Главная страницаОбратная связьКарта сайта

Восьмое поколение процессоров (64-разрядных)

В 2003 году компания AMD также представила первый 64-разрядный процессор для настольных компьютеров Athlon 64 и его серверную версию Opteron. В 2004 году Intel представила процессоры Pentium 4 с поддержкой 64-разрядных расширений, предназначенные для настольных ПК. В последующие годы обе эти компании представили на рынок большое количество 64-разрядных процессоров.

Ниже рассматриваются основные характеристики этих процессоров, а также различия в подходах компаний Intel и AMD к внедрению 64-разрядных вычислений в сегментах настольных ПК и серверов.

AMD Athlon 64 и Athlon 64 FX

Процессоры AMD Athlon 64 и Athlon 64 FX, представленные в сентябре 2003 года, являются первыми 64-разрядными процессорами, предназначенными для настольных ПК (т.е. не серверов). Изначальное кодовое название этой модели — ClawHammer. К семейству 64-разрядных процессоров AMD также относится Opteron, созданный для использования в серверных системах (кодовое название — SledgeHammer). Процессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX (рис. 3.63), в сущности, являются адаптированным к однопроцессорным системам процессором Opteron и в некоторых случаях обладают меньшими по размеру кэшем и пропускной способностью памяти.



Рис. 3.63. Процессор AMD Athlon 64 FX (Socket 939). Фотография любезно предоставлена компанией AMD
Продолжение табл. 3.51



NX. Бит запрета выполнения (Execute Disable Bit).

EIST. Технология динамического изменения напряжения питания (Enchanced Intel SpeedStep Technology).

VT. Технология виртуализации.

Помимо поддержки 64-разрядных инструкций, существенное отличие Athlon 64 и Athlon 64 FX от других процессоров состоит в том, что в них интегрирован контроллер памяти. Обычно контроллер памяти встроен в северный мост или соответствующий модуль hub-архитектуры (MCH) на системной плате, однако в случае Athlon 64 и Athlon 64 FX он расположен непосредственно в процессоре. Это означает, что в данном случае шина процессора отличается от других решений. При использовании традиционной архитектуры процессор взаимодействует с северным мостом набора микросхем системной логики, который, в свою очередь, взаимодействует с памятью и другими компонентами системы. Поскольку процессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX оснащены интегрированным контроллером памяти, они взаимодействуют с памятью напрямую, а к северному мосту обращаются при необходимости работы с другими компонентами. Это позволило значительно повысить быстродействие не только обмена данными с памятью, но и процессорной шины в целом. Основное различие между процессорами Athlon 64 и Athlon 64 64 FX заключается в различных объемах кэш-памяти второго уровня и разной пропускной способности шины памяти.

Ниже перечислены основные характеристики Athlon 64:

■     тактовые частоты — от 1,0 до 3,0 ГГц;

■     от 68,5 (версия с 512 Кбайт кэш-памяти L2) до 129 млн. транзисторов (версия с 1 Мбайт кэш-памяти);

■     12-ступенчатый конвейер;

■     контроллер памяти DDR с поддержкой коррекции ошибок ECC встроен в процессор (а не в северный мост или MCP, как в прежних наборах микросхем системной логики);

■     одноканальный (Socket 754) или двухканальный (Socket 940, Socket 939 и Socket AM2) контроллер памяти;

■     кэш-память первого уровня объемом 128 Кбайт;

■     кэш-память второго уровня объемом 512 Кбайт или 1 Мбайт;

■     поддержка технологии AMD64 (также называемой IA-32e, x86-64 или EM64T), добавляющей 64-разрядные расширения к традиционной 32-разрядной архитектуре x86;

■     высокоскоростное соединение HyperTransport с набором микросхем системной логики: до 3,2 Гбит/с в Socket 754 и до 4 Гбит/с в Socket 940, Socket 939 и Socket AM2;

■     адресация оперативной памяти объемом до 1 Тбайт, что преодолевает ограничение в 4 или 64 Гбайт, существующее для 32-разрядных процессоров;

■     поддержка инструкций SSE2 (инструкции SSE, а также 144 новые инструкции для обработки графики и звука);

■     несколько энергосберегающих состояний;

■     0,13-микронный (ядра ClawHammer и Newcastle) или 0,09-микронный (ядра Winchester, Venice и San Diego) технологический процесс.


Отличия процессора Athlon 64 FX от стандартного процессора Athlon 64 перечислены ниже:

■     поддержка только гнезд Socket 939, Socket 940 и Socket AM;

■     двухканальный контроллер памяти DDR или DDR2 с поддержкой ECC;

■     версии для гнезда Socket 940 требуют использования регистровой памяти;

■     тактовые частоты — от 2,2 до 2,8 ГГц;

■     кэш-память второго уровня L2 объемом 1 Мбайт.

Версии Athlon 64 для гнезд Socket 939 и Socket AM обеспечивают сравнимое быстродействие, в то время как Athlon 64 FX до сих пор остается самым высокопроизводительным одноядерным решением на базе ядра Athlon 64.

Таблица 3.52. Основные характеристики процессоров Athlon 64


Хотя компания AMD постоянно подвергалась критике за использование запутанной рейтинговой системы быстродействия процессоров в семействе Athlon XP, та же система именования применяется ею и для Athlon 64. Следовательно, наравне с Athlon XP определять реальное быстродействие процессора следует с помощью конкретных приложений. Это позволит оценить, насколько та или иная модель Athlon 64 подходит для выполнения всех возлагаемых на нее задач. Интегрированная в Athlon 64 шина памяти обеспечивает процессору прямой доступ к памяти, а не посредством северного порта, как в 32-разрядных версиях. Компания AMD предлагает собственный набор микросхем системной логики, а с момента приобретения в 2006 году ею компании ATI также и ее чипсет. В главе 4 мы подробно поговорим на эту тему.

Характеристики различных моделей Athlon 64 и Athlon 64 FX приведены в табл. 3.52 и 3.53.

Продолжение табл. 3.52
CoolnQuiet. Технология энергосбережения. VT. Технология виртуализации.



Технологический     Макс. мощность,    SSE        64-разрядный        NX       CoolnQuiet     VT       Тип гнезда

Таблица 3.53. Основные характеристики процессоров Athlon 64 FX

Модель процессора     Частота процессора,   Частота шины,       Кэш-память L2, Кбайт        Ядро процессора
ГГц                             МГц

Athlon 64 FX-51           2,20                             800                        1024                                 SledgeHammer

Athlon 64 FX-51           2,20                             800                        1024                                 SledgeHammer

Athlon 64 FX-53           2,40                             800                        1024                                 SledgeHammer

Athlon 64 FX-53           2,40                             1000                      1024                                 ClawHammer

Athlon 64 FX-55           2,60                             1000                      1024                                 ClawHammer

Athlon 64 FX-55           2,60                             1000                      1024                                 San Diego

Athlon 64 FX-57           2,80                             1000                      1024                                 San Diego

Процессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX выпускаются для четырех типов гнезд (табл. 3.54). Процессор Athlon 64 выпускается для гнезд Socket 754, Socket 939 и Socket AM, в то время как процессор Athlon 64 FX — для гнезд Socket 939, Socket 940 и Socket AM. Процессоры для гнезда Socket 754 поддерживают только одноканальную шину памяти, а процессоры для гнезд Socket 939 и Socket 940 — двухканальную, что позволяет в два раза увеличить пропускную способность памяти. Процессоры для гнезда Socket 939 поддерживают более быстрые и дешевые небуферизированные модули DDR SDRAM DIMM, процессоры для гнезда Socket 940 — более медленные и дорогие регистровые модули DIMM. Поэтому рекомендуется избегать процессоров и системных плат Socket 940, так как регистровые модули памяти более медленные и дорогие, чем небуферизированные.

Таблица 3.54. Гнезда и поддерживаемые типы памяти для процессоров Athlon 64 и Athlon 64 FX
Гнездо                  Процессор                           Режим работы памяти                  Тип памяти

754                      Athlon 64                                Одноканальный                             DDR

939                       Athlon 64/FX                          Двухканальный                            DDR

940                      Athlon 64 FX                           Двухканальный                            Регистровый SDRAM
AM2                     Athlon 64/FX                           Двухканальный                            DDR

Процессор Athlon 64 выпускается в трех версиях. Первая предназначена для гнезда Socket 754 и поддерживает одноканальную шину памяти; вторая, улучшенная, — для гнезда Socket 939 и поддерживает двухканальную шину памяти; третья, и еще более улучшенная, — для гнезда Socket AM2 и имеет двухканальную шину DDR2. Процессор Athlon 64 FX также выпускается в трех версиях. Первая, предназначенная для гнезда Socket 940, предполагает использование дорогой (и относительно медленной) регистровой памяти; вторая, улучшенная, — для гнезда Socket 939 и поддерживает обычную небуферизированную память; третья, обновленная, версия использует двухканальную память DDR2. Процессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX для гнезда Socket 939 отличаются только объемом кэш-памяти второго уровня L2. Например, процессоры Athlon 64 3800+ и Athlon 64 FX-53 работают на частоте 2,4 ГГц и поддерживают двухканальную шину памяти. Однако Athlon 64 3800+ оснащен кэш-памятью второго уровня L2 объемом 512 Кбайт, а Athlon 64 FX-53 — кэш-памятью второго уровня L2 объемом 1 Мбайт. Поскольку процессоры семейств 64 и 64 FX, в сущности, — одно и то же, нужно внимательно ознакомиться с их характеристиками, чтобы осознать незначительные отличия между ними.

Процессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX могут потреблять до 104 Вт мощности; это хотя и довольно много, но все же меньше, чем аналогичные показатели Pentium 4. Как и в системных платах Pentium 4, для подачи дополнительного питания с напряжением 12 В на системные платы для процессоров Athlon 64 добавлен разъем ATX12V.

Первая версия ядра Athlon 64 создана по 0,13-микронной технологии (рис. 3.64). Последующие версии создавались с помощью 0,09-микронного процесса.
Рис. 3.64. Ядро процессора AMD Athlon 64 (0,13-микронный технологический процесс; 106 млн. транзисторов; площадь — 193 мм ). Фотография любезно предоставлена компанией AMD

Процессор AMD Sempron (Socket 754)

Подобно тому, как название Intel Celeron” скрывает не одно, а целый ряд семейств процессоров, которые Intel разработала для сегмента малобюджетных ПК, торговая марка Sempron была представлена компанией AMD в тех же целях. Под названием Sempron” скрываются как процессоры для гнезда Socket A, пришедшие на смену Athlon XP, так и процессоры для гнезда Socket 754, которые представляют собой экономичные аналоги процессоров Athlon 64.

Процессор Sempron для гнезда Socket 754 базируется на ядре процессора Athlon 64 для того же гнезда, однако некоторые модели Sempron при этом поддерживают только 32-разрядный режим работы. Основные характеристики процессоров Sempron для гнезда Socket 754 приведены ниже:

■     0,09-микронный технологический процесс (исключения приведены в табл. 3.55);

■     кэш-память второго уровня L2 объемом 128 или 256 Кбайт;

■     соединение HyperTransport с набором микросхем со скоростью 3,2 Гбайт/с;

■     только 32- или 32/64-разрядный режим работы с поддержкой приложений AMD64 (IA-32e или x86-64);

■     63,5-68,5 млн. транзисторов;

■     поддержка инструкций SSE3 (только 0,09-микронными версиями).

Система на базе Sempron для гнезда Socket 754 в любой момент может быть модернизирована благодаря установке соответствующего процессора Athlon 64. Подробные сведения о процессорах Sempron для гнезда Socket 754 приведены в табл. 3.55.




1.     SSE3 поддерживается только процессорами с номерами, заканчивающимися на BO или BX.

2.  64-разрядные расширения поддерживаются процессорами с номерами, заканчивающимися на BX.

3.  64-разрядные расширения поддерживаются процессорами с номерами, заканчивающимися на BW.

Как видно из табл. 3.55, большинство моделей Sempron для гнезда Socket 754 поддерживает 64-разрядные расширения AMD64. Благодаря тому что обе компании, Intel и AMD, предлагают 64-разрядные процессоры начального уровня, переход к 64-разрядным вычислениям может быть осуществлен достаточно быстро.

AMD Opteron

Процессор Opteron компании AMD представляет собой аналог Athlon 64 для рабочих станций и серверов, причем также реализован на базе архитектуры AMD64 (x86-64). Он был представлен широкой общественности весной 2003 года.

Ниже перечислены основные характеристики AMD Opteron:

■     кэш-память первого уровня объемом 128 Кбайт;

■     кэш-память второго уровня объемом 1 Мбайт;

■     тактовые частоты — 1,8-2,8 ГГц;

■     три соединения HyperTransport (3,2 Гбайт/с) с набором микросхем;

■     гнездо Socket 939 или Socket 940;

■     интегрированный двухканальный контроллер памяти с коррекцией ошибок ECC;

■     адресация оперативной памяти объемом до 1 Тбайт (40-разрядной физической памяти) и до 256 Тбайт (48-разрядной виртуальной памяти);

■     архитектура AMD64 (x86-64);

■     0,09- или 0,13-микронный технологический процесс;

■     одноядерная или двухъядерная архитектура.

Продолжение табл. 3.55


SSE. SIMD Streaming Extensions потоковые инструкции SIMD (MMX). NX. Бит отключения выполнения. CoolnQuiet. Технология энергосбережения. VT. Технология виртуализации.

Процессор Opteron выпускается в трех семействах: 100 (однопроцессорные рабочие станции), 200 (двухпроцессорные рабочие станции и серверы) и 800 (серверы, содержащие до восьми процессоров). В этих же трех семействах были представлены и двухъядерные версии Opteron.

В отличие от семейства Itanium, поддержка которого реализована преимущественно в наборах микросхем Intel, наборы микросхем для процессора Opteron (а также Athlon 64) разработаны такими известными производителями, как VIA, SiS, ALi, NVIDIA и ATI.

Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Восьмое поколение процессоров (64-разрядных)", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2024 Дискета.info