K5 — первый процессор AMD x86 , полностью разработанный внутри компании . Представленный в марте 1996 года, его основным конкурентом был микропроцессор Pentium от Intel . K5 был амбициозным проектом, ближе к Pentium Pro, чем к Pentium в отношении технических решений и внутренней архитектуры. Однако конечный продукт был ближе к Pentium в отношении производительности, хотя и быстрее по сравнению с Pentium.
K5 был основан на внутренней высокопараллельной архитектуре процессора RISC с декодирующим интерфейсом x86. [1] K5 предлагал хорошую совместимость с x86, а разработанный компанией тестовый набор оказался бесценным в более поздних проектах. Все модели имели 4,3 миллиона транзисторов с пятью целочисленными блоками, которые могли обрабатывать инструкции вне очереди, и одним блоком с плавающей точкой. Буфер ветвления был в четыре раза больше, чем у Pentium, а переименование регистров помогло преодолеть зависимости регистров. [2] Спекулятивное выполнение инструкций чипом уменьшало остановку конвейера. Он имел 16 КБ четырехканального ассоциативного кэша инструкций и 8 КБ кэша данных. Микрокод деления с плавающей точкой и квадратного корня был механически проверен. [3] [4] Трансцендентные инструкции с плавающей точкой были реализованы на аппаратном уровне и были верны истинным математическим результатам для всех операндов. [5]
Проект K5 представлял ранний шанс для AMD захватить техническое лидерство у Intel. Хотя чип обращался к правильным концепциям дизайна, фактическая инженерная реализация имела свои проблемы. Низкие тактовые частоты были, отчасти, из-за ограничений AMD как "передовой" производственной компании в то время, а отчасти из-за самой конструкции, которая имела много уровней логики для технологического процесса того времени, что затрудняло масштабирование тактовой частоты. Кроме того, хотя производительность K5 с плавающей точкой считалась превосходящей производительность Cyrix 6x86 , [ необходимо разъяснение ] она была медленнее, чем у Pentium, хотя и предлагала более надежные результаты трансцендентных функций. Поскольку она была поздно выведена на рынок и не оправдала ожиданий по производительности, K5 так и не получил признания среди крупных производителей компьютеров, которое получили более ранний Am486 и более поздний AMD K6 .
Существовало две версии архитектуры K5, внутренние названия SSA/5 и 5k86 , обе выпущены с маркировкой K5. У оригинального набора процессоров «SSA/5» был отключен блок предсказания переходов и добавлены дополнительные внутренние состояния ожидания; эти проблемы были устранены с помощью «5k86», что привело к повышению производительности на 30% по сравнению с тактовой частотой. [6] [7] Линия «SSA/5» работала на частотах от 75 до 100 МГц; линия «5k86» работала на частотах от 90 до 133 МГц. Однако AMD использовала то, что она называла рейтингом PR , или рейтингом производительности, для маркировки чипов в соответствии с их предполагаемой эквивалентностью по целочисленной производительности Pentium с этой тактовой частотой. Таким образом, чип 116 МГц из второй линейки был продан как «K5 PR166». Задержки производства привели к тому, что выпуск PR200 почти совпал с выпуском K6. Поскольку AMD не хотела, чтобы эти два чипа конкурировали, K5-PR200 поступил в продажу лишь в небольших количествах.
