднем на 10 % быстрее, чем Pentium III при той же тактовой частоте для бизнес-приложений и на 20 % быстрее для игровых задач. [21] В коммерческом плане Athlon Classic имел огромный успех. [22]
Athlon Classic — это процессор на базе картриджа, получивший название Slot A и аналогичный процессору Intel Slot 1 , используемому в Pentium II и Pentium III. В нем использовался тот же общедоступный физический 242-контактный разъем, который используется в процессорах Intel Slot 1, но для подключения процессора к материнской плате он был повернут на 180 градусов . Сборка картриджей позволяла использовать более высокоскоростные модули кэш-памяти, чем можно было установить на материнские платы (или разумно в комплекте с ними) в то время. Подобно Pentium II и Pentium III на базе Katmai, Athlon Classic содержал 512 КБ кэш-памяти второго уровня. Этот высокоскоростной кэш SRAM работал с частотой, делителем тактовой частоты процессора, и доступ к нему осуществлялся через собственную 64-битную внутреннюю шину , что позволяло процессору одновременно обслуживать как запросы внешней шины, так и доступ к кэшу, а не загружать все подряд. через передний автобус. [23]
Athlon на базе Argon содержал 22 миллиона транзисторов и имел площадь 184 мм 2 . Он был изготовлен AMD по версии их процесса CS44E, 250-нм комплементарного процесса металл-оксид-полупроводник (КМОП) с шестью уровнями алюминиевых межсоединений . [24] [25] Атлоны «Плутон» и «Орион» были изготовлены по 180-нм техпроцессу. [26]
Кэш процессора Athlon обычно состоял из двух уровней. Athlon был первым процессором x86 с разделенной кэш-памятью первого уровня объемом 128 КБ [27] ; двусторонний ассоциативный кеш, разделенный на 2×64 КБ для данных и инструкций (концепция из Гарвардской архитектуры ). [28] В то время конструкции кэшей SRAM не могли обеспечить масштабируемость тактовой частоты Athlon, что приводило к снижению производительности ЦП на некоторых компьютерах. [29] В более поздних моделях Athlon AMD интегрировала кэш L2 в сам процессор, устранив зависимость от внешних чипов кэша. [26] Athlon со слотом A были первыми процессорами AMD с блокировкой множителя, что не позволяло пользователям самостоятельно устанавливать желаемую тактовую частоту. Частично это было сделано AMD для того, чтобы воспрепятствовать перемаркировке и разгону ЦП реселлерами, что могло привести к нестабильной производительности. В конце концов был создан продукт под названием «Устройство Голдфингерс», которое могло разблокировать процессор. [30]
AMD разработала процессор с более надежными возможностями декодирования инструкций x86, чем у K6, чтобы улучшить его способность одновременно хранить больше данных. [28] Блок критического прогнозирования ветвей был усовершенствован по сравнению с K6. Более глубокая конвейеризация с большим количеством этапов позволила достичь более высоких тактовых частот. [31] Как и AMD K5 и K6, Athlon динамически буферизировал внутренние микроинструкции во время выполнения, возникающие в результате параллельного декодирования инструкций x86. Процессор имеет неисправную конструкцию, как и предыдущие процессоры AMD после 5x86. В Athlon используется архитектура шины EV6 Alpha 21264 с технологией двойной скорости передачи данных (DDR). [ нужна цитата ]
AMD покончила с давним недостатком производительности x87 с плавающей запятой , разработав суперконвейерный , вышедший из строя блок с плавающей запятой тройного выпуска (FPU). [28] Каждый из трех его блоков мог независимо рассчитывать оптимальный тип инструкций с некоторой избыточностью, что позволяло одновременно работать с несколькими инструкциями с плавающей запятой. [28] Этот FPU стал огромным шагом вперед для AMD, помогая конкурировать с FPU Intel P6 . [32] 3DNow ! Технология SIMD с плавающей запятой снова присутствует, претерпела некоторые изменения и была переименована в «Enhanced 3DNow!» Дополнения включали инструкции DSP и расширенное подмножество MMX Intel SSE . [33]
Athlon второго поколения, Thunderbird или T-Bird , дебютировал 4 июня 2000 года. [1] Эта версия Athlon была доступна в традиционном формате массива контактов (PGA), который подключался к розетке (« Socket A». ") на материнской плате или упакован в картридж для слота A. Основное различие между ним и Athlon Classic заключалось в конструкции кэша: AMD добавила 256 КБ встроенной полноскоростной эксклюзивной кэш-памяти. [34] При переходе к эксклюзивному дизайну кэша содержимое кэша L1 не дублировалось в кэше L2, что увеличивало общий размер кэша и функционально создавало большой кэш L1 с более медленной областью (L2) и быстрой областью (L1). [35] превратили кэш L2 в кэш жертвы . Благодаря новому дизайну кэша потребность в высокой производительности и размере L2 уменьшилась, а более простой кэш L2 с меньшей вероятностью вызывал проблемы с масштабированием тактовой частоты и производительностью. Thunderbird также перешёл на 16-стороннюю ассоциативную раскладку. [34]
Thunderbird «многие ценили за его возможности разгона» и оказался коммерчески успешным [11] как самый успешный продукт AMD со времен Am386DX-40 десятью годами ранее. [36] Новое предприятие AMD в Дрездене увеличило производство AMD в целом и начало выпускать Thunderbirds быстрыми темпами, а технологический процесс был усовершенствован за счет перехода на медные межсоединения. [37] После того, как в 2000 и 2001 годах было выпущено несколько версий Thunderbird, последний процессор Athlon, использующий ядро Thunderbird, был выпущен летом 2001 года, и на тот момент скорость составляла 1,4 ГГц. [1]
Заблокированные множители Socket A Thunderbirds часто можно отключить, добавив проводящие перемычки на поверхность чипа - практика, широко известная как «трюк с карандашом». [38]
В целом существует четыре основных варианта процессора Athlon XP для настольных ПК: Palomino , Thoroughbred , Thorton и Barton . Также был выпущен ряд мобильных процессоров, в том числе модели Corvette и модель Dublin .
14 мая 2001 года AMD выпустила процессор Athlon XP . Он дебютировал как Mobile Athlon 4 , мобильная версия под кодовым названием Corvette , а осенью был выпущен настольный Athlon XP. [1] Athlon третьего поколения под кодовым названием Palomino вышел 9 октября 2001 года под названием Athlon XP, с суффиксом, обозначающим исключительную производительность и неофициально отсылающим к Windows XP . [39] В конструкции Паломино использовался технологический процесс 180 нм. [26] Athlon XP продавался с использованием системы оценки производительности (PR), сравнивающей его с ядром предшественника Thunderbird. [40] Среди других изменений, Palomino потреблял на 20% меньше энергии, чем Thunderbird, сравнительно снижая тепловыделение, [41] и был примерно на 10% быстрее, чем Thunderbird. Palomino также усовершенствовал архитектуру TLB K7 и включил аппаратный механизм предварительной выборки данных , чтобы лучше использовать пропускную способность памяти. Palomino было первым ядром K7, включавшим полный набор инструкций SSE от Intel Pentium III, а также процессор AMD 3DNow! Профессиональный . [42] Palomino также был первым Athlon с сокетом, официально поддерживающим двойную обработку, с сертифицированными для этой цели чипами под торговой маркой Athlon MP (многопроцессорная обработка), [22] которые имели разные характеристики. [43] Согласно HardwareZone , Athlon XP можно было модифицировать для работы в качестве MP. [44] [45]
Четвертое поколение Athlon было представлено с ядром Thoroughbred , или T-Bred , 17 апреля 2002 года. Ядро Thoroughbred ознаменовало собой первый серийный 130-нм кремниевый процессор AMD с меньшим размером кристалла, чем его предшественник . [26] Появилось две версии (ревизии) этого ядра, обычно называемые Tbred-A и Tbred-B . [46] Представленная в июне 2002 года, первоначальная версия A представляла собой в основном прямую усадку предыдущего ядра Palomino , но не обеспечивала значительного увеличения тактовой частоты по сравнению с Palomino . [26] В обновленном ядре Thoroughbred , Thoroughbred-B , к восьмислойному ядру Thoroughbred-A добавлен девятый «металлический слой» , что обеспечивает больший запас по сравнению с A и делает его популярным для разгона. [47]
Процессоры Athlon Barton пятого поколения были выпущены в начале 2003 года. Хотя они и не работали на более высоких тактовых частотах, чем процессоры Thoroughbred , они имели увеличенный кэш L2, а более поздние модели имели увеличенную переднюю частоту на 200 МГц (400 МТ/с). автобус. [48] Ядро Thorton , смесь чистокровного ядра и Barton , было более поздним вариантом Barton с отключенной половиной кэша L2. [49] Barton использовался для официального представления более высокой тактовой частоты шины 400 МТ/с для платформы Socket A, которая использовалась для повышения эффективности некоторых моделей Barton . [48] К этому моменту с появлением Barton архитектура шины Athlon EV6 четырехлетней давности масштабировалась до предела и требовала перепроектирования, чтобы превзойти производительность новых процессоров Intel. [48] К 2003 году Pentium 4 стал более чем конкурентоспособным по сравнению с процессорами AMD, [50] и Бартон увидел лишь небольшой прирост производительности по сравнению с Thoroughbred-B , от которого он произошел, [48] недостаточный, чтобы превзойти Pentium 4. [50] ] На смену процессорам Athlon, производным от K7, таким как Barton , в сентябре 2003 года пришло семейство Athlon 64 , которое имело встроенный контроллер памяти и новую шину HyperTransport . [51]
Примечательно, что 2500+ Barton с множителем 11× был фактически идентичен компоненту 3200+, за исключением частоты FSB, для которой он был назначен, а это означает, что плавный разгон был возможен чаще, чем нет. Ранние Thortons можно было восстановить до полной спецификации Barton с включением другой половины кэша L2 путем небольшой модификации поверхности процессора, но результат не всегда был надежным.
Бартон (130 морских миль)
Тортон (130 морских миль)
Ядро Palomino дебютировало на рынке мобильных устройств раньше рынка ПК в мае 2001 года, где оно имело торговую марку Mobile Athlon 4 с кодовым названием «Corvette». Он явно использовал керамический переходник , очень похожий на Thunderbird , вместо корпуса органической сетки контактов, который использовался во всех более поздних процессорах Palomino . [42] В ноябре 2001 года AMD выпустила процессоры Athlon 4 с тактовой частотой 1,2 ГГц и Duron с тактовой частотой 950 МГц. [52] Процессоры Mobile Athlon 4 включали PowerNow! Функция, которая контролировала «уровень производительности процессора ноутбука путем динамической регулировки его рабочей частоты и напряжения в соответствии с поставленной задачей» [ 53] , тем самым продлевая «время автономной работы за счет снижения мощности процессора, когда она не нужна приложениям». Чипы Duron также включали PowerNow! [52] В 2002 году AMD выпустила версию PowerNow! называется Cool'n'Quiet и реализован на Athlon XP, но регулирует только тактовую частоту, а не напряжение. [54]
В 2002 году Athlon XP-M (Mobile Athlon XP) заменил Mobile Athlon 4 , используя новое ядро Thoroughbred [55] с ядрами Barton для полноразмерных ноутбуков. Athlon XP-M также предлагался в компактной версии с разъемом microPGA 563 . [56] Мобильные XP не имели блокировки множителя , что делало их популярными среди оверклокеров настольных компьютеров . [57]
Непосредственный преемник Athlon XP, Athlon 64 — это микропроцессор с архитектурой AMD64 производства AMD, выпущенный 23 сентября 2003 года . 2005. Версии, выпущенные в 2007 и 2009 годах, использовали архитектуру 65 нм.
Athlon 64 X2 был выпущен в 2005 году как первый двухъядерный процессор для настольных ПК, разработанный AMD на базе Athlon 64. [18] Athlon X2 был последующим семейством микропроцессоров, основанным на Athlon 64 X2. Оригинальные модели Brisbane Athlon X2 использовали архитектуру 65 нм и были выпущены в 2007 году. [19]
Athlon II — семейство центральных процессоров. Изначально являвшаяся двухъядерной версией Athlon II, Regor на базе K-10 был выпущен в июне 2009 года с 45-нанометровой архитектурой. За этим последовала одноядерная версия Sargas , [20], за которой последовали четырехъядерный Propus , трехъядерный Rana в ноябре 2009 года, [58] и версия Llano 32 нм, выпущенная в 2011 году. [59]
Линейка Bristol Ridge Athlon X4 была выпущена в 2017 году. Она была основана на микроархитектуре Excavator и использовала 2 модуля Excavator с 4 «ядрами». Он имел двухканальный контроллер памяти DDR4-2400 с тактовой частотой до 4,0 ГГц. Он работал на новой платформе Socket AM4, которая использовалась для процессоров Zen1-3.
Athlon на базе Zen с графическими процессорами Radeon был выпущен в сентябре 2018 года как Athlon 200GE. [60] Основанный на ядре AMD Raven Ridge, ранее использовавшемся в вариантах Ryzen 3 и Ryzen 5 , [6] Athlon 200GE имел половину ядер, но оставил включенным SMT . Он также сохранил тот же кэш L3 объемом 4 МБ [60] , но кэш L2 был уменьшен вдвое до 1 МБ. [61]
Кроме того, количество графических вычислительных блоков в Athlon 200GE было ограничено тремя, [62] и чип имел блокировку множителя. [63] Несмотря на свои ограничения, Athlon 200GE оказался конкурентоспособным по сравнению с [64] Intel Pentium-G серии 5000, продемонстрировав аналогичную производительность процессора, но преимущество в производительности графического процессора. [65]
19 ноября 2019 года AMD выпустила Athlon 3000G с более высокой тактовой частотой ядра 3,5 ГГц и графической частотой 1100 МГц по сравнению с Athlon 200GE [3] , также с двумя ядрами. [4] Основным функциональным различием между 200GE был разблокированный множитель Athlon 3000G, [3] позволяющий разгонять последний на материнских платах B450 и X470 . [66]
Рэйвен-Ридж (14 морских миль), Пикассо (12 морских миль) ( подробнее см. в статье со списком ) [61]
На чипах Athlon построен ряд суперкомпьютеров , в основном в университетах. Среди них:
K7, работавшего тогда на частоте 500 МГц, была на уровне Pentium III 500.
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ).