Οι επεξεργαστές με Socket AM3 θα παραμείνουν στην αγορά μέχρι το δεύτερο τρίμηνο του 2013

Μείωση τιμής για οικονομικά μοντέλα APU από την AMD

Η AMD μας εξέπληξε ευχάριστα με τις αρκετά χαμηλές τιμές για τη δεύτερη γενιά της σειράς AMD APU (Trinity). Και στο εγγύς μέλλον, σχεδιάζει να ευχαριστήσει ξανά την τιμολογιακή πολιτική της και να μειώσει σημαντικά το κόστος των APU του προϋπολογισμού.

Και αν η μείωση της τιμής των μοντέλων προηγούμενης γενιάς (AMD A4-3300 και A4-3400) από 46 $ και 48 $ σε $ 30 και $ 35, αντίστοιχα, μοιάζει με μια μάλλον αναμενόμενη απόφαση (προκειμένου να πουλήσουν το υπόλοιπο απόθεμά τους), τότε η μείωση η τιμή του νέου υβριδικού επεξεργαστή AMD A4 5300 από 53 $ έως 30 $ είναι μια μάλλον απροσδόκητη, αν και ευπρόσδεκτη κίνηση.

Σημειώστε ότι οι πληροφορίες σχετικά με τη μείωση του κόστους των προαναφερόμενων APU προήλθαν από πηγές κοντά σε κατασκευαστές μητρικών πλακών από την Ταϊβάν, επομένως η ημερομηνία της επίσημης εισαγωγής των νέων τιμών παραμένει άγνωστη. Ο πίνακας τεχνικών προδιαγραφών των APU της AMD, οι τιμές των οποίων θα μειωθούν στο άμεσο μέλλον, έχει ως εξής:

"Ξεχασμένοι" αρχικού επιπέδου επεξεργαστές AMD Sempron X2 198 και AMD Athlon II X2 221

Στα μέσα του περασμένου έτους, η AMD επέκτεινε τη σειρά της με δύο νέους επεξεργαστές εισαγωγικής κατηγορίας: AMD Sempron X2 198και, τα οποία έχουν δημιουργηθεί για την πλατφόρμα AMD Lynx και είναι εξοπλισμένα με υποστήριξη για την υποδοχή Socket FM1. Ωστόσο, σε αντίθεση με άλλα παρόμοια μοντέλα, αυτά τα νέα είδη δεν βγήκαν ποτέ σε μαζική πώληση ή στην αγορά συστημάτων OEM.

Όπως έγινε γνωστό τα μοντέλα AMD Sempron X2 198και παρόλα αυτά κυκλοφόρησε ως μέρος έτοιμων επιτραπέζιων υπολογιστών, που απευθύνονταν αποκλειστικά στην κινεζική αγορά, και στη συνέχεια στην ευρωπαϊκή, και παρουσιάστηκαν το πρώτο εξάμηνο του τρέχοντος έτους.

Σημειώστε ότι οι λύσεις AMD Sempron X2 198και είναι εξοπλισμένοι με δύο πυρήνες επεξεργαστή, των οποίων η ονομαστική ταχύτητα ρολογιού είναι 2,5 και 2,8 GHz, αντίστοιχα, ελεγκτής RAM διπλού καναλιού του προτύπου DDR3-1600 MHz και ελεγκτής διασύνδεσης PCI Express 2.0. Το TDP και των δύο νέων προϊόντων είναι στα 65 W. Αναλυτικός συγκριτικός πίνακας τεχνικών προδιαγραφών επεξεργαστή AMD Sempron X2 198Και:

Ένα ζευγάρι νέους υβριδικούς επεξεργαστές AMD A4-3450 και AMD A4-4300M

Έγινε γνωστό για την προετοιμασία δύο νέων υβριδικών επεξεργαστών - AMD A4-3450Και. Το πρώτο από αυτά ανήκει στην κατηγορία των λύσεων για επιτραπέζιους υπολογιστές. Βασίζεται στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 και ανήκει στην πρώτη γενιά APU, πιο γνωστή ως AMD Llano. Στην καρδιά του μοντέλου AMD A4-3450Υπάρχουν δύο πυρήνες επεξεργαστή χρονισμένοι στα 2,8 GHz, ένας πυρήνας γραφικών AMD Radeon HD 6410 και ένας ελεγκτής RAM διπλού καναλιού DDR3-1600. Το TDP του νέου προϊόντος είναι στα 65 W και, πιθανότατα, δεν θα βγει σε μαζική πώληση, αλλά θα είναι διαθέσιμο μόνο σε πλήρως εξοπλισμένους επιτραπέζιους υπολογιστές.

Η APU ανήκει στην κατηγορία των λύσεων οικονομικών φορητών συσκευών και ανήκει στη δεύτερη γενιά υβριδικών επεξεργαστών (AMD Trinity). Αυτό το νέο προϊόν αποτελείται από δύο πυρήνες επεξεργαστή, η ονομαστική συχνότητα ρολογιού των οποίων είναι στα 2,5 GHz και η δυναμική μπορεί να φτάσει τα 3,0 GHz, έναν πυρήνα γραφικών AMD Radeon HD 7420G και έναν ελεγκτή RAM διπλού καναλιού DDR3.

Αναλυτικός συγκριτικός πίνακας τεχνικών προδιαγραφών νέων υβριδικών επεξεργαστών AMD A4-3450και μοιάζει με αυτό:

Οικονομικός επεξεργαστής διπλού πυρήνα AMD Sempron X2 190 με τιμή 49,87 $

Ένας νέος επεξεργαστής προϋπολογισμού κυκλοφόρησε στη λιανική πώληση στην Ιαπωνία. Βασίζεται στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 των 45 nm που χρησιμοποιεί δύο πυρήνες επεξεργαστή AMD Regor και υποστήριξη για το Socket AM3.

Η ονομαστική συχνότητα ρολογιού του μοντέλου είναι 2,5 GHz. Λάβετε υπόψη ότι δεν υποστηρίζει ενσωματωμένο πυρήνα γραφικών, αλλά περιέχει ενσωματωμένο ελεγκτή για RAM διπλού καναλιού DDR3-1066 MHz. Η θερμική συσκευασία του νέου προϊόντος είναι εντός 45 W.

Η εκτιμώμενη τιμή αυτής της λύσης στην ιαπωνική αγορά είναι 49,87 $. Συνοπτικός πίνακας των τεχνικών προδιαγραφών του νέου επεξεργαστή:

Η AMD A4-3420 APU θα είναι διαθέσιμη σε όλους

Η AMD ετοιμάζεται να κυκλοφορήσει μια έκδοση Box της επιτραπέζιας APU της στη μαζική αγορά AMD A4-3420. Να υπενθυμίσουμε ότι από τον Ιανουάριο του τρέχοντος έτους, η λύση αυτή χρησιμοποιείται με επιτυχία από εταιρείες OEM για την κατασκευή έτοιμων συστημάτων.

Μοντέλο AMD A4-3420δημιουργήθηκε με βάση τη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 32 nm για την πλατφόρμα AMD “Lynx” και υποστηρίζει:

δύο πυρήνες επεξεργαστή με ονομαστική συχνότητα ρολογιού 2,8 GHz.

Πυρήνας γραφικών AMD Radeon HD 6410D, χρονισμένος στα 600 MHz.

1 MB προσωρινή μνήμη L2;

ελεγκτής μνήμης δύο καναλιών που υποστηρίζει μονάδες DDR3-1600 MHz.

Η θερμική συσκευασία του νέου προϊόντος είναι εντός 65 W και το μοντέλο θα κυκλοφορήσει στην τιμή των 65 $. Φύλλο δεδομένων APU AMD A4-3420

Στο τρίτο μέρος της σειράς υλικών «Processor Wars», θα γνωρίσουμε την αρχιτεκτονική Intel Nehalem και τους πρώτους επεξεργαστές των οικογενειών Core i7, Core i5 και Core i3, καθώς και τη μικροαρχιτεκτονική AMD K10.5, η οποία αποτέλεσε τη βάση για τσιπ όπως το Phenom II και το Athlon II.

Εισαγωγή

Επειδή αυτό είναι ήδη το τρίτο μέρος μιας σειράς για την ανάπτυξη της βιομηχανίας επεξεργαστών για επιτραπέζιους υπολογιστές, στην οποία η ιστορία θα ξεκινήσει στα τέλη του 2008, ας θυμηθούμε εν συντομία ποια ήταν η ισορροπία ισχύος στην αγορά επεξεργαστών εκείνη την εποχή.

Εκείνη την εποχή, η Intel είχε στο οπλοστάσιό της τις ακόλουθες οικογένειες επεξεργαστών: Core 2 Quad, Core 2 Duo, Pentium Dual Core και Celeron Dual Core. Βασίστηκαν στην πολύ επιτυχημένη μικροαρχιτεκτονική Core, που μεταφέρθηκε στις αρχές του 2008 σε μια προοδευτική τεχνολογία διαδικασίας 45 νανομέτρων.

Η AMD χρησιμοποίησε την αρχιτεκτονική K10 για να παράγει τους επεξεργαστές της εκείνη την εποχή. Η γκάμα του περιελάμβανε επεξεργαστές Phenom X4, Phenom X3 και Athlon X2. Είναι αλήθεια ότι, σε αντίθεση με τους ανταγωνιστές, κατασκευάστηκαν όλοι χρησιμοποιώντας τεχνολογία διαδικασίας 65 nm. Φυσικά, ήταν δυνατό να βρεθούν μάρκες παλαιότερων γενεών στην αγορά, αλλά δεν έχει νόημα να τις αναφέρουμε στο πλαίσιο αυτού του υλικού.

Αν μιλάμε για απόδοση, τότε η Intel πήρε το προβάδισμα εδώ. Οι λύσεις της γενικά ήταν πιο παραγωγικές από αυτές της AMD. Αυτό ίσχυε ιδιαίτερα στην κορυφαία κατηγορία, όπου κυριαρχούσαν οι τετραπύρηνες επεξεργαστές Core 2 Quad της σειράς Q9000 που βασίζονται στον πυρήνα Yorkfield. Αν και, στα μεσαία και κατώτερα τμήματα, η AMD ήταν ακόμα σε θέση να επιβάλει αγώνα, και κυρίως λόγω των χαμηλών τιμών που είχαν καθοριστεί για τα προϊόντα της. Αυτό όμως δεν άλλαξε τη συνολική εικόνα, οι «πράσινοι» είχαν τον ρόλο να προλάβουν, κάτι που μάλλον δεν τους ταίριαζε καθόλου.

ΜικροαρχιτεκτονικήAMDK10.5 (τεχνολογία διεργασίας 45 nm)

Ήταν σαφές ότι για να μην αφήσει τον ανταγωνιστή και να παραμείνει βασικός παίκτης στην αγορά των επεξεργαστών, η αρχιτεκτονική K10 της AMD στην τρέχουσα έκδοσή της δεν ήταν αρκετή. Ως εκ τούτου, στα τέλη του 2008, έκανε το ντεμπούτο της η ενημερωμένη αρχιτεκτονική AMD K10.5, η οποία βασίστηκε στην τεχνολογία διεργασιών των 45 νανομέτρων που τελικά είχε κατακτήσει η εταιρεία. Γενικά, αυτό κατέστησε δυνατή την αύξηση των ταχυτήτων ρολογιού των επεξεργαστών AMD, την αύξηση του αριθμού των πυρήνων σε 6 και επίσης τη μείωση της απαγωγής θερμότητας και του κόστους των νέων προϊόντων.

Ταυτόχρονα, τα τσιπ που παράγονται χρησιμοποιώντας μια πιο εκλεπτυσμένη τεχνολογική διαδικασία ονομάζονταν Phenom II. Επίσης, ως μέρος της ενημερωμένης αρχιτεκτονικής, κυκλοφόρησε μια νέα οικογένεια επεξεργαστών Athlon II και τροποποιημένες λύσεις προϋπολογισμού Sempron.

Μια άλλη καινοτομία για τους επεξεργαστές Phenom II και Athlon II ήταν η ενσωμάτωση ενός ελεγκτή μνήμης που υποστηρίζει δύο τύπους μνήμης ταυτόχρονα - DDR2 και DDR3. Ταυτόχρονα, αναπτύχθηκε μια νέα υποδοχή Socket AM3 για να λειτουργεί με DDR3 RAM, η οποία διατηρεί συμβατότητα με το προηγούμενο Socket AM2+. Αυτό σήμαινε ότι οι νέες CPU θα μπορούσαν να εγκατασταθούν σε παλαιότερες μητρικές και να λειτουργήσουν με την προηγούμενη γενιά μνήμης DDR2.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα την εξέλιξη των επιτραπέζιων επεξεργαστών AMD που βασίζονται στη μικροαρχιτεκτονική K10.5, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα κύρια χαρακτηριστικά τους και τη χρονολογία της εμφάνισής τους στην αγορά.

Φαινόμενο II X4 800/900 ( Deneb) . Οι πρώτοι τετραπύρηνες επεξεργαστές AMD που βασίζονται στην ενημερωμένη αρχιτεκτονική K10 που χρησιμοποιούν τεχνολογία διεργασίας 45 νανομέτρων παρουσιάστηκαν στις αρχές Ιανουαρίου 2009. Οι αρχικές εκδόσεις του Phenom II X4 βασίστηκαν στον πυρήνα Deneb και είχαν μνήμη cache L2 ανά πυρήνα 512 KB. Η κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου, κοινή σε όλους τους πυρήνες, διέφερε και για τη σειρά 800 ήταν 4 MB και για τη σειρά 900 ήταν 6 MB. Το δυναμικό συχνότητας του X4 ήταν σε αρκετά μεγάλο εύρος από 2,5 GHz έως 3,7 GHz.

Φαινόμενο II X3 700 ( Heka) . Σύμφωνα με μια ήδη καθιερωμένη παράδοση, ακολουθώντας τη σειρά τετραπύρηνων, τον Φεβρουάριο του 2009, η AMD κυκλοφόρησε επεξεργαστές τριών πυρήνων με παρόμοια χαρακτηριστικά με τη σειρά 900, αλλά με έναν μόνο πυρήνα απενεργοποιημένο. Σε αντίθεση με τα τσιπ με τέσσερις πυρήνες εργασίας, εδώ η μέγιστη ταχύτητα ρολογιού περιοριζόταν στα τρία gigahertz.

Φαινόμενο II X2 500 ( Καλλιστώ) . Τον Ιούνιο του 2009, ακολουθεί ένα άλλο προβλέψιμο βήμα - η κυκλοφορία του διπύρηνου επεξεργαστή Phenom II. Όπως μπορείτε να μαντέψετε, ήταν η ίδια σειρά X4 900 με μόνο δύο απενεργοποιημένους πυρήνες, οι οποίοι για τον ένα ή τον άλλο λόγο είχαν σφάλματα κατά τη λειτουργία. Το εύρος ταχύτητας ρολογιού αυτών των τσιπ ήταν από 2,8 GHz έως 3,4 GHz. Το Phenom II X2 570 που κυκλοφόρησε τον Μάιο του 2011 με συχνότητα ρολογιού 3,5 GHz αποδείχθηκε ότι ήταν κάπως άσχετο με τη σειρά.

Άθλον II X2 200 ( Ρέγκορ) . Τον Ιούνιο του 2009, η AMD άρχισε να κυκλοφορεί μια νέα οικογένεια επεξεργαστών που ονομάζεται Athlon II. Το πρώτο από αυτά ήταν ένα τσιπ διπλού πυρήνα, το οποίο, σε αντίθεση με το Phenom II X2, είχε δύο πυρήνες σε ένα τσιπ, και όχι τέσσερις από τους οποίους οι μισοί ήταν απενεργοποιημένοι. Αυτό μας επέτρεψε να μειώσουμε το κόστος του Athlon II και, κατά συνέπεια, την τελική τιμή λιανικής του.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα του Athlon II από το Phenom II ήταν η απουσία μνήμης cache L3 σε όλους τους επεξεργαστές αυτής της οικογένειας και διπλασιάστηκε η μνήμη cache L2 για κάθε πυρήνα σε 1 MB σε τσιπ της σειράς 200. Η μόνη εξαίρεση ήταν το junior μοντέλο με ευρετήριο 215, το οποίο είχε τα ίδια 512 KB μνήμης cache δεύτερου επιπέδου. Το εύρος συχνοτήτων ρολογιού του εύρους μοντέλων της σειράς 200 ήταν από 2,7 GHz έως 3,3 GHz.

Sempron 100 ( Sargas/ Ρέγκορ) . Στα τέλη του καλοκαιριού του 2009, η AMD αποφάσισε να ανακαλέσει την πιο οικονομική της οικογένεια Sempron, παρουσιάζοντας στο κοινό έναν επεξεργαστή μονού πυρήνα (πυρήνα Sargas) με δείκτη 140, συχνότητα ρολογιού 2,7 GHz και μια κρυφή μνήμη δεύτερου επιπέδου 1 MB. Τα επόμενα τσιπ από αυτή τη σειρά με συχνότητες 2,8 και 2,9 GHz έκαναν το ντεμπούτο τους μόνο το φθινόπωρο του 2010. Επίσης το τρίτο τρίμηνο του 2010 κυκλοφόρησε το πρώτο διπύρηνο Sempron 180 βασισμένο στον πυρήνα Regor. Η συχνότητα ρολογιού του ήταν χαμηλότερη από αυτή του μονοπύρηνου αντίστοιχου και ήταν ίση με 2,4 GHz. Ο συνολικός όγκος της κρυφής μνήμης L2 παρέμεινε ο ίδιος, αν και όσον αφορά τον κάθε πυρήνα μειώθηκε στο μισό στα 512 KB.

Άθλον II X4 600 ( Propus) - μπορούν να ονομαστούν οι πιο οικονομικοί τετραπύρηνες επεξεργαστές εκείνης της εποχής. Ανακοινώθηκε τον Σεπτέμβριο του 2009, είχε ταχύτητες ρολογιού 2,2 - 3,1 GHz και μέγεθος κρυφής μνήμης 512 KB L2 για κάθε πυρήνα.

Άθλον II X3 400 ( Ράνα) . Το λογικό συμπέρασμα του σχηματισμού της γραμμής Athlon II τον Νοέμβριο του 2009 ήταν οι επεξεργαστές τριών πυρήνων της σειράς 400, οι οποίοι ήταν οι ίδιοι X4, αλλά είχαν έναν απενεργοποιημένο πυρήνα και ελαφρώς μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων από 2,2 έως 3,4 GHz.

Άθλον II 100 ( Sargas) . Μια άλλη φθινοπωρινή καινοτομία του 2009 ήταν μια μικρή, χαμηλής κατανάλωσης οικογένεια μονοπύρηνων επεξεργαστών με μειωμένη κατανάλωση ενέργειας, οι οποίοι πρακτικά δεν χρησιμοποιήθηκαν για οικιακά επιτραπέζια συστήματα. Στην πραγματικότητα, αυτό έχει γίνει ένα ακόμη παράδειγμα παραγωγής χωρίς απόβλητα. Εξάλλου, για αυτήν τη σειρά ήταν δυνατή η χρήση όχι μόνο περικομμένων πυρήνων Regor με έναν απορριφθέντα πυρήνα υπολογιστών, αλλά και τσιπ με δυναμικό χαμηλής συχνότητας (1,8 GHz - 2 GHz).

6 1000 T (Θουμπάν) . Τον Απρίλιο του 2010, η AMD ξεκίνησε το βαρύ πυροβολικό στη μάχη και κυκλοφόρησε την πρώτη της σειρά επεξεργαστών έξι πυρήνων, που έγινε η κορωνίδα ολόκληρης της αρχιτεκτονικής K10. Το κορυφαίο τσιπ με τον δείκτη 1100T είχε συχνότητα ρολογιού 3,3 GHz, η οποία σε λειτουργία turbo θα μπορούσε να αυξηθεί αυτόματα στα 3,7 GHz και επίσης, προς τέρψη των θαυμαστών overclocking, έναν ξεκλείδωτο πολλαπλασιαστή (BlackEdition). Το νεότερο μοντέλο λειτουργούσε σε συχνότητα 2,6 GHz (3,1 GHz σε λειτουργία Turbo). Τα μεγέθη της κρυφής μνήμης του δεύτερου και του τρίτου επιπέδου παρέμειναν τα ίδια όπως για ολόκληρη τη σειρά Phenom II - 512 KB ανά πυρήνα (L2) και 6 MB για όλους τους πυρήνες (L3).

Φαινόμενο II X4 840/850 ( Propus) . Ένας από τους τελευταίους εκπροσώπους της αρχιτεκτονικής K10.5 ήταν δύο νέα μοντέλα επεξεργαστών της σειράς Phenom II X4 800, που κυκλοφόρησαν στις αρχές του 2011. Το χαρακτηριστικό τους χαρακτηριστικό ήταν η παντελής απουσία κρυφής μνήμης τρίτου επιπέδου στα τσιπ.

Λοιπόν, τώρα ας ρίξουμε μια οπτική ματιά στο πώς όλες οι οικογένειες επεξεργαστών που έχουν κατασκευαστεί στην αρχιτεκτονική K10.5 είναι τοποθετημένες μεταξύ τους, με βάση την απόδοσή τους. Για να γίνει αυτό, θα δημιουργήσουμε ένα διάγραμμα με βάση πληροφορίες που λαμβάνονται από την ανοιχτή βάση δεδομένων του έργου PassMark, το οποίο περιέχει περισσότερα από 200 χιλιάδες αποτελέσματα δοκιμών διαφόρων επεξεργαστών με το πακέτο δοκιμής CPU Benchmark PassMark Performance Test.

Στο διάγραμμα που προκύπτει, όλες οι οικογένειες επεξεργαστών θα αντιπροσωπεύονται από παλαιότερα μοντέλα. Επιπλέον, για να κατανοήσουμε καλύτερα πόσο αποτελεσματική αποδείχθηκε η ενημερωμένη αρχιτεκτονική K10, εδώ θα τοποθετήσουμε τα αποτελέσματα των τσιπ AMD της προηγούμενης γενιάς, καθώς και των κύριων ανταγωνιστών τους - επεξεργαστές Intel που βασίζονται στην αρχιτεκτονική Core.

Έτσι, όπως φαίνεται από το διάγραμμα, η μετάβαση της AMD σε μια νέα τεχνολογία διαδικασίας 45 νανομέτρων και την ενημερωμένη αρχιτεκτονική είχε θετικό αντίκτυπο στη συνολική απόδοση των επεξεργαστών της εταιρείας. Ταυτόχρονα, βλέπουμε ότι δεν υπάρχει ίχνος από το προηγούμενο πλεονέκτημα της Intel. Αξίζει βέβαια να κάνουμε μια μικρή διόρθωση εδώ λαμβάνοντας υπόψη τη χρονολογία κυκλοφορίας συγκεκριμένων μοντέλων έγκαιρα, αφού η παραγωγή των πιο παραγωγικών λύσεων έγινε στα τέλη του 2010, αρχές του 2011, σχεδόν δύο χρόνια μετά την ανακοίνωση του Κ10,5. Το κυριότερο όμως είναι ότι η νέα αρχιτεκτονική επέτρεψε στην AMD να κάνει ένα βήμα μπροστά και να επιβάλει για άλλη μια φορά έναν αγώνα στον κύριο ανταγωνιστή της στην αγορά.

ΜικροαρχιτεκτονικήIntelNehalem(τεχνολογία διαδικασίας 45nm - 32nm)

Μετά την επιτυχία των επεξεργαστών που βασίστηκαν στην αρχιτεκτονική Core πρώτης γενιάς, η Intel δεν επαναπαύθηκε στις δάφνες της για πολύ και δύο χρόνια αργότερα, το 4ο τρίμηνο του 2008, παρουσίασε στο κοινό την επόμενη αρχιτεκτονική μικροεπεξεργαστή - Nehalem. Βασίστηκε στον ίδιο Core, αλλά έγιναν τόσες πολλές θεμελιώδεις αλλαγές στη νέα ανάπτυξη που είναι ακόμη περίεργο γιατί η Intel δεν αποκάλεσε τη Nehalem αρχιτεκτονική Core δεύτερης γενιάς.

Αλλά προτού μιλήσουμε απευθείας για τις βασικές καινοτομίες που έφερε η νέα αρχιτεκτονική, ας δούμε λίγο μπροστά σε ένα σημαντικό γεγονός. Σε αυτό το σημείο, η Intel αποφάσισε να αλλάξει το σύστημα διαχωρισμού των επεξεργαστών σε οικογένειες και τη θέση τους στην αγορά, κάτι που με τη σειρά του συνεπαγόταν αλλαγή στα ονόματα των τσιπ. Αξίζει να σημειωθεί ότι το σύστημα ονομασίας επεξεργαστών που αναπτύχθηκε εκείνη την εποχή χρησιμοποιείται από την Intel μέχρι σήμερα.

Έτσι, αποφασίστηκε να χωριστούν οι επεξεργαστές που ονομάζονταν Core σε τρεις οικογένειες αντί για τις δύο που υπήρχαν εκείνη την εποχή: Core 2 Duo και Core 2 Quad. Τα δύο και ο προσδιορισμός του αριθμού των πυρήνων αφαιρέθηκαν από τα ονόματα, αντικαθιστώντας τα με δείκτες: i7, i5 και i3. Η οικογένεια Core i7 έπρεπε να περιλαμβάνει τις πιο προηγμένες λύσεις της εταιρείας. Οι επεξεργαστές Core i5 στόχευαν στον μαζικό τομέα των παραγωγικών υπολογιστών. Και τέλος, ο Core i3 υποτίθεται ότι θα καταλάμβανε μια θέση στον τομέα του προϋπολογισμού των συστημάτων μεσαίας κατηγορίας. Ταυτόχρονα, οι μάρκες Pentium και Celeron συνέχισαν να υπάρχουν στους πιο οικονομικούς τομείς της αγοράς.

Εκτός από άλλα ονόματα, οι νέοι επεξεργαστές έλαβαν και άλλες υποδοχές. Τα πρώτα τσιπ από την οικογένεια Core i7 σχεδιάστηκαν για εγκατάσταση στη δική τους υποδοχή LGA 1366 Για όλους τους άλλους εκπροσώπους της νέας αρχιτεκτονικής, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων μοντέλων Core i7, προοριζόταν η υποδοχή LGA 1156.

Λοιπόν, ας δούμε τώρα τι καινοτομίες έφερε η νέα αρχιτεκτονική. Μία από τις κύριες αλλαγές στο Nehalem ήταν ότι ο ελεγκτής RAM DDR3 μετακινήθηκε από τη βόρεια γέφυρα του chipset απευθείας στον ίδιο τον επεξεργαστή, κάτι που υποτίθεται ότι θα αυξήσει την αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής δεδομένων σε αυτή τη σύνδεση κλειδιού. Ταυτόχρονα, ο δίαυλος FSB, ο οποίος για πολλά χρόνια παρείχε τη σύνδεση μεταξύ του κεντρικού επεξεργαστή και του κύριου ελεγκτή συστήματος, καταργήθηκε και αντικαταστάθηκε από έναν νέο δίαυλο QPI (QuickPath Interconnect) για το LGA 1366 και ένα τροποποιημένο DMI ( Direct Media Interface) για το LGA 1156. Παρεμπιπτόντως, αξίζει να σημειωθεί ότι η AMD έκανε αυτό το βήμα κάπως νωρίτερα από τον ανταγωνιστή της.

Εξίσου σημαντικό ήταν το γεγονός ότι, στο πλαίσιο της αρχιτεκτονικής Nehalem, η Intel έκανε άλλη μια μετάβαση σε μια πιο λεπτή λιθογραφική διαδικασία. Έτσι, τον Ιανουάριο του 2010 κυκλοφόρησε μια νέα γενιά επεξεργαστών, που κατασκευάστηκαν με τεχνολογία διεργασίας 32 νανομέτρων, στην οποία ενσωματώθηκαν ένας πυρήνας γραφικών και ένας ελεγκτής διαύλου PCI-E x16. Έτσι, το προηγουμένως βασικό στοιχείο στη λογική του συστήματος Intel, η βόρεια γέφυρα, η οποία ήταν συγκολλημένη σε μητρικές πλακέτες ως ξεχωριστό τσιπ, έπαψε να υπάρχει.

Επιπλέον, προστέθηκε μια κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου στον νέο πυρήνα του επεξεργαστή και επέστρεψε η υποστήριξη για την τεχνολογία Hyper-Threading, επιτρέποντας τη δημιουργία 2 εικονικών πυρήνων με βάση έναν φυσικό. Δηλαδή, ένας τετραπύρηνος επεξεργαστής εντοπίστηκε από το σύστημα ως επεξεργαστής οκτώ πυρήνων.

Και τέλος, στο πλαίσιο της αρχιτεκτονικής Nehalem, μια άλλη τεχνολογία επεξεργαστή έκανε το ντεμπούτο της - Turbo Boost, η οποία χρησιμοποιείται ενεργά αυτή τη στιγμή. Το Turbo Boost είναι ουσιαστικά μια τεχνολογία "self-overclocking" επεξεργαστή και σας επιτρέπει να αυξήσετε τη συχνότητα ρολογιού των ενεργών πυρήνων πάνω από την ονομαστική σε αυτόματη λειτουργία. Στην περίπτωση αυτή, το ανώτατο όριο συχνότητας υπολογίζεται με βάση αποδεκτούς δείκτες θερμοκρασίας και κατανάλωσης ενέργειας. Για παράδειγμα, ένας τετραπύρηνος επεξεργαστής με ονομαστική συχνότητα 2,8 GHz, με δύο αχρησιμοποίητους πυρήνες, μπορεί να υπερχρονιστεί στα 3,33 GHz.

Λοιπόν, τώρα ας δούμε με χρονολογική σειρά πώς διαμορφώθηκε η σειρά των επεξεργαστών που βασίστηκαν στην αρχιτεκτονική Nehalem.

Πυρήνας i7 900 ( Μπλούμφιλντ) . Οι πρώτοι επεξεργαστές με ενσωματωμένο ελεγκτή μνήμης τριών καναλιών που βασίζεται στην αρχιτεκτονική Nehalem (τεχνολογία διεργασίας 45 nm) ανακοινώθηκαν στο κοινό στις 16 Νοεμβρίου 2008. Ήταν μάρκες που ανήκαν στη ναυαρχίδα της σειράς Core i7. Όλοι είχαν τέσσερις υπολογιστικούς πυρήνες που βρίσκονται σε ένα τσιπ, 256 KB μνήμης cache δεύτερου επιπέδου για κάθε πυρήνα, 8 MB μη κοινόχρηστης κρυφής μνήμης τρίτου επιπέδου και υποστήριξη για τεχνολογία Hyper-Threading. Οι ταχύτητες ρολογιού κυμαίνονταν από 2,66 GHz έως 3,2 GHz.

Όλοι οι επεξεργαστές αυτής της οικογένειας εγκαταστάθηκαν στην υποδοχή LGA 1366 και για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ πυρήνων υπολογιστών και μνήμης, χρησιμοποίησαν έναν δίαυλο QPI υψηλής ταχύτητας, ο οποίος αντικατέστησε το FSB. Επιπλέον, όλα τα τσιπ που βασίζονται στο Bloomfield δεν είχαν ενσωματωμένο πυρήνα γραφικών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι οι λύσεις που βασίζονταν στο Bloomfield στόχευαν πρωτίστως στον premium τομέα των παραγωγικών συστημάτων και είχαν αρκετά υψηλό κόστος. Επιπλέον, αυτό δεν αφορούσε μόνο τους ίδιους τους επεξεργαστές, αλλά και τις μητρικές για αυτούς.

Πυρήνας i7 800 ( Lynnfield) . Το επόμενο κύμα νέων επεξεργαστών που βασίζονται στη νέα αρχιτεκτονική εμφανίστηκε σχεδόν ένα χρόνο αργότερα, στις αρχές Σεπτεμβρίου 2009. Αυτό εξηγήθηκε από το γεγονός ότι η νέα σειρά Core i7 βασίστηκε σε έναν διαφορετικό πυρήνα - το Lynnfield, ο οποίος έφερε μια σειρά από θεμελιώδεις διαφορές από τη σειρά 900, σχεδιασμένη να μειώνει το κόστος των επεξεργαστών υψηλής απόδοσης και να τους κάνει πιο προσιτούς μαζικός τομέας.

Στον νέο πυρήνα, ο ελεγκτής μνήμης τριών καναλιών αντικαταστάθηκε από έναν δύο καναλιών και ο δίαυλος QPI αντικαταστάθηκε από DMI. Οι επεξεργαστές έλαβαν επίσης μια νέα υποδοχή LGA 1156 και τεχνολογία Turbo Boost. Αλλά ο αριθμός των πυρήνων παρέμεινε αμετάβλητος, καθώς πριν από όλους τους επεξεργαστές της σειράς Core i7 υπήρχαν τέσσερις από αυτούς, καθώς και οι όγκοι των κρυφών μνήμης L2 και L3, οι οποίοι ήταν ίσοι με 4x256 KB και 8 MB, αντίστοιχα. Το δυναμικό συχνότητας των νέων τσιπ παρέμεινε επίσης σχεδόν αμετάβλητο, κυμαινόμενο από 2,66 GHz έως 3,07 GHz. Είναι αλήθεια ότι χάρη στην τεχνολογία Turbo Boost, σε ορισμένες λειτουργίες οι πυρήνες του επεξεργαστή μπορούσαν να υπερχρονιστούν στα 3,6 - 3,73 GHz.

Κατασκευασμένα με τεχνολογία 45 nm, τα τσιπ της σειράς 800 δεν είχαν επίσης ενσωματωμένο πυρήνα βίντεο.

Πυρήνας i5 700 ( Lynnfield) . Μαζί με την οικογένεια Core i7 800, τον Σεπτέμβριο του 2009, η Intel ανακοίνωσε νέους μικροεπεξεργαστές για επιτραπέζια συστήματα μεσαίας κατηγορίας - Core i5. Η αρχική γκάμα περιελάμβανε τρία τετραπύρηνα μοντέλα με συχνότητες ρολογιού 2,4 GHz, 2,66 GHz και 2,8 GHz. Όλα τα χαρακτηριστικά τους ήταν ίδια με αυτά των μεγαλύτερων αδελφών τους από τη σειρά 800, με εξαίρεση μια λεπτομέρεια - οι επεξεργαστές Core i5 δεν είχαν υποστήριξη για τεχνολογία Hyper-Threading.

Πυρήνας i5 600 ( Clarkdale) . Στις 4 Ιανουαρίου 2010, η Intel παρουσίασε τους πρώτους επεξεργαστές της που κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας την τεχνολογία διαδικασίας 32 nm. Όπως θα περίμενε κανείς, ο νέος πυρήνας Clarkdale φέρνει μαζί του δραματικές αλλαγές για την οικογένεια Core i5. Όλοι οι επεξεργαστές της σειράς 600 έγιναν διπύρηνες, αλλά ταυτόχρονα τους επεστράφη η υποστήριξη για την τεχνολογία Hyper-Threading. Αλλά το κύριο πράγμα είναι ότι από εκείνη τη στιγμή, οι επεξεργαστές Intel είχαν έναν ενσωματωμένο πυρήνα βίντεο που λειτουργούσε σε συχνότητα 733 MHz (Core i5 661 - 900 MHz).

Τα χαρακτηριστικά συχνότητας των ίδιων των επεξεργαστών έχουν αυξηθεί λόγω των λιγότερων πυρήνων και μιας πιο εκλεπτυσμένης τεχνικής διαδικασίας. Το νεότερο μοντέλο είχε ονομαστική συχνότητα 3,2 GHz (σε λειτουργία Turbo Boost - 3,46 GHz), και το παλαιότερο - 3,6 GHz (σε λειτουργία Turbo Boost - 3,8 GHz). Η κρυφή μνήμη δεύτερου επιπέδου παρέμεινε η ίδια και ανερχόταν σε 256 KB ανά πυρήνα, αλλά το L3, όπως και ο αριθμός των πυρήνων, μειώθηκε στο μισό στα 4 MB.

Πυρήνας i3 500 ( Clarkdale) . Μαζί με τον Core i5 600, στις 4 Ιανουαρίου 2010, έκανε το ντεμπούτο μια νέα οικογένεια επεξεργαστών Intel Core i3 χαμηλού επιπέδου, που στοχεύουν στον οικονομικό τομέα των υπολογιστών. Η κύρια διαφορά τους από τις λύσεις της σειράς 600 ήταν οι χαμηλότερες ταχύτητες ρολογιού (2,93 GHz - 3,33 GHz) και η απουσία λειτουργίας Turbo Boost. Κατά τα άλλα, τα κύρια χαρακτηριστικά των επεξεργαστών Core i3 ήταν πρακτικά τα ίδια με τον Core i5.

Pentium G6900 ( Clarkdale) - μια μικρή οικογένεια βασικών επεξεργαστών διπλού πυρήνα, που ανακοινώθηκε μαζί με τις σειρές Core i5 600 και Core i3 500 στις αρχές Ιανουαρίου 2010 και περιελάμβανε μόνο δύο επεξεργαστές με συχνότητες ρολογιού 2,8 GHz και 2,93 GHz. Σε αντίθεση με τον Core i3, τα τσιπ G6900 είχαν κοπεί η κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου στα 3 MB, η συχνότητα του ενσωματωμένου πυρήνα γραφικών μειώθηκε στα 533 MHz και δεν υπήρχε υποστήριξη για την τεχνολογία Hyper-Threading.

Celeron G1101 ( Clarkdale) έγινε ο μοναδικός επεξεργαστής αυτής της οικογένειας που βασίζεται στην αρχιτεκτονική Nehalem. Το G1101 είχε δύο υπολογιστικούς πυρήνες που λειτουργούσαν σε συχνότητα 2,26 GHz, μια κρυφή μνήμη L2 256 KB ανά πυρήνα, μια κρυφή μνήμη L3 περικομμένη στα 2 MB και έναν πυρήνα βίντεο που λειτουργούσε σε συχνότητα 533 MHz. Από τα χαρακτηριστικά είναι σαφές ότι πρόκειται για έναν εξαιρετικά χαμηλού κόστους επεξεργαστή που απευθύνεται σε υπολογιστές εισαγωγικού επιπέδου.

Πυρήνας i7 970 ( Gulftown) . Το τρίτο τρίμηνο του 2010, η Intel κυκλοφόρησε τον πρώτο εξαπύρηνο επεξεργαστή για επιτραπέζιους υπολογιστές, ο οποίος ήταν μια απάντηση στη σειρά AMD Phenom II X6 1000T που υπήρχε ήδη εκείνη την εποχή, η οποία περιλάμβανε επίσης επεξεργαστές με 6 πυρήνες. Ο Core i7 970 είχε ταχύτητα ρολογιού 3,20 GHz, με δυνατότητα Turbo Boost έως 3,46 GHz. Η κρυφή μνήμη δεύτερου επιπέδου ήταν τα ίδια 256 KB ανά πυρήνα, αλλά το L3 αυξήθηκε σε σημαντικά 12 MB. Ο επεξεργαστής σχεδιάστηκε για εγκατάσταση στην υποδοχή LGA1366 και χρησιμοποιούσε το δίαυλο QPI.

Σύναψη

Τώρα, αφού εξοικειωθήκαμε με όλες τις σειρές των επεξεργαστών Intel και AMD εκείνης της εποχής, ας δούμε τις επιδόσεις τους και, το πιο σημαντικό, ας συγκρίνουμε λύσεις που βασίζονται στην αρχιτεκτονική Nehalem, το ανταγωνιστικό K10.5 και τον πρώην κορυφαίο Core. Για να το κάνουμε αυτό, όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, θα χρησιμοποιήσουμε τα αποτελέσματα δοκιμών του επεξεργαστή που δημοσιεύθηκαν στον πόρο cpubenchmark.net, τα οποία ελήφθησαν με τη χρήση του σημείου αναφοράς CPU PassMark Performance Test. Η σύγκριση αφορά παλαιότερα μοντέλα της σειράς.

Το τελικό διάγραμμα δείχνει ξεκάθαρα ποια ήταν η ισορροπία ισχύος στην αγορά επεξεργαστών μέχρι το τέλος του 2011. Μπορούμε σίγουρα να πούμε ότι οι επεξεργαστές που βασίζονται στην αρχιτεκτονική Nehalem αποδείχθηκαν ταχύτεροι από τους προκατόχους τους και επέτρεψαν στην Intel να διατηρήσει την ηγετική της θέση στον τομέα των λύσεων παραγωγικότητας.

Βλέπουμε λοιπόν ότι ο εξαπύρηνος Core i7 970 ήταν απλώς εκτός ανταγωνισμού, αφήνοντας πολύ πίσω τον εξαπύρηνο Phenom II X6. Ταυτόχρονα, για να επιτύχουν την ίδια απόδοση με το κορυφαίο τσιπ AMD, οι επεξεργαστές της Intel χρειάζονταν δύο λιγότερους υπολογιστικούς πυρήνες. Έτσι, οι τετραπύρηνες Core i7 με χαμηλότερες ταχύτητες ρολογιού δείχνουν σχεδόν τα ίδια αποτελέσματα με το Phenom II X6. Ωστόσο, αξίζει να κάνουμε μια προειδοποίηση εδώ. Ωστόσο, ο Core i7 970 ήταν ένα πολύ εξειδικευμένο προϊόν, που απευθυνόταν σε λάτρεις που ήταν πρόθυμοι να πληρώσουν πολλά χρήματα για τόσο υψηλή απόδοση και δεν προοριζόταν για τη μαζική αγορά.

Βλέπουμε την ίδια εικόνα στο μεσαίο τμήμα. Ο διπύρηνος Core i5 βάζει στη μάχη τα Athlon II X4 και Phenom II X4, που έχουν τέσσερις πυρήνες. Έτσι, μπορεί να φανεί ότι η AMD, λόγω της λιγότερο αποδοτικής αρχιτεκτονικής, πρέπει να επιτύχει αποδεκτές επιδόσεις αυξάνοντας τον αριθμό των πυρήνων στους επεξεργαστές. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο όλες οι λύσεις διπλού πυρήνα της AMD ήταν απελπιστικά κολλημένες στο κάτω μέρος της βαθμολογίας, ανταγωνιζόμενοι τον ξεπερασμένο Core 2 Duo E7600 και τον βαριά μειωμένο Pentium G6960.

Έτσι, βλέπουμε ότι μέχρι το τέλος του 2011, η ισοτιμία στην αγορά επεξεργαστών παρέμεινε η ίδια. Η Intel συνέχισε να κυριαρχεί και να παράγει τις πιο ισχυρές λύσεις. Η AMD κατάφερε να αποκτήσει ισχυρή βάση στη μεσαία και οικονομική κατηγορία χάρη στις φθηνές λύσεις τετραπύρηνων και τριπλών πυρήνων. Αλλά αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, καθώς τα τελευταία χρόνια ήταν οι χαμηλές τιμές των προϊόντων της που επέτρεψαν στην AMD να παραμείνει στη ζωή και να αντισταθεί στις ταχύτερες λύσεις της Intel.

Είναι αλήθεια ότι μέχρι το τέλος του έτους όλα θα μπορούσαν να είχαν αλλάξει, αφού το τρίτο τρίμηνο του 2011 και οι δύο εταιρείες άρχισαν να παράγουν επεξεργαστές βασισμένους σε νέες αρχιτεκτονικές: AMD Bulldozer (K11) και Intel Sandy Bridge (δεύτερης γενιάς Core). Θα σας πούμε όμως για αυτά στο επόμενο άρθρο.

Μετά την επανάσταση των αρχών της δεκαετίας του 2000, η ​​AMD επέστρεψε με ασφάλεια στη συνήθη κατάστασή της να προχωρά πάντα και, παρά τις αρκετά ενδιαφέρουσες και, αναμφίβολα, προηγμένες τεχνικές λύσεις, δεν προσπαθεί καν να ανταγωνιστεί την Intel ως προς τον όγκο πωλήσεων. Από τα μέσα του 2009, το μερίδιο της εταιρείας αντιπροσωπεύει περίπου το 14,5% της αγοράς μικροεπεξεργαστών. Ταυτόχρονα, τα πάλαι ποτέ ιδιόκτητα χαρακτηριστικά των τσιπ AMD - για παράδειγμα, επεκτάσεις εντολών 64-bit ή ένας ελεγκτής RAM ενσωματωμένος στον επεξεργαστή - έχουν χρησιμοποιηθεί από καιρό στα τσιπ του κύριου ανταγωνιστή τους.

Τα προϊόντα της AMD καταλαμβάνουν σήμερα δύο πολύ στενές θέσεις: επεξεργαστές εξαιρετικά προϋπολογισμού για την κατασκευή υπολογιστών οικονομικής κλάσης και μοντέλα υψηλής απόδοσης που προσφέρονται τρεις έως πέντε φορές φθηνότερα από τα συγκρίσιμα τσιπ της Intel.

Αυτό εξηγεί το γεγονός ότι στα ράφια των καταστημάτων μπορείτε να βρείτε επεξεργαστές AMD διαφόρων οικογενειών και γενεών - από τους προϊστορικούς Sempron και Athlon που βασίζονται στην άξια αρχιτεκτονική K8 για την υποδοχή Socket 939 έως τον υπερσύγχρονο εξαπύρηνο Phenom II X6. Όπως και να έχει, η AMD βασίζεται πλέον στην αρχιτεκτονική K10, επομένως θα μιλήσουμε ειδικά για επεξεργαστές που έχουν σχεδιαστεί στη βάση της. Αυτά περιλαμβάνουν το Phenom και το Phenom II, καθώς και την οικονομική παραλλαγή τους, που ντροπαλά ονομάζεται Athlon II.

Ιστορικά, τα πρώτα τσιπ που βασίστηκαν στο K10 ήταν το τετραπύρηνο Phenom X4 (με την κωδική ονομασία Agena), που κυκλοφόρησε τον Νοέμβριο του 2007. Λίγο αργότερα, τον Απρίλιο του 2008, εμφανίστηκε ο τριπύρηνος Phenom X3 - οι πρώτοι κεντρικοί επεξεργαστές στον κόσμο για επιτραπέζιους υπολογιστές, στους οποίους τρεις πυρήνες βρίσκονται σε ένα τσιπ. Τον Δεκέμβριο του 2008, με τη μετάβαση σε μια τεχνολογία διεργασίας 45 νανομέτρων, παρουσιάστηκε η ενημερωμένη οικογένεια Phenom II και τον Φεβρουάριο τα τσιπ έλαβαν μια νέα υποδοχή Socket AM3. Η σειριακή παραγωγή του τετραπύρηνου Phenom II X4 ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2009, του τριπύρηνου Phenom II X3 τον Φεβρουάριο του 2009, του dual-core Phenom II X2 τον Ιούνιο του 2009 και του εξαπύρηνου Phenom II X2 μόλις πρόσφατα, τον Απρίλιο. 2010.

Το Athlon II - μια σύγχρονη αντικατάσταση του Sempron - είναι ένα Phenom II, που στερείται ένα από τα πιο σημαντικά πλεονεκτήματά του - μια μεγάλη κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου (L3), κοινή σε όλους τους πυρήνες. Διατίθεται σε εκδόσεις δύο, τριών και τεσσάρων πυρήνων. Το Athlon II X2 βρίσκεται στην παραγωγή από τον Ιούνιο του 2009, το X4 από τον Σεπτέμβριο του 2009 και το X3 από τον Νοέμβριο του 2009.

Αρχιτεκτονική AMD K10

Ποιες είναι οι θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ της αρχιτεκτονικής K10 και K8; Πρώτα απ 'όλα, στους επεξεργαστές K10 όλοι οι πυρήνες κατασκευάζονται σε ένα μόνο τσιπ και είναι εξοπλισμένοι με μια αποκλειστική μνήμη cache L2. Τα τσιπ Phenom/Phenom 2 και διακομιστή Opteron παρέχουν επίσης μια κοινή μνήμη cache L3 για όλους τους πυρήνες, ο όγκος της οποίας κυμαίνεται από 2 έως 6 MB.

Το δεύτερο σημαντικό πλεονέκτημα του K10 είναι ο νέος δίαυλος συστήματος HyperTransport 3.0 με μέγιστη απόδοση έως και 41,6 GB/s και στις δύο κατευθύνσεις σε λειτουργία 32 bit ή έως 10,4 GB/s προς μία κατεύθυνση σε λειτουργία 16 bit και συχνότητες άνω έως 2.6 GHz. Ας υπενθυμίσουμε ότι η μέγιστη συχνότητα λειτουργίας της προηγούμενης έκδοσης του HyperTransport 2.0 είναι 1,4 GHz και η μέγιστη απόδοση είναι έως 22,4 ή 5,6 GB/s.

Ένας ευρύς δίαυλος είναι ιδιαίτερα σημαντικός για επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων και το HyperTransport 3.0 παρέχει δυνατότητα διαμόρφωσης καναλιού, επιτρέποντας σε κάθε πυρήνα να έχει τη δική του ανεξάρτητη λωρίδα. Επιπλέον, ο επεξεργαστής K10 είναι ικανός να αλλάζει δυναμικά το πλάτος και τη συχνότητα λειτουργίας του διαύλου ανάλογα με τη δική του συχνότητα.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή τη στιγμή στα τσιπ της AMD ο δίαυλος HyperTransport 3.0 λειτουργεί με πολύ χαμηλότερη ταχύτητα από τη μέγιστη επιτρεπόμενη. Ανάλογα με το μοντέλο, χρησιμοποιούνται τρεις λειτουργίες: 1,6 GHz και 6,4 GB/s, 1,8 GHz και 7,2 GB/s και 2 GHz και 8,0 GB/s. Τα κατασκευασμένα τσιπ δεν χρησιμοποιούν ακόμη δύο τυπικές λειτουργίες - 2,4 GHz και 9,6 GB/s και 2,6 GHz και 10,4 GB/s.

Οι επεξεργαστές K10 ενσωματώνουν δύο ανεξάρτητους ελεγκτές RAM, οι οποίοι επιταχύνουν την πρόσβαση σε μονάδες σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Οι ελεγκτές μπορούν να λειτουργούν με μνήμη DDR2-1066 (μοντέλα για υποδοχή AM2+ και AM3) ή DDR3 (τσιπ για υποδοχή AM3). Δεδομένου ότι ο ελεγκτής που είναι ενσωματωμένος στο Phenom II και στο Athlon II για το Socket AM3 υποστηρίζει και τους δύο τύπους RAM και η υποδοχή AM3 είναι συμβατή προς τα πίσω με το AM2+, οι νέες CPU μπορούν να εγκατασταθούν σε παλαιότερες πλακέτες AM2+ και να λειτουργήσουν με μνήμη DDR2. Αυτό σημαίνει ότι όταν αγοράζετε ένα Phenom II για αναβάθμιση, δεν θα χρειαστεί να αλλάξετε αμέσως τη μητρική πλακέτα ή να αγοράσετε διαφορετικό τύπο μνήμης RAM - όπως συμβαίνει, για παράδειγμα, με τα τσιπ Intel i3/i5/i7.

Οι μικροεπεξεργαστές με αρχιτεκτονική K10 εφαρμόζουν ένα ολόκληρο σύνολο εκσυγχρονισμένων τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας - AMD Cool"n"Quiet, CoolCore, Independent Dynamic Core και Dual Dynamic Power Management. Αυτό το εξελιγμένο σύστημα μειώνει αυτόματα την κατανάλωση ενέργειας ολόκληρου του τσιπ κατά τη λειτουργία αδράνειας, παρέχει ανεξάρτητη διαχείριση ενέργειας για τον ελεγκτή μνήμης και τους πυρήνες και είναι σε θέση να τερματίζει τα αχρησιμοποίητα στοιχεία επεξεργαστή.

Τέλος, οι ίδιοι οι πυρήνες έχουν επίσης βελτιωθεί σημαντικά. Ο σχεδιασμός των μονάδων δειγματοληψίας, πρόβλεψης κλάδου και διακλάδωσης και αποστολής επανασχεδιάστηκε, γεγονός που κατέστησε δυνατή τη βελτιστοποίηση του φορτίου του πυρήνα και τελικά τη βελτίωση της απόδοσης. Το πλάτος των μπλοκ SSE αυξήθηκε από 64 σε 128 bit, κατέστη δυνατή η εκτέλεση εντολών 64 bit ως μία και προστέθηκε υποστήριξη για δύο επιπλέον εντολές SSE4a (δεν πρέπει να συγχέεται με τα σύνολα εντολών SSE4.1 και 4.2 στην Intel επεξεργαστές πυρήνα).

Εδώ είναι απαραίτητο να αναφέρουμε ένα ελάττωμα σχεδιασμού που εντοπίστηκε στον διακομιστή Opterons (με την κωδική ονομασία Barcelona) και στο Phenom X4 και X3 των πρώτων εκδόσεων - το λεγόμενο "σφάλμα TLB", το οποίο κάποτε οδήγησε στην πλήρη διακοπή των προμηθειών όλων Επιλογές της αναθεώρησης Β2. Σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις, υπό υψηλό φορτίο, λόγω ενός ελαττώματος σχεδιασμού στο μπλοκ TLD της κρυφής μνήμης L3, το σύστημα θα μπορούσε να συμπεριφέρεται ασταθές και απρόβλεπτο. Το ελάττωμα θεωρήθηκε κρίσιμο για τα συστήματα διακομιστών, γι' αυτό η αποστολή όλων των Opteron που κυκλοφόρησαν ανεστάλη. Κυκλοφόρησε μια ειδική ενημέρωση κώδικα για το desktop Phenoms που απενεργοποιεί το ελαττωματικό μπλοκ χρησιμοποιώντας το BIOS, αλλά ταυτόχρονα η απόδοση του επεξεργαστή έπεσε αισθητά. Με τη μετάβαση στην αναθεώρηση B3, το πρόβλημα εξαλείφθηκε εντελώς και τέτοιες μάρκες δεν έχουν βρεθεί σε πώληση για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Σειρά τρέχοντος μοντέλου

Αν και οι κορυφαίοι επεξεργαστές AMD είναι τελείως κατώτεροι από τα κορυφαία μοντέλα της Intel, έχει διατηρηθεί κάποια ισοτιμία στην κατηγορία των τσιπ διπλής και τετραπύρηνης μαζικής παραγωγής για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ταυτόχρονα, η ίδια η πλατφόρμα AMD είναι αισθητά φθηνότερη - όχι μόνο ο ίδιος ο επεξεργαστής κοστίζει λιγότερο, αλλά και η μητρική πλακέτα. Αυτή η διαφορά είναι ιδιαίτερα αισθητή όταν συγκρίνουμε οικονομικά μηχανήματα που βασίζονται στο Phenom II X3 και X4 με υπολογιστές βασισμένους στον Core i3, οι οποίοι είναι ελαφρώς πιο παραγωγικοί, αλλά σχεδόν διπλάσιοι ακριβότεροι. Και αν θυσιάσετε ακόμη περισσότερη δύναμη και επιλέξετε το Athlon II, τότε ο υπολογιστής θα είναι περισσότερο από τη μισή τιμή!

Όσον αφορά τα πιο παραγωγικά μηχανήματα, μόνο τα πιο ισχυρά μοντέλα Phenom II X4 μπορούν να ανταγωνιστούν τον Core i5 και το τελευταίο εξαπύρηνο X6 μπορεί να συγκριθεί σωστά μόνο με το νεότερο τετραπύρηνο Core i7.

Όλα τα κατασκευασμένα Athlon II και Phenom II είναι σχεδιασμένα για εγκατάσταση στην υποδοχή AM3, με εξαίρεση δύο μοντέλα: Phenom II X4 940 και 920, που είναι εγκατεστημένα στο Socket AM2+ και λειτουργούν μόνο με DDR2 RAM. Τα τσιπ Phenom έχουν σχεδιαστεί αποκλειστικά για την υποδοχή AM2. Δεν μπορεί να εγκατασταθεί επεξεργαστής για την υποδοχή AM2+ στην υποδοχή AM3, αλλά, όπως έχουμε ήδη πει, τα τσιπ AM3 μπορούν να εγκατασταθούν σε πλακέτες με υποδοχή AM2+.

Προφανώς, η AMD καταργεί σταδιακά τα τσιπ για το Socket AM2 και, όπως η Intel, βασίζεται σε μοντέλα με υποστήριξη για πιο μοντέρνα DDR3 RAM. Τα μοντέλα για AM3 και AM2+, παρόμοια σε συχνότητα ρολογιού και άλλα χαρακτηριστικά, κοστίζουν σχεδόν το ίδιο, και αν λάβουμε υπόψη την προς τα πίσω συμβατότητα των νέων τσιπ, τότε δεν έχει νόημα να αγοράσουμε τα πρώτα Phenoms. Επομένως, στο μέλλον θα εξετάσουμε αποκλειστικά το Phenom II και το Athlon II.

Τόσο το Athlon II όσο και το Phenom II είναι διαθέσιμα σε εκδόσεις διπλού, τριπλού και τετραπύρηνου (X2, X3, X4) και τα "phenoms" είναι επίσης διαθέσιμα σε εκδόσεις έξι πυρήνων. Διατίθενται επίσης τροποποιήσεις Black Edition, οι οποίες διαφέρουν από τις τυπικές από έναν ξεκλείδωτο πολλαπλασιαστή, ο οποίος απλοποιεί το overclocking.

Δυστυχώς, τα περισσότερα από τα νέα τσιπ της AMD είναι και πάλι κατώτερα σε θερμική συσκευασία από τα μοντέλα της Intel με παρόμοια χαρακτηριστικά, πράγμα που σημαίνει μεγαλύτερες απαιτήσεις σε συστήματα ψύξης και αυξημένη κατανάλωση ενέργειας. Για πολυπύρηνα Phenom II, το τυπικό TDP είναι 80, 95 ή 125 W. Ειδικές οικονομικές τροποποιήσεις (65 W) με το γράμμα "e" μετά την πώληση του δείκτη μοντέλου, αλλά είναι αισθητά πιο αργές από τις "κανονικές" επιλογές και είναι πιο ακριβές.

Οι επεξεργαστές Athlon II X2 είναι «πραγματικά» τσιπ διπλού πυρήνα, όχι τετραπύρηνα τσιπ με δύο νεκρούς πυρήνες όπως το Phenom II X2. Αλλά το Athlon II X3 είναι ένα Athlon II X4 με έναν μη λειτουργικό πυρήνα. Όλα τα Athlon II παράγονται με τεχνολογία 45nm.

Κάθε πυρήνας των "athlon" X2, X3 και X4 είναι εξοπλισμένος με 128 KB μνήμης cache L1 και 512 KB μνήμης cache δεύτερου επιπέδου. Ωστόσο, σε αντίθεση με το Phenom II, δεν μοιράζονται την προσωρινή μνήμη L3, πράγμα που σημαίνει ότι οι επεξεργαστές θα έχουν πρόσβαση στην εγγενώς πιο αργή μνήμη του συστήματος πιο συχνά. Το αποτέλεσμα είναι περιορισμένη απόδοση σε εφαρμογές υψηλής έντασης πόρων, τρισδιάστατα γραφικά και παιχνίδια υπολογιστή. Ωστόσο, σε συνδυασμό με μια καλή κάρτα βίντεο, τα συστήματα Athlon II επιδεικνύουν αρκετά αξιοπρεπή απόδοση παιχνιδιού.

Το Phenom II αντιμετωπίζει ισχυρό ανταγωνισμό από τους Core i3 και i5, αλλά σίγουρα ξεπέρασαν το κόστος ενός συγκρίσιμου συστήματος. Όπως και ο Athlon II, κάθε πυρήνας phenom έχει 128 KB προσωρινής μνήμης L1 και 512 KB μνήμης cache L2. Ταυτόχρονα, το Phenom II παρέχει επίσης κρυφή μνήμη τρίτου επιπέδου, κοινή σε όλους τους πυρήνες. Σχεδόν όλα τα "φαινόμενα" - δύο, τριών, τεσσάρων και έξι πυρήνων - διαθέτουν 6 MB μνήμη cache L3, με εξαίρεση τα τρία νεότερα μοντέλα X4 με ευρετήρια 805, 810 και 820, τα οποία έχουν μόνο 4 MB L3 .

Στο δεύτερο μέρος του άρθρου, θα σας παρέχουμε σύντομες βασικές πληροφορίες σχετικά με τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά όλων των επί του παρόντος παραγόμενων επεξεργαστών AMD Athlon II και Phenom II και τις εκτιμώμενες τιμές λιανικής για αυτούς στα ρωσικά καταστήματα. Και εν κατακλείδι, θα μιλήσουμε για τα πιο ενδιαφέροντα μοντέλα κατά τη γνώμη μας, στα οποία αξίζει να δώσουμε ιδιαίτερη προσοχή κατά την επιλογή.

Σε μια από τις συνεντεύξεις τύπου της Intel, όταν ρωτήθηκε πότε θα ξεκινήσει επιτέλους να παράγει γνήσιους και όχι ψευδο-τετραπύρηνους επεξεργαστές, ένας εκπρόσωπος της Intel απάντησε ότι οι γνήσιοι επεξεργαστές είναι αυτοί που πωλούνται στα καταστήματα και όχι αυτοί που υπάρχουν μόνο στη φαντασία του έμποροι AMD.

Φυσικά, ένας άπειρος αναγνώστης μπορεί να μην καταλάβει ποια είναι η ειρωνεία εδώ και γιατί, στην πραγματικότητα, κάνουν διάκριση μεταξύ ψευδο-τετραπύρηνων επεξεργαστών και γνήσιων τετραπύρηνων επεξεργαστών. Το γεγονός είναι ότι οι τετραπύρηνες επεξεργαστές της Intel (μιλάμε για την οικογένεια επεξεργαστών διακομιστών Intel Xeon και την οικογένεια επεξεργαστών Intel Core 2 Quad) έχουν σχήμα 2x2 και, στην πραγματικότητα, είναι δύο επεξεργαστές διπλού πυρήνα συνδυασμένοι σε μία περίπτωση. Επιπλέον, κάθε επεξεργαστής διπλού πυρήνα που αποτελεί μέρος ενός τετραπύρηνου επεξεργαστή κατασκευάζεται σε ένα μόνο τσιπ και επομένως είναι ένας πραγματικός επεξεργαστής διπλού πυρήνα, ενώ ένας τετραπύρηνος επεξεργαστής που συνδυάζει δύο πραγματικούς επεξεργαστές διπλού πυρήνα ονομάζεται ψευδο-τετραπύρηνος επεξεργαστής. Ωστόσο, ο όρος "ψευδο-τετραπύρηνος" δεν αρέσει στους εμπόρους της Intel, αλλά αρέσει στους έμπορους της AMD. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι τυχαίο. Το γεγονός είναι ότι αν χρησιμοποιήσετε τις λέξεις «γνήσιος» και «ψευδό», οι νέοι τετραπύρηνες επεξεργαστές της AMD, με την κωδική ονομασία Barcelona, ​​είναι όντως αυθεντικοί τετραπύρηνες επεξεργαστές, αφού έχουν και τους τέσσερις πυρήνες σε ένα μόνο τσιπ.

Φυσικά, οι τετραπύρηνες επεξεργαστές της Βαρκελώνης εμφανίστηκαν σημαντικά αργότερα από τους τετραπύρηνους επεξεργαστές της Intel, γεγονός που έδωσε στην Intel ένα αναμφισβήτητο πλεονέκτημα στην κατάκτηση της αγοράς. Και για πολύ καιρό δεν υπήρχε απάντηση στη μικροαρχιτεκτονική του επεξεργαστή Intel Core στο τμήμα των κορυφαίων μοντέλων επεξεργαστών από την AMD. Σε όλες τις παρουσιάσεις, οι έμποροι της AMD δήλωσαν ότι όταν εισέλθουν στην αγορά με μια νέα αρχιτεκτονική επεξεργαστή, τότε θα δείξουν στην Intel τη μαμά τους. Αυτές, βέβαια, δεν είναι κατά γράμμα δηλώσεις τους, αλλά αυτό ήταν το νόημα των ομιλιών. Και επιτέλους ήρθε η ώρα να δείξουμε στη μητέρα του Kuzka κάθε είδους επεξεργαστές ψευδο-τετραπύρηνων. Στις 10 Σεπτεμβρίου, η AMD ανακοίνωσε την κυκλοφορία πραγματικών, πραγματικών τετραπύρηνων επεξεργαστών Barcelona.

«Η AMD παρουσίασε σήμερα τον πιο προηγμένο πραγματικό τετραπύρηνο επεξεργαστή x86 στον κόσμο», αναφέρει το επίσημο δελτίο τύπου. Είναι αλήθεια ότι προς το παρόν μιλάμε μόνο για επεξεργαστές διακομιστών της οικογένειας AMD Opteron. Όμως, όπως προκύπτει από το ίδιο επίσημο δελτίο τύπου, οι λύσεις που βασίζονται στον επιτραπέζιο επεξεργαστή AMD Phenom, ο οποίος εκμεταλλεύεται την πρωτοποριακή αρχιτεκτονική τετραπύρηνων επόμενης γενιάς της AMD, αναμένεται να είναι διαθέσιμες τον Δεκέμβριο του τρέχοντος έτους. Δηλαδή, για να το θέσω απλά, η AMD σχεδιάζει να παρουσιάσει γνήσιους τετραπύρηνους επεξεργαστές υπολογιστών τον Δεκέμβριο, οι οποίοι θα αποτελέσουν τη νέα οικογένεια AMD Phenom.

«Σήμερα σηματοδοτεί ένα από τα μεγαλύτερα ορόσημα στον κλάδο των μικροεπεξεργαστών, καθώς η AMD ανεβάζει για άλλη μια φορά τον πήχη για τα πρότυπα απόδοσης», δήλωσε ο Πρόεδρος, Πρόεδρος και Διευθύνων Σύμβουλος της AMD, Hector Ruiz. «Εστιάσαμε στις ανάγκες των πελατών και των συνεργατών μας κατά τη δημιουργία της επόμενης γενιάς λύσεων, που ενσωματώνονται στη σημερινή ανακοίνωση του επεξεργαστή AMD Opteron, ενός τετραπύρηνου ηγέτη στην απόδοση, την ενεργειακή απόδοση, την εικονικοποίηση και την προστασία των επενδύσεων. Τα αρχικά σχόλια των χρηστών ήταν πολύ θετικά.” Λοιπόν, κρίνοντας από τις επίσημες δηλώσεις της διοίκησης της εταιρείας, ήθελαν να δείξουν τη μητέρα του Kuzka - και το έκαναν.

Επιπλέον, στις 17 Σεπτεμβρίου, η AMD παρουσίασε άλλη μια έκπληξη - ανακοίνωσε την προσθήκη τριπύρηνων επεξεργαστών AMD Phenom στα σχέδια προϊόντων της για επιτραπέζιους υπολογιστές, οι οποίοι θα είναι διαθέσιμοι το πρώτο τρίμηνο του 2008. Αυτό δεν περίμενε κανείς. Οι επεξεργαστές διπλού πυρήνα είναι κατανοητοί, οι επεξεργαστές τετραπύρηνων είναι επίσης κατανοητοί, αλλά οι επεξεργαστές τριών πυρήνων φαίνονται κάπως παράλογοι. Αν και... ίσως είναι πολύ λογικό. Είναι σαφές ότι η έναρξη μιας ξεχωριστής παραγωγής επεξεργαστών τριών πυρήνων με βάση μια μικροαρχιτεκτονική που αρχικά βελτιστοποιήθηκε για επεξεργαστές τετραπλού πυρήνα είναι εντελώς παράλογη και οικονομικά ασύμφορη. Και η AMD δεν έχει αρκετά εργοστάσια για να αντέξει οικονομικά μια τέτοια πολυτέλεια. Επομένως, είναι προφανές ότι οι τριπύρηνες επεξεργαστές AMD Phenom κατασκευάζονται στο ίδιο εργοστάσιο με τους τετραπύρηνους. Φαίνεται, γιατί είναι απαραίτητο; Εξάλλου, είναι πιο κερδοφόρο να πουλάτε τετραπύρηνους και όχι τριπύρηνους επεξεργαστές. Λοιπόν, αυτό είναι αλήθεια και η παραγωγή επεξεργαστών τριπλού πυρήνα δεν περιλαμβανόταν αρχικά στα σχέδια της AMD. Αλλά η κατασκευή τετραπύρηνων επεξεργαστών AMD Phenom αποδείχθηκε ότι δεν ήταν τόσο εύκολη και θα τολμούσαμε να μαντέψουμε ότι σε πολλούς κρυστάλλους ο τέταρτος πυρήνας απλά δεν ξεκίνησε. Δηλαδή, το ποσοστό των ελαττωμάτων αποδείχθηκε υψηλότερο από το αναμενόμενο. Τι να κάνουμε; Στην πραγματικότητα, μην πετάξετε ολόκληρο τον κρύσταλλο εάν το ελάττωμα είναι ότι μόνο ένας πυρήνας δεν λειτουργεί - μπορεί να καταλήξετε να σπάσει! Είναι πολύ πιο εύκολο να απενεργοποιήσετε έναν σπασμένο πυρήνα και να πουλήσετε τον επεξεργαστή ως τριπύρηνο. Στην πραγματικότητα, η ιδέα της «κοπής» του επεξεργαστή δεν είναι καθόλου νέα. Θυμηθείτε την οικογένεια επεξεργαστών Celeron ή Sempron με μειωμένη κρυφή μνήμη. Και στην παραγωγή επεξεργαστών γραφικών, είναι αρκετά χαρακτηριστική η κατάσταση όταν ένα παλαιότερο μοντέλο επεξεργαστή μετατρέπεται σε junior, μειώνοντας τον αριθμό των αγωγών. Και λαμβάνοντας υπόψη ότι η AMD απέκτησε πρόσφατα την ATI, έχει συγκεντρώσει περισσότερο από αρκετή εμπειρία στον τρόπο επισκευής υποβαθμισμένων. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι από την άποψη του "κόψιμο" πυρήνων στους επεξεργαστές, η AMD έχει γίνει πρωτοπόρος.

Θέλαμε λοιπόν το καλύτερο, αλλά αποδείχτηκε... Αν και, φυσικά, και οι έμποροι της AMD τρώνε το ψωμί τους για κάποιο λόγο. Καταπονηθήκαμε και... ανασηκώσαμε μια ολόκληρη θεωρία για αυτό το θέμα, αποδεικνύοντας αδιαμφισβήτητα ότι οι επεξεργαστές τριπλού πυρήνα δεν είναι σε καμία περίπτωση τρόπος για να καλύψουν την απόρριψη που συμβαίνει κατά την παραγωγή τετραπύρηνων επεξεργαστών, αλλά η απάντηση της εταιρείας στην επιθυμίες των εργαζομένων, δεδομένου ότι αυτοί οι μεταποιητές έχουν τη μεγαλύτερη ζήτηση από την αγορά.

«Ως οι πρώτοι επιτραπέζιοι επεξεργαστές στον κόσμο με τρεις πυρήνες σε ένα μόνο τσιπ, οι επεξεργαστές AMD Phenom βοηθούν να φέρουν την οπτική ποιότητα, την απόδοση και τις δυνατότητες πολλαπλών εργασιών της τεχνολογίας πολλαπλών πυρήνων σε ένα ευρύτερο φάσμα χρηστών. Σχεδιασμένος για τις πιο πρόσφατες πλατφόρμες και τις αρχιτεκτονικές επόμενης γενιάς, ο μοναδικός επεξεργαστής τριπλού πυρήνα AMD Phenom της βιομηχανίας θα δώσει στην εταιρεία ένα σημαντικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα επεκτείνοντας το χαρτοφυλάκιο προϊόντων για τους χρήστες, δημιουργώντας μια μοναδική πρόταση αξίας για αυτούς», σύμφωνα με τον επίσημο Τύπο. ελευθέρωση.

Ωστόσο, αρκετή ειρωνεία προς την AMD. Τελικά, κανένα μάρκετινγκ, ακόμη και το χειρότερο, δεν μπορεί να χαλάσει ένα καλό προϊόν (αν και δεν ισχύει πάντα το αντίθετο). Η νέα μικροαρχιτεκτονική επεξεργαστή AMD K10, βάσει της οποίας θα κατασκευαστούν όλες οι νέες οικογένειες επεξεργαστών AMD, έχει πραγματικά πολλά ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά και αξίζει ιδιαίτερη προσοχή. Λοιπόν, το γεγονός ότι οι νέοι επεξεργαστές AMD θα είναι σε θέση να ανταγωνιστούν με επιτυχία τους επεξεργαστές Intel ακόμη και στην κατηγορία των κορυφαίων μοντέλων επεξεργαστών είναι αναμφισβήτητο μεταξύ πολλών.

Έτσι, πριν προχωρήσουμε στην περιγραφή των χαρακτηριστικών της νέας μικροαρχιτεκτονικής, ας ρίξουμε μια ματιά στις νέες οικογένειες επεξεργαστών AMD και στα σχέδια για την κυκλοφορία τους.

Νέες οικογένειες επεξεργαστών

Έτσι, με βάση τη νέα μικροαρχιτεκτονική AMD K10, θα παραχθούν τόσο επεξεργαστές διακομιστή όσο και επεξεργαστές για υπολογιστές.

Επεξεργαστές οικογένειας AMD Opteron

Οι τετραπύρηνες επεξεργαστές διακομιστή (με την κωδική ονομασία Barcelona), όπως και πριν, θα αποτελέσουν την οικογένεια Opteron. Αυτή τη στιγμή, έχουν ήδη ανακοινωθεί μοντέλα επεξεργαστών των σειρών Opteron 8300 και Opteron 2300 με μέγιστη συχνότητα ρολογιού 2 GHz και κατανάλωση ενέργειας έως και 95 W. Στο μέλλον, η AMD σχεδιάζει να εισαγάγει ταχύτερους επεξεργαστές στην αγορά με ταχύτητες ρολογιού έως 2,5 GHz και κατανάλωση ισχύος 120 W.

Τα χαρακτηριστικά όλων των μοντέλων επεξεργαστών διακομιστή Barcelona παρουσιάζονται σε πολυαναμενόμενους επεξεργαστές με μικροαρχιτεκτονική AMD K10 1.

Πίνακας 1. Επεξεργαστές διακομιστή Barcelona

Όλοι οι τετραπύρηνες επεξεργαστές της σειράς Barcelona Opteron 8000 και Opteron 2000 κατασκευάζονται με τεχνολογία διεργασίας 65 nm και διαθέτουν προσωρινή μνήμη L2 512 KB και κρυφή μνήμη L3 2 MB. Αυτοί οι επεξεργαστές είναι συμβατοί με το Socket 1207 (Socket F).

Ο ενσωματωμένος ελεγκτής μνήμης αυτών των επεξεργαστών υποστηρίζει καταχωρημένη μνήμη DDR2 και διαθέτει τρεις διαύλους HyperTransport 1.x.

Επεξεργαστές της οικογένειας AMD Phenom

Οι επεξεργαστές υπολογιστών που βασίζονται στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 θα σχηματίσουν τέσσερις νέες οικογένειες: Phenom FX, Phenom X4, Phenom X3 και Phenom X2.

Το Phenom FX είναι μια οικογένεια κορυφαίων μοντέλων επεξεργαστών AMD. Θα περιλαμβάνει τετραπύρηνες επεξεργαστές με την κωδική ονομασία Agena FX. Τέτοιοι επεξεργαστές έχουν 512 KB L2 cache και 2 MB L3 cache, ο ενσωματωμένος ελεγκτής μνήμης επεξεργαστή υποστηρίζει μνήμη DDR2. Είναι συμβατά με υποδοχές Socket AM2+ και AM2 και διαθέτουν δίαυλο HyperTransport 3.0.

Το Phenom X4 είναι μια οικογένεια τετραπύρηνων επεξεργαστών με την κωδική ονομασία Agena. Όπως και η οικογένεια επεξεργαστών Phenom FX, έχουν 512 KB L2 cache και 2 MB L3 cache ο ενσωματωμένος ελεγκτής μνήμης υποστηρίζει μνήμη DDR2. Οι επεξεργαστές είναι συμβατοί με τις υποδοχές Socket AM2+ και AM2 και διαθέτουν δίαυλο HyperTransport 3.0.

Το Phenom X3 είναι μια οικογένεια επεξεργαστών τριών πυρήνων με την κωδική ονομασία Toliman. Τέτοιοι επεξεργαστές διαφέρουν από τους επεξεργαστές Agena μόνο στον αριθμό των πυρήνων. Σημειώστε ότι η προσωρινή μνήμη L3 είναι επίσης 2 MB. Οι επεξεργαστές είναι συμβατοί με τις υποδοχές Socket AM2+ και AM2 και διαθέτουν δίαυλο HyperTransport 3.0.

Το Phenom X2 είναι μια οικογένεια επεξεργαστών διπλού πυρήνα με την κωδική ονομασία Kuma. Σε σύγκριση με τους επεξεργαστές Toliman, μειώνονται ακόμη περισσότερο - αντί για τέσσερις πυρήνες, έχουν μόνο δύο. Όλα τα άλλα χαρακτηριστικά αυτών των επεξεργαστών είναι τα ίδια με αυτά των επεξεργαστών Toliman και Agena.

Στο μέλλον, σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, η AMD θα κυκλοφορήσει επεξεργαστές διπλού πυρήνα της οικογένειας Athlon X2 LS, με την κωδική ονομασία Rana, και επεξεργαστές μονού πυρήνα της οικογένειας Sempron LE, με την κωδική ονομασία Spica. Στους μονοπύρηνους επεξεργαστές Spica, η κρυφή μνήμη L3 θα απουσιάζει και στους επεξεργαστές Rana διπλού πυρήνα θα υπάρχει, αλλά το μέγεθός της θα είναι μικρότερο από 2 MB (το ακριβές μέγεθος δεν έχει ανακοινωθεί ακόμη). Τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά των επεξεργαστών Spica και Rana δεν θα διαφέρουν από τα χαρακτηριστικά των επεξεργαστών Kuma, Toliman και Agena.

Σημειώστε ότι με την εμφάνιση νέων οικογενειών επεξεργαστών AMD, το σύστημα ετικετών τους θα αλλάξει επίσης. Θα αντικατοπτρίζει τη θέση τους (High-end, Mainstream, Low-end), την κατανάλωση ενέργειας και τη σειρά (Phenom X4, Phenom X3, κ.λπ.). Το πρώτο γράμμα στη σήμανση του επεξεργαστή καθορίζει τη θέση του, το δεύτερο - κατανάλωση ενέργειας και ο τριψήφιος αριθμός υποδεικνύει τη σειρά του επεξεργαστή (Οι πολυαναμενόμενοι επεξεργαστές με μικροαρχιτεκτονική AMD K10 2). Για παράδειγμα, η οικογένεια τετραπύρηνων επεξεργαστών Phenom X4 αντιστοιχεί στη σειρά 7 xx, και η οικογένεια επεξεργαστών διπλού πυρήνα Phenom X2 - σειρά 6 xx. Είναι αλήθεια ότι υπάρχει ένα πρόβλημα εδώ. Δεδομένου ότι οι επεξεργαστές τριπλού πυρήνα της οικογένειας Phenom X2 δεν είχαν αρχικά προγραμματιστεί για παραγωγή, κατά κάποιο τρόπο ξέχασαν να κρατήσουν έναν αριθμό σειράς για αυτούς. Μπορείτε, φυσικά, να τους αναθέσετε τη σειρά 5 xx, αλλά αυτό θα είναι εξαιρετικά παράλογο, οπότε ίσως αλλάξουν οι αριθμοί των επεισοδίων.

Πίνακας 2. Σύστημα επισήμανσης επεξεργαστή AMD

Όπως αναφέρθηκε ήδη, όλοι οι νέοι επεξεργαστές AMD είναι συμβατοί με το Socket AM2+ και το Socket AM2. Πιο συγκεκριμένα, έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμοποιούν την υποδοχή Socket AM2+, αλλά είναι επίσης συμβατά με την υποδοχή Socket AM2.

Όταν χρησιμοποιείτε το Socket AM2, δεν υλοποιούνται όλες οι λειτουργίες των νέων επεξεργαστών. Συγκεκριμένα, η υποδοχή Socket AM2 δεν παρέχει τη δυνατότητα ανεξάρτητης τροφοδοσίας των πυρήνων του επεξεργαστή και του ελεγκτή μνήμης, η οποία υλοποιείται στη μικροαρχιτεκτονική K10. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείτε την υποδοχή Socket AM2, η συχνότητα διαύλου HyperTransport 3.0 θα είναι μόνο 2,6 GHz.

Χαρακτηριστικά της μικροαρχιτεκτονικής AMD K10

Οι πρώτες αναφορές για τη μικροαρχιτεκτονική επόμενης γενιάς, η οποία υποτίθεται ότι θα αντικαταστήσει τη μικροαρχιτεκτονική AMD K8, εμφανίστηκαν το 2003. Συγκεκριμένα, στο Microprocessor Forum 2003 σημειώθηκε ότι η νέα μικροαρχιτεκτονική θα αποτελέσει τη βάση πολυπύρηνων επεξεργαστών που θα λειτουργούν σε ταχύτητες ρολογιού έως και 10 GHz. Αργότερα, φυσικά, οι ψευδαισθήσεις σχετικά με τις υψηλές συχνότητες ρολογιού πέρασαν και η νέα μικροαρχιτεκτονική άρχισε σταδιακά να αποκτά όλο και πιο συγκεκριμένα περιγράμματα. Έτσι, το καλοκαίρι του 2006, εμφανίστηκαν σχέδια για την κυκλοφορία επεξεργαστών που βασίζονταν σε αυτό. Είναι αλήθεια ότι εκείνη την εποχή η νέα μικροαρχιτεκτονική καταχωρήθηκε με την κωδική ονομασία K8L και μόνο τον Φεβρουάριο του 2007 της δόθηκε το όνομα AMD K10.

Λοιπόν, τι νέο υπάρχει στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10; Οι τετραπύρηνες επεξεργαστές που βασίζονται στη νέα μικροαρχιτεκτονική έχουν επιφάνεια τσιπ 291 mm2 και περιέχουν περίπου 463 εκατομμύρια τρανζίστορ (Εικ. 1). Κατασκευάζονται με τεχνολογία διεργασίας 65nm (SOI) και περιέχουν 11 στρώματα.

Ρύζι. 1. Σύγκριση τσιπ επεξεργαστών που κατασκευάζονται με διαφορετικές τεχνικές διαδικασίες

Όπως έχει ήδη σημειωθεί, οι τετραπύρηνες επεξεργαστές που βασίζονται στη μικροαρχιτεκτονική K10 υλοποιούνται σε ένα μόνο τσιπ. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε πυρήνας επεξεργαστή έχει μια αποκλειστική μνήμη cache δεδομένων L1 και οδηγίες 64 KB η καθεμία, καθώς και μια ειδική μνήμη cache L2 512 KB. Επιπλέον, υλοποιείται μια κρυφή μνήμη L3 2 MB, κοινή μεταξύ όλων των πυρήνων (Εικ. 2). Σημειώστε ότι μια τέτοια κρυφή μνήμη απουσίαζε στη μικροαρχιτεκτονική AMD K8.

Ας αρχίσουμε να εξετάζουμε τη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 με τον ενσωματωμένο ελεγκτή μνήμης, που αποτελεί σημαντικό στοιχείο της μικροαρχιτεκτονικής AMD K10.

Ρύζι. 2. Σύγκριση τετραπύρηνου επεξεργαστή βασισμένου στη μικροαρχιτεκτονική K10
και επεξεργαστή διπλού πυρήνα που βασίζεται στη μικροαρχιτεκτονική K8

Τεχνολογία AMD Memory Optimizer

Μία από τις σημαντικές καινοτομίες στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 είναι ένας νέος ελεγκτής μνήμης. Οι επεξεργαστές AMD K8 χρησιμοποιούσαν έναν μόνο ελεγκτή μνήμης 128 bit, ο οποίος μπορεί να θεωρηθεί ως δύο ζεύγη ελεγκτών 64 bit. Η μικροαρχιτεκτονική AMD K10 χρησιμοποιεί δύο ανεξάρτητους ελεγκτές μνήμης 64-bit, οι οποίοι επιταχύνουν σημαντικά την πρόσβαση στη μνήμη.

Για να κατανοήσουμε γιατί η χρήση δύο ανεξάρτητων ελεγκτών μνήμης 64 bit είναι πιο αποτελεσματική από τη χρήση ενός μόνο ελεγκτή 128 bit, ας θυμηθούμε ότι οι σύγχρονες μονάδες μνήμης είναι 64 bit. Για να αυξηθεί η απόδοση του υποσυστήματος μνήμης, χρησιμοποιείται ταυτόχρονη πρόσβαση σε δύο διαφορετικές μονάδες μνήμης μέσω δύο καναλιών 64-bit (τρόπος λειτουργίας διπλού καναλιού). Αυτό σας επιτρέπει να διπλασιάσετε θεωρητικά το εύρος ζώνης του υποσυστήματος μνήμης, αφού για κάθε κύκλο ρολογιού του ελεγκτή μνήμης μπορείτε να διαβάσετε δύο κομμάτια δεδομένων με όγκο 64 bit, δηλαδή συνολικά 128 bit.

Ωστόσο, η χρήση ενός κυκλώματος ελεγκτή μνήμης δύο καναλιών έχει τις δικές της αποχρώσεις. Το πρόβλημα είναι ότι εάν ο επεξεργαστής χρειαζόταν 64 bit δεδομένων (δεδομένα Α) που είναι αποθηκευμένα στη διεύθυνση #1, τότε μαζί με αυτό θα διαβαστούν 64 bit δεδομένων (δεδομένα Β) που είναι αποθηκευμένα στη γειτονική διεύθυνση #2 σε άλλη μονάδα μνήμης. Σε λειτουργίες γραμμικής ανάγνωσης μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων, αυτή η κατάσταση διπλασιάζει μόνο το εύρος ζώνης της μνήμης. Ωστόσο, μπορεί να αποδειχθεί ότι ο επεξεργαστής δεν χρειάζεται δεδομένα ανάγνωσης Β, αλλά χρειάζεται μόνο δεδομένα Α. Σε αυτήν την περίπτωση, η λειτουργία μνήμης δύο καναλιών δεν παρέχει κέρδος απόδοσης και, κατά συνέπεια, θα λειτουργήσει ένας ελεγκτής μνήμης 128 bit με την αποτελεσματικότητα ενός μόνο 64-bit.

Η χρήση δύο ανεξάρτητων ελεγκτών μνήμης 64-bit, όπως στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10, σας επιτρέπει να φορτώνετε ταυτόχρονα μπλοκ δεδομένων με αυθαίρετες διευθύνσεις από διαφορετικές μονάδες μνήμης.

Ας υποθέσουμε, για παράδειγμα, ότι ο επεξεργαστής πρέπει να εκτελέσει τη λειτουργία του πολλαπλασιασμού δύο αριθμών. Ο πρώτος αριθμός είναι Δεδομένα Α, που έχει διεύθυνση #1, και ο δεύτερος αριθμός είναι Δεδομένα D, που έχει διεύθυνση #4. Αφήστε τα Δεδομένα Α να αποθηκευτούν στην πρώτη μονάδα μνήμης και τα Δεδομένα Β στη δεύτερη. Εάν χρησιμοποιείτε ελεγκτή μνήμης 128 bit, θα πρέπει πρώτα να φορτώσετε 64 bit δεδομένων στη διεύθυνση #1 (Δεδομένα Α) από την πρώτη μονάδα μνήμης και ταυτόχρονα 64 bit δεδομένων στη διεύθυνση #2 (Δεδομένα Β) , που δεν χρειάζεται ο επεξεργαστής. Στη συνέχεια, 64 bit δεδομένων θα φορτωθούν στη διεύθυνση #3 (Δεδομένα C), που επίσης δεν χρειάζονται από τον επεξεργαστή, και 64 bit δεδομένων στη διεύθυνση #4 (Δεδομένα D). Όπως μπορείτε να δείτε, η χρήση ενός ελεγκτή μνήμης 128-bit σε αυτή την περίπτωση είναι αναποτελεσματική. Εάν χρησιμοποιούνται δύο ανεξάρτητοι ελεγκτές μνήμης 64-bit, τότε σε έναν κύκλο ρολογιού φορτώνονται 64 bit δεδομένων στη διεύθυνση #1 (Δεδομένα A) και 64 bit δεδομένων στη διεύθυνση #4 (Δεδομένα D).

Η νέα τεχνολογία πρόσβασης στη μνήμη ονομάζεται AMD Memory Optimizer Technology.

Εκτός από τη χρήση δύο ανεξάρτητων ελεγκτών μνήμης 64-bit αντί για έναν 128-bit, υπάρχουν και άλλες βελτιώσεις στον ελεγκτή μνήμης. Έτσι, ο αλγόριθμος για την αναδιάταξη των λειτουργιών ανάγνωσης/εγγραφής έχει βελτιστοποιηθεί, γεγονός που επιτρέπει την πιο αποτελεσματική χρήση του διαύλου μνήμης. Οι λειτουργίες ανάγνωσης υπερισχύουν των λειτουργιών εγγραφής και τα δεδομένα που προορίζονται για εγγραφή αποθηκεύονται σε ειδικό buffer. Επιπλέον, ο ελεγκτής μνήμης μπορεί να αναλύσει αλληλουχίες αιτημάτων και να κάνει την κατάλληλη προφόρτωση.

Πυρήνας CPU

Όπως γνωρίζετε, η διαδικασία επεξεργασίας δεδομένων από έναν επεξεργαστή περιλαμβάνει διάφορα στάδια. Στην απλούστερη περίπτωση, υπάρχουν τέσσερα στάδια επεξεργασίας εντολών:

• ανάκτηση από την προσωρινή μνήμη.
• αποκρυπτογράφηση;
• εκτέλεση;
• καταγραφή των αποτελεσμάτων.

Πρώτον, οι εντολές και τα δεδομένα λαμβάνονται από τη μνήμη cache L1, η οποία χωρίζεται σε μια προσωρινή μνήμη δεδομένων D-cache και μια προσωρινή μνήμη εντολών I-cache, μια διαδικασία που ονομάζεται ανάκτηση. Οι εντολές που επιλέγονται από την κρυφή μνήμη στη συνέχεια αποκωδικοποιούνται σε πρωτόγονες (εντολές μηχανής) που είναι κατανοητές για τον συγκεκριμένο επεξεργαστή - αυτή η διαδικασία ονομάζεται αποκωδικοποίηση. Στη συνέχεια, οι αποκωδικοποιημένες εντολές αποστέλλονται στις μονάδες εκτέλεσης του επεξεργαστή, εκτελούνται και το αποτέλεσμα γράφεται στη μνήμη RAM.

Η διαδικασία λήψης εντολών από την κρυφή μνήμη, αποκωδικοποίησής τους και μεταφοράς τους σε μονάδες εκτέλεσης πραγματοποιείται στον προεπεξεργαστή (Front End) και η διαδικασία εκτέλεσης αποκωδικοποιημένων εντολών βρίσκεται στον μεταεπεξεργαστή, που ονομάζεται επίσης μηχανισμός εκτέλεσης (Execution Engine).

Τα στάδια της επεξεργασίας εντολών ονομάζονται συνήθως αγωγός επεξεργασίας εντολών και ο αγωγός που εξετάσαμε είναι τεσσάρων σταδίων. Σημειώστε ότι κάθε ένα από αυτά τα βήματα ολοκληρώνεται με την εντολή σε έναν κύκλο επεξεργαστή. Αντίστοιχα, για έναν πρωτόγονο αγωγό τεσσάρων σταδίων, κατανέμονται τέσσερις κύκλοι ρολογιού για την εκτέλεση μιας εντολής.

Φυσικά, ο επεξεργαστής που εξετάσαμε είναι υποθετικός. Σε πραγματικούς επεξεργαστές, η διοχέτευση επεξεργασίας εντολών είναι πιο περίπλοκη και περιλαμβάνει μεγαλύτερο αριθμό σταδίων. Ο λόγος για την αύξηση του μήκους του αγωγού είναι ότι πολλές εντολές είναι αρκετά περίπλοκες και δεν μπορούν να εκτελεστούν σε έναν κύκλο επεξεργαστή, ειδικά σε υψηλές ταχύτητες ρολογιού. Επομένως, καθένα από τα τέσσερα στάδια επεξεργασίας εντολών (ανάκτηση, αποκωδικοποίηση, εκτέλεση και εγγραφή) μπορεί να αποτελείται από πολλά στάδια διοχέτευσης. Στην πραγματικότητα, το μήκος του αγωγού είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά οποιουδήποτε επεξεργαστή.

Έτσι, έχοντας εξετάσει το κύκλωμα ενός υποθετικού κλασικού επεξεργαστή, ας προχωρήσουμε στην εξέταση του νέου πυρήνα. Ένα μπλοκ διάγραμμα ενός πυρήνα επεξεργαστή που βασίζεται στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 φαίνεται στην Εικ. 3.

Ρύζι. 3. Μπλοκ διάγραμμα ενός πυρήνα επεξεργαστή με βάση τη μικροαρχιτεκτονική
AMD K10

Μελετώντας το δομικό διάγραμμα του νέου πυρήνα και συγκρίνοντάς το με το διάγραμμα του θρυλικού K8, μπορείτε να δείτε ότι έχουν περισσότερες ομοιότητες παρά διαφορές. Στην πραγματικότητα, η μικροαρχιτεκτονική K10 κληρονομεί τα χαρακτηριστικά της μικροαρχιτεκτονικής K8, που είναι η λογική της εξέλιξη. Ο ίδιος αγωγός 12 σταδίων χρησιμοποιείται όπως στη μικροαρχιτεκτονική K8.

Ωστόσο, παρά την εξωτερική ομοιότητα, ο νέος πυρήνας επεξεργαστή έχει υποστεί σημαντικές αλλαγές. Λοιπόν, ας μιλήσουμε για όλα με τη σειρά.

Προανάκτηση δεδομένων και οδηγιών

Όπως έχει ήδη σημειωθεί, στην περίπτωση ενός κλασικού υποθετικού επεξεργαστή, η εκτέλεση κώδικα από τον επεξεργαστή ξεκινά με τη διαδικασία ανάκτησης εντολών και δεδομένων από την κρυφή μνήμη L1. Ωστόσο, για να μπουν οδηγίες και δεδομένα σε αυτήν την κρυφή μνήμη, πρέπει πρώτα να φορτωθούν εκεί από τη μνήμη RAM. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται προανάκτηση δεδομένων και εντολών από τη μνήμη RAM. Οι επεξεργαστές με τη μικροαρχιτεκτονική K8 διαθέτουν δύο μονάδες προφόρτωσης (Fetch Unit): μία για την προφόρτωση δεδομένων και την άλλη για την προφόρτωση εντολών. Η μονάδα προ-ανάκτησης δεδομένων προ-συλλέγεται στην κρυφή μνήμη L2.

Η μικροαρχιτεκτονική AMD K10 προαναφέρει δεδομένα απευθείας στη μνήμη cache L1, κάτι που η AMD ισχυρίζεται ότι βελτιώνει την απόδοση παρά την πιθανότητα να φράξει η κρυφή μνήμη L1 με περιττά δεδομένα.

Επιπλέον, οι μονάδες prefetch των επεξεργαστών με τη μικροαρχιτεκτονική K10 εφαρμόζουν έναν προσαρμοστικό μηχανισμό προφόρτωσης δεδομένων που σας επιτρέπει να αλλάζετε δυναμικά το βάθος προφόρτωσης, γεγονός που αποφεύγει το φράξιμο της κρυφής μνήμης L1 με περιττά δεδομένα.

Λοιπόν, η τελευταία καινοτομία που σχετίζεται με την προανάκτηση δεδομένων και οδηγιών είναι, όπως αναφέρθηκε ήδη, η παρουσία μιας νέας μονάδας προφόρτωσης που βρίσκεται στον ελεγκτή μνήμης. Ένα τέτοιο μπλοκ αναλύει αιτήματα μνήμης, προβλέπει ποια δεδομένα θα χρειαστεί ο επεξεργαστής και τα ανακτά στο δικό του buffer χωρίς να καταλαμβάνει την κρυφή μνήμη του επεξεργαστή.

Ανάκτηση προσωρινής μνήμης

Έτσι, σύμφωνα με τη σχεδίαση ενός κλασικού επεξεργαστή, η διαδικασία για την εκτέλεση κώδικα από τον επεξεργαστή ξεκινά με την ανάκτηση οδηγιών σε μορφή X86 και δεδομένων από την προσωρινή μνήμη L1. Οι εντολές X86 είναι μεταβλητού μήκους, με πληροφορίες μήκους εντολών αποθηκευμένες σε ειδικά πεδία στη μνήμη cache εντολών L1. Οι εντολές μεταβλητού μήκους X86 φορτώνονται από την κρυφή μνήμη L1 σε μπλοκ συγκεκριμένου μήκους, από τα οποία στη συνέχεια εξάγονται και αποκωδικοποιούνται οι οδηγίες. Σε επεξεργαστές που βασίζονται στη μικροαρχιτεκτονική K8, οι οδηγίες από τη μνήμη cache L1 φορτώνονται σε μπλοκ μήκους 16 byte (128 bit) και στη μικροαρχιτεκτονική K10 το μήκος μπλοκ διπλασιάζεται, δηλαδή 32 byte (256 bit). Κατά τη λήψη ενός μπλοκ εντολών 16 byte ανά κύκλο ρολογιού, οι επεξεργαστές που βασίζονται στη μικροαρχιτεκτονική K8 μπορούν να ανακτήσουν και να στείλουν για αποκωδικοποίηση έως και τέσσερις εντολές με μέσο μήκος 4 byte.

Κατ' αρχήν, δεν μπορεί να υποστηριχθεί ότι η χρήση διπλασιασμένου μεγέθους μονάδας ανάκτησης εντολών στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 επιτρέπει τη λήψη διπλάσιων εντολών ανά κύκλο ρολογιού. Απλώς στην αρχιτεκτονική AMD K8, το μήκος του μπλοκ ανάκτησης εντολών συντονιζόταν με τις δυνατότητες του αποκωδικοποιητή. Στην αρχιτεκτονική AMD K10, οι δυνατότητες του αποκωδικοποιητή έχουν αλλάξει, με αποτέλεσμα την ανάγκη αλλαγής του μεγέθους του μπλοκ δείγματος έτσι ώστε ο ρυθμός ανάκτησης εντολών να εξισορροπείται με την ταχύτητα του αποκωδικοποιητή.

Πρόβλεψη μεταβάσεων και κλάδων

Όταν εμφανίζονται διακλαδώσεις ή διακλαδώσεις στη ροή εντολών, το επόμενο μπλοκ εντολών λαμβάνεται χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό πρόβλεψης διακλάδωσης. Η πρόβλεψη των μεταβάσεων σε επεξεργαστές με βάση τη μικροαρχιτεκτονική K8 πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν προσαρμοστικό αλγόριθμο που βασίζεται σε ανάλυση της ιστορίας οκτώ προηγούμενων μεταβάσεων.

Το κύριο μειονέκτημα του μηχανισμού πρόβλεψης διακλαδώσεων στη μικροαρχιτεκτονική Κ8 ήταν η έλλειψη πρόβλεψης έμμεσων διακλαδώσεων με δυναμικά εναλλασσόμενες διευθύνσεις, δηλαδή διακλαδώσεις που γίνονται χρησιμοποιώντας δείκτη που υπολογίζεται δυναμικά όταν εκτελείται ο κώδικας του προγράμματος.

Η μικροαρχιτεκτονική AMD K10 έχει βελτιώσει σημαντικά την πρόβλεψη κλάδου. Πρώτον, εμφανίστηκε ένας μηχανισμός πρόβλεψης έμμεσων μεταβάσεων. Δεύτερον, πραγματοποιείται με βάση την ανάλυση 12 προηγούμενων μεταβάσεων, γεγονός που βελτιώνει την ακρίβεια της πρόβλεψης. Τρίτον, το βάθος της στοίβας επιστροφής έχει διπλασιαστεί (από 12 σε 24 στοιχεία).

Διαδικασία αποκωδικοποίησης

Μετά το στάδιο της ανάκτησης εντολών X86 από την κρυφή μνήμη L1, σε πλήρη συμφωνία με τον σχεδιασμό ενός κλασικού επεξεργαστή, ξεκινά το στάδιο της αποκωδικοποίησης (μετάφρασης) σε οδηγίες μηχανής. Το στάδιο αποκωδικοποίησης είναι εγγενές σε κάθε σύγχρονο επεξεργαστή συμβατό με x86 με εσωτερική αρχιτεκτονική RISC. Σε αυτούς τους επεξεργαστές, οι εξωτερικές εντολές CISC αποκωδικοποιούνται σε εσωτερικές εντολές RISC, για τις οποίες χρησιμοποιείται ένας αποκωδικοποιητής εντολών.

Η διαδικασία αποκωδικοποίησης αποτελείται από δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, μπλοκ εντολών μήκους 32 byte που επιλέγονται από τη μνήμη cache L1 τοποθετούνται σε μια ειδική προσωρινή μνήμη προκωδικοποίησης Predecode/Pick Buffer. Εξάγει μεμονωμένες οδηγίες από μπλοκ 32 byte, τα οποία στη συνέχεια ταξινομούνται και διανέμονται σε διάφορα κανάλια αποκωδικοποιητή. Ο αποκωδικοποιητής μεταφράζει τις οδηγίες x86 σε απλές οδηγίες μηχανής (μικρο-λειτουργίες), που ονομάζονται micro-ops. Οι ίδιες οι οδηγίες x86 μπορεί να είναι μεταβλητού μήκους, αλλά η διάρκεια των μικρολειτουργιών είναι ήδη καθορισμένη.

Οι εντολές x86 χωρίζονται σε απλές (Μικρή εντολή x86) και σύνθετες (Μεγάλη εντολή x86). Κατά την αποκωδικοποίηση, αναπαριστώνται απλές εντολές χρησιμοποιώντας μία ή δύο μικρολειτουργίες και πολύπλοκες εντολές με τρεις ή περισσότερες μικροπράξεις.

Απλές οδηγίες αποστέλλονται σε έναν λογικό αποκωδικοποιητή υλικού που ονομάζεται DirectPath και σύνθετες οδηγίες αποστέλλονται σε έναν αποκωδικοποιητή μηχανής μικροκώδικα που ονομάζεται VectorPath. Αυτός ο αποκωδικοποιητής είναι ένα είδος επεξεργαστή λογισμικού. Περιέχει κώδικα προγράμματος που είναι αποθηκευμένος στο MIS (Microcode Instruction Sequencer), βάσει του οποίου αναπαράγεται μια ακολουθία μικρολειτουργιών.

Ο αποκωδικοποιητής υλικού DirectPath είναι τριών καναλιών και μπορεί να αποκωδικοποιήσει τρεις απλές οδηγίες σε έναν κύκλο ρολογιού, εάν καθεμία από αυτές μεταφραστεί σε ένα micro-op ή μια απλή εντολή μεταφραστεί σε δύο micro-ops και μια απλή εντολή μεταφραστεί σε ένα micro-op λειτουργία, ή δύο απλές εντολές σε δύο κύκλους ρολογιού, εάν κάθε εντολή μεταφράζεται σε δύο μικρολειτουργίες (μία και μισή οδηγία ανά κύκλο ρολογιού). Έτσι, για κάθε κύκλο ρολογιού, ο αποκωδικοποιητής υλικού DirectPath εκδίδει τρεις μικρο-λειτουργίες.

Ο αποκωδικοποιητής υλικολογισμικού VectorPath είναι επίσης ικανός να παρέχει τρεις μικρο-λειτουργίες ανά κύκλο ρολογιού κατά την αποκωδικοποίηση πολύπλοκων εντολών. Σε αυτήν την περίπτωση, οι σύνθετες οδηγίες δεν μπορούν να αποκωδικοποιηθούν ταυτόχρονα με απλές, δηλαδή όταν λειτουργεί ένας αποκωδικοποιητής υλικού τριών καναλιών, δεν χρησιμοποιείται ο αποκωδικοποιητής υλικολογισμικού και κατά την αποκωδικοποίηση πολύπλοκων εντολών, αντίθετα, ο αποκωδικοποιητής υλικού είναι ανενεργός.

Οι μικρολειτουργίες που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα εντολών αποκωδικοποίησης στους αποκωδικοποιητές DirectPath και VectorPath εισέρχονται στο Pack Buffer, όπου συνδυάζονται σε ομάδες των τριών μικρολειτουργιών. Στην περίπτωση που σε έναν κύκλο ρολογιού το buffer λαμβάνει όχι τρεις, αλλά μία ή δύο μικρολειτουργίες (ως αποτέλεσμα καθυστερήσεων στην επιλογή εντολών), οι ομάδες γεμίζουν με κενές μικροπράξεις, αλλά έτσι ώστε κάθε ομάδα να περιέχει τρεις ακριβώς μικροεπεμβάσεις. Στη συνέχεια, αποστέλλονται ομάδες μικροεντολών για εκτέλεση.

Αν κοιτάξετε το κύκλωμα αποκωδικοποιητή στις μικροαρχιτεκτονικές K8 και K10, δεν φαίνεται να υπάρχουν ορατές διαφορές (Εικ. 4). Πράγματι, η βασική σχεδίαση του αποκωδικοποιητή παρέμεινε αμετάβλητη. Η διαφορά εδώ έγκειται στο ποιες εντολές θεωρούνται σύνθετες και ποιες απλές, καθώς και στο πώς αποκωδικοποιούνται οι διάφορες εντολές. Έτσι, στη μικροαρχιτεκτονική K8, οι εντολές SSE 128-bit χωρίζονται σε δύο μικρολειτουργίες και στη μικροαρχιτεκτονική K10, οι περισσότερες εντολές SSE αποκωδικοποιούνται στον αποκωδικοποιητή υλικού ως μία μικρολειτουργία. Επιπλέον, μέρος των οδηγιών SSE, οι οποίες στη μικροαρχιτεκτονική K8 αποκωδικοποιούνται μέσω ενός αποκωδικοποιητή υλικολογισμικού VectorPath, αποκωδικοποιούνται μέσω ενός αποκωδικοποιητή DirectPath υλικού στη μικροαρχιτεκτονική K10.

Επιπλέον, η μικροαρχιτεκτονική K10 προσθέτει ένα ειδικό μπλοκ στον αποκωδικοποιητή που ονομάζεται Sideband Stack Optimizer. Χωρίς να υπεισέλθω σε πολλές λεπτομέρειες, βελτιώνει την αποτελεσματικότητα των εντολών αποκωδικοποίησης στοίβας και έτσι επιτρέπει την αναδιάταξη των μικρολειτουργιών που προκύπτουν από την αποκωδικοποίηση, ώστε να μπορούν να εκτελούνται παράλληλα.

Αποστολή και αναπαραγγελία μικροεπιχειρήσεων

Αφού περάσουν από τον αποκωδικοποιητή, οι μικρολειτουργίες (τρεις για κάθε κύκλο ρολογιού) εισέρχονται στη μονάδα ελέγχου εντολών, που ονομάζεται Μονάδα Ελέγχου Οδηγιών (ICU). Το κύριο καθήκον της ΜΕΘ είναι να αποστέλλει τρεις μικρολειτουργίες ανά κύκλο ρολογιού σε λειτουργικές μονάδες, δηλαδή η ΜΕΘ διανέμει οδηγίες ανάλογα με τον σκοπό τους. Για αυτό, χρησιμοποιείται ένα buffer επαναπαραγγελίας (ReOrder Buffer, ROB), το οποίο έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει 72 μικρολειτουργίες (24 γραμμές με τρεις μικρολειτουργίες η καθεμία) - Εικ. 5. Κάθε ομάδα τριών μικροεπιχειρήσεων καταγράφεται στη δική της γραμμή. Από το buffer αναδιάταξης, οι μικρολειτουργίες εισέρχονται στις ουρές των ακέραιων (Int Scheduler) και πραγματικών (FPU Scheduler) συσκευών εκτέλεσης με τη σειρά με την οποία έφυγαν από τον αποκωδικοποιητή. Το FPU Scheduler έχει 36 εντολές και η κύρια δουλειά του είναι να διανέμει οδηγίες στις μονάδες εκτέλεσης όταν είναι έτοιμες. Εξετάζοντας και τις 36 εισερχόμενες εντολές, ο προγραμματιστής FPU αναδιατάσσει την ακολουθία εντολών, κάνοντας εικασίες για τη μελλοντική ροή του προγράμματος για να δημιουργήσει πολλές εντελώς ανεξάρτητες ουρές εντολών που μπορούν να εκτελεστούν παράλληλα. Οι μικροαρχιτεκτονικές K10 και K8 έχουν τρεις μονάδες εκτέλεσης για εργασία με πραγματικούς αριθμούς (FADD, FMUL, FMISC), επομένως ο προγραμματιστής FPU πρέπει να δημιουργήσει τρεις εντολές ανά κύκλο ρολογιού, στέλνοντάς τις στις μονάδες εκτέλεσης.

Ρύζι. 5. Αποστολή και αναπαραγγελία μικροεπιχειρήσεων

Ο προγραμματιστής εντολών για εργασία με ακέραιους αριθμούς (Int Scheduler) σχηματίζεται από τρεις σταθμούς κράτησης (RES), καθένας από τους οποίους έχει σχεδιαστεί για οκτώ εντολές. Και οι τρεις σταθμοί σχηματίζουν έτσι έναν προγραμματιστή 24 εντολών. Αυτός ο προγραμματιστής εκτελεί τις ίδιες λειτουργίες με τον προγραμματιστή FPU. Η διαφορά μεταξύ τους είναι ότι ο επεξεργαστής έχει επτά λειτουργικές μονάδες εκτέλεσης για εργασία με ακέραιους αριθμούς (τρεις συσκευές ALU, τρεις συσκευές AGU και μία συσκευή MULT).

Εκτέλεση μικροεπεμβάσεων

Αφού αποσταλούν και αναδιαταχθούν όλες οι μικρολειτουργίες στους αντίστοιχους χρονοπρογραμματιστές, μπορούν να εκτελεστούν στις αντίστοιχες συσκευές εκτέλεσης (Εικ. 6).

Ρύζι. 6. Εκτελέστε μικροεπεμβάσεις

Το μπλοκ πράξεων με ακέραιους αριθμούς αποτελείται από τρία παραλληλισμένα μέρη. Όταν τα δεδομένα είναι έτοιμα, ο προγραμματιστής μπορεί να ξεκινήσει μια λειτουργία ακέραιου αριθμού από κάθε ουρά στη συσκευή ALU και μια λειτουργία διεύθυνσης στη συσκευή AGU. Ο αριθμός των ταυτόχρονων προσβάσεων στη μνήμη περιορίζεται σε δύο. Έτσι, για κάθε κύκλο ρολογιού, τρεις λειτουργίες ακέραιων αριθμών μπορούν να εκτελεστούν, να υποβληθούν σε επεξεργασία σε συσκευές ALU, και δύο λειτουργίες μνήμης, να υποβληθούν σε επεξεργασία σε συσκευές AGU.

Σημειώστε ότι η μικροαρχιτεκτονική K8 έχει έναν σημαντικό περιορισμό κατά την εκτέλεση λειτουργιών μνήμης. Το γεγονός είναι ότι οι λειτουργίες πρόσβασης στη μνήμη πρέπει να πραγματοποιούνται με τη μορφή με την οποία είναι γραμμένες στον κώδικα του προγράμματος, δηλαδή, οι λειτουργίες πρόσβασης στη μνήμη αργότερα στο πρόγραμμα δεν μπορούν να εκτελεστούν πριν από προηγούμενες. Είναι σαφές ότι ένας τέτοιος περιορισμός μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της εκτέλεσης του κώδικα προγράμματος, καθώς συχνά μπλοκάρει την εκτέλεση του προγράμματος για αρκετούς κύκλους.

Στη μικροαρχιτεκτονική K10, τέτοιος περιορισμός δεν υπάρχει, δηλαδή είναι δυνατό να εκτελεστεί μια εντολή πρόσβασης στη μνήμη εκτός λειτουργίας.

Όπως έχει ήδη σημειωθεί, τρεις λειτουργικές συσκευές FPU υλοποιούνται για να λειτουργούν με πραγματικούς αριθμούς: FADD - για πραγματική πρόσθεση, FMUL - για πραγματικό πολλαπλασιασμό και FMISC (γνωστός και ως FSTORE) - για εντολές αποθήκευσης μνήμης και βοηθητικές λειτουργίες μετατροπής.

Στις μικροαρχιτεκτονικές K8 και K10, ο προγραμματιστής για εργασία με πραγματικούς αριθμούς μπορεί να εκκινήσει μία λειτουργία σε κάθε λειτουργική μονάδα FPU κάθε κύκλο ρολογιού. Αυτή η υλοποίηση του μπλοκ FPU σας επιτρέπει θεωρητικά να εκτελείτε έως και τρεις πραγματικές λειτουργίες ανά κύκλο ρολογιού.

Στη μικροαρχιτεκτονική K8, οι συσκευές FPU είναι 64-bit. Οι διανυσματικές εντολές SSE 128 bit χωρίζονται στο στάδιο της αποκωδικοποίησης σε δύο μικρολειτουργίες, οι οποίες εκτελούν λειτουργίες στα μισά 64 bit του τελεστή 128 bit και εκτελούνται διαδοχικά σε διαφορετικούς κύκλους ρολογιού.

Στη μικροαρχιτεκτονική K10, οι συσκευές FPU είναι 128-bit. Αντίστοιχα, οι εντολές SSE 128-bit επεξεργάζονται χρησιμοποιώντας μία μόνο μικρολειτουργία, η οποία θεωρητικά διπλασιάζει την ταχύτητα εκτέλεσης των διανυσματικών εντολών SSE σε σύγκριση με τη μικροαρχιτεκτονική K8.

Νέες τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας

Η μικροαρχιτεκτονική AMD K10, εκτός από σημαντικές βελτιώσεις στη διαδικασία εκτέλεσης του κώδικα προγράμματος, παρέχει επίσης νέες τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας που μπορούν να αυξήσουν σημαντικά τη βελτιστοποιημένη απόδοση του επεξεργαστή, δηλαδή την απόδοση ανά watt ενέργειας που καταναλώνεται. Συγκεκριμένα, η μικροαρχιτεκτονική AMD K10 υλοποιεί τεχνολογίες όπως CoolCore, Independent Dynamic Core και Dual Dynamic Power Management (DDPM).

Η τεχνολογία CoolCore καθιστά δυνατή την αυτόματη απενεργοποίηση των τμημάτων (κυκλωμάτων) του επεξεργαστή που δεν χρησιμοποιούνται αυτήν τη στιγμή. Το αποτέλεσμα είναι η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και, κατά συνέπεια, η απαγωγή θερμότητας του επεξεργαστή.

Η τεχνολογία Independent Dynamic Core επιτρέπει σε κάθε πυρήνα επεξεργαστή να λειτουργεί με τη δική του συχνότητα ρολογιού, δηλαδή παρέχεται δυναμική (ανάλογα με το τρέχον φορτίο) και ανεξάρτητη αλλαγή στη συχνότητα ρολογιού κάθε πυρήνα επεξεργαστή. Η τεχνολογία Independent Dynamic Core παρέχει πέντε επίπεδα ενέργειας, τα οποία παρέχουν σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας στην κατανάλωση. Είναι αλήθεια ότι η τεχνολογία Independent Dynamic Core σάς επιτρέπει να αλλάζετε δυναμικά μόνο τη συχνότητα πυρήνα κάθε επεξεργαστή, αλλά όχι την τάση τροφοδοσίας. Η τάση τροφοδοσίας όλων των πυρήνων του επεξεργαστή είναι η ίδια και καθορίζεται από την τάση τροφοδοσίας του πυρήνα που λειτουργεί στη μέγιστη συχνότητα ρολογιού.

Η τεχνολογία Dual Dynamic Power Management (DDPM) περιλαμβάνει τη χρήση δύο διαφορετικών γραμμών για την τροφοδοσία των πυρήνων του επεξεργαστή και του ελεγκτή μνήμης. Αυτό καθιστά δυνατή τη μη σύνδεση της συχνότητας λειτουργίας του ελεγκτή μνήμης με τη συχνότητα λειτουργίας των πυρήνων του επεξεργαστή. Σημειώστε ότι η τεχνολογία Dual Dynamic Power Management εφαρμόζεται μόνο κατά τη χρήση της υποδοχής Socket AM2+, καθώς οι υποδοχές Socket AM2 παρέχουν μια ενιαία γραμμή για την τροφοδοσία του επεξεργαστή και του ελεγκτή μνήμης.

Λεωφορείο HyperTransport 3.0

Οι νέοι επεξεργαστές υπολογιστών της AMD (Phenom FX, Phenom X4, Phenom X3 και Phenom X2) διαθέτουν τον νέο δίαυλο HyperTransport 3.0. αντί για HyperTransport 1.x. Είναι αλήθεια ότι οι επεξεργαστές διακομιστών Opteron που βασίζονται στη μικροαρχιτεκτονική AMD K10 θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούν το δίαυλο HyperTransport 1.x για κάποιο χρονικό διάστημα, αλλά στο μέλλον θα υποστηρίζουν επίσης το δίαυλο HyperTransport 3.0.

Ο δίαυλος HyperTransport είναι αμφίδρομος και χρησιμεύει για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή και των στοιχείων του συστήματος. Οι πρώτες εκδόσεις του διαύλου HyperTransport λειτουργούσαν στα 800 και 1000 MHz, τα οποία παρείχαν απόδοση διαύλου 6,4 και 8 GB/s, αντίστοιχα.

Ο δίαυλος HyperTransport 3.0 έχει μια δυναμική συχνότητα λειτουργίας, η οποία εξαρτάται από την ταχύτητα ρολογιού του επεξεργαστή. Η σχέση μεταξύ της ταχύτητας ρολογιού του επεξεργαστή και της συχνότητας διαύλου HyperTransport καθορίζεται από έναν παράγοντα αναλογικότητας 3/4. Για παράδειγμα, εάν η συχνότητα ρολογιού του επεξεργαστή είναι 2,0 GHz, τότε η συχνότητα διαύλου HyperTransport 3,0 είναι 1,5 GHz.

Η μέγιστη συχνότητα διαύλου HyperTransport 3.0 είναι 2,6 GHz, που αντιστοιχεί σε ταχύτητα ρολογιού επεξεργαστή 3,5 GHz (δεν υπάρχουν ακόμη τέτοιοι επεξεργαστές).

Εκτός από τις υψηλότερες ταχύτητες ρολογιού, ο νέος δίαυλος HyperTransport 3.0 υποστηρίζει τη λειτουργία δυναμικής αναδιαμόρφωσης. Για παράδειγμα, κατά τη λειτουργία, ένας δίαυλος HyperTransport 1x16 μπορεί ουσιαστικά να διαμορφωθεί εκ νέου σε ένα 2x8 HyperTransport. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο όταν χρησιμοποιείται με επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων, όταν κάθε πυρήνας θα έχει το δικό του δίαυλο HyperTransport.

Σύναψη

Έτσι, επεξεργαστές με τη νέα μικροαρχιτεκτονική AMD K10 θα πρέπει να εμφανιστούν στην αγορά πριν από το τέλος του τρέχοντος έτους. Αναμφίβολα, θα προσφέρουν άξιο ανταγωνισμό στους επεξεργαστές Intel με μικροαρχιτεκτονική Intel Core. Επιπλέον, μιλάμε για ανταγωνισμό όχι μόνο στον τομέα των λύσεων προϋπολογισμού (στην πραγματικότητα, η AMD ήταν πάντα ηγέτης σε αυτό το τμήμα), αλλά και στον τομέα των λύσεων υψηλής απόδοσης. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτοί οι επεξεργαστές AMD θα εμφανιστούν στην αγορά σχεδόν ταυτόχρονα με τη νέα οικογένεια επεξεργαστών Intel, γνωστή με την κωδική ονομασία Penryn, η οποία θα κατασκευαστεί με τεχνολογία επεξεργασίας 45 nm. Δεν είναι ακόμη σαφές εάν οι επεξεργαστές AMD θα είναι σε θέση να ανταγωνιστούν τους νέους επεξεργαστές Intel. Αλλά δεν υπάρχει πολύς χρόνος για να περιμένετε - σε μόλις έναν ή δύο μήνες θα είναι δυνατό να κουκκίσετε όλα τα i.

FSB - πολλοί χρήστες πιθανότατα έχουν ακούσει για αυτόν τον όρο υπολογιστή περισσότερες από μία φορές. Αυτό το όνομα δίνεται σε ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία της μητρικής πλακέτας - το δίαυλο συστήματος.

Όπως γνωρίζετε, η καρδιά κάθε προσωπικού υπολογιστή είναι ο κεντρικός επεξεργαστής. Αλλά δεν είναι μόνο ο επεξεργαστής που καθορίζει την αρχιτεκτονική ενός υπολογιστή. Εξαρτάται επίσης σε μεγάλο βαθμό από το σετ των βοηθητικών τσιπ (chipset) που χρησιμοποιούνται στη μητρική πλακέτα. Επιπλέον, ο επεξεργαστής δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς εσωτερικούς διαύλους, οι οποίοι είναι ένα σύνολο αγωγών σήματος στη μητρική πλακέτα. Οι λειτουργίες των λεωφορείων περιλαμβάνουν τη μεταφορά πληροφοριών μεταξύ διαφόρων συσκευών υπολογιστών και του κεντρικού επεξεργαστή. Τα χαρακτηριστικά των εσωτερικών διαύλων, ιδίως το εύρος ζώνης και η συχνότητά τους, καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τα χαρακτηριστικά του ίδιου του υπολογιστή.

Ίσως ο πιο σημαντικός δίαυλος από τον οποίο εξαρτάται περισσότερο η απόδοση του υπολογιστή είναι ο δίαυλος FSB. Η συντομογραφία FSB σημαίνει Front Side Bus, το οποίο μπορεί να μεταφραστεί ως "μπροστινό" ελαστικό. Οι κύριες λειτουργίες του διαύλου περιλαμβάνουν τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή και του chipset. Πιο συγκεκριμένα, το FSB βρίσκεται ανάμεσα στον επεξεργαστή και το τσιπ «northbridge» της μητρικής πλακέτας, όπου βρίσκεται ο ελεγκτής RAM.

Η επικοινωνία μεταξύ της βόρειας γέφυρας και ενός άλλου σημαντικού τσιπ στο chipset, που ονομάζεται «νότια γέφυρα» και περιέχει ελεγκτές συσκευών I/O, στους σύγχρονους υπολογιστές πραγματοποιείται συνήθως χρησιμοποιώντας έναν άλλο διαύλου, ο οποίος ονομάζεται Direct Media Interface.

Τυπικά, ο επεξεργαστής και ο δίαυλος έχουν την ίδια βασική συχνότητα, η οποία ονομάζεται αναφορά ή πραγματική. Στην περίπτωση ενός επεξεργαστή, η τελική του συχνότητα καθορίζεται από το γινόμενο της συχνότητας αναφοράς και ενός ορισμένου πολλαπλασιαστή. Σε γενικές γραμμές, η πραγματική συχνότητα FSB είναι συνήθως η κύρια συχνότητα της μητρικής πλακέτας, η οποία χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των συχνοτήτων λειτουργίας όλων των άλλων συσκευών.

Στους περισσότερους παλιούς υπολογιστές, η πραγματική συχνότητα του διαύλου συστήματος καθόριζε επίσης τη συχνότητα της μνήμης RAM, αλλά τώρα η μνήμη μπορεί συχνά να έχει διαφορετική συχνότητα - εάν ο ελεγκτής μνήμης βρίσκεται στον ίδιο τον επεξεργαστή. Επιπλέον, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η πραγματική συχνότητα διαύλου δεν είναι ισοδύναμη με την πραγματική συχνότητά της, η οποία καθορίζεται από τον αριθμό των bit πληροφοριών που μεταδίδονται ανά δευτερόλεπτο.

Επί του παρόντος, αυτό το λεωφορείο θεωρείται απαρχαιωμένο και σταδιακά αντικαθίσταται από νεότερα - QuickPath και HyperTransport. Ο δίαυλος συστήματος QuickPath αναπτύχθηκε από την Intel και το HyperTransport αναπτύχθηκε από την AMD.

Λεωφορείο μπροστινής πλευράς στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική Chipset

QuickPath

Το QuickPath Interconnect (QPI) αναπτύχθηκε από την Intel το 2008 για να αντικαταστήσει το παραδοσιακό FSB. Το QPI χρησιμοποιήθηκε αρχικά σε υπολογιστές βασισμένους σε επεξεργαστές Xeon και Itanium. Η ανάπτυξη του QPI είχε σκοπό να αμφισβητήσει το λεωφορείο Hypertransport, το οποίο είχε ήδη χρησιμοποιηθεί για αρκετό καιρό σε chipsets της AMD.

Αν και το QPI ονομάζεται συνήθως δίαυλος, οι ιδιότητές του διαφέρουν ωστόσο σημαντικά από τις ιδιότητες ενός παραδοσιακού διαύλου συστήματος και στο σχεδιασμό του είναι μια ενσύρματη σύνδεση τύπου διασύνδεσης. Το QPI είναι αναπόσπαστο μέρος μιας τεχνολογίας που η Intel ονομάζει αρχιτεκτονική QuickPath. Συνολικά, το QPI έχει 20 γραμμές δεδομένων και ο συνολικός αριθμός των καλωδίων διαύλου QPI είναι 84. Όπως η Hypertransport, η τεχνολογία QuickPath υποδηλώνει ότι ο ελεγκτής μνήμης είναι ενσωματωμένος στον ίδιο τον κεντρικό επεξεργαστή, επομένως χρησιμοποιείται μόνο για την επικοινωνία με το I/O ελεγκτής. Ο δίαυλος QuickPath μπορεί να λειτουργεί σε συχνότητες 2,4, 2,93, 3,2, 4,0 ή 4,8 GHz.

Διάταξη διασύνδεσης QuickPath

Υπερμεταφορές

Το λεωφορείο Hypertransport έχει αναπτυχθεί από την AMD. Το Hypertransport έχει χαρακτηριστικά απόδοσης παρόμοια με το δίαυλο QuickPath, αλλά δημιουργήθηκε αρκετά χρόνια νωρίτερα από το δίαυλο QuickPath. Το λεωφορείο διακρίνεται για την αρχική του αρχιτεκτονική και τοπολογία, εντελώς διαφορετική από την αρχιτεκτονική και την τοπολογία του FSB. Το λεωφορείο Hypertransport βασίζεται σε εξαρτήματα όπως σήραγγες, γέφυρες, συνδέσμους και αλυσίδες. Η αρχιτεκτονική του διαύλου έχει σχεδιαστεί για να εξαλείφει τα σημεία συμφόρησης στο διάγραμμα σύνδεσης μεταξύ μεμονωμένων συσκευών στη μητρική πλακέτα και να μεταδίδει πληροφορίες σε υψηλές ταχύτητες και με λίγες καθυστερήσεις.

Υπάρχουν διάφορες εκδόσεις του Hypertransport, που λειτουργούν σε διαφορετικές συχνότητες ρολογιού - από 200 MHz έως 3,2 GHz. Η μέγιστη απόδοση διαύλου για την έκδοση 3.1 είναι πάνω από 51 GB/s (και στις δύο κατευθύνσεις). Ο δίαυλος χρησιμοποιείται τόσο για την αντικατάσταση του διαύλου FSB σε συστήματα ενός επεξεργαστή όσο και ως κύριος δίαυλος σε υπολογιστές πολλαπλών επεξεργαστών.

Διάταξη λεωφορείων υπερμεταφοράς

Άμεση διεπαφή πολυμέσων

Πρέπει να ειπωθούν λίγα λόγια για έναν τέτοιο τύπο διαύλου συστήματος όπως το Direct Media Interface (DMI). Το DMI έχει σχεδιαστεί για να συνδέεται μεταξύ των δύο κύριων chipset - της βόρειας και της νότιας γέφυρας. Ο δίαυλος DMI χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε chipset της Intel το 2004.

Ο δίαυλος DMI έχει αρχιτεκτονικές ιδιότητες που τον συνδυάζουν με έναν περιφερειακό δίαυλο όπως το PCI Express. Συγκεκριμένα, η DMI χρησιμοποιεί σειριακές γραμμές δεδομένων και διαθέτει επίσης ξεχωριστά καλώδια για τη μετάδοση και λήψη δεδομένων.

Θέση DMI (με κόκκινο χρώμα) στην αρχιτεκτονική του υπολογιστή.

Η αρχική υλοποίηση DMI παρείχε μεταφορά δεδομένων έως και 10 Gbit/s προς κάθε κατεύθυνση. Η σύγχρονη έκδοση του διαύλου, DMI 2.0, μπορεί να υποστηρίξει ταχύτητες 20 GB/s και προς τις δύο κατευθύνσεις. Πολλές εκδόσεις του DMI για φορητές συσκευές έχουν το μισό αριθμό γραμμών σήματος σε σύγκριση με τις εκδόσεις του DMI για υπολογιστές.

Σύναψη

Ο δίαυλος συστήματος είναι ένα είδος «αρτηρίας» αίματος οποιουδήποτε υπολογιστή, που εξασφαλίζει τη μεταφορά δεδομένων από την «καρδιά» της μητρικής πλακέτας - τον επεξεργαστή - στα υπόλοιπα μικροκυκλώματα της μητρικής πλακέτας και, πάνω απ 'όλα, στη βόρεια γέφυρα, η οποία ελέγχει τη λειτουργία της μνήμης RAM. Επί του παρόντος, σε διάφορες αρχιτεκτονικές μητρικής πλακέτας μπορείτε να βρείτε τόσο τον παραδοσιακό δίαυλο FSB όσο και τους υψηλής απόδοσης διαύλους Hypertransport και QPI με πολύπλοκες τοπολογίες. Τα χαρακτηριστικά, η απόδοση και η αρχιτεκτονική του διαύλου συστήματος είναι σημαντικοί παράγοντες που καθορίζουν τις πιθανές δυνατότητες ενός υπολογιστή.