| Athlon | |
|---|---|
| procesor | |
| Výroba | od roku 1999 do roku 2005 |
| Výrobce | |
| Frekvence CPU | 500-1400 MHz |
| frekvence FSB | 200-266 MHz |
| Produkční technologie | CMOS , 250-180 nm |
| Instrukční sady | IA-32 , MMX , 3DNnyní! |
| Konektory | |
| Nuclei |
|
| AMD K6-IIIAthlon XP | |
AMD Athlon (v ruštině „Atlon“) je obchodní název vysoce výkonného procesoru kompatibilního s x86 s mikroarchitekturou K7 představeného 23. června 1999 společností AMD .
Nový procesor byl navržen tak , aby konkuroval Intel Pentium III a jméno Athlon pochází z jiné řečtiny. ἆθλον - ("soutěž", "odměna v soutěži" nebo "místo bitvy; aréna") a odrážel nárok AMD na vedení svého procesoru.
Nové jádro K7 mělo mnoho inovací, které umožnily výrazně zvýšit výkon procesoru Athlon ve srovnání s předchozími procesory společnosti, v důsledku čehož byl Athlon v době oznámení nejvýkonnějším x86 procesorem. , čímž překonal svého hlavního konkurenta Intel Pentium III. [jeden]
AMD nadále používá název Athlon v následujících sériích svých mikroprocesorů.
Procesory AMD Athlon pro stolní počítače byly vyráběny ve dvou variantách balení: SECC (všechny modifikace) a FCPGA (Thunderbird).
Procesor Athlon v pouzdře SECC je plně uzavřená cartridge obsahující procesorovou desku s nainstalovaným procesorovým jádrem (ve všech modifikacích) a dále cache čipy BSRAM (ve všech modifikacích s výjimkou procesorů založených na jádru Thunderbird). Procesor je navržen pro instalaci do 242kolíkového slotového konektoru Slot A.
V procesorech založených na jádrech Argon, Pluto a Orion běží mezipaměť druhé úrovně na frekvenci třetiny až poloviny frekvence jádra a v procesorech založených na jádře Thunderbird běží na frekvenci jádra.
Procesorová deska má také 40kolíkový procesní konektor s ostrým okrajem zakrytý kazetou. Konektor obsahuje kontakty zodpovědné za nastavení napájecího napětí a taktovací frekvence. Pomocí speciálního zařízení připojeného k procesoru je možné tyto parametry měnit. [2]
Kazeta se skládá ze dvou částí: kovového chladiče, který je v kontaktu s čipem procesoru a čipy mezipaměti (v případě procesorů s externí mezipamětí), a plastového pouzdra, které kryje desku procesoru a chrání prvky. nainstalované na něm před poškozením. Označení je umístěno na horním okraji kazety.
Procesory Athlon v pouzdře FCPGA jsou určeny pro instalaci do základních desek se 462pinovou paticí Socket A a jsou substrátem z keramického materiálu s otevřeným krystalem nainstalovaným na přední straně a kontakty na zadní straně (453 pinů). Existovaly také limitované edice procesorů s organickým podkladem. [3] Na straně jádra jsou SMD prvky a také piny, které nastavují napájecí napětí a taktovací frekvenci (běžně nazývané můstky). Kontakty jsou umístěny ve skupinách, které mají označení L1 - L7. Označení se aplikuje na čip procesoru.
Krystal zpočátku nebyl chráněn před odštípnutím, ke kterému mohlo dojít v důsledku zkosení chladiče při jeho nesprávné instalaci nezkušenými uživateli, brzy se však objevila ochrana proti deformacím v podobě čtyř kulatých těsnění umístěných v rozích chladiče. Podklad. Navzdory přítomnosti těsnění, pokud nebyl chladič instalován pečlivě nezkušenými uživateli, krystal by mohl stále prasknout a odštípnout (procesory s takovým poškozením se obvykle nazývaly "otrhané"). V řadě případů procesor, který utrpěl značné poškození krystalu (čipy až 2–3 mm od rohu), pokračoval v práci bez poruch nebo se vzácnými poruchami, zatímco procesor s menšími čipy mohl úplně selhat. Nejjednodušší způsob, jak zkontrolovat, zda procesor neobsahuje odštípnuté krystaly, bylo přejet po okrajích krystalu nehtem. [4] U třísek byl prst jasně cítit drsnost. V přítomnosti lupy nebo mikroskopu byly čipy stanoveny vizuálně. Dodržení montážních opatření nebo instalace zkušeným stavitelem však namísto samoinstalace vyloučila mechanické poškození procesorů s otevřeným jádrem, jako je rodina AMD K7 nebo procesory Intel Pentium III a Celeron s jádrem Coppermine.
Na výstavě Comdex Fall , která se konala na podzim roku 1997 v Las Vegas ( USA ), AMD oznámilo vývoj zásadně nového procesoru s kódovým označením K7, který by měl nahradit procesory řady K6 . [5] V říjnu 1998 byly vydány první technické vzorky nového procesoru. [6]
První procesory Athlon (jádro Argon) byly určeny pro stolní počítače a byly vyráběny technologií 250 nm CMOS . Jádro Argon bylo nahrazeno 180nm jádrem Pluto. Model, který pracoval na frekvenci 1 GHz , dostal jméno Orion.
Dalším jádrem použitým v rodině procesorů Athlon bylo 180nm jádro Thunderbird, které dostalo integrovanou L2 cache . Dalším vývojem rodiny stolních procesorů Athlon byly procesory Athlon XP vydané v říjnu 2001 .
| Hodinová frekvence , MHz | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 |
|---|---|---|---|---|---|
| Frekvence FSB, MHz | 200 | ||||
| Oznámeno | 23. června 1999 | 9. srpna 1999 | 4. října 1999 | ||
| Cena, USD [7] | 324 | 479 | 699 | 849 | 849 |
| Hodinová frekvence, MHz | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Frekvence FSB, MHz | 200 | |||||||||
| Oznámeno | 29. listopadu 1999 | 6. ledna 2000 | 11. února 2000 | 6. března 2000 | ||||||
| Cena, USD [7] | — | — | — | — | 799 | — | 849 | 899 | 999 | 1299 |
| Hodinová frekvence, MHz | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1100 | 1200 | 1000 | 1133 | 1200 | 1333 | 1300 | 1400 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Frekvence FSB, MHz | 200 | 266 | 200 | 266 | |||||||||||
| Oznámeno | 5. června 2000 | 28. srpna 2000 | 17. října 2000 | 30. října 2000 | 22. března 2001 | 6. června 2001 | |||||||||
| Cena, USD [7] | — | — | — | — | — | — | 853 | 612 | — | — | — | 350 | 318 | 253 | |
První jádro použité v procesorech Athlon má ve srovnání s předchozími procesory AMD zásadně novou architekturu.
Klíčové vlastnosti procesorů architektury K7 jsou:
512 KB L2 cache pracuje na poloviční frekvenci jádra a je vyrobena ve formě dvou čipů BSRAM (obvykle se používaly čipy Toshiba nebo NEC ) umístěných na obou stranách procesorového čipu.
Pro zjednodušení výroby základních desek byl slot Slot A vyroben mechanicky kompatibilním s populární paticí procesoru Intel - Slot 1 , což výrobcům umožnilo použít stejný konektor na základních deskách pro Celeron, Pentium II, Pentium III (na jádře Katmai ) a procesory Athlon. Slot A a Slot 1 nejsou elektricky kompatibilní. Odlišné je také číslování pinů konektoru.
Procesory Athlon na jádře Argon obsahovaly 22 milionů tranzistorů a byly vyrobeny 250nm technologií, plocha krystalu byla 184 mm². Napájecí napětí - 1,6 V, maximální odvod tepla - 50 W (při frekvenci 700 MHz).
Jádro Pluto, známé také jako K75, je 180nm jádro Argon (K7). Přechod na novou technologii umožnil zvednout taktovací frekvenci procesorů Athlon na 1 GHz. Jádro procesoru Athlon, pracující na frekvenci 1 GHz, dostalo vlastní jméno – Orion.
Mezipaměť druhé úrovně stále pracovala na neúplné frekvenci jádra, nicméně kvůli zvýšení frekvence jádra a nemožnosti provozovat čipy BSRAM na frekvencích nad 350 MHz byly zavedeny nové děliče frekvence mezipaměti - 2/5 a 1 /3. U různých modelů tedy byla pracovní frekvence paměťových čipů cache: u modelů do 700 MHz - 1/2 frekvence jádra (275-350 MHz), u modelů od 900 MHz - 1/3 frekvence jádra (300-333 MHz ), pro zbytek - 2/5 frekvence jádra (300-340 MHz).
Vzhledem k tomu, že pracovní frekvence L2 cache u procesorů Athlon založených na jádře K75 je maximální pro model 700 MHz, další zvýšení taktu jádra nevedlo k odpovídajícímu zvýšení výkonu kvůli nižší pracovní frekvenci cache. .
Jádro K75, stejně jako jádro Argon, obsahuje 22 milionů tranzistorů, nicméně díky přechodu z technologie 250 nm na 180 nm se plocha jádra zmenšila na 102 mm². Napájecí napětí - od 1,6 do 1,8 V, maximální odvod tepla - 65 W (při frekvenci 1000 MHz).
Jádro Thunderbird je jádro K75 s integrovanou 256 KB L2 cache běžící na frekvenci jádra. Na rozdíl od předchozích procesorů, které mají integrovanou architekturu mezipaměti, jádrové procesory Thunderbird mají exkluzivní architekturu mezipaměti. S takovou organizací vyrovnávací paměti nejsou data v mezipaměti první úrovně duplikována v mezipaměti druhé úrovně. To umožnilo získat cache s efektivním objemem 384 KB v procesorech založených na jádře Thunderbird (128 KB cache první úrovně a 256 KB cache druhé úrovně).
Nevýhodou procesorů Athlon je poměrně vysoká latence cache paměti a také šířka její sběrnice , která se nezměnila při integraci L2 cache , která byla stále 64 bitů (zatímco procesor Pentium III s integrovanou cache má 256bitovou sběrnici).
Integrace mezipaměti druhé úrovně do jádra procesoru spolu se zvýšením výkonu umožnila v budoucnu opustit použití procesorové desky a cartridge. Procesory Athlon založené na jádře Thunderbird byly vyráběny ve dvou typech případů:
Zpočátku měly procesory založené na jádře Thunderbird frekvenci systémové sběrnice 200 MHz. U novějších modelů je frekvence systémové sběrnice zvýšena na 266 MHz.
Procesory založené na jádru Thunderbird obsahovaly 37 milionů tranzistorů a byly vyrobeny 180nm technologií, plocha krystalu byla 120 mm². Napájecí napětí - od 1,7 do 1,75 V, maximální odvod tepla - 72 W (při frekvenci 1400 MHz).
Odvod tepla procesorů Athlon převyšoval konkurenční procesory Pentium III, tyto procesory však neměly vestavěné měření teploty jádra. Měření bylo prováděno pomocí tepelného senzoru umístěného pod procesorem ("sub-socket sensor") a vyznačovalo se nízkou přesností. Často se snímač nedotýkal pouzdra procesoru, ale měřil teplotu vzduchu v blízkosti procesoru. Účinnost tepelné ochrany v procesorech Athlon však byla dostatečná k ochraně procesoru za normálních provozních podmínek a chránila před situacemi, jako je zastavení chladiče. Instalace procesoru přitom vyžadovala určitou kvalifikaci: pokud byl chladič nainstalován nesprávně, mohlo dojít k mechanickému a tepelnému poškození (například pokud chladič nevedl k selhání procesoru v důsledku čipování, nedostatek kontaktu mezi čip procesoru a chladič povedou k tepelnému poškození procesoru [8] ). Rozšířený názor mezi nezkušenými uživateli o nespolehlivosti procesorů Athlon byl spojován s případy nesprávné instalace procesoru [9] , s agresivním jednáním (např. ve slavném videu Thomase Pabsta [10] nereálná situace úplného selhání chladicího systému byl představen), stejně jako nedostatek dostupných v prodeji výkonných a snadno instalovatelných chladičů poprvé po uvedení procesorů Athlon založených na jádru Thunderbird. S příchodem účinných chladičů problém chlazení procesorů Athlon přestal existovat.
Jádro Thunderbird tvořilo základ procesorů pro levné počítače - AMD Duron . Od procesorů Athlon se lišily sníženým množstvím L2 cache paměti. Dalším vývojem jádra Thunderbird bylo jádro Palomino používané v procesorech Athlon XP .
Athlon byl vlajkovou lodí stolních procesorů AMD od svého vydání v červnu 1999 až do představení procesoru Athlon XP v říjnu 2001 . Paralelně s Athlonem existovaly následující x86 procesory :
Koncem roku 1999 se takty procesorů vyráběných společnostmi Intel a AMD přiblížily k 1 GHz. Z pohledu reklamních příležitostí znamenalo prvenství v dobývání této frekvence vážnou převahu nad konkurentem, Intel a AMD se tak výrazně snažili překonat gigahertzový milník.
Procesory Intel Pentium III se v té době vyráběly 180nm technologií a měly integrovanou L2 cache běžící na frekvenci jádra. Na frekvencích blízkých 1 GHz byla integrovaná mezipaměť nestabilní.
Procesory AMD Athlon byly také vyráběny 180nm technologií, ale měly externí cache běžící na snížené frekvenci. Na frekvencích blízkých 1 GHz pracovala mezipaměť na třetinové frekvenci jádra, což usnadnilo zvýšení taktovací frekvence procesorů.
To předurčilo výsledek konfrontace: 6. března 2000 AMD představilo procesor Athlon pracující na taktovací frekvenci 1 GHz. L2 cache v tomto procesoru běžela na 333 MHz. Dodávky Athlonu 1 GHz výrobcům hotových systémů ( Compaq a Gateway ) začaly ihned po oznámení a do prodeje se tyto procesory dostaly necelý měsíc po představení. [11] O dva dny později, 8. března 2000, Intel oznámil 1 GHz procesor Pentium III, který se začal prodávat s výrazným zpožděním. [12] [13]
| Argon | Pluto | Orion | Thunderbird | ||
|---|---|---|---|---|---|
| plocha počítače | |||||
| Frekvence hodin | |||||
| Frekvence jádra, MHz | 500-700 | 550-950 | 1000 | 650-1000 | 650-1400 |
| Frekvence FSB , MHz | 200 | 200-266 | |||
| Charakteristika jádra | |||||
| Instrukční sada | IA-32 , MMX , 3DNnyní! , Rozšířeno 3DNow! | ||||
| Registrovat bity | 32 bitů (celé číslo), 80 bitů (skutečné), 64 bitů (MMX) | ||||
| Hloubka dopravníku | Celé číslo: 10 stupňů, Reálný počet: 15 stupňů | ||||
| Bitová hloubka SHA | 43 bit[ upřesnit ] | ||||
| Bitová hloubka SD | 64bit + 8bit ECC | ||||
| Počet tranzistorů , miliony | 22 | 37 | |||
| L1 cache | |||||
| Datová mezipaměť | 64 KB, 2-cestné vytáčení-asociativní, délka linky 64 bajtů, duální port | ||||
| Mezipaměť instrukcí | 64 KB, 2-cestná vytáčení-asociativní, délka linky 64 bajtů | ||||
| L2 cache | |||||
| Objem, kB | 512 | 256 | |||
| Frekvence | Takt 1/2 jádra (modely až 700 MHz) Takt 1/2,5 jádra (modely 750–850 MHz) Takt 1/3 jádra (modely 900 MHz a vyšší) |
jádrová frekvence | |||
| Bitová hloubka BSB | 64bit + 8bit ECC | ||||
| Organizace | Spojené, sazba-asociativní; délka řetězce - 64 bajtů | Spojené, typově asociativní, exkluzivní; délka řetězce - 64 bajtů | |||
| Asociativnost | 2 kanál | 16 kanál | |||
| Rozhraní | |||||
| Konektor | Slot A | Zásuvka A | |||
| Rám | SECC | keramické FCPGA , OPGA | |||
| Pneumatika | EV6 ( DDR ) | ||||
| Technologické, elektrické a tepelné charakteristiky | |||||
| Produkční technologie | 250 nm CMOS (šestivrstvé, hliníkové sloučeniny) | 180 nm CMOS (šestivrstvé, hliníkové sloučeniny) | CMOS (šestivrstvé, hliníkové nebo měděné spoje [15] ) | ||
| Plocha krystalu, mm² | 184 | 102 | 120 | ||
| Napětí jádra, V | 1.6 | 1,6–1,8 | 1.8 | 1,7-1,75 | |
| Napětí mezipaměti L2, V | 2,5–3,3 | napětí jádra | |||
| Napětí I/O obvodu , V | 1.6 | ||||
| Maximální uvolňování tepla, W | padesáti | 62 | 65 | 54 | 72 |
Značení procesorů Athlon se skládá ze tří řádků. První řádek je název modelu, druhý obsahuje informace o revizi jádra procesoru a jeho datu vydání, třetí obsahuje informace o šarži procesorů.
Níže je dekódování řetězce názvu modelu procesorů Athlon s různými jádry.
Argon (AMD-K7 xxx MTR51B):
Pluto, Orion (AMD-K7 xxx M y R5 z B):
Thunderbird pro slot A (AMD-A xxxx M a R24B ):
Thunderbird pro Socket A (A xxxxgyz 3 v ):
| revize | ID CPU | Poznámka |
|---|---|---|
| C1 | 0x611h | modely AMD-K7500MTR51B C, AMD-K7550MTR51B C, AMD-K7600MTR51B C, AMD-K7650MTR51B C, AMD-K7700MTR51B C |
| C2 | 0x612h |
| revize | ID CPU | Poznámka |
|---|---|---|
| A1 | 0x621h | AMD-K7550MTR51B A, AMD-K7600MTR51B A, AMD-K7650MTR51B A, AMD-K7700MTR51B A, AMD-K7750MTR52B A, AMD-K7800MPR52B A, AMD-K7850AMPRMM AMD-K7850AMPR57B A, A0NRMM AMD-K7850AMPR52B A |
| A2 | 0x622h |
| revize | ID CPU | Poznámka |
|---|---|---|
| A4 | 0x642h | modely AMD-A1000MMR24B A, AMD-A0950MMR24B A, AMD-A0900MMR24B A, AMD-A0850MPR24B A, AMD-A0800MPR24B A, AMD-A0750MPR24B A, AMD-A0750MPR24B A, AMD-A0700A035 AMD350AM , A4B03 AMB3030AM, A4B03 AMB3030AM, A4B03 AMB3030AM, A4B013030AM AMD , A1200AMS3C, A1133AMS3C, A1000AMT3C, A1200AMT3B, A1100AMT3B, A1000AMT3B, A1000APT3B, A1000AUT3B, A0950AMT3B, A0950APT3B, A0900AMT3B, A0900APT3B, A0850AMT3B, A0850APT3B, A0800AMT3B, A0800APT3B, A0750AMT3B, A0750APT3B, A0700AMT3B, A0700APT3B, A0650APT3B ( Socket A ) |
| A5 | ||
| A6 | ||
| A7 | ||
| A9 | 0x644h |
Hodinová frekvence , frekvence L2 cache a napětí procesorů Athlon v pouzdře SECC se nastavují pomocí skupin rezistorů umístěných na desce procesoru. Rezistory mohou být buď přítomné, spojovací podložky, nebo nepřítomné.
Změna parametrů procesoru se provádí buď pájecími odpory, nebo pomocí speciálního zařízení (obvykle nazývaného "Goldfinger" [16] ), připojeného k procesnímu konektoru na desce procesoru.
Následující skupiny rezistorů jsou zodpovědné za změnu hodinové frekvence a napájecího napětí:
Frekvenci mezipaměti druhé úrovně lze nastavit programově. To vyžaduje BIOS , který tuto funkci podporuje.
Hodinová frekvence a napájecí napětí procesorů Athlon v pouzdře FCPGA . se nastavují pomocí několika skupin kontaktů umístěných na podložce procesoru. Kontakty mohou být buď zkratovány nebo spáleny laserem během výrobního procesu procesoru.
Umístění kontaktů na podložce umožňuje uživateli měnit parametry procesoru doma připojením přerušených kontaktů nebo přestřižením uzavřených.
Za změnu specifikovaných parametrů jsou zodpovědné následující skupiny kontaktů:
Procesor je složité mikroelektronické zařízení, což nevylučuje možnost jeho nesprávné činnosti. Chyby se objevují ve fázi návrhu a lze je opravit aktualizací mikrokódu procesoru, flashováním nové verze BIOSu základní desky nebo vydáním nové revize jádra procesoru. V procesorech Athlon založených na jádrech Argon, Orion a Pluto bylo nalezeno 13 různých chyb, z nichž 4 byly opraveny. V procesorech Athlon založených na jádře Thunderbird bylo nalezeno 24 různých chyb, z nichž 2 byly opraveny.
Níže jsou uvedeny chyby opravené v různých revizích jader procesoru Athlon. Tyto chyby jsou přítomny ve všech jádrech vydaných před tím, než byly opraveny, počínaje jádrem Argon C1, pokud není uvedeno jinak. V procesorech založených na jádru Thunderbird revize A9 je chyba, která v některých případech neumožňuje po opravě mikrokódu správně pracovat procesoru.
Pluto A1| Procesory AMD | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Seznam mikroprocesorů AMD | |||||||||
| Mimo výrobu |
| ||||||||
| Aktuální |
| ||||||||
| Seznamy | |||||||||
| Mikroarchitektury | |||||||||