Справочник
Процессоры и чипсеты »
»

Путеводитель по AMD Athlon II, Phenom II K10. Часть 1

Путеводитель по процессорам AMD Athlon II, Phenom II

После прорыва начала «нулевых» AMD благополучно вернулась в своё обычное состояние вечно догоняющего и, несмотря на довольно интересные и, бесспорно, передовые технические решения, даже не пытается конкурировать с Intel по объёмам продаж.

По данным на середину 2009 года, на долю компании приходится порядка 14,5% рынка микропроцессоров.
При этом некогда фирменные «фишки» чипов AMD — например, 64-разрядные расширения инструкций или встроенный в процессор контроллер оперативной памяти — давно используются в чипах главного конкурента.

Продукция AMD сегодня занимает две весьма узкие ниши: ультрабюджетных процессоров для постройки компьютеров эконом-класса и производительных моделей, предлагаемых в три-пять раз дешевле сравнимых по возможностям чипов Intel.

Именно этим объясняется тот факт, что на прилавках магазинов можно обнаружить процессоры AMD самых разных семейств и поколений — от доисторических Sempron и Athlon на базе заслуженной архитектуры K8 для разъёма Socket 939 до ультрасовременных шестиядерных Phenom II X6.

Как бы то ни было, в AMD сейчас делают ставку на архитектуру K10, поэтому речь пойдёт именно о процессорах, сконструированных на её основе.
К ним относятся Phenom и Phenom II, а также их бюджетный вариант, застенчиво названый Athlon II.

Исторически первыми чипами на базе K10 были четырёхъядерные Phenom X4 (кодовое название Agena), выпущенные в ноябре 2007 года.
Чуть позже, в апреле 2008 года появились трёхъядерные Phenom X3 — первые в мире центральные процессоры для настольных компьютеров, в которых на одном кристалле расположено три ядра.

В декабре 2008 года с переходом на 45-нанометровый техпроцесс было представлено обновлённое семейство Phenom II, а в феврале чипы получили новый разъём Socket AM3.
Серийный выпуск четырёхъядерных Phenom II X4 начался в январе 2009 года, трёхъядерных Phenom II X3 — в феврале 2009 года, двухъядерных Phenom II X2 — в июне 2009 года, а шестиядерных Phenom II X2 — буквально только что, в апреле 2010 года.

Athlon II — современная замена Sempron — представляет собой Phenom II, лишённый одного из важнейших его достоинств — большой кэш-памяти третьего уровня (L3), общей для всех ядер.
Выпускается в двух-, трёх- и четырёхъядерных вариантах.
Athlon II X2 производится с июня 2009 года, X4 — c сентября 2009 года, а X3 — с ноября 2009 года.

Архитектура AMD K10

Каковы принципиальные отличия архитектуры K10 от K8 ?
Прежде всего, в процессорах K10 все ядра выполнены на одном кристалле и снабжены выделенной кэш-памятью L2.
В чипах Phenom/Phenom 2 и серверных Opteron также предусмотрена общая для всех ядер кэш-память L3, объём которой составляет от 2 до 6 Мб.

Второе важное преимущество K10 — новая системная шина HyperTransport 3.0 с пиковой пропускной способностью до 41,6 ГБайт/с в обоих направлениях в 32-битном режиме или до 10,4 ГБайт/с в одном направлении в 16-битном режиме и частотой до 2,6 ГГц.
Напомним, что максимальная рабочая частота предыдущей версии HyperTransport 2.0 составляет 1,4 ГГц, а пиковая пропускная способность — до 22,4 или 5,6 ГБайт/с.

Широкая шина особенно важна для многоядерных процессоров, при этом в HyperTransport 3.0 предусмотрена возможность конфигурации канала, что позволяет предоставить каждому ядру собственную независимую линию.
Кроме того, процессор K10 способен динамически изменять ширину и рабочую частоту шины пропорционально собственной частоте.

При этом нужно отметить, что в настоящее время в чипах AMD шина HyperTransport 3.0 работает с намного меньшей скоростью, чем максимально допустимая.
В зависимости от модели применяются три режима: 1,6 ГГц и 6,4 ГБайт/с, 1,8 ГГц и 7,2 ГБайт/с и 2 ГГц и 8,0 ГБайт/с.
В выпускаемых чипах пока не используются ещё два заложенных в стандарт режима — 2,4 ГГц и 9,6 ГБайт/с и 2,6 ГГц и 10,4 ГБайт/с.

В процессоры K10 встраиваются два независимых контроллера оперативной памяти, что ускоряет доступ к модулям в реальных условиях эксплуатации.
Контроллеры способны работать с памятью DDR2-1066 (модели для разъёма AM2+ и AM3) или DDR3 (чипы для разъёма AM3).

Поскольку интегрированный в Phenom II и Athlon II для Socket AM3 контроллер поддерживает оба типа оперативной памяти, а разъём AM3 обратно совместим с AM2+, новые ЦП могут устанавливаться на старые платы для AM2+ и работать с памятью DDR2.

Это означает, что при покупке Phenom II для апгрейда вам не придётся сразу же менять и системную плату, а также приобретать оперативную память другого типа — как, например, в случае с чипами Intel i3/i5/i7.

Путеводитель по процессорам AMD Athlon II, Phenom II

В микропроцессорах с архитектурой K10 реализован целый набор модернизированных технологий энергосбережения — AMD Cool’n’Quiet, CoolCore, Independent Dynamic Core и Dual Dynamic Power Management.

Эта сложная система позволяет автоматически снижать энергопотребление всего чипа в режиме простоя, обеспечивает независимое управление питанием контроллера памяти и ядер и способна отключать неиспользуемые элементы процессора.

AMD Athlon II, Phenom II

AMD Athlon II, Phenom II

Наконец, сами ядра также были существенно усовершенствованы.
Была переработана конструкция блоков выборки, предсказания переходов и ветвлений, диспетчеризации, что позволило оптимизировать загрузку ядра и, в конечном итоге, повысить производительность.

Разрядность блоков SSE была увеличена с 64 до 128 бит, появилась возможность выполнять 64-разрядные инструкции как одну, была добавлена поддержка двух дополнительных инструкций SSE4a (не путать с наборами инструкций SSE4.1 и 4.2 в процессорах Intel Core).

Здесь необходимо упомянуть о конструктивном дефекте, выявленном в серверных Opteron (кодовое название Barcelona) и в Phenom X4 и X3 первых выпусков — так называемой «ошибке TLB», которая в своё время привела к полному прекращению поставок всех Opteron ревизии B2.
В очень редких случаях при высокой загрузке из-за конструктивного недостатка блока TLD кэш-памяти L3 система могла вести себя нестабильно и непредсказуемо.

Дефект был признан критически важным для серверных систем, из-за чего и была приостановлена отгрузка всех выпущенных Opteron.
Для десктопных Phenom был выпущен специальный патч, отключающий средствами BIOS дефектный блок, но при этом производительность процессора заметно падала.
С переходом на ревизию B3 проблема была полностью устранена, и в продаже такие чипы уже давно не встречаются.

1 · 2 · 3
Справочник