Procesor(i), tj. Athlon 64 jezgre

Novi Athlon 64 procesori proizvedeni su u 0.13 mikronskoj SOI
(silicon-on-insulator) tehnologiji. Tu iznaneđenja nema. Jezgra ima lijepih
105.9 milijuna tranzistora – dvostruko više nego dobri stari AthlonXP. Veliko
povećanje u broju tranzistora najviše je rezultat povećanja L2 cache memorije
na 1MB. AMD je uspio ograničiti termalnu disipaciju na maksimalnih 89W što nije
loš rezultat za 0.13 mikronski procesor koji radi na 1.5V. AMD je na Athlon
64 procesore napokon stavio i heat spreader koji smanjuje rizik lomljenja jezgre
prilikom montiranja hladnjaka. Bit će zanimljivo vidjeti koji će takt maksimalno
AMD uspjeti izvući iz 0.13 mikrona jer se Athlon 64 procesori ipak dosta griju
(procesori su tokom našeg testiranja znali dostići i do 49C sa stock hladnjakom).
AMD je na Athlon 64 procesore stavio i on-die termalnu diodu koja bi trebala
vrlo točno očitavati temperaturu procesora te, ukoliko jezgra postane pretopla,
omogućiti gašenje sistema na vrijeme. Zbog ove diode ne bismo više trebali viđati
spaljene AMD procesore.

Da bi omogućio veći takt za Athlon 64 procesore, AMD je produžio
pipeline – integer pipeline sada ima 12 faza, a floating-point 17 (kod AthlonXP
procesora integer pipeline ima 10, a floating-point 15 faza). Kada je Intel
izbacio P4 procesore, doživio je dosta kritika na račun neefikasnog pipelinea
(20 faza) te zbog toga niskog IPC-a (instructions per clock). Gledajući taj
primjer, bilo bi logično da će Athlon 64 procesori imati niži IPC spram starijeg
brata. No, nije tako jer je AMD popravio arhitekturu procesora. Cache memorije
tako sada ima sve skupa 1152kB (128kB L1 + 1024kB L2). L1 memorija koncipirana
je kao i na AthlonXP procesorima – sastoji se od 64kB instrukcijskog cachea
(Instruction cache) i 64kB cachea za podatke (Data cache). Kao i kod
AthlonXP procesora podaci u L1 cache memoriji se ne dupliciraju u L2 cacheu,
tj. cache arhitektura je ekskluzivnog karaktera. Da do dupliciranja podataka
ne bi došlo, AMD koristi ekskluzivne i spekulativne Translation Look-aside Buffere
(TLBs), tj. prediktivni algoritam koji onemogućava dupliciranje instrukcija
u cacheu. No, to što je princip rada isti ne znači da je arhitektura
cache memorije na Athlon 64 procesorima jednaka onoj na AthlonXP procesorima
– kako se radi o različitim arhitekturama, cache memorijski podsustav za Athlon
64 razvijen je posebno od onoga na XP-u. Između ostaloga, TLB-ovi na Athlonu
64 su veći (ima ih 40 za L1 i 512 za L2 cache, naspram 24 i 256 kod AthlonXP
procesora), imaju manju latenciju te bolji algoritam za predikciju. Rezultat
svega ovoga – Athlon 64 procesori su na istom taktu brži od AthlonXP procesora.

AMD je na Athlon 64 procesore dodao i podršku za SSE2 instrukcije.
Dodatak SSE2 instrukcija očekivao se još sa Thoroughbred jezgrom, no tek sada
ga je AMD odlučio implementirati. Međutim, sva ova poboljšanja su "male
bebe" u usporedbi s onom glavnom – integriranje memorijskog kontrolera
na sam procesor. Athlon 64 je prvi desktop procesor kojeg odlikuje ovakav feature.
Za ovakav potez se AMD nije odlučio slučajno – glavni motivirajući faktor bila
je izrada što efikasnijeg memorijskog kontrolera sa što manjom latencijom. Kao
što ćete vidjeti iz testova, AMD-u se trud itekako isplatio. Integrirani memorijski
kontroler za AMD nije novost – imaju ga i Opteroni iako u nešto drugačijem izdanju.
Ono što je, između ostaloga, AMD promijenio za potrebe svog desktop procesora
jest dodatak podrške za DDR400 memoriju (Opteroni trenutno podržavaju DDR333).
Naravno, kako se radi o srodnim proizvodima, za očekivati je vrlo skoro i DDR400
podršku na Opteronima.

Karakteristike
AMD Athlon 64 FX
AMD Athlon 64
AMD Athlon XP
Predstavljen
2003
2003
1999
Socket
Socket 940
Socket 754
Socket A
Tehnologija
0.13 mikrona, SOI
0.13 mikrona, SOI
0.13 mikrona
Broj tranzistora
105.9 milijuna
105.9 milijuna
54.3 milijuna
64-bitne instrukcije
Da, AMD64
Da, AMD64
Ne
32-bitne instrukcije
Da
Da
Da
Tehnologija sistemske sabirnice
HyperTransport
Full duplex, nezavisna
HyperTransport
Full duplex, nezavisna
FSB (Front Side Bus)
Single duplex, dvo-smjerna
Integrirani memorijski kontroler
Da
128-bita + 16-bitni ECC
PC3200, PC2700, PC2100 ili PC1600
Da
64 -bita + 8-bitni ECC
PC3200, PC2700, PC2100 ili PC1600
Ne
ovisi o chipsetu
Ukupni procesor-sistem bandwidth
HyperTransport: 6.4GB/s
Memorijski kontroler: 6.4GB/s @ 400MHz
Ukupno: 12.8 GB/s
HyperTransport: 6.4GB/s
Memorijski kontroler: 3.2GB/s @ 400MHz
Ukupno: 9.6 GB/s
Ukupno: 3.2GB/s @ 400MHz
Integrirani North Bridge
Da
128-bitni path na frekvencij CPU-a
Da
128-bitni path na frekvencij CPU-a
Ne
ovisi o chipsetu
64-bitni path @ 200MHz
Cache memorija
L1: 128KB
L2: 1024KB (ekskluzivno)
Ukupno: 1152KB
L1: 128KB
L2: 1024KB (ekskluzivno)
Ukupno: 1152KB
L1: 128KB
L2: 512KB (ekskluzivno)
Ukupno: 640KB
3D i Multimedia instrukcije
3DNow! Professional, SSE2
3DNow! Professional, SSE2
3DNow! Professional

No, prije nego što krenemo dalje moramo stati i reći jednu stvar – Athlon 64
linija sastoji se od dva procesora – od Athlona 64 i Athlona 64 FX. Koja je
razlika između ova dva modela? Upravo u integriranom memorijskom kontroleru.
Athlon 64 ima na sebi 64-bitni memorijski kontroler dok Athlon 64 FX ima 128-bitni.
U neku ruku bi se moglo reći da Athlon 64 ima jednokanalni, a Athlon 64 FX dvokanalni
memorijski kontroler, no točnije bi bilo reći da jedan ima uski (narrow), a
drugi široki (wide) memorijski kontroler (64 vs 128-bita). Zbog ove razlike
Athlon 64 i Athlon 64 FX procesori ne koriste isti Socket – Athlon 64 koristi
Socket 754, a Athlon 64 FX koristi Socket 940. Uz to, Athlon 64 FX sistemi rade
samo sa registered DDR memorijom.