История AMD в процессорах
Редакция THG,  4 сентября 2008


AMD клонирует Intel

История AMD в процессорах

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.

AMD 8086
Кодовое название ?
Дата выпуска 1982
Архитектура 16 бит
Шина данных 16 бит
Шина адреса 20 бит
Макс. объём памяти 1 Мбайт
Кэш L1 Нет
Кэш L2 Нет
Тактовая частота 5-10 МГц
FSB Та же, что и тактовая частота
FPU 8087
SIMD Нет
Техпроцесс 3000 нм
Число транзисторов 29 000
Энергопотребление ?
Напряжение 5 В
Площадь кристалла 16 мм²
Число ножек 40 контактов

Am286: производится по лицензии, но работает быстрее

История AMD в процессорах

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!

Am286
Кодовое название ?
Дата выпуска 1983
Архитектура 16 бит
Шина данных 16 бит
Шина адреса 24 бит
Макс. объём памяти 16 Мбайт
Кэш L1 Нет
Кэш L2 Нет
Тактовая частота 8-20 МГц
FSB Равна тактовой частоте
FPU 80287
SIMD Нет
Техпроцесс 1500 нм
Число транзисторов 134 000
Энергопотребление ?
Напряжение 5 В
Площадь кристалла 49 мм²
Число ножек 68 контактов

Am386: 40-МГц 386

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.

Am386
Кодовое название ?
Дата выпуска 1991
Архитектура 32 бит
Шина данных 32 бит
Шина адреса 32 бит
Макс. объём памяти 4096 Мбайт
Кэш L1 Нет
Кэш L2 Нет
Тактовая частота 12-40 МГц
FSB Равна тактовой частоте
FPU 80387
SIMD Нет
Техпроцесс 1500 - 1000 нм
Число транзисторов 275 000
Энергопотребление 2 Вт (33 МГц)
Напряжение 5 Вт
Площадь кристалла 42 мм²
Число ножек 132 контакта

Am486: последний клон

История AMD в процессорах

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 5x86, 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 5x86, с которым AMD начала использовать так называемый "Pentium Rating/рейтинг Pentium" (5x86 PR 75), который остался на последующие годы и даже захватил линейку Athlon 64 X2.

Am486 / 5x86
Кодовое название ? X5
Дата выпуска 1993 1995
Архитектура 32 бита 32 бита
Шина данных 32 бита 32 бита
Шина адреса 32 бита 32 бита
Макс. объём памяти 4096 Мбайт 4096 Мбайт
Кэш L1 8 кбайт 16 кбайт
Кэш L2 На материнской плате (на частоте FSB) На материнской плате (на частоте FSB)
Тактовая частота 16-120 МГц 133 МГц
FSB 16-50 МГц 33 МГц
FPU Встроен Встроен
SIMD Нет Нет
Техпроцесс 1000 - 800 нм 350 нм
Число транзисторов 1 185 000 ?
Энергопотребление ? ?
Напряжение 5 В - 3,3 В 3,45 В
Площадь кристалла 81 - 67 мм² ?
Число ножек 168 контактов 168 контактов

K5: собственный процессор AMD

История AMD в процессорах

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.

AMD K5
Кодовое название SSA/5, 5k86
Дата выпуска 1996
Архитектура 32 бита
Шина данных 64 бита
Шина адреса 32-бита
Макс. объём памяти 4096 Мбайт
Кэш L1 16 кбайт + 8 кбайт
Кэш L2 На материнской плате (на частоте FSB)
Тактовая частота 75-133 МГц (PR75 - PR200)
FSB 50-66 МГц
FPU Встроен
SIMD Нет
Техпроцесс 500 - 350 нм
Число транзисторов 4,3 млн.
Энергопотребление 11-16 Вт
Напряжение 3,52 В
Площадь кристалла 251 - 181 мм²
Число ножек Socket 5 или 7

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

История AMD в процессорах

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 K6, K6-2, K6-III
Кодовое название K6, Little Foot (250 нм) K6-3D, Chomper Sharptooth
Дата выпуска 1997/1998 1998 1999
Архитектура 32 бита 32 бита 32 бита
Шина данных 64 бита 64 бита 64 бита
Шина адреса 32 бита 32 бита 32 бита
Макс. объём памяти 4096 Мбайт 4096 Мбайт 4096 Мбайт
Кэш L1 32 кбайт + 32 кбайт 32 кбайт + 32 кбайт 32 кбайт + 32 кбайт
Кэш L2 На материнской плате (на частоте FSB) На материнской плате (на частоте FSB) 256 кбайт (на частоте CPU)
Кэш L3 Нет Нет На материнской плате (на частоте FSB)
Тактовая частота 166-300 МГц 300-550 МГц 400-450 МГц
FSB 50-66 МГц 66-100 МГц 100 МГц
FPU Встроен Встроен Встроен
SIMD MMX MMX, 3DNow! MMX, 3DNow!
Техпроцесс 350 - 250 нм 250 нм 250 нм
Число транзисторов 8,8 млн. 9,3 млн. 21,3 млн.
Энергопотребление 12-28 Вт 13-25 Вт 10-17 Вт
Напряжение 2,2 В - 2,9 В - 3,2 В 2,2 В - 2,4 В 2,2 В - 2,4 В
Площадь кристалла 157-68 мм² 81 мм² 118 мм²
Число ножек Socket 7 Socket 7 / Super Socket 7 Super Socket 7

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

История AMD в процессорах

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).

AMD Athlon (K7, K75)
Кодовое название Argon (K7) Pluto, Orion (K75)
Дата выпуска 1999 1999
Архитектура 32 бита 32 бита
Шина данных 64 бита 64 бита
Шина адреса 32 бита 32 бита
Макс. объём памяти 4096 Мбайт 4096 Мбайт
Кэш L1 64 кбайт + 64 кбайт 64 кбайт + 64 кбайт
Кэш L2 Slot A (1/2 CPU) Slot A (1/2, 2/5 или 1/3 CPU)
Тактовая частота 500-700 МГц 550-1000 МГц
FSB 100 МГц (DDR) 100 МГц (DDR)
FPU Встроен Встроен
SIMD MMX, Enhanced 3DNow! MMX, Enhanced 3DNow!
Техпроцесс 250 нм 180 нм
Число транзисторов 22 млн. 22 млн.
Энергопотребление 42-50 Вт 31-65 Вт
Напряжение 1,6 В 1,6-1,8 В
Площадь кристалла 184 мм² 102 мм²
Число ножек Slot A Slot A

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

История AMD в процессорах

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.

AMD Athlon
Кодовое название Thunderbird Palomino/XP Thoroughbred Barton
Дата выпуска 2000 2001 2002 2003
Архитектура 32 бита 32 бита 32 бита 32 бита
Шина данных 64 бита 64 бита 64 бита 64 бита
Шина адреса 32 бита 32 бита 32 бита 32 бита
Макс. объём памяти 4096 Мбайт 4096 Мбайт 4096 Мбайт 4096 Мбайт
Кэш L1 64 кбайт + 64 кбайт 64 кбайт + 64 кбайт 64 кбайт + 64 кбайт 64 кбайт + 64 кбайт
Кэш L2 256 кбайт (на частоте CPU) 256 кбайт (на частоте CPU) 256 кбайт (на частоте CPU) 512 кбайт (на частоте CPU)
Тактовая частота 650-1400 МГц 1000-1733 МГц 1200-2250 МГц 1400-2200 МГц
FSB 100/133 МГц (DDR) 133 МГц (DDR) 133/166 МГц (DDR) 166/200 МГц (DDR)
FPU Встроен Встроен Встроен Встроен
SIMD MMX, Enhanced 3DNow! MMX, Enhanced 3DNow!, SSE MMX, Enhanced 3DNow!, SSE MMX, Enhanced 3DNow!, SSE
Техпроцесс 180 нм 180 нм 130 нм 130 нм
Число транзисторов 37 млн. 37,5 млн. 37,2 млн. 54,3 млн.
Энергопотребление 38-72 Вт 46-72 Вт 49-68 Вт 60-76 Вт
Напряжение 1,7-1,75 В 1,75 В 1,5-1,65 В 1,65 В
Площадь кристалла 120 мм² 129,26 мм² 84,66 мм² 100,99 мм²
Число ножек Socket A Socket A Socket A Socket A

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

История AMD в процессорах

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).

AMD Duron and Sempron
Кодовое название Spitfire Thorton
Дата выпуска 2000 2004
Архитектура 32 бита 32 бита
Шина данных 32 бита 32 бита
Шина адреса 32 бита 32 бита
Макс. объём памяти 4096 Мбайт 4096 Мбайт
Кэш L1 64 кбайт + 64 кбайт 64 кбайт + 64 кбайт
Кэш L2 64 кбайт (на частоте CPU) 256 кбайт (на частоте CPU)
Тактовая частота 600-950 МГц 1500-2000 МГц
FSB 100 МГц (DDR) 166 МГц (DDR)
FPU Встроен Встроен
SIMD MMX, Enhanced 3DNow! MMX, Enhanced 3DNow!, SSE
Техпроцесс 180 нм 130 нм
Число транзисторов 25 млн. 54,3 млн.
Энергопотребление 27-41 Вт 62 Вт
Напряжение 1,5-1,6 В 1,6 В
Площадь кристалла 100 мм² 100,99 мм²
Число ножек Socket A Socket A

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

История AMD в процессорах

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.

AMD Athlon 64
Кодовое название ClawHammer Orleans
Дата выпуска 2003 2006
Архитектура 64 бита 64 бита
Шина данных 64 бита 64 бита
Шина адреса 64 бита 64 бита
Макс. объём памяти 1 Тбайт 1 Тбайт
Кэш L1 64 кбайт + 64 кбайт 64 кбайт + 64 кбайт
Кэш L2 1024 кбайт (на частоте CPU) 512 кбайт (на частоте CPU)
Тактовая частота 1800-2400 МГц 1800-2600 МГц
Контроллер памяти DDR-400, 1 канал DDR2-667, 2 канала
FSB 800 МГц (HTT) 1000 МГц (HTT)
FPU Встроенный Встроенный
SIMD MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2 MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3
Техпроцесс 130 нм 90 нм
Число транзисторов 105,9 млн. 81,1 млн.
Энергопотребление 89 Вт (TDP) 62 Вт (TDP)
Напряжение 1,5 В 1,25-1,4 В
Площадь кристалла 193 мм² 103 мм²
Число ножек Socket 754 Socket AM2

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

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.

AMD Athlon 64 X2
Кодовое название Toledo Brisbane
Дата выпуска 2005 2006
Архитектура 64 бита 64 бита
Шина данных 64 бита 64 бита
Шина адреса 64 бита 64 бита
Макс. объём памяти 1 Тбайт 1 Тбайт
Кэш L1 64 кбайт + 64 кбайт x 2 64 кбайт + 64 кбайт x 2
Кэш L2 1024 кбайт x 2 (на частоте CPU) 512 кбайт x 2 (на частоте CPU)
Тактовая частота 2200-2400 МГц 1900-3100 МГц
Контроллер памяти DDR-400, 2 канала DDR2-800, 2 канала
FSB 1000 МГц (HTT) 1000 МГц (HTT)
FPU Встроен Встроен
SIMD MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3 MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3
Техпроцесс 90 нм 65 нм
Число транзисторов 233,2 млн. 153 млн.
Энергопотребление 89/110 Вт (TDP) 65/89 Вт (TDP)
Напряжение 1,35-1,4 В 1,25-1,35 В
Площадь кристалла 199 мм² 126 мм²
Число ножек Socket 939 Socket AM2

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

История AMD в процессорах

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.

AMD Phenom
Кодовое название Agena (X4) Toliman (X3)
Дата выпуска 2007 2008
Архитектура 64 бита 64 бита
Шина данных 64 бита 64 бита
Шина адреса 64 бита 64 бита
Макс. объём памяти 1 Тбайт 1 Тбайт
Кэш L1 64 кбайт + 64 кбайт x 4 64 кбайт + 64 кбайт x 3
Кэш L2 512 кбайт x 4 (на частоте CPU) 512 кбайт x 3 (на частоте CPU)
Кэш L3 2 Мбайт (на частоте HT link) 2 Мбайт (на частоте HT link)
Тактовая частота 1800-2600 МГц 2100-2400 МГц
Контроллер памяти DDR2-1066, 2 канала DDR2-1066, 2 канала
FSB 2000 МГц (HTT) 2000 МГц (HTT)
FPU Встроен Встроен
SIMD MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a
Техпроцесс 65 нм 65 нм
Число транзисторов 450 млн. 450 млн.
Энергопотребление 65/125 W (TDP) 95 W (TDP)
Напряжение 1,25 В 1,25 В
Площадь кристалла 285 мм² 285 мм²
Число ножек Socket AM2+ Socket AM2+

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

Будущее Phenom

История AMD в процессорах

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.

КОНЕЦ СТАТЬИ


Координаты для связи с редакцией:

Общий адрес редакции: thg@thg.ru;
Размещение рекламы: Roman@thg.ru;
Другие координаты, в т.ч. адреса для отправки информации и пресс-релизов, приглашений на мероприятия и т.д. указаны на этой странице.


Все статьи: THG.ru

 

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru