K5 — первый процессор AMD x86 , полностью разработанный собственными силами . Представленный в марте 1996 года, его основным конкурентом был микропроцессор Intel Pentium . K5 имел амбициозный дизайн, по техническим решениям и внутренней архитектуре он был ближе к Pentium Pro, чем к Pentium. Однако конечный продукт был ближе к Pentium по производительности, хотя и быстрее по тактовой частоте по сравнению с Pentium.
K5 был основан на внутренней высокопараллельной архитектуре процессора RISC с интерфейсом декодирования x86. [1] K5 обеспечивал хорошую совместимость с x86, а набор тестов собственной разработки оказался неоценимым в последующих проектах. Все модели имели 4,3 миллиона транзисторов , пять целочисленных блоков, которые могли обрабатывать инструкции вне очереди , и один блок с плавающей запятой. Целевой буфер ветвления был в четыре раза больше, чем у Pentium, а переименование регистров помогло преодолеть зависимости регистров. [2] Спекулятивное выполнение инструкций чипом уменьшило простои конвейера. Он имел четырехканальный ассоциативный кеш инструкций объемом 16 КБ и кеш данных 8 КБ. Микрокод деления с плавающей запятой и квадратного корня был механически проверен. [3] [4] Трансцендентные инструкции с плавающей запятой были реализованы аппаратно и соответствовали истинным математическим результатам для всех операндов. [5]
Проект K5 предоставил AMD ранний шанс перехватить техническое лидерство у Intel. Хотя в чипе были использованы правильные концепции дизайна, фактическая инженерная реализация имела свои проблемы. Низкая тактовая частота была отчасти связана с ограничениями AMD как «передовой» производственной компании того времени, а отчасти из-за самой конструкции, которая имела много уровней логики для техпроцесса того времени, что затрудняло работу тактовой частоты. масштабирование. Кроме того, хотя производительность вычислений с плавающей запятой у K5 считалась более высокой, чем у Cyrix 6x86 , [ нужны разъяснения ] она была медленнее, чем у Pentium, хотя и предлагала более надежные результаты трансцендентных функций. Поскольку он поздно вышел на рынок и не оправдал ожиданий по производительности, K5 так и не получил признания среди крупных производителей компьютеров, которым пользовались более ранний Am486 и более поздний AMD K6 .
Существовали две версии архитектуры K5, называемые внутри SSA/5 и 5k86 , обе выпущенные под лейблом K5. В исходном наборе процессоров «SSA/5» был отключен блок прогнозирования ветвей и добавлены дополнительные внутренние состояния ожидания; эти проблемы были устранены с помощью «5k86», что привело к увеличению тактовой частоты до 30%. [6] [7] Линия «SSA/5» работала в диапазоне от 75 до 100 МГц; линия «5к86» работала от 90 до 133 МГц. Однако AMD использовала так называемый рейтинг PR , или рейтинг производительности, для маркировки чипов в соответствии с их предполагаемым эквивалентом целочисленной производительности процессору Pentium с такой тактовой частотой. Так, чип 116 МГц второй линейки продавался как «К5 PR166». Из-за задержек производства выпуск PR200 почти совпал с выпуском K6. Поскольку AMD не хотела, чтобы эти два чипа конкурировали, K5-PR200 выпускался лишь в небольших количествах.
