Athlon 64 — микропроцессор девятого поколения с архитектурой AMD64 , производимый компанией Advanced Micro Devices (AMD), выпущенный 23 сентября 2003 года. [1] Это третий процессор, носящий название Athlon , и непосредственный преемник Athlon XP . [2] Athlon 64 был вторым процессором, реализовавшим архитектуру AMD64 (после Opteron ), и первым 64-разрядным процессором, ориентированным на среднего потребителя. [3] Варианты Athlon 64 выпускались для Socket 754 , Socket 939 , Socket 940 и Socket AM2 . Это был основной потребительский процессор AMD, и в первую очередь он конкурировал с Pentium 4 компании Intel , особенно с версиями ядра Prescott и Cedar Mill .
Athlon 64 — первый процессор AMD K8 , восьмого поколения, для настольных и мобильных компьютеров. [4] Несмотря на то, что архитектура AMD64 изначально 64-битная, она обратно совместима с 32-битными инструкциями x86 . [5] Линейку Athlon 64 сменили двухъядерные линейки Athlon 64 X2 и Athlon X2 .
Athlon 64 изначально имел кодовое название ClawHammer от AMD [3] и упоминался так внутри компании и в пресс-релизах. Первый Athlon 64 FX был основан на первом ядре Opteron , SledgeHammer . Оба ядра, произведенные по 130- нанометровому процессу, были впервые представлены 23 сентября 2003 года. Первыми доступными моделями были FX-51, подходящий для Socket 940, и 3200+, подходящий для Socket 754. [6] Как и Opteron, на котором он был основан, Athlon FX-51 требовал буферизированной оперативной памяти (RAM), что увеличивало конечную стоимость обновления. [7] На неделе запуска Athlon 64 Intel выпустила Pentium 4 Extreme Edition, процессор, разработанный для конкуренции с Athlon 64 FX. [8] Extreme Edition широко считался маркетинговым ходом, чтобы отвлечь внимание от AMD, и был быстро прозван в некоторых кругах «Emergency Edition». [9] Несмотря на очень высокий спрос на чип, AMD столкнулась с трудностями на раннем этапе производства, что затруднило массовые поставки Athlon 64. В первые месяцы жизненного цикла Athlon 64 AMD могла производить только 100 000 чипов в месяц. [10] Тем не менее, он был очень конкурентоспособен по производительности с Pentium 4, и PC World назвал его «самым быстрым на сегодняшний день». [11] Athlon FX-51 также превзошел Pentium 4 3.2C в тестах Quake III Arena и Unreal Tournament 2003 , согласно Maximum PC . [12] «Newcastle» был выпущен вскоре после ClawHammer, с половиной кэша уровня 2. [13]
Все 64-битные процессоры, проданные AMD до сих пор, берут свое начало в проекте K8 или Hammer . 1 июня 2004 года AMD выпустила новые версии ревизий ядра ClawHammer и Newcastle для недавно представленного Socket 939 , измененного Socket 940 без необходимости буферизованной памяти. [14] Socket 939 предлагал два основных улучшения по сравнению с Socket 754: контроллер памяти был изменен на двухканальную архитектуру , [15] удвоив пиковую пропускную способность памяти, а шина HyperTransport была увеличена с 800 МГц до 1000 МГц. [16] Socket 939 также был представлен в серии FX в форме FX-55. [17] В то же время AMD также начала поставлять ядро «Winchester», основанное на 90-нанометровом процессе.
Ревизии ядра «Venice» и «San Diego» пришли на смену всем предыдущим ревизиям 15 апреля 2005 года. Venice, младшая часть, выпускалась для сокетов 754 и 939 и включала 512 КБ кэша L2. [18] San Diego, старший чип, выпускался только для сокета 939 и удваивал кэш L2 Venice до 1 МБ . [19] Оба были произведены по 90-нм техпроцессу. [20] Оба также включали поддержку набора инструкций SSE3 , [21] новой функции, которая была включена в конкурирующий Pentium 4 с момента выпуска ядра Prescott в феврале 2004 года. [22] Кроме того, AMD переработала контроллер памяти для этой ревизии, что привело к улучшению производительности, а также поддержке более новой DDR SDRAM . [23]
21 апреля 2005 года, менее чем через неделю после выпуска Venice и San Diego, AMD анонсировала свое следующее дополнение к линейке Athlon 64 — Athlon 64 X2 . [24] Выпущенный 31 мая 2005 года, [25] он также изначально имел две различные версии ядра, доступные публике, Manchester и Toledo, единственное заметное различие между ними заключалось в объеме кэша L2. [26] Оба были выпущены только для Socket 939. [27] Athlon 64 X2 был очень хорошо принят рецензентами и широкой публикой, и общее мнение сложилось о том, что реализация многоядерности AMD превосходит реализацию конкурирующего Pentium D. [28] [29] Некоторые изначально считали, что X2 вызовет путаницу на рынке в отношении ценовых ориентиров, поскольку новый процессор был нацелен на тех же «энтузиастов», рынок ценой 350 долларов США и выше [30], который уже занят существующими процессорами AMD Athlon 64 с сокетом 939. [31] Официальная классификация чипов AMD поместила Athlon X2 в сегмент, который они называли « просьюмер », вместе с поклонниками цифровых медиа. [25] Athlon 64 был нацелен на массового потребителя, а Athlon FX — на геймеров. Бюджетный процессор Sempron был нацелен на потребителей, заботящихся о своей цене. [32] После запуска Athlon 64 X2 AMD на некоторое время превзошла Intel по розничным продажам в США, хотя Intel сохранила общее лидерство на рынке из-за своих эксклюзивных отношений с прямыми продавцами, такими как Dell. [33]
Athlon 64 некоторое время подвергался критике со стороны некоторых критиков из-за отсутствия поддержки DDR2 SDRAM , в то время новой технологии, которая была принята Intel намного раньше. [34] Официальная позиция AMD заключалась в том, что задержка CAS в DDR2 не достигла той точки, когда потребителю было бы выгодно ее принять. [35] AMD наконец исправила этот пробел с ревизией ядра "Orleans", первым Athlon 64, подходящим для Socket AM2 , выпущенным 23 мая 2006 года. [36] "Windsor", ревизия Athlon 64 X2 для Socket AM2, была выпущена одновременно. И Orleans, и Windsor имеют либо 512 КБ , либо 1 МБ кэша L2 на ядро. [37] Athlon 64 FX-62 также был выпущен одновременно на платформе Socket AM2. [38] Сокет AM2 также потребляет меньше энергии, чем предыдущие платформы, и поддерживает AMD-V . [39]
Контроллер памяти, используемый во всех процессорах с поддержкой DDR2 SDRAM (Socket AM2), имеет расширенный диапазон адресов столбцов в 11 столбцов вместо обычных 10 столбцов и поддержку размера страницы 16 КБ с поддержкой максимум 2048 отдельных записей. Был выпущен небуферизованный комплект DDR2 OCZ , оптимизированный для 64-разрядных операционных систем , чтобы использовать функциональность, предоставляемую контроллером памяти в процессорах с сокетом AM2, позволяя контроллеру памяти дольше оставаться на одной и той же странице, тем самым принося пользу приложениям с интенсивной графикой. [40]
Архитектура Athlon была дополнительно расширена с выпуском процессоров Athlon Neo 9 января 2009 года. Основанный на той же архитектуре, что и другие варианты Athlon 64, новый процессор отличается небольшими размерами корпуса, ориентированным на рынок ультрапортативных ноутбуков .
Существует четыре варианта: Athlon 64 , Athlon 64 FX , Mobile Athlon 64 (позже переименованный в « Turion 64 ») и двухъядерный Athlon 64 X2 . [41] Общим для линейки Athlon 64 является множество наборов инструкций , включая MMX , 3DNow!, SSE , SSE2 и SSE3 . [42] Все Athlon 64 также поддерживают бит NX , функцию безопасности, называемую «Enhanced Virus Protection» компанией AMD. [43] И как реализации архитектуры AMD64 , все варианты Athlon 64 способны запускать 16-битный , 32-битный x86 и код AMD64 через два различных режима, в которых может работать процессор: « Legacy mode » и «long mode». В режиме Legacy изначально запускаются 16- и 32-разрядные программы, а в режиме Long изначально запускаются 64-разрядные программы, но также допускается запуск 32-разрядных программ в 64-разрядной операционной системе . [44] Все процессоры Athlon 64 имеют 128 килобайт кэша 1-го уровня и не менее 512 кбайт кэша 2-го уровня. [42]
Athlon 64 оснащен встроенным контроллером памяти [5] , ранее эта функция была доступна только в Transmeta Crusoe . Это означает, что контроллер работает на той же тактовой частоте, что и ЦП, и что электрические сигналы проходят меньшее физическое расстояние по сравнению со старыми интерфейсами северного моста . [45] Результатом является значительное сокращение задержки (времени отклика) для запросов на доступ к основной памяти. [46] Более низкая задержка часто упоминалась как одно из преимуществ архитектуры Athlon 64 по сравнению с архитектурой его конкурентов того времени. [47]
Поскольку контроллер памяти интегрирован в кристалл ЦП, нет системной шины, на которой могла бы базироваться скорость системной памяти. [48] Вместо этого скорость системной памяти получается с помощью следующей формулы (с использованием функции потолка ): [49]
Проще говоря, память всегда работает на заданной доле скорости ЦП, причем делитель — целое число. Для определения скорости ЦП по-прежнему используется цифра 'FSB', но скорость ОЗУ больше не связана напрямую с этой цифрой 'FSB' (иначе называемой LDT).
Вторая шина, северный мост, соединяла ЦП с чипсетом и шиной подключения устройств (PCIe, AGP, PCI). Это было реализовано с использованием нового высокопроизводительного стандарта HyperTransport . AMD попыталась, с некоторым успехом, сделать это отраслевым стандартом. Это также было полезно при построении многопроцессорных систем без дополнительных связующих чипов.
Буферы трансляции (TLB) также были увеличены (40 записей 4k/2M/4M в кэше L1, 512 записей 4k), [50] с уменьшенными задержками и улучшенным предсказанием ветвлений , с четырехкратным увеличением числа бимодальных счетчиков в счетчике глобальной истории. [44] Это и другие архитектурные усовершенствования, особенно в отношении реализации SSE, улучшают производительность инструкций за цикл (|IPC) по сравнению с предыдущим поколением Athlon XP. [44] Чтобы сделать это более понятным для потребителей, AMD решила продвигать Athlon 64, используя систему PR (Performance Rating), где числа примерно соответствуют эквивалентам производительности Pentium 4, а не фактической тактовой частоте. [51]
Athlon 64 также оснащен технологией регулирования скорости ЦП под названием Cool'n'Quiet , функцией, похожей на SpeedStep от Intel , которая может снижать тактовую частоту процессора, чтобы способствовать снижению энергопотребления и тепловыделения. [52] Когда пользователь запускает нетребовательные приложения и нагрузка на процессор небольшая, тактовая частота и напряжение процессора снижаются. Это, в свою очередь, снижает его пиковое энергопотребление (максимальная тепловая расчетная мощность (TDP), установленная AMD на уровне 89 Вт) до 32 Вт ( уровень шага C0, тактовая частота снижена до 800 МГц) или 22 Вт (шаг CG, тактовая частота снижена до 1 ГГц). Athlon 64 также имеет встроенный теплораспределитель (IHS), который предотвращает случайное повреждение кристалла ЦП при установке и снятии радиаторов. В предыдущих процессорах AMD люди, беспокоящиеся о повреждении кристалла, могли использовать прокладку ЦП .
Бит No Execute ( бит NX ), поддерживаемый Windows XP Service Pack 2 и будущими версиями Windows, Linux 2.6.8 и выше, а также FreeBSD 5.3 и выше, также включен для улучшенной защиты от вредоносных угроз безопасности переполнения буфера. Уровни разрешений, устанавливаемые оборудованием, значительно затрудняют захват вредоносным кодом контроля над системой. Он предназначен для того, чтобы сделать 64-битные вычисления более безопасной средой.
Процессоры Athlon 64 были произведены с использованием 130 и 90 нм технологий кремний на изоляторе (SOI). [53] Все последние чипы (модели Winchester, Venice и San Diego) сделаны на 90 нм. Модели Venice и San Diego также включают технологию двойного стресс-лайнера [54] (смесь напряженного кремния и «сжатого кремния», последний из которых на самом деле не является технологией), разработанную совместно с IBM. [55]
Athlon 64 FX позиционируется как продукт для энтузиастов оборудования, продаваемый AMD специально для геймеров . [56] В отличие от стандартного Athlon 64, все процессоры Athlon 64 FX имеют полностью разблокированные множители. [57] Начиная с FX-60, линейка FX стала двухъядерной. [58] FX всегда имеет самую высокую тактовую частоту среди всех Athlon на момент выпуска. [59] Начиная с FX-70, линейка процессоров также будет поддерживать двухпроцессорную настройку с NUMA , называемую платформой AMD Quad FX .
Athlon 64 X2 — первый двухъядерный настольный процессор, произведенный AMD . В 2007 году AMD выпустила две финальные версии Athlon 64 X2: AMD Athlon 64 X2 6400+ и 5000+ Black Editions. Оба процессора имеют разблокированный множитель, что позволяет использовать широкий диапазон настроек разгона. 6400+ основан на 90-нм ядре Windsor (3,2 ГГц, 2x1 МБ L2, 125 Вт TDP), а 5000+ основан на 65-нм ядре Brisbane (2,6 ГГц, 2 x 512 КБ L2, 65 Вт TDP). Эти процессоры Black Edition доступны в розничной продаже, но AMD не включает радиаторы в розничную упаковку.
.jpg/1280px-AMD_Turion_64_Lancaster_MT-34_(top).jpg)
.jpg/1280px-AMD_Turion_64_Lancaster_MT-34_(bottom).jpg)
Ранее представленный как Mobile Athlon 64 , Turion 64 теперь является торговой маркой AMD, применяемой к его 64-битным процессорам с низким энергопотреблением ( мобильным ). Процессоры Turion 64 и Turion 64 X2 конкурируют с мобильными процессорами Intel, изначально Pentium M , а затем процессорами Intel Core и Intel Core 2 .
Более ранние процессоры Turion 64 совместимы с AMD Socket 754. Более новые модели "Richmond" разработаны для AMD Socket S1 . Они оснащены 512 или 1024 КБ кэша L2, 64-битным одноканальным контроллером памяти на кристалле и шиной HyperTransport с частотой 800 МГц . Функции экономии заряда батареи, такие как PowerNow!, играют центральную роль в маркетинге и полезности этих процессоров.
Схема наименования моделей не делает очевидным, как сравнивать один Turion с другим или даже с Athlon 64. Название модели состоит из двух букв, тире и двузначного числа (например, ML-34). Две буквы вместе обозначают класс процессора, а число представляет рейтинг PR . Первая буква — M для одноядерных процессоров и T для двухъядерных процессоров Turion 64 X2 . Чем позже в алфавите появляется вторая буква, тем больше модель была разработана для мобильности (низкого энергопотребления). Возьмем, к примеру, MT-30 и ML-34. Поскольку T в MT-30 находится позже в алфавите, чем L в ML-34, MT-30 потребляет меньше энергии, чем ML-34. Но поскольку 34 больше 30, ML-34 быстрее, чем MT-30.
С размером 27 мм × 27 мм и толщиной 2,5 мм процессоры Athlon Neo используют новый корпус под названием «ASB1», по сути корпус BGA , для уменьшения занимаемой площади, что позволяет создавать более компактные конструкции для ноутбуков и снижать стоимость. Тактовая частота процессоров значительно ниже, чем у настольных и других мобильных аналогов, что позволяет достичь низкого TDP, максимум 15 Вт для одноядерного процессора x86-64 с тактовой частотой 1,6 ГГц. Процессоры Athlon Neo оснащены 512 КБ кэш-памяти L2 и HyperTransport 1.0, работающим на частоте 800 МГц.
На момент появления Athlon 64 в сентябре 2003 года были готовы и доступны только Socket 754 и Socket 940 (Opteron). Встроенный контроллер памяти не мог работать с небуферизованной (нерегистрированной) памятью в двухканальном режиме на момент выпуска; в качестве временной меры они представили Athlon 64 на Socket 754 и выпустили не-мультипроцессорную версию Opteron под названием Athlon 64 FX в качестве энтузиастской части с разблокированным множителем для Socket 940, сопоставимой с Intel Pentium 4 Extreme Edition для рынка high-end.
В июне 2004 года AMD выпустила Socket 939 в качестве основного процессора Athlon 64 с двухканальным интерфейсом памяти, оставив Socket 940 исключительно для рынка серверов (Opteron), а Socket 754 переместил в бюджетную линейку для Sempron и более медленных версий Athlon 64. В конечном итоге Socket 754 заменил Socket A для Sempron.
В мае 2006 года AMD выпустила Socket AM2, который обеспечивал поддержку интерфейса памяти DDR2. Также это ознаменовало выпуск AMD-V .
В августе 2006 года компания AMD выпустила Socket F для серверных процессоров Opteron , использующих форм-фактор чипа LGA .
В ноябре 2006 года AMD выпустила специализированную версию Socket F, названную 1207 FX, для двухсокетных двухъядерных процессоров Athlon FX на платформе Quad FX. В то время как Socket F Opteron уже допускал четыре ядра процессора, Quad FX допускал небуферизованную оперативную память и расширенную конфигурацию ЦП/чипсета в BIOS. Следовательно, Socket F и F 1207 FX несовместимы и требуют разных процессоров, чипсетов и материнских плат.
Двухъядерный процессор
Двухъядерный процессор
Двухъядерный, два ЦП (всего четыре ядра)
.jpg/1280px-AMD_Athlon64_3200+_(98%_Quality_JPG).jpg)
Также возможно: ClawHammer-512 (Clawhammer с частично отключенным кэшем L2)
В 2007 году на смену Athlon 64 пришла архитектура K10 , включая, помимо прочего, процессоры Phenom и Phenom II . Эти преемники имеют большее количество ядер на ЦП и реализуют Hypertransport 3.0 и Socket AM2+/AM3.
По состоянию на февраль 2012 года процессоры Athlon 64 X2 все еще были доступны для продажи. [61]
