История AMD в процессорах – THG.RU

AMD клонирует Intel

Обратите внимание на “(c) Intel” у процессора, производимого AMD. Нажмите на картинку для увеличения.

Мы начнём с 1981 года, когда Intel (см. нашу историю процессоров Intel, опубликованную месяц назад) была выбрана IBM для производства процессоров для первого персонального компьютера. Но IBM хотела, чтобы процессоры для ПК поставляли, как минимум, две компании, поэтому она заставила Intel лицензировать технологию процессоров. Так и получилось, что AMD стала одной из первых компаний, которые производили клоны 8086. Первый процессор AMD поступил в продажу в 1982 году. Поскольку процессор производился по лицензии, AMD 8086 (и 8088) был идентичен модели Intel.

Am286: производится по лицензии, но работает быстрее

Нажмите на картинку для увеличения.

AMD Am286, клон процессора Intel 80286, производимый по лицензии, был идентичен чипу от Intel, но отличался большим преимуществом: более высокой тактовой частотой. Если процессор Intel 286 выпускался, максимум, на 12,5 МГц, AMD продавала 20-МГц версии. Поскольку процессор 286 был намного дешевле 386, чьи инновации так и не были полностью раскрыты ещё несколько лет после выхода, AMD уже предлагала недорогой и эффективный выбор – более 20 лет тому назад!

Am386: 40-МГц 386

В 1991 году AMD выпустила свой 386 процессор. Подобно предшествующим моделям, этот процессор был идентичен версии Intel. AMD лицензировала производство клонов продуктов Intel вплоть до микрокода (“прошивки” CPU). Процессор отличается двумя интересными функциями. Первая: он быстрее, чем модель Intel – 40 МГц против топовой частоты 33 МГц у Intel – и он стал первым, получившим на упаковку логотип Windows Compatible.

Am486: последний клон

Нажмите на картинку для увеличения.

486 стал последним клоном процессора Intel. AMD производила 486 в двух разных версиях: одну с микрокодом Intel, а вторую с микрокодом AMD, и у компании на этой почве появились юридические проблемы с Intel. Помимо процессоров, продаваемых под обозначением 486, AMD представила ещё и процессоры AMD 5×86, которые представляли собой 486 с множителем 4x. Процессор работал на частоте 133 МГц и был совместим с материнскими платами 486, но обеспечивал производительность на уровне Pentium 75. Это был первый процессор 5×86, с которым AMD начала использовать так называемый “Pentium Rating/рейтинг Pentium” (5×86 PR 75), который остался на последующие годы и даже захватил линейку Athlon 64 X2.

K5: собственный процессор AMD

Нажмите на картинку для увеличения.

В 1996 году компания AMD выпустила процессор пятого поколения K5. По сравнению с Intel Pentium, K5 был технически более продвинут, хотя и у него было несколько недостатков. Процессор особенно интересен из-за внутренней архитектуры на основе RISC, которая декодировала инструкции x86 в микро-инструкции перед их выполнением. У K5 возникли трудности с достижением высоких тактовых частот, да и FPU был несколько слабоват. Впрочем, в обычных условиях, K5 работал лучше, чем Pentium, и рейтинг PR был близок к реальности: K5 на частоте 100 МГц продавался как чип PR133, то есть AMD считала его эквивалентом по производительности 133-МГц Pentium.

Использование рейтинга PR приводило к таким странностям, как процессоры K5 PR90 и PR120, работающие на одинаковых частотах (90 МГц), а также PR100 и PR133 на частоте 100 МГц. Обратите внимание, что на упаковке CPU написано о необходимости установки радиатора и вентилятора – в то время подобные системы охлаждения встречались ещё не повсеместно.

K6: AMD расширяет свою линейку

Нажмите на картинку для увеличения.

В 1997 году AMD выпустила новый процессор: K6. В отличие от K5, который был создан AMD, K6 стал результатом работы NexGen над Nx686. Этот процессор был совместим с материнскими платами Socket 7 (Pentium) и обеспечивал очень хороший уровень производительности по сравнению с процессорами Intel Pentium II, по намного меньшей цене. Однако FPU у K6 по-прежнему было чуть слабее, чем у Intel. 250-нм версия K6, названная Little Foot, вышла в 1998 году.

Кроме того, в 1998 году AMD анонсировала K6-2, процессор, который использовал более скоростную шину (100 МГц) и обеспечивал улучшенную производительность SIMD. Он получил на один блок MMX больше, чем у K6, а также новый набор инструкций 3DNow! для вычислений с плавающей запятой (набор инструкций MMX поддерживал только целочисленные вычисления). Процессор K6-2 (400 и выше) оказался очень успешным, поскольку он стал хорошим решением модернизации для владельцев платформы Pentium MMX – используя множитель 2x на материнской плате с шиной 66 МГц, процессор работал на самом деле на 6x (400 МГц), что давало существенный прирост производительности при меньшей стоимости апгрейда.

Наконец, в 1999 году AMD выпустила третью версию K6, а именно K6-III. Основным отличием от K6-2 стал интегрированный на кристалл кэш объёмом 256 кбайт. K6-III был довольно быстрым, однако затратным в производстве, и ему на смену быстро пришёл Athlon (K7).

AMD также продавала процессоры K6-2+ и K6-3+, но, главным образом, только для ноутбуков. Они производились по 180-нм техпроцессу и содержали 128 кбайт кэша L2 на чипе (K6-2+) или 256 кбайт (K6-3+).

K7/Athlon: убийца

Нажмите на картинку для увеличения.

В 1999 году AMD выпустила процессор седьмого поколения K7, позже переименованный в Athlon. У чипа были устранены недостатки предыдущих моделей, а FPU, наконец, стал очень достойным – фактически, он оказался даже лучше, чем у Intel. Athlon стал самым быстрым процессором x86 и отличался многими сильными моментами, включая быструю шину FSB – EV6, которая использовалась в первых процессорах Alpha – и высокую производительность. Единственная проблема появилась со стороны не процессоров, а чипсетов: ни модели AMD, ни VIA не могли конкурировать с чипсетами Intel (с тем же знаменитым 440BX). K7 использовал Slot A (конкурировал с Intel Slot 1) и поддерживает кэш L2 с разными делителями (1/2, 2/5 или 1/3).

Кстати, отметим, что именно AMD первой объявила (и продавала) 1-ГГц процессор в линейке Athlon (на два дня раньше 1-ГГц Intel Pentium III).

AMD улучшает Athlon: Thunderbird, XP и далее

Нажмите на картинку для увеличения.

AMD знала, что вышла победителем с архитектурой K7, поэтому улучшала её шаг за шагом, повышая частоту и переходя на более тонкие техпроцессы. Ядро Thunderbird использует 180-нм техпроцесс и содержит 256 кбайт кэша на чипе. Дизайн Palomino добавил поддержку SSE. У Athlon XP изменилась упаковка, а рейтинг PR успешно вернулся. Thoroughbred стал первым Athlon XP на основе 130-нм техпроцесса (с 256 кбайт кэша). Barton получил 512 кбайт кэша, но по-прежнему производился по 130-нм техпроцессу. Athlon XP и последующие модели использовали рейтинг PR вместо значений тактовых частот.

Следует отметить, что AMD также производила версии для серверов (Athlon MP) и ноутбуков (Athlon 4, Athlon XP Mobile), а также Geode NX (130 нм с кэшем 256 кбайт). AMD продавала Thorton (130 нм, 512 кбайт , 256 кбайт из которого было выключено) и планировала Trinidad, Athlon на основе 90-нм техпроцесса. Были и странности, связанные с PR: Athlon XP 2600+ работал на частотах 1900, 1917, 2000, 2083 или 2133 МГц, в зависимости от версии, например.

Duron и Sempron: Celeron от AMD

Нажмите на картинку для увеличения.

Производителям CPU, похоже, нравятся названия, заканчивающиеся на “-on”. Чтобы конкурировать с Celeron и дистанцироваться от Athlon, AMD представила Duron, который позднее был заменён Sempron. Два “бюджетных” процессора были, как правило, медленнее Athlon и использовали меньший объём кэш-памяти. Исключающий (эксклюзивный) дизайн кэша AMD позволил создавать процессоры с кэшем L2 меньше, чем у L1, поскольку последний не копировался в кэше L2 (в отличие от инклюзивной архитектуры кэша у Intel). Sempron является просто переименованным Athlon XP, некоторые версии оснащены меньшим объёмом кэш-памяти (в Thorton отключено 256 или 512 кбайт).

Помимо Spitfire, AMD также выпустила Duron Morgan (основан на Athlon XP, с поддержкой SSE) и Applebred (130 нм). Sempron продолжил свою карьеру с K8 Sempron 3400+, который является 64-битной версией Sempron.

K8: AMD переходит на 64 бита

Нажмите на картинку для увеличения.

K8 стал первым процессором x86, поддерживающим 64-битную адресацию. У архитектуры появились другие улучшения, такие как интегрированный контроллер памяти. Затем AMD выпустила целую армию процессоров на основе K8, но мы сконцентрируем внимание на моделях для массового рынка: линейке Athlon 64. На практике Opteron (серверная версия), Athlon 64 FX (high-end процессор) и Turion 64 (для мобильных ПК) очень тесно связаны. В целом, они отличаются только работой контроллера памяти и кэш-памяти, а также типом используемой памяти.

Процессоры Athlon 64 по-прежнему используют PR-число для индикации рейтинга продуктов, и существует много разных версий, которые отличаются, как правило, объёмом кэш-памяти и/или техпроцессом. Мы рассмотрели только две модели, но существует десяток или около того разных версий K8 только одного стандартного Athlon 64.

Athlon 64 X2: двуядерный процессор AMD

В 2005 году AMD изменила свою архитектуру, предложив двуядерную версию K8, так и появился Athlon 64 X2. Хотя процессор был создан из двух ядер K8, архитектура, использующая интерфейс HyperTransport, обеспечила высокую производительность в отличие от решения Intel, где за связь между ядрами в первых двуядерных процессорах отвечала FSB. Athlon 64 X2 вышел для разных сокетов и по-прежнему доступен на рынке (в сентябре 2008) как решение начального уровня.

Как и в случае Athlon 64, мы привели только две версии K8, хотя есть и другие варианты. Вполне понятно, что были выпущены серверные процессоры (Opteron), high-end процессоры (Athlon 64 FX) и мобильные процессоры (Turion 64 X2), а также и варианты начального уровня в виде Sempron X2. Последняя анекдотичная ситуация: AMD использует такое же кодовое название для своего процессора, что и Intel: Santa Rosa (двуядерный Opteron, который производится по 90-нм техпроцессу).

Phenom: K10 и Quad-Core

Нажмите на картинку для увеличения.

В 2007 AMD представила K10, который вышел под названием Phenom. Этот процессор во время своего выхода столкнулся с тяжёлыми проблемами: он был не такой быстрый, как конкурирующие модели Intel, в первых версиях были ошибки (в TLB), да и разгонялся он не очень хорошо. Впрочем, Phenom остался по-прежнему хорошим процессором. Его архитектура хорошо проработана и неплохо подходит, например, для серверов. Впрочем, сегодня Phenom более ориентирован в качестве “бюджетного” процессора, но он, по крайней мере, свободен от ранних ошибок, а с помощью технологии AMD ACC его мощно разгонять существенно сильнее, чем раньше.

Phenom совместим с Socket AM2 (с некоторыми ограничениями). Трёхъядерный Phenom X3 по сути является Phenom X4 с отключённым или дефектным четвёртым ядром.

Будущее Phenom

Нажмите на картинку для увеличения.

Теперь, в середине 2008 года, уже не секрет, что процессорам AMD тяжело бороться на фронте производительности. Но есть несколько оптимистичных прогнозов. Ранние тесты 45-нм Phenom показали интересные результаты, да и Fusion, смесь между GPU и CPU, тоже станет определённым прогрессом.

Будем надеяться, что финансовые проблемы AMD временные, и в будущем у компании ещё есть многие годы конкуренции с Intel на арене x86.