KarbosGuide.dk. Modul 3e09a.

Den store Athlon


Indholdet på denne side:

  • AMD Athlon - introduktion
  • En helt ny type systembus

  • Næste side
  • Forrige side

  • AMD Athlon (K7)

    AMD’s utroligt spændende top-processor Athlon kom på markedet i august 1999. Intels modsvar var Pentium III, som ikke helt matcher Athlon.

    Senere er Athlon kommet i forbedrede versioner.

    Forhistorien

    AMD havde behov for at udvikle en ny topprocessor, som rækker ud over det, som er muligt på Super 7-platformen (K6-2 og K6-3).

    Da firmaet havde ikke licens til Intels Slot 1 arkitektur, har de været nødt til af finde nye protokoller mv. til dette design. Valget faldt på firmaet Digital, som har en såkaldt EV6-logik, der var konstrueret til deres 21264 Alpha CPU (som er en enormt kraftig RISC-processor). På den måde skulle der være tilstrækkelig kapacitet i systemet. Lad os se, hvad Athlon bød på i første omgang:

    Montering i et Pentium II-lignende modul

    Dette er helt AMD’s egen konstruktion.

  • Slot A hedder soklen, som har samme fysiske dimensioner som Intels Slot 1.
  • Klokfrekvens i de første udgaver var på 500 MHz.
  • Op til 8 MB L2-cache (512 Kb uden ekstra TAG-RAM).
  • 128 KB L1-cache.

    En helt ny type systembus

    I de første versioner vil arbejde ved 200 MHz. Senere forventes 400 MHz. En RAM-hastighed på 200 MHz er dobbelt så hurtigt som nogen eksisterende Intel CPU. Det kræver ny hurtig RAM at udnytte effekten.

    Uafhængig backside-bus, der forbinder L2-cachen. Her kan klokfrekvens være 1/3 eller 2/3 eller identisk med CPU’ens interne frekvens. Det er samme system som P6-systemerne ( Pentium II og III) har; her er L2-hastigheden enten halv eller fuld CPU-frekvens (ved Xeon).

    Heavy processor-kapacitet

    Athlon er dimensioneret til kraftig brug og med henblik på et langt liv i markedet:

  • Tre instruktions-dekodere, som oversætter X86-programmernes CISC-instruktioner til de effektive RISC-instruktioner, ROP’s, som der kan afvikles op til 9 af samtidig.
  • Kan håndtere og re-arrangere op til 72 instruktioner (ROP out of order) samtidigt ( Pentium III klarer 40, K6-2 blot 24).
  • Enorm FPU-ydelse med tre samtidige instruktioner og 1 GFLOP ved 500 MHz.
  • 22 millioner transistorer ( Pentium III har 9,3 millioner)

    FPU-enheden imponerer. Den kan afvikle 1 milliard flydende tal-operationer per sekund, ved 80 bit flydende tal! Det svarer til 2 GFLOP ved MMX- og 3DNow!-instruktioner. Det svarer mindst til Pentium III’s ydelse ved fuld udnyttelse af Katmai. De første testresultater viser denne FPU-ydelse:

    Processor FPU Winmark
    Intel Pentium III/500 MHz 2562
    AMD K7/500 MHz 2767


    En helt ny type systembus

    Da Athlon ikke monteres på same måde som Pentium II og III, har AMD kunnet gå helt ny veje i arkitekturen. Det betyder, at der faktisk ikke er tale om en systembus. K7-modulet forbindes direkte til chipsættets "north bridge" via en (i første omgang) 200 MHz data-kanal. Hvis der er tale om et multi-processor-system, får hver CPU sin egen 200 MHz kanal.

    Kanalen forbinder kun to enheder: CPU’en og chipsættet. I P6-systemerne er CPU, L2-cache, RAM, PCI-enhederne,AGP-enheden og chipsættet alle forbundet til systembussen. I Athlon er trafikken splittet ud; først kommer north bridge, først derefter kommer RAM, AGP, PCI-enhederne og sydbroen.

    Ved at sløjfe systembussen og erstatte den med det ny system, opnår Athlon adgang til langt højere båndbredde. Ved en 200 MHz forbindelse er båndbredden teoretisk:

    200.000.000 x 64 bit/ bit/sekund = 1,6 GB per sekund.

    Det er markant bedre end Intels nuværende og planlagte systemer:

    System Største samlede båndbredde
    Intel 100 MHz 800 MB/sek
    Intel 133 MHz 1064 MB/sek
    AMD K7, 200 MHz 1600 MB/sek
    AMD K7, 400 MHz 3200 MB/sek

    I virkeligheden kører kanalen kun ved 100 MHz, men AMD benytter den mere og mere udbredte teknik, der tillader data-forsendelse på begge "sider" af klok-signalet. Dermed bliver arbejdstakten i realiteten fordoblet. Samme teknik benyttes i den ny DDR RAM .

    Det er åbenlyst, at der ikke bliver brug for den enorme båndbredde – foreløbig. Pointen er, at arkitekturen i høj grad er fremtidssikret. Der er masser af plads til teknologiske landvindinger såsom markant hurtigere RAM, harddisk mv. for de kommende års vedkommende. Samtidig signalerer AMD, at her er fremtidens server-arkitektur, for netop servere i større netværk kan have behov for den store båndbredde.


    Langsom cache

    Problemet med en første generation af Athlon var den langsomme L2 cache. Ved modeller op til 700 MHz fungerer cachen ved halv klokfrekvens. Ved højere klokfrekvenser er L2 cachen nede på 2/5 af CPU'ens klokfrekvens, og der er helt klart for langsomt - især i sammenligning med Intels Coppermine-processorer, som funklede med deres integrerede L2 cache med fuld klokfrekvens.

    Men Athlons store styrke ligger helt klart i den imponerende "indmad"; den kraftige afkodning af instruktioner og den rå regnekraft; her racede Athlon klart fra enhver Pentium III-variant.

    Ny chipsæt

    AMD har selv udviklet chipsæt til Slot A-modulerne, men VIA kom hurtigt på markedet med andre chipsæt. Designet er ikke beskyttet, så alle kan lave chipsæt - en helt anden approach end det, man kender fra Intel.

    Athlon blev særdeles vel modtaget af markedet. For første gang satte Intel ikke længere dagsordenen!

    Gigahertz

    Den 6. marts 2000 lancerede AMD den første 1 GHz processor i verden. Den fabrikeres i 0,18 mikron kobber på fab 25 i Austin, Texas. Compaq tilbød hurtigt pc'er baseret på denne Athlon.

    I år 2000 blev Athlon-designet også ændret, så de treditionelle Slot A-monterede Athlon-cartridges udfases. I stedet fremstilles AMD "Duron" og Athlon "Thunderbird" med integreret L2 cache. Processorerne kan derfor monteres i en Socket A - ganske tilsvarende Intels Celeron og Pentium III Cumine. I år 2001 kom ny udgaver af Duron og Athlon XP. Læs mere herom på de næste sider.


  • Næste side
  • Forrige side


    Lær mere

    Top

    Læs også om Pentium III .

    Se også om MMX, 3DNow! og SSE (Katmai).

    Læs videre om chipsæt i modul 2d

    Læs videre om klokfrekvenser i modul 3d.

    Læs videre om Ultra DMA og AGP i modul 5b

    Læs om driv-programmer til Windows 95 i modul 6c.

    Læs videre om RAM i modul 2e


    Copyright (c) 1996-2011 by Michael B. Karbo.