Журнал Радио 12 номер 2000 год.

Журнал Радио 12 номер 2000 год. ПРОЦЕССОРЫ AMD СЕДЬМОГО ПОКОЛЕНИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕНЕНИЕ А. ГРИШИН, г. Москва   Все современные процессоры для IBM-совместимых компьютеров являются, как известно, потомками теперь уже легендарного Intel 8086. Корпорация Intel и в настоящее время занимает первое место в мире по объему выпуска процессоров. На втором месте традиционно — сравнительно молодая фирма AMD (Advanced Micro Device). Ее изделия выпускались с некоторым отставанием от Intel по тактовой частоте, но вбирали достижения, еще не реализованные Intel. Такое положение сохранялось до середины 1999 г., когда AMD первой начала выпуск процессоров седьмого поколения К7, которым было дано имя Athlon (в переводе с античного греческого — победитель). Они имеют качественно новый уровень построения, чем и обусловлено отсутствие достаточно полной информации об их характеристиках и применении. Особенно ощутим этот недостаток сегодня, когда цены на процессоры снизились настолько, что стали доступны массовому потребителю. Цель статьи — восполнить досадные информационные пробелы.

К концу 1999 г. продавалось пять видов AMD Athlon с тактовыми частотами от 500 до 700 МГц. В это время Intel объявила о начале выпуска в первом квартале 2000 г. 800-мегагерце-вой модификации Pentium III, но в наступившем году AMD приступила к производству гигагерцевых процессоров, а прошло буквально два дня и Intel заявила о выпуске аналогичных по частоте изделий. В итоге ситуация на рынке процессоров для IBM-совместимых компьютеров изменилась, и сегодня можно говорить о наличии двух первых (или ведущих) фирм-изготовителей.

Первый и главный вопрос, возникающий в этой ситуации: какой из идентичных по частоте процессоров двух фирм лучший? В проспектах AMD приводятся результаты тестирования AMD Athlon и Pentium III с одинаковой частотой, согласно которым первый в разных тестах опережает второй на 10...20%.

Попробуем оценить достоверность этих результатов. Названные процессоры несовместимы по электрическим параметрам и потому могут работать только со "своими" системными платами. А это изначально нарушает чистоту эксперимента, поскольку фактически сравниваются не процессоры, а компьютеры. Производительность же компьютера зависит не только от процессора, но и от остальных его составляющих (например, недостаточный объем оперативной памяти способен резко снизить быстродействие).

Далее. Сравнение двух компьютеров — это фактически сравнение многофакторных систем, в которых вычленить влияние одного из них с высокой точностью просто невозможно — она будет "растворяться" и "смазываться" влиянием других факторов. Поэтому можно утверждать, что разница в производительности двух процессоров (именно процессоров, а не компьютеров) менее 30% находится за пределами реально ощутимой.

Полученные тестированием результаты зависят и от класса решаемых задач, поэтому в одних случаях возможен выигрыш, а в других — проигрыш. Приведенные в проспектах данные подтверждают это — разные тесты показывают разный выигрыш по производительности. Испытания же по всем возможным видам задач просто нереальны. К тому же сравнение названных процессоров по производительности не вполне корректно, так как, строго говоря. Pentium III не является процессором седьмого поколения. Остается напомнить, что тестирование проводилось фирмой AMD.

Из сказанного можно сделать только один достоверный вывод: Athlon и Pentium III находятся примерно на одном уровне. И в этих условиях главным фактором для выбора процессора становится его цена, точнее цена комплекта, состоящего из процессора и системной платы. А по этому вполне объективному показателю преимущество на стороне AMD Athlon, в чем нетрудно убедиться, просмотрев каталоги и прайс-листы торгующих фирм.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССОРАХ ATHLON

Основа AMD Athlon — высокопроизводительный RISC-процессор, который преобразует параллельный мультиканальный декодер команд в х86 процессор. Он имеет девятипоточную конвейерную суперскалярную архитектуру, включающую в себя три асинхронных суперскалярных конвейерных блока операций с целыми числами, столько же асинхронных суперскалярных конвейерных блоков вычисления адресов и усовершенствованное динамическое предсказание ветвлений.

Впервые примененная в Pentium мультмедийная технология ММХ была внедрена и в процессоры AMD пятого поколения, а в 1998 г. начался выпуск процессоров Кб с созданной (и запатентованной) AMD технологией 3DNow! Первым изделием с этой технологией был AMD К6-2-266, который выпускался наряду с "обычными" процессорами К6-266. В отличие от ММХ технология 3DNow! позволяет обрабатывать числа с плавающей запятой, что необходимо для программ, требующих быстрого проведения сложной математической обработки информации (объемная графика, музыка и т. п.). В процессорах Athlon эту работу выполняют три суперскалярных конвейерных блока арифметики с плавающей запятой.

AMD Athlon разрабатывались с расчетом на надежную работу в многопроцессорных системах рабочих станций и серверов. Максимальное число процессоров в таких системах определяется только применяемым чипсетом, сами они каких-либо ограничений не имеют. Все модификации Athlon надежно работают практически со всем созданным для IBM-совместимых компьютеров программным обеспечением.

Современные процессоры характеризуются двумя частотами: внутренней (тактовой), обычно называемой частотой ядра (она. собственно, и указывается в обозначении процессора), и внешней, с которой он "общается" с внешним — для него — миром (ее называют частотой системной шины). По мере совершенствования процессоров естественно и логично возрастали рабочие частоты ядра и при достижении определенного значения увеличивалась частота системной шины. т. е. "количество" (частота ядра) как бы переходило в "качество" (частоту системной шины). У современных Pentium III частота системной шины равна 133 МГц.

Такой путь развития процессоров естествен и логичен, но логика — далеко не лучшее средство решения проблем в науке и технике. Это еще раз подтвердила AMD. предложив принципиально новый путь решения проблемы. В обычных процессорах (впрочем, как и во всей цифровой электронике) активным является только один из перепадов импульсов — фронт или спад. В AMD Athlon активны оба перепада — и фронт, и спад импульсов. Это позволяет как бы раздвоить частоту системной шины — 100 МГц на материнской плате соответствуют 200 МГц рабочей час-готы процессора. Преимущества такого решения очевидны — удвоение частоты процессора происходит без увеличения частоты системной платы. Скорость обменз последней с внешними (для нее) устройствами лимитируется рядом факторов, в том числе и протоколами обмена, поэтому увеличение частоты системной шины не приводит к пропорциональному увеличению производительности компьютера и необходимо только для процессора.

Intel 8086 выпускались в стандартном корпусе DIP и устанавливались в ооычные для микросхем панели. По мере совершенствования процессоров и увеличения числа их выводов "росли" и панели — для Pentium уже применялись хорошо всем известные панели Socket 7. Они были "бесхозными", поскольку патентовать их никому не приходило в голову, и пользоваться ими могли все желающие. Такое положение было удобно для всех производителей, оно позволяло создавать системные платы, пригодные для процессоров разных фирм. Решив оторваться от конкурентов. Intel для процессоров Pentium II применила щелевой разьем, названный Slot 1. Он был запатентован и потому "закрыт" для других фирм. Процессоры AMD шестого поколения выпускались под Socket 7, но для седьмого фирма была вынуждена создать и запатентовать свой щелевой разъем — Slot А. Конструктивно он идентичен Slot 1, однако из-за использования разных интерфейсов несовместим с ним по электрическим параметрам. В результате произошло окончательное разделение процессорных линий Intel и AMD — изделия стали несовместимыми по электрическим параметрам и могли работать только со "своими" системными платами.

Микросхема процессора Athlon изготавливается по 0.18 мкм технологии и имеет шестислойную структуру с медными проводниками. На кристалле площадью 102 мм' размещено около 22 млн транзисторов, в том числе кэш память первого уровня L1 объемом 128 Кбайт.

Процессор имеет узел опознавания, благодаря которому системная плата автоматически устанавливает коэффициент умножения частоты и напряжение питания ядра соответственно модификации процессора. Конечно, это обстоятельство огорчительно для любителей "разгона" процессоров, но и для них есть утешение — на многих системных платах предусмотрены переключатели частоты системной шины (например. GIGABYTE GA-7IXE позволяет устанавливать 90. 95.100. 105. 110 и 115 МГц). Серийный номер (номер идентификации) в процессоры не "зашивается".

Микросхема процессора смонтирована на многослойной печатной плате с позолоченными контактами разъема. На ней расположены также две микросхемы кэш-памяти второго уровня L2 объемом 512 Кбайт, узел опознавания и вспомогательные радиоэлектронные элементы. Плата заключена в корпус из теплопроводной пластмассы, который обеспечивает механическую защиту конструкции.

Напряжение питания ядра процессоров К7-500-К7-750 - 1.6: К7-800-К7-850 - 1.7: K7-S00-K7-1000 — 1.8 В. цепей ввода-вывода всех модификаций — 3.3 В.

Маркировка процессоров AMD Athlon, выпускаемых в корпусе под Slot А. показана на рисунке.

Создан и кристалл, содержащий, кроме L1. кэш-память L2. что позволило "вернуть" процессор в традиционный малогабаритный корпус PGA со штырьковыми выводами. Под него разработана новая конструкция гнездового разъема — Socket А. В настоящее время AMD Athlon выпускаются в двух исполнениях — под Slot А и Socket А.

На рынке появились также процессоры Duron. Они являются облегченной версией еще одной разновидности Athlon — процессора Thunderbird с интегрированной на кристалле кэшпамятью L2 объемом 256 Кбайт. AMD Duron выпускаются с рабочими частотами 600. 650 и 750 МГц и размещены в корпусе под Socket А. Их максимальная рассеиваемая мощность снижена до 25 Вт (у Athlon — 45 Вт). Уменьшение объема размещенной на кристалле кэш-памяти до 192 Кбайт (128 — L1, 64 — L2) позволило снизить цену до уровня, делающего их привлекательными для применения в недорогих массовых компьютерах.

ОХЛАДИТЕЛИ

Внешне Intel Pentium III и AMD Athlon очень похожи, но небольшие конструктивные различия требуют применения разных охладителей (впрочем, выпускаются и универсальные, их можно устанавливать на оба вида процессоров). Существуют два варианта этих устройств — с одним и с двумя вентиляторами. Для процессоров с тактовыми частотами до 750 МГц включительно достаточно охладителя с одним вентилятором, модификации с частотами 800 Mгц и выше требуют использования второго варианта.

Вентиляторы охладителей имеют встроенный датчик частоты вращения крыльчатки, сигнал которого в системных платах форм-фактора АТХ используется в качестве сигнала обратной связи. В состав некоторых плат входит измеритель температуры процессора, по сигналу которого узел управления вентилятором устанавливает (изменением напряжения на электродвигателе) требуемую частоту вращения крыльчатки. В одних платах, например, фирмы ASUSTeK. датчик температуры наклеен непосредственно на охладитель и гибкими проводами соединен с разъемом на плате, в других, например. Gigabyte, выполнен в виде расположенного на ней пружинящего лепестка, который прижимается к охладителю

СИСТЕМНЫЕ ПЛАТЫ

Для процессоров Athlon фирма AMD выпускает собственный набор системной логики (чипсет) AMD-750. В его состав входят системный контроллер AMD-751 и контроллер шины периферии AMD-756 Первый имеет шинный интерфейс, отвечающий требованиям PCI.2.2 и поддерживающий до 6 PCI-устройств. обеспечивает работу с модулями памяти DIMM SDRAM типа PC 100 с общим объемом до 768 Мбайт, поддерживает спецификации AGP 2.0 для режимов работы 1х и 2х AGP. Контроллер AMD-756 имеет улучшенный IDE-контроллер, поддерживающий Ultra DMA-33/66. содержит соответствующий спецификации РС97 мост PCI—ISA со встроенным кош роллером шины ISA. встроенный ОНС╡-совместимый контроллер шины USB на один хаб и четыре поста, поддерживает Plug Play и стандарты управления питанием ACPI 1.0 и АРМ 1.2.

О разработке собственных чипсетов объявили и ведущие поставщики системной логики — VIA Technologies. Acer Laboratories, Ali и ряд других.


Показать в полный размер

В настоящее время в продаже имеется широкий выбор системных плат для процессоров AMD Athlon, выпускаемых фирмами ASUSTeK. Biostar. FIC, Microstar, Gigabyte. ABIT и др. В них предусмотрен встроенный контроль основных параметров: температуры охладителя, напряжений питания и т. п. — войдя в BIOS SETUP, все эти параметры можно увидеть на экране монитора. Характерная особенность плат для процессоров седьмого поколения — уменьшение до одного-двух слотов шины ISA и увеличение до пяти слотов более "быстрой" шины PCI. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе плат дополнительной комплектации компьютера.

Основные характеристики некоторых системных плат для процессоров AMD Athlon приведены в таблице.

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Системные платы для процессоров Athlon рассчитаны на применение широко распространенных модулей синхронной динамической памяти DIMM SDRAM. Как уже отмечалось, благодаря особенностям построения процессоров в системных платах надежно работает память типа PC 100. Конечно, возможно применение и более быстродействующей памяти PC 133, но гарантировать реальное повышение быстродействия компьютера в этом случае невозможно. Причина в том. что работа памяти организована по конвейерному принципу и синхронизируется тактовыми импульсами системной платы. И если сокращение времени оказывается менее одного такта, выигрыша не будет — все равно придется дожидаться следующего такта. К этому следует добавить, что не все чипсеты и BIOS способны сокращать число рабочих тактов.

Объем памяти выбирают по обычному для персональных компьютеров критерию — он должен быть достаточным, чтобы обеспечить нормальную работу программ: 64 — для WINDOWS 98; 128 — для быстрой объемной графики (например, "крутых" 3D-"стрелялок") и 256 Мбайт — для математически насыщенных прикладных программ. Покупать рекомендуется только продукцию хорошо известных фирм — Micron. Nec, Fujitsu. Hyundai, Samsung. Действительно хорошая память PC 133 стоит намного дороже аналогичной по объему PC 100. и в этом отношении процессоры Athlon позволяют сэкономить не только деньги, но и время на поиск подходящей памяти.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 12 номер 2000 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.