AMD К6-III

K6 -III (кодовое название: «Sharptooth») — линейка микропроцессоров x86 , производимая AMD и выпущенная 22 февраля 1999 года. Выпуск состоял из моделей с тактовой частотой 400 и 450 МГц и был основан на предыдущей архитектуре K6-2. Улучшенный встроенный кэш L2 объемом 256 КБ позволил значительно повысить производительность системы по сравнению с ее предшественником K6-2. K6-III был последним процессором, официально выпущенным для настольных систем Socket 7 , однако более поздние мобильные процессоры K6-III+ и K6-2+ можно было неофициально запускать на некоторых материнских платах Socket 7, если для данной платы был доступен обновленный BIOS . Процессор Pentium III от Intel был выпущен шестью днями позже.

На момент выпуска самым быстрым процессором Intel для настольных ПК был Pentium II с тактовой частотой 450 МГц, а в тестах целочисленных приложений K6-III с тактовой частотой 400 МГц смог превзойти его как самый быстрый процессор, доступный для бизнес-приложений. ^[2] Всего несколько дней спустя, 26 февраля, Intel выпустила линейку Pentium III «Katmai» с частотой 500 МГц, что немного быстрее, чем K6-III с частотой 450 МГц.

Однако важно отметить, что Intel сохранила лидерство по производительности в 3D-играх. Многие популярные в то время игры от первого лица были специально настроены для получения максимальной производительности от конвейерного модуля Intel с плавающей запятой при отрисовке трехмерной среды. Поскольку K6-III наследует тот же модуль с плавающей запятой, что и K6-2 (малая задержка, но не конвейер), если игра не была обновлена для использования AMD 3D-Now! Инструкции SIMD — производительность все равно может оставаться значительно ниже, чем при работе на Intel.

Архитектура

По замыслу конструкция проста: это был K6-2 со встроенным кэшем L2 объемом 256 КБ . Однако в исполнении конструкция была непростой: 21,4 миллиона транзисторов. Конвейер был коротким по сравнению с Pentium III, поэтому конструкция не масштабировалась выше 500 МГц. Тем не менее, K6-III 400 продавался хорошо, а AMD K6-III 450 был явно самым быстрым чипом x86 на рынке на момент появления, значительно превосходя по производительности AMD K6-2 и Intel Pentium II. ^[3]

3DСейчас!

3DСейчас! является расширением набора команд x86 , разработанного Advanced Micro Devices (AMD). В базовый набор инструкций x86 добавлены инструкции «одна инструкция — несколько данных» (SIMD), что позволяет выполнять векторную обработку , что повышает производительность многих приложений с интенсивным использованием графики. Первым микропроцессором, реализовавшим 3DNow, был AMD K6-2 , представленный в 1998 году.

K6-III+ имел «Enhanced 3DNow!» (Extended 3DNow! или 3DNow+), который добавлял 5 новых инструкций DSP , но не 19 новых расширенных инструкций MMX.

Трехуровневый кэш

Исходный K6-2 имел основной кэш объемом 64 КБ и гораздо больший объем кэша, установленного на материнской плате (обычно 512 КБ или 1024 КБ, но варьируется в зависимости от выбора материнской платы). K6-III со своим встроенным вторичным кэшем объемом 256 КБ перепрофилировал внешний кэш переменного размера на материнской плате в кэш L3. Эта схема была названа AMD «TriLevel Cache». Кэш L3 имеет емкость до 2 МБ.

Снимок процессора AMD K6-III+ 400ATZ
Снимок процессора AMD-K6-III 450AHX

Рыночная эффективность

Замена Pentium II от Intel еще не была доступна, но в качестве временной меры Intel представила слегка переработанную версию Pentium II и переименовала ее в « Pentium III ». Базовая конструкция не изменилась (добавление инструкций SSE в то время не имело никакого значения для производительности), но новый производственный процесс Intel позволил улучшить тактовую частоту, и стало трудно определить, какая часть компании была более быстрой.

Обе фирмы стремились установить явное лидерство, и обе испытывали производственные проблемы с высокочастотными деталями. AMD решила не продавать K6-III с частотой 500 МГц или выше после того, как редкий K6-III с частотой 500 МГц был немедленно отозван; Было обнаружено, что он потребляет достаточный ток, чтобы повредить некоторые материнские платы. Вместо этого AMD предпочла сконцентрироваться на готовящемся к выпуску процессоре Athlon . Intel с некоторым успехом выпустила Pentium III с частотой 550 МГц, но их версия с частотой 600 МГц имела проблемы с надежностью и вскоре была отозвана.

С выпуском Athlon K6 -III стал своего рода сиротой. Он больше не был конкурентоспособным процессором в предназначенном для него сегменте рынка, но, тем не менее, требовал значительных производственных ресурсов для производства: несмотря на 21,4 миллиона транзисторов, его кристалл площадью 118 мм² был значительно меньше, чем 184 мм² процессора Athlon с 22 миллионами транзисторов (кэш-память RAM). занимая гораздо меньше площади на транзистор, чем логика), но производство K6-III все равно было значительно дороже, чем процессоры K6-2 с площадью 81 мм² и 9,3 миллиона транзисторов. (примерно 2/3 размера K6-III) Какое-то время K6-III был низкоприоритетной деталью для AMD — ее можно было производить только тогда, когда все заказы на дорогие Athlons и дешевые в производстве K6-III 2 были заполнены, и их стало трудно получить в значительных количествах.

Оригинальный K6-III был снят с производства, когда Intel выпустила свой Pentium III « Coppermine » (значительно улучшенную деталь, в которой использовался встроенный кэш) и в то же время перешла на новый производственный процесс. Переход был сопряжен с трудностями, и процессоры Intel испытывали глобальный дефицит в течение 12 или более месяцев. Это, в сочетании с более высокой производительностью Athlon, привело к тому, что даже многие бывшие производители, производившие только Intel, стали заказывать детали для Athlon, а производственные мощности AMD были загружены до предела. В результате AMD прекратила производство K6-III, чтобы освободить больше места для производства Athlons (и K6-2).

К6-III+ и К6-2+

К тому времени, когда дефицит процессоров x86 был преодолен, AMD разработала и выпустила обновленные члены семейства K6. Эти варианты K6-2+ и K6-III+ были специально разработаны как маломощные мобильные процессоры (ноутбуки) и в значительной степени ознаменовали переход архитектуры K6 (и предсказали будущий проект AMD K7) на новый производственный процесс 180 нм. Функционально обе части представляли собой уменьшенные на кристалле K6-III (2+ отключили 128 КиБ кэша, III+ имели полные 256 КиБ) и представили новый процессор AMD PowerNow! энергосберегающая технология. Мощность сейчас! предложил экономию энергии процессора для мобильных приложений за счет измерения вычислительной нагрузки, а также снизил рабочее напряжение и частоту процессора в периоды простоя, чтобы снизить общее энергопотребление системы.

Хотя обе части предназначены для ноутбуков, они нашли поклонников и в настольных системах, поскольку некоторые производители материнских плат (такие как Gigabyte и FIC) предоставили обновления BIOS для своих материнских плат для настольных ПК, позволяющие использовать эти процессоры. Для других официально не поддерживаемых материнских плат сообщество энтузиастов самостоятельно создало неофициальные обновления BIOS . ^[4]^[5]^[6] Эти платы стали фаворитами в сообществе оверклокеров . Процессоры K6-III+ и K6-2+ с частотой 450 МГц регулярно разгонялись до частоты более 600 МГц ( {{{1}}} ). К сожалению, даже несмотря на сокращение технологического процесса до 180 нм, короткий шестиступенчатый конвейер архитектуры K6, хотя и был эффективным, было трудно масштабировать с точки зрения тактовой частоты. Официально K6 III+ и 2+ никогда не предлагались с частотой выше 570 МГц, а усилия по разгону с использованием воздушного охлаждения в лучшем случае достигали максимальной частоты около 800 МГц (133x6) — однако это ограничение также усугублялось отсутствием материнских плат с Socket 7, поддерживающих стабильные частоты выше 112 МГц. МГц ФСБ .

Поскольку маркетинговые ресурсы AMD в то время были сосредоточены на выпуске будущей линейки процессоров Athlon K7, серия 180-нм K6 была относительно неизвестна за пределами отрасли.