Athlon — торговая марка, применяемая к серии x86-совместимых микропроцессоров , разработанных и произведенных AMD . Оригинальный Athlon (теперь называемый Athlon Classic) был первым процессором седьмого поколения x86 и первым процессором для настольных ПК, достигшим скорости в один гигагерц (ГГц). Он дебютировал как высокопроизводительный бренд процессоров AMD 23 июня 1999 года. [1] На протяжении многих лет AMD использовала название Athlon с 64-битной архитектурой Athlon 64 , Athlon II и чипами Accelerated Processing Unit (APU), ориентированными 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 производительный процессор начального уровня от AMD. [3] [4]
Athlon происходит от древнегреческого ἆθλον ( athlon ), что означает «(спортивное) состязание», или «приз состязания», или «место состязания; арена». [5] Изначально название Athlon использовалось для высокопроизводительных процессоров AMD, но 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 был результатом разработки AMD процессоров K7 в 1990-х годах. Основатель AMD и тогдашний генеральный директор Джерри Сандерс [8] настойчиво добивался стратегического партнерства и инженерных талантов в конце 1990-х годов, работая над развитием более ранних 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, использующим технологию изготовления меди . В объявлении Сандерс назвал партнерство созданием «виртуальной гориллы», которая позволит AMD конкурировать с Intel по производственным мощностям, ограничивая при этом финансовые затраты AMD на новые объекты. [8] Группу разработчиков K7 возглавлял Дирк Мейер , который ранее работал ведущим инженером в DEC над несколькими микропроцессорами Alpha . Когда в 1998 году DEC была продана Compaq и прекратила разработку процессора Alpha, Сандерс перевел большую часть команды разработчиков Alpha в проект K7. [ необходима цитата ] Это было 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 года и стал общедоступным к августу 1999 года. Впоследствии, с августа 1999 года по январь 2002 года, этот первоначальный процессор K7 был самым быстрым чипом x86 в мире. [1] Los Angeles Times писала 5 октября 1999 года: «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 флагманского Pentium III от Intel , который работает на максимальной частоте 600 МГц». [12] Ряд функций помогли чипам конкурировать с Intel. Работая с Motorola, AMD смогла усовершенствовать производство медных межсоединений примерно за год до Intel, с пересмотренным процессом, позволяющим производить процессоры по 180-нанометровой технологии . Сопутствующее уменьшение кристалла привело к снижению энергопотребления, что позволило AMD увеличить тактовую частоту Athlon до диапазона 1 ГГц. [13] Архитектура Athlon также использовала шину EV6, лицензированную у DEC, в качестве основной системной шины, что позволило AMD разрабатывать собственные продукты без необходимости лицензировать шину GTL+ от Intel . [14] К лету 2000 года AMD поставляла Athlon в больших объемах, и чипы использовались в системах Gateway , Hewlett-Packard и Fujitsu Siemens Computers , среди прочих. [15]
Второе поколение Athlon, Thunderbird, дебютировало в 2000 году. AMD выпустила Athlon XP в следующем году, [1] а непосредственный преемник Athlon XP, Athlon 64 , был микропроцессором с архитектурой AMD64, выпущенным в 2003 году. [16] После запуска процессоров Phenom в 2007 году название Athlon также использовалось для процессоров среднего класса, позиционировавшихся выше таких брендов, как Sempron . [17] Athlon 64 X2 был выпущен в 2005 году как первый двухъядерный настольный процессор, разработанный AMD, [18] а Athlon X2 был последующим семейством, основанным на Athlon 64 X2. [19] Представленный в 2009 году, Athlon II был двухъядерным семейством чипов Athlon. [20]
В сентябре 2018 года был представлен маломощный Athlon 200GE стоимостью 55 долларов США с графическим процессором Radeon , расположенный под Ryzen 3 2200G. [2] Эта итерация Athlon использовала 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, крупносерийных продуктов», в ситуации, аналогичной ситуации с Celeron и Pentium Gold от Intel. [2] Современный Athlon 3000G был представлен в 2019 году и позиционировался как самый производительный процессор AMD начального уровня. [3] AMD позиционирует Athlon против своего конкурента Intel Pentium . Хотя производительность ЦП находится на том же 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 года и стал общедоступным к августу 1999 года. Впоследствии, с августа 1999 года по январь 2002 года, этот первоначальный процессор K7 был самым быстрым чипом x86 в мире. [1] На момент запуска он был в среднем на 10% быстрее Pentium III при той же тактовой частоте для бизнес-приложений и на 20% быстрее для игровых рабочих нагрузок. [21] В коммерческом плане Athlon «Classic» имел огромный успех. [22]
Athlon Classic — это процессор на основе картриджа, названный Slot A и похожий на картридж Intel Slot 1, используемый для Pentium II и Pentium III. Он использовал тот же самый, общедоступный, физический 242-контактный разъем, используемый процессорами Intel Slot 1, но повернутый на 180 градусов для подключения процессора к материнской плате . Сборка картриджа позволяла использовать более скоростные модули кэш-памяти, чем те, которые можно было установить на материнские платы (или разумно с ними в комплекте) в то время. Подобно Pentium II и Pentium III на базе Katmai, Athlon Classic содержал 512 КБ кэша L2. Этот высокоскоростной кэш SRAM работал на делителе тактовой частоты процессора и был доступен через собственную 64-битную заднюю шину , что позволяло процессору одновременно обслуживать как запросы на внешнюю шину , так и доступ к кэшу, по сравнению с передачей всего через внешнюю шину. [23]
Athlon на базе Argon содержал 22 миллиона транзисторов и имел площадь 184 мм2 . Он был изготовлен AMD по версии своего процесса CS44E, 250-нм комплементарному металл-оксид-полупроводник (CMOS) процессу с шестью уровнями алюминиевых соединений . [24] [25] Athlon «Pluto» и «Orion» были изготовлены по 180-нм процессу. [26]
Кэш процессора Athlon состоял из типичных двух уровней. Athlon был первым процессором x86 с 128 КБ [27] разделенного кэша уровня 1; 2-канальный ассоциативный кэш, разделенный на 2×64 КБ для данных и инструкций (концепция из архитектуры Гарварда ). [28] Конструкции кэша SRAM в то время не могли поспевать за масштабируемостью тактовой частоты Athlon, что приводило к снижению производительности процессора в некоторых компьютерах. [29] С более поздними моделями Athlon AMD интегрировала кэш L2 в сам процессор, устраняя зависимость от внешних чипов кэша. [26] Процессоры Slot-A Athlon были первыми процессорами AMD с заблокированным множителем, что не позволяло пользователям устанавливать собственную желаемую тактовую частоту. Это было сделано AMD отчасти для того, чтобы помешать перемаркировке и разгону процессора реселлерами, что могло привести к нестабильной производительности. В конечном итоге был создан продукт под названием «устройство Goldfingers», которое могло разблокировать процессор. [30]
AMD разработала ЦП с более надежными возможностями декодирования инструкций x86, чем у K6, чтобы повысить его способность хранить больше данных в полете одновременно. [28] Критический блок предсказания ветвлений был улучшен по сравнению с K6. Более глубокая конвейеризация с большим количеством стадий позволила достичь более высоких тактовых частот. [31] Как и AMD K5 и K6, Athlon динамически буферизовал внутренние микроинструкции во время выполнения в результате параллельного декодирования инструкций x86. ЦП представляет собой конструкцию с выходом из строя , опять же, как и предыдущие процессоры AMD после 5x86. Athlon использует архитектуру шины EV6 Alpha 21264 с технологией удвоенной скорости передачи данных (DDR). [ необходима цитата ]
AMD покончила со своим давним отставанием в производительности x87 с плавающей точкой , разработав суперконвейерный , внеочередной, тройной блок с плавающей точкой (FPU). [28] Каждый из его трех блоков мог независимо вычислять оптимальный тип инструкций с некоторой избыточностью, что позволяло работать с более чем одной инструкцией с плавающей точкой одновременно. [28] Этот FPU стал огромным шагом вперед для AMD, помогая конкурировать с P6 FPU от Intel. [32] Технология SIMD с плавающей точкой 3DNow!, снова представленная, получила некоторые изменения и была переименована в «Enhanced 3DNow!». Дополнения включали инструкции DSP и расширенное подмножество MMX Intel SSE . [33]
Второе поколение Athlon, Thunderbird или T-Bird , дебютировало 4 июня 2000 года. [1] Эта версия Athlon была доступна в традиционном формате матрицы выводов (PGA), которая подключалась к разъему (« Socket A ») на материнской плате или упаковывалась в картридж Slot A. Основным отличием между ним и Athlon Classic была конструкция кэша: AMD добавила 256 КБ встроенного полноскоростного эксклюзивного кэша. [34] При переходе к конструкции эксклюзивного кэша содержимое кэша L1 не дублировалось в L2, что увеличивало общий размер кэша и функционально создавало большой кэш L1 с более медленной областью (L2) и быстрой областью (L1), [35] превращая кэш L2 в по сути кэш-жертву . С новой конструкцией кэша потребность в высокой производительности и размере L2 была уменьшена, а более простой кэш L2 с меньшей вероятностью вызывал проблемы с масштабированием тактовой частоты и выходом. Thunderbird также перешел на 16-позиционную ассоциативную компоновку. [34]
Thunderbird был «многими любим за его разгоняемость» и оказался коммерчески успешным, [11] как самый успешный продукт AMD со времен Am386DX-40 десятью годами ранее. [36] Новое производственное предприятие AMD в Дрездене увеличило производство для AMD в целом и выпустило Thunderbirds быстрыми темпами, с улучшенной технологией процесса 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 его скорость составляла 1,4 ГГц. [1]
Заблокированные множители Socket A Thunderbirds часто можно было отключить, добавив проводящие мостики на поверхность чипа, практика, широко известная как «трюк с карандашом». [38]
В целом, существует четыре основных варианта настольного процессора Athlon XP: Palomino , Thoroughbred , Thorton и Barton . Также был выпущен ряд мобильных процессоров, включая модели Corvette и Dublin среди прочих.
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] Третье поколение Athlon под кодовым названием Palomino вышло 9 октября 2001 года как Athlon XP, с суффиксом, обозначающим экстремальную производительность и неофициально ссылающимся на Windows XP . [39] В конструкции Palomino использовался 180-нм техпроцесс. [26] Athlon XP рекламировался с использованием системы рейтинга производительности (PR), сравнивающей его с предшественником Thunderbird. [40] Среди других изменений, Palomino потреблял на 20% меньше энергии, чем Thunderbird, что сравнительно снизило тепловыделение, [41] и был примерно на 10% быстрее, чем Thunderbird. Palomino также имел улучшенную архитектуру TLB K7 и включал механизм аппаратной предварительной выборки данных для лучшего использования пропускной способности памяти. Palomino был первым ядром K7, включавшим полный набор инструкций SSE от Intel Pentium III, а также 3DNow! Professional от AMD . [42] Palomino также был первым сокетным Athlon, официально поддерживающим двойную обработку, с чипами, сертифицированными для этой цели, под торговой маркой Athlon MP (многопроцессорность), [22] которые имели другие спецификации. [43] Согласно HardwareZone , можно было модифицировать Athlon XP для работы в качестве MP. [44] [45]
Четвертое поколение Athlon было представлено с ядром Thoroughbred , или T-Bred , 17 апреля 2002 года. [46] Ядро Thoroughbred стало первым серийным 130-нм кремнием AMD с меньшим размером кристалла, чем у его предшественника. [26] Было два степпинга (ревизии) этого ядра, обычно называемые Tbred-A и Tbred-B . [46] Представленная в июне 2002 года, первоначальная версия A была в основном прямой усадкой кристалла предыдущего ядра Palomino , но не значительно увеличивала тактовую частоту по сравнению с Palomino . [26] Пересмотренное ядро Thoroughbred , Thoroughbred-B , добавило девятый «металлический слой» к восьмислойному Thoroughbred-A , что обеспечило улучшение запаса по сравнению с A и сделало его популярным для разгона. [47]
Пятое поколение процессоров Athlon Barton с ядром было выпущено в начале 2003 года. Хотя они и не работали на более высоких тактовых частотах, чем процессоры Thoroughbred с ядром, они отличались увеличенным кэшем L2, а более поздние модели имели увеличенную на 200 МГц (400 МТ/с) внешнюю шину. [48] Ядро Thorton , смесь Thoroughbred и Barton , было более поздним вариантом Barton с половиной отключенного кэша L2. [49] Barton использовался для официального введения более высокой тактовой частоты шины 400 МТ/ с для платформы Socket A, что использовалось для повышения эффективности некоторых моделей Barton . [48] К этому моменту с Barton четырехлетняя архитектура шины Athlon EV6 достигла своего предела и потребовала перепроектирования, чтобы превзойти производительность более новых процессоров Intel. [48] К 2003 году Pentium 4 стал более чем конкурентоспособным по сравнению с процессорами AMD, [50] а Barton увидел лишь небольшое увеличение производительности по сравнению с Thoroughbred-B, от которого он произошел, [48] недостаточное, чтобы превзойти Pentium 4. [50] Athlon, производные от K7, такие как Barton, были заменены в сентябре 2003 года семейством Athlon 64 , которое имело встроенный контроллер памяти и новую шину HyperTransport . [51]
Примечательно, что 2500+ Barton с множителем 11× был фактически идентичен части 3200+, за исключением скорости FSB, для которой он был предназначен, что означало, что плавный разгон был возможен чаще, чем нет. Ранние Thortons можно было восстановить до полной спецификации Barton, включив другую половину кэша L2 с помощью небольшой модификации поверхности ЦП, но результат не всегда был надежным.
Бартон (130 нм)
Торнтон (130 нм)
Ядро Palomino дебютировало на мобильном рынке до рынка ПК в мае 2001 года, где оно было названо Mobile Athlon 4 с кодовым названием «Corvette». Оно отличалось использованием керамического интерпозера, очень похожего на Thunderbird, вместо органического корпуса с матрицей выводов, который использовался во всех более поздних процессорах Palomino . [42] В ноябре 2001 года AMD выпустила 1,2 ГГц Athlon 4 и 950 МГц Duron. [52] Процессоры Mobile Athlon 4 включали функцию PowerNow!, которая контролировала «уровень производительности процессора ноутбука путем динамической регулировки его рабочей частоты и напряжения в соответствии с текущей задачей», [53] таким образом продлевая «срок службы батареи за счет снижения мощности процессора, когда она не нужна приложениям». Чипы Duron также включали PowerNow! [52] В 2002 году AMD выпустила версию PowerNow! под названием Cool'n'Quiet , реализованную на Athlon XP, но регулировавшую только тактовую частоту вместо напряжения. [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 microPGA socket 563. [56] Мобильные XP не имели блокировки множителя , что делало их популярными среди любителей разгона настольных компьютеров . [57]
Непосредственный преемник Athlon XP, Athlon 64 — микропроцессор архитектуры AMD64, произведенный AMD и выпущенный 23 сентября 2003 года. [16] В 2004 и 2005 годах было выпущено несколько вариаций, названных в честь городов, с архитектурой 90 нм. Версии, выпущенные в 2007 и 2009 годах, использовали архитектуру 65 нм.
Athlon 64 X2 был выпущен в 2005 году как первый двухъядерный настольный процессор, разработанный AMD с использованием Athlon 64. [18] Athlon X2 был последующим семейством микропроцессоров на основе Athlon 64 X2. Оригинальные модели Brisbane Athlon X2 использовали архитектуру 65 нм и были выпущены в 2007 году. [19]
Athlon II — это семейство центральных процессоров. Первоначально двухъядерная версия Athlon II, Regor на базе K-10 был выпущен в июне 2009 года с 45-нанометровой архитектурой. За ним 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]
Различные процессоры Athlon X4 и X2 FM2+ на базе Steamroller были выпущены в 2014 году и в последующие годы. Предыдущие процессоры Athlon X4 и X2 на базе Piledriver были выпущены до 2014 года и совместимы по сокету как с материнскими платами FM2+, так и с FM2.
Линейка Bristol Ridge Athlon X4 была выпущена в 2017 году. Она основана на микроархитектуре Excavator и использует 2 модуля Excavator, в общей сложности 4 ядра. Она имеет двухканальный контроллер памяти DDR4 -2400 с тактовой частотой до 4,0 ГГц. Она работает на новой платформе Socket AM4 , которая позже использовалась для процессоров Zen 1 — Zen 3.
Athlon на базе Zen с графическими процессорами Radeon был запущен в сентябре 2018 года с Athlon 200GE. [60] Основанный на ядре Raven Ridge от AMD , ранее использовавшемся в вариантах Ryzen 3 и Ryzen 5 , [6] Athlon 200GE имел половину ядер, но оставил SMT включенным. 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 было ограничено 3 в Athlon 200GE, [62] а чип был заблокирован по множителю. [63] Несмотря на свои ограничения, Athlon 200GE выступил конкурентоспособно по сравнению с [64] Intel Pentium-G серии 5000, продемонстрировав схожую производительность центрального 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 тактовой частотой графики 1100 МГц по сравнению с Athlon 200GE, [3] также с двумя ядрами. [4] Основным функциональным отличием 200GE был разблокированный множитель Athlon 3000G, [3] что позволяло разгонять последний на материнских платах B450 и X470 . [66]
Процессоры Athlon на базе Zen 2 с графическими процессорами Radeon Graphics под кодовым названием «Mendocino» были выпущены 20 сентября 2022 года для рынка ноутбуков начального уровня вместе с более мощной четырехъядерной серией мобильных процессоров Ryzen 7020 под тем же кодовым названием. [67] Мобильные процессоры серии Athlon 7020 с двумя вычислительными ядрами, с двумя потоками на моделях Athlon Silver и четырьмя потоками на моделях Athlon Gold оснащены двумя вычислительными блоками (CU) графики RDNA 2. За этими моделями серии 7020U последовал выпуск серии Ryzen/Athlon 7020C для Chromebook 23 мая 2023 года. [68] В отличие от предыдущих поколений Athlon, AMD не выпускала настольные варианты Mendocino.
Raven Ridge (14 морских миль), Picasso (12 морских миль) (см. статью со списком для получения более подробной информации) [61]
Мендосино (6 морских миль) ( более подробную информацию см. в статье о списке )
На базе чипов Athlon было построено несколько суперкомпьютеров , в основном в университетах. Среди них:
Производительность K7, тогда работавшего на частоте 500 МГц, была на одном уровне с Pentium III 500.
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ).