Atlón 64

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El Athlon 64 es  el primer procesador de 64 bits de AMD para usuarios domésticos y aplicaciones móviles , que se presentó el 23 de septiembre de 2003. El procesador está construido sobre la arquitectura AMD64 y pertenece a la octava generación ( K8 ).

El comienzo del desarrollo de la arquitectura K8 se anunció por primera vez en 1999. Se suponía que los procesadores basados ​​en este núcleo serían los primeros procesadores AMD de 64 bits totalmente compatibles con el estándar x86.

El procesador existe en 3 versiones: Athlon 64 , Athlon 64 FX y dual-core Athlon 64 X2 . Athlon 64 FX se posiciona como un producto para los entusiastas de la informática, manteniéndose siempre un paso más rápido que Athlon 64 . Aunque generalmente tienen una frecuencia más alta, todos los procesadores Athlon 64 FX son diseños de un solo núcleo, con la excepción del Athlon 64 FX-60 y el Athlon FX-62. Estaban disponibles para Socket 939 y Socket AM2 . Esta versión es similar a la versión Athlon 64 FX-53, que originalmente solo estaba disponible para la plataforma Socket 940 de gama alta , con una versión Socket 939 introducida más tarde. Todos los procesadores Athlon 64 FX tienen un multiplicador desbloqueado para facilitar el overclocking, a diferencia del Athlon 64, que solo se puede configurar en un multiplicador inferior o igual al valor predeterminado de fábrica. Dado que todos estos procesadores se basan en la arquitectura AMD64, son capaces de ejecutar código x86 de 32 bits , 16 bits y AMD64 .

El núcleo original del Athlon 64 tiene el nombre en código "Clawhammer", a pesar de que el primer Athlon 64 FX se basó en el primer núcleo Opteron con el nombre en código "Sledgehammer". Athlon 64 tuvo varias revisiones del núcleo, puedes verlas en la lista .

El Athlon 64 tiene una placa de cobre integrada, Integrated Heat Spreader (IHS), que evita daños en el núcleo al montar y quitar el sistema de refrigeración (un problema común con los procesadores de núcleo abierto como Athlon XP ).

En 2006, AMD anunció que descontinuaría todos los procesadores Socket 939, [1] todos los procesadores AM2 de un solo núcleo y todos los procesadores 2x1 MB X2 (con la excepción del FX-62).

Propiedades básicas

La principal cualidad de los procesadores Athlon 64 es el controlador de memoria integrado en el núcleo, lo que no ocurría en generaciones anteriores de procesadores. No solo que este controlador funciona a la frecuencia del núcleo del procesador, sino también el hecho de que un enlace adicional ha desaparecido del paquete procesador-memoria: puente norte , lo que permitió reducir significativamente las demoras al acceder a la RAM .

También se ha aumentado el Translation Lookaside Buffer (TLB), mientras que se han reducido los retrasos y se ha mejorado el motor de predicción de sucursales. Estas y otras mejoras arquitectónicas, especialmente soporte para extensiones SSE2, mayores instrucciones por reloj ( IPC ), mayor rendimiento en comparación con la generación anterior, Athlon XP. Para facilitar la selección y comprensión del rendimiento, AMD ha desarrollado el llamado sistema de índice de rendimiento ( PR rating (Calificación de rendimiento)) para marcar el procesador Athlon 64 , que enumera los procesadores en función de su rendimiento en comparación con los procesadores Pentium 4. Es decir, si la marca Athlon 64 3200 se pone +, significa que este procesador tiene un rendimiento similar al de un procesador Pentium 4 a 3,2 GHz.

El Athlon 64 también cuenta con una tecnología de reloj de procesador llamada Cool'n'Quiet . Si el usuario ejecuta aplicaciones que no requieren mucha potencia de procesamiento del procesador, entonces el procesador reduce su frecuencia de reloj de forma independiente, así como el voltaje del núcleo. El uso de esta tecnología permite reducir la disipación de calor a carga máxima de 89 W a 32 W ( paso C0 , la frecuencia del núcleo se reduce a 800 MHz), e incluso a 22 W (paso CG, la frecuencia del núcleo se reduce a 1 GHz).

La tecnología No Execute bit (bit NX) , compatible con los sistemas operativos Windows XP Service Pack 2, Windows XP Professional x64 Edition, Windows Server 2003 x64 Edition y Linux kernel 2.6.8 y posteriores, está diseñada para proteger contra un ataque común - errores de desbordamiento del búfer . Los niveles de acceso cableados son una defensa mucho más sólida contra las intrusiones para tomar el control de un sistema. Esto hace que la informática de 64 bits sea más segura.

El procesador Athlon 64 se fabrica en un proceso SOI de 130 nm y 90 nm . Todos los núcleos recientes (Winchester, Venice y San Diego) se fabrican utilizando la tecnología de proceso de 90 nm. Los núcleos de Venice y San Diego también se producen utilizando la tecnología Dual Stress Liner , desarrollada conjuntamente con IBM.

Dado que el controlador de memoria está integrado en el núcleo del procesador, el bus del sistema ya no se usa para transferir datos del procesador a la memoria. En cambio, la velocidad de la memoria del sistema se obtiene a partir de la siguiente fórmula (usando el redondeo a un número entero):

Notas:

Athlon 64 (Clawhammer/K8)

Los procesadores Clawhammer se basan en la nueva arquitectura AMD K8, que es una mejora y expansión significativa de la arquitectura AMD K7. Se ha agregado un nuevo modo aritmético de direcciones y números enteros x86-64 de 64 bits, se han agregado nuevos modos de direccionamiento de RAM, se ha agregado soporte para la instrucción Intel SSE2 . Mecanismo de predicción de rama significativamente mejorado. Caché de segundo nivel más grande. Los decodificadores se han rediseñado significativamente, lo que hizo posible eliminar una serie de retrasos de rendimiento desagradables inherentes a K7. El número de etapas de canalización ha aumentado a 12, en comparación con las 10 de K7. La caché L2 se ha convertido en dos puertos: está conectada al núcleo mediante un bus de escritura de 64 bits + un bus de lectura de 64 bits. Además, los procesadores K8 abandonaron el uso de FSB (Front Side Bus). En cambio, el controlador de memoria está integrado en el núcleo del procesador, lo que reduce significativamente la latencia al acceder a la RAM.

De hecho, Clawhammer consta de tres bloques parcialmente asíncronos conectados en un solo conjunto mediante un interruptor especial (barra X): el núcleo real de la arquitectura K8 con 1 MB de caché L2; un controlador de memoria que proporciona el uso de memoria DDR de un solo canal o de dos canales; Controlador de E/S que proporciona buses seriales HyperTransport de alta velocidad que sirven para comunicarse con otros procesadores y el chipset. El núcleo Clawhammer tiene tres buses HyperTransport coherentes de 16 bits que funcionan a 800 MHz (1600 MT/s), lo que proporciona un ancho de banda de 3,2 GB/s para transmisión + 3,2 GB/s para recepción simultáneamente en cada uno de los buses. De hecho, la arquitectura NUMA admite hasta 8 procesadores ("Acceso a memoria no uniforme") con conexiones directas entre los procesadores. El procesador Athlon 64 también cuenta con una cubierta que disipa el calor similar a la utilizada por el Pentium 4. Los procesadores basados ​​en K8 utilizan la nueva tecnología Cool'n'Quiet para reducir el consumo de energía del procesador durante los períodos de inactividad.

Los primeros modelos Athlon 64 basados ​​en el núcleo Clawhammer se lanzaron en septiembre de 2003. Todos ellos fueron fabricados de acuerdo con la tecnología de proceso de 130 nm. El caché L1 sigue siendo el mismo que estaba en Athlon en el núcleo K7. La tensión de alimentación del núcleo es de 1,5 V, el número de transistores es de 105,9 millones, el área del cristal es de 193 mm². El tamaño de caché Clawhammer L2 era de 256 KB (Athlon 64 3300+, que se produjo específicamente para HP), 512 KB (Athlon 64 2800+, 3000+, 3500+, 3400+, este último se produjo específicamente para HP) o 1024 KB (Athlon 64 3200+, 3400+, 3700+, 4000+). Los procesadores se produjeron en paquetes OmPGA para Socket 754 (Athlon 64 2800+, 3000+, 3200+, 3300+, 3400+, 3700+) y Socket 939 (Athlon 64 3400+, 3500+, 4000+), los primeros fueron equipado con un solo canal, y el segundo con un controlador de memoria DDR400 de dos canales. Cuando opera a máxima frecuencia, consume 57,4 A y disipa 89,0 W de calor. Los procesadores Athlon 64 se lanzaron con las siguientes clasificaciones (entre paréntesis están las frecuencias operativas en MHz): 2800+ (1800), 3000+ (2000), 3200+ (2000), 3300+ (2400), 3400+ (2200), 3500+ (2200), 3700+ (2400), 4000+ (2400).

Athlon 64 (Newcastle/K8)

Los primeros modelos basados ​​en este núcleo se lanzaron en abril de 2004. De hecho, Newcastle sigue siendo el mismo Clawhammer, que ha sufrido una ligera modernización. Este kernel introdujo la función NX-bit , que sirve para evitar la ejecución de código arbitrario cuando se producen errores de desbordamiento de búfer (los virus suelen utilizar los desbordamientos de búfer para penetrar en la computadora de la víctima). La memoria caché para todos los procesadores basados ​​en este núcleo es de 512 KB. La tensión de alimentación del núcleo es de 1,5 V, la cantidad de transistores incluidos en el núcleo es de 68,5 millones, el área del cristal del núcleo es de 144 mm². Los procesadores de este núcleo se produjeron para Socket 754 (Athlon 64 2600+, 2800+, 3000+, 3200+, 3400+) y tenían un controlador de memoria DDR400 de un solo canal, todos los demás procesadores se produjeron para Socket 939, tenían controlador de memoria de canal DDR400 y difería de procesadores similares para Socket 754 con una frecuencia de reloj reducida en 200 MHz. Cuando opera a máxima frecuencia, consume 57,4 A y disipa 89,0 W de calor. Los procesadores Athlon 64 se lanzaron con las siguientes clasificaciones (entre paréntesis están las frecuencias operativas en MHz): 2000), 3400+ (2400), 3400+ (2200), 3500+ (2200), 3800+ (2400).

Athlon 64 (Winchester/K8)

Los primeros modelos de procesadores basados ​​en este núcleo se lanzaron en septiembre de 2004. El núcleo es un Newcastle, fabricado con la tecnología de proceso de 90 nm. Se caracteriza por la misma cantidad de transistores, la misma cantidad de memoria caché (excepto el modelo Athlon 64 3700+ equipado con 1024 KB L2). Todos los modelos de procesador basados ​​en este núcleo están diseñados para Socket 939 y equipados con un controlador de memoria DDR400 de 2 canales. La tensión de alimentación de este núcleo es de 1,4 V, el área del cristal, debido al uso del último proceso técnico, se ha reducido a 84 mm². Cuando opera a máxima frecuencia, consume 54,8 A y disipa 67,0 W de calor. Los procesadores Athlon 64 se lanzaron con las siguientes clasificaciones (entre paréntesis están las frecuencias operativas en MHz): 3000+ (1800), 3200+ (2000), 3500+ (2200), 3700+ (2200).

Athlon 64 (San Diego/K8)

Los primeros modelos salieron en abril de 2005. Este núcleo es un núcleo Winchester-Newcastle rediseñado. Se han agregado nuevas instrucciones para garantizar la compatibilidad con las instrucciones de Intel SSE3 . El controlador de memoria se ha actualizado: según información oficial, ahora es capaz de funcionar en modo de doble canal con tipos de memoria DDR433, DDR466 y DDR500. El procesador se lanza solo para el Socket 939 (al menos, todavía no se han visto Athlons basados ​​en este núcleo para el Socket 754). El caché L2 es de 1024 KB, a excepción del Athlon 64 3500+ que tiene un caché L2 de 512 KB. El voltaje del núcleo es de 1,35-1,4 V (voltaje variable del núcleo de la CPU). El núcleo incluye 114 millones de transistores y tiene un área de 115 mm². Cuando opera a máxima frecuencia, consume 57,4 A y disipa 89,0 W de calor. Los procesadores Athlon 64 se lanzaron con las siguientes clasificaciones (la frecuencia de trabajo en MHz se indica entre paréntesis): 3500+ (2200), 3700+ (2200), 4000+ (2400).

Athlon 64 (Venecia/K8)

Los primeros modelos salieron en abril de 2005. De hecho, el núcleo de Venice (Venecia) es un San Diego con 512 KB de caché L2. El número de transistores incluidos en el núcleo es de 76 millones, el área del cristal del núcleo es de 84 mm². Cuando opera a máxima frecuencia, consume 57,4 A y disipa 89,0 W de calor. El paquete térmico es de 65 °C, máx. 70°C. Los procesadores Athlon 64 se lanzaron con las siguientes clasificaciones (entre paréntesis están las frecuencias operativas en MHz): 3000+ (1800) 512 KB L2, 3200+ (2000) 1024 KB L2 overclockers , 3400+ (2200), 3500+ (2200) , 3800 + (2400). También lanzado: 3000+ (2000) en Socket 754 .

Athlon 64 FX (ClawHammer - SledgeHammer/K8)

El primer modelo salió en septiembre de 2003. Es una versión "extrema" del Athlon 64. El núcleo es una especie de híbrido entre los núcleos ClawHammer y SledgeHammer (utilizados en los procesadores de servidor AMD Opteron ), aunque AMD afirma que este núcleo es exclusivamente ClawHammer. Los primeros modelos se lanzaron en el paquete CmPGA y estaban destinados al Socket 940 (utilizado por los procesadores Opteron), estos fueron el Athlon 64 FX-51 y FX-53. Luego, se lanzaron procesadores en el paquete OmPGA para Socket 939 (Athlon 64 FX-53 y FX-55). La tensión de alimentación del núcleo es de 1,5 V. El número de transistores que componen el núcleo es de 105,9 millones, el área del cristal es de 193 mm². El procesador se produjo de acuerdo con la tecnología de proceso de 130 nm. El tamaño de la caché L2 es de 1024 KB. Cuando opera a máxima frecuencia, consume 67,4 A y disipa 104,0 W de calor. Los procesadores Athlon 64 se lanzaron con los siguientes índices (la frecuencia de trabajo en MHz se indica entre paréntesis): FX-51 (2200), FX-53 (2400), FX-55 (2600).

Athlon 64FX (San Diego/K8)

El primer modelo fue lanzado en abril de 2005. Es una versión "extrema" del Athlon 64 basado en el núcleo de San Diego. Cuando opera a máxima frecuencia, consume 80 A y disipa 110,0 W de calor. Los procesadores Athlon 64 se lanzaron con los siguientes índices (la frecuencia de trabajo en MHz se indica entre paréntesis): FX-55 (2600), FX-57 (2800). Un poco más tarde se lanzó Athlon 64 basado en el núcleo de San Diego: 4000+(2400), 3700+(2200).

Athlon 64 X2 (Manchester/Toledo/K8)

Cada núcleo tiene su propia memoria caché L1 y L2, el controlador de memoria y el controlador de bus HyperTransport para ambos núcleos se comparten. El Athlon 64 X2 tiene un paquete OmPGA diseñado para Socket 939. También hay un controlador de memoria de doble canal compatible con DDR400. Los kernels son similares en funcionalidad a los de San Diego y Venice. El núcleo de Manchester se caracteriza por tener 512 KB de L2 a bordo para cada núcleo. Los procesadores basados ​​en Toledo originalmente estaban equipados con 1024 KB L2 por núcleo, pero más tarde se lanzaron procesadores basados ​​en Toledo con 512 KB L2 por núcleo (Toledo 1M, que reemplazó al núcleo Manchester).

Los primeros modelos se lanzaron en junio de 2005. La tensión de alimentación del núcleo es de 1,35-1,4 V. Manchester y Toledo1M contienen 154 millones de transistores, el área de matriz del núcleo es de 147 mm², mientras que Toledo tiene 233 millones de transistores y un área de matriz de 205 mm². Cuando funciona a máxima frecuencia, consume 80 A y disipa 110 W de calor. Los procesadores Athlon 64 X2 se lanzaron con los siguientes índices (la frecuencia de trabajo en MHz se indica entre paréntesis, el volumen L2 total en MB mediante una barra): 3800+ (2000/1), 4200+ (2200/1), 4400+ (2200 /2), 4600+ (2400/1), 4800+ (2400/2).

Athlon 64 FX-60 (Toledo)

El modelo fue lanzado en enero de 2006. Este es el primer procesador de doble núcleo de la serie FX. La cantidad de memoria caché es de 1024 KB para cada núcleo. En general, es idéntico a los procesadores Athlon 64 X2 basados ​​en el núcleo Toledo. La frecuencia de reloj del procesador es de 2600 MHz.

Mobile Athlon XP-M (Dublín)

El primer modelo salió en mayo de 2004. El kernel está basado en el kernel K8. Solo se lanzaron dos modelos Mobile Athlon XP-M 2800+ y 3000+, el primero tiene 128 KB de caché L2, el segundo tiene 256 KB. La tensión de alimentación principal es de 1,4 V en modo normal y de 0,95 V en modo de ahorro de energía (tecnología PowerNow!). Los procesadores están diseñados para Socket 754 y tienen un paquete tipo OmPGA. El número de transistores que componen el núcleo es de 68,5 millones, el área del cristal del núcleo es de 144 mm², el procesador se fabricó según la tecnología de proceso de 130 nm. La velocidad de reloj de ambos procesadores es de 1600 MHz en modo normal y de 800 MHz en modo de ahorro de energía. Cuando funciona a la máxima frecuencia, consume 42,7 A y disipa 62 W de calor.

Mobile Athlon 64 (ClawHammer)

Los primeros modelos se introdujeron en septiembre de 2003. Es el núcleo del ClawHammer con PowerNow de ahorro de energía. . El procesador está diseñado para Socket 754 y tiene un paquete OmPGA. El tamaño de la caché L2 es de 1024 KB. El número de transistores que componen el núcleo es de 105,9 millones, el área del cristal del núcleo es de 193 mm². Se han lanzado varios tipos diferentes de procesadores basados ​​en este núcleo:

Mobile Athlon 64 (Odessa)

Los primeros modelos se introdujeron en abril de 2004. Representa el núcleo de Newcastle con ahorro de energía PowerNow! . El procesador está diseñado para Socket 754. El tamaño de caché L2 es de 512 KB. El número de transistores que componen el núcleo es de 68,5 millones, el área del cristal del núcleo es de 144 mm². Se han lanzado varios tipos diferentes de procesadores basados ​​en este núcleo:

Móvil Athlon 64LP (Oakville)

Los primeros modelos se introdujeron en agosto de 2004. Es un núcleo Winchester con ahorro de energía PowerNow! . El procesador está diseñado para Socket 754. El tamaño de caché L2 es de 512 KB. El número de transistores que componen el núcleo es de 68,5 millones, el área del cristal del núcleo es de 84 mm². La tensión de alimentación del núcleo es de 1,35 V. Cuando funciona a la frecuencia máxima, el procesador disipa 35 W de calor. Los procesadores Mobile Athlon 64 LP se lanzaron con las siguientes clasificaciones (la frecuencia de trabajo en MHz se indica entre paréntesis): 2700+ (1600), 2800+ (1800), 3000+ (2000).

Mobile Athlon 64 (Newark)

Los primeros modelos se introdujeron en abril de 2005. Representa el núcleo de San Diego con PowerNow! . El procesador está diseñado para Socket 754. El tamaño de caché L2 es de 1 MB. El número de transistores que componen el núcleo es de 114 millones, el área del cristal del núcleo es de 115 mm². La tensión de alimentación del núcleo es de 1,35 V. Cuando funciona a la máxima frecuencia, el procesador disipa 62 vatios de calor. Los procesadores Mobile Athlon 64 se lanzaron con las siguientes clasificaciones (entre paréntesis están las frecuencias operativas en MHz): 3000+ (1800), 3200+ (2000), 3400+ (2200), 3700+ (2400), 4000+ (2600) , 4400 + (2800).

Historia del desarrollo de la línea Athlon 64, Athlon 64 X2/FX

Athlon 64 (Orleans/K8)

Los procesadores basados ​​en este núcleo fueron lanzados por AMD en el segundo trimestre de 2006. Los procesadores lanzados en este núcleo están diseñados para Socket AM2 y tienen un tipo de paquete OmPGA. Equipado con un controlador de memoria DDR2 de dos canales. La frecuencia del bus HyperTransport se ha aumentado a 1000 MHz. El tamaño de la caché L2 es de 512 KB. Los procesadores Athlon 64 se lanzaron con las siguientes clasificaciones (entre paréntesis están las frecuencias operativas en MHz): 3000+ (1800), 3200+ (2000), 3500+ (2200), 3800+ (2400), 4000+ (2600).

Athlon 64 X2/FX (Windsor)

Los procesadores basados ​​en este núcleo fueron lanzados por AMD en el segundo trimestre de 2006. Los procesadores basados ​​en el núcleo Windsor son procesadores de doble núcleo en los pasos F2 y F3. Tiene instrucciones: MMX , Extended 3DNow! , SSE , SSE2 , SSE3 , AMD64 , Cool'n'Quiet , NX bit , AMD-V . Los procesadores lanzados en este núcleo están diseñados para Socket AM2 y tienen un tipo de paquete mPGA . Equipado con un controlador de memoria SDRAM DDR2 de doble canal hasta PC2-6400 . La frecuencia del bus HyperTransport se ha aumentado a 1000 MHz. Los procesadores se fabrican según la tecnología de proceso de 90 nm. Tamaño de caché L2 de 256/512 kb o 1 Mb por núcleo. Modelos lanzados:

Conectores (enchufes)

Cuando se presentó el Athlon 64 en septiembre de 2003, solo estaban disponibles el Socket 754 y el Socket 940 (para Opteron). El controlador de memoria integrado no estaba listo para funcionar con memoria sin búfer (no registrada) en modo de doble canal en el momento del lanzamiento; Las medidas temporales fueron la introducción del Athlon 64 en el Socket 754 y la oferta a los entusiastas de los productos Socket 940 como el Intel Pentium 4 Extreme Edition en términos de posicionamiento en el mercado como una solución de alto rendimiento.

En junio de 2004, AMD introdujo el Socket 939 Athlon 64 al mercado masivo, con una interfaz de memoria de doble canal, dejando el Socket 940 para soluciones de servidor (Opteron), y trasladó el Socket 754 al segmento de soluciones económicas, para Sempron y de bajo rendimiento. Versiones Athlon 64. El zócalo 754 reemplazó al zócalo A para Sempron.

Modelos Athlon 64 FX

Sledgehammer ( SOI de 130 nm )

Clawhammer (SOI de 130 nm)

San Diego (90 nm SOI)

Toledo (90 nm SOI)

CPU de doble núcleo

Windsor (SOI de 90 nm)

CPU de doble núcleo

Modelos Athlon 64

ClawHammer ( SOI de 130 nm )

Newcastle (SOI de 130 nm)

Winchester (90 nm SOI)

Venecia (90 nm SOI)

San Diego (90 nm SOI)

Orleans (90 nm SOI)

Véase también

Notas

  1. ↑ Fuad Abazovic. La interrupción de la producción de AMD 939 hace que los precios caigan  (ing.)  (enlace descendente) . El Indagador . Inversiones en medios incisivos Ltd. (23 de junio de 2006). Consultado el 22 de noviembre de 2007. Archivado desde el original el 4 de julio de 2006.

Enlaces

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