Процессоры AMD Архитектура и эволюция (стр. 3 из 3)

64-битные процессоры

Основные преимущества 64-битной архитектуры микропроцессоров заключаются в доступе к памяти. Если вы возьмёте два идентичных микропроцессора, пусть один из них будет 32-битным, а другой – 64-битным, то последний сможет адресовать намного больший объем памяти, чем 32-битный (2 в 64 против 2 в 32). Для тех клиентов, которых ограничивают объём адресуемой памяти 32-битной архитектуры (4 Гбайт), единственным решением Intel с высоким уровнем производительности является Itanium, однако если вам ещё нужна и высокая производительность в x86 приложениях, то Intel ничего вам не предложит. Типичными приложениями, базирующимися на 64-битной технологии, можно считать большие базы данных и программы по проектированию - CAD. Если стандартная 32-битная система может адресовать максимум 4 Гбайт, то при 64-битной адресации компьютер получает в своё распоряжение, по меньшей мере, 16 Тбайт. Имейте в виду, что большие базы данных сегодня уже значительно превысили объём в 4 Гбайт. Чтобы обойти 32-битное ограничение в 4 Гбайт, в Windows 2000 и XP благодаря использованию расширения физических адресов (Physical Address Extension, PAE) и промышленной архитектуры памяти (Enterprise Memory Architecture) позволяется адресация приложениям до 8 Гбайт памяти (Advanced Server) и 64 Гбайт памяти (Data Center Server). Однако подобные решения не являются быстрыми, поскольку они применяют технику, подобную EMS-памяти, как при 16-битных вычислениях. Кроме того, 64 Гбайт всё равно является пределом 32-битных процессоров. Приложения, которым необходим быстрый доступ к базам данных больше 4 Гбайт или доступ к базам выше 64 Гбайт вообще, не могут обойтись без использования 64-битных систем.

AMDAthlon 64

Выпуск процессоров Athlon 64 Socket939 стал однозначным успехом компании AMD. Высокая производительность в сочетании с хорошим балансом прочих характеристик (прежде всего энергопотребления) привлекло внимание пользователей. По производительности процессоры AMDAthlon64 ничуть не уступают процессорам IntelPentium4 LGA775. По остальным характеристикам они либо равны (по цене), либо превосходят конкурентов (по уровню тепловыделения). Кстати, с переходом на 0.09мкм техпроцесс тепловыделение Athlon64 значительно уменьшилось. И, в сочетании с технологией Cool'n'Quiet, в данной области они вне какой-либо конкуренции. Тоже самое можно сказать про потенциал для оверклокинга - разогнанный процессор Athlon64 в большинстве приложений обгоняет разогнанный Pentium4.

AMD, в отличие от Intel, не стала выдвигать принципиально новую архитектуру, не особо задумываясь, что же придётся делать лет через 5-7. Она просто взяла за основу ядро х86 и расширила набор инструкций до возможностей адресации 64-битного пространства. Athlon64 работает в двух режимах: первый предназначен для работы с 32- или 16-битными приложениями, в этом случае он практически не отличается от К7. Во втором процессор работает в двух подрежимах: в режиме совместимости, который разработан для запуска 32-битных программ в 64-битной ОС, что позволяет приложениям при работе в Windows (грядущей 64-битной версии) использовать полные четыре гигабайта памяти, не ограничиваясь прежними двумя.Что касается Intel, то для своих 64-битных процессоров компания разработала отдельную архитектуру "IA64", в отличие от AMD, которая смогла добавить 64-битную поддержку в виде расширений набора инструкций x86, названную "AMD64". Кардинальное различие заключается в том, что архитектура "IA64" лишена встроенной аппаратной совместимости с х86 кодом. Соответственно, чтобы работать с приложениями, которые увидели свет за последние два десятка лет, процессор (Itanium, Itanium 2 и так далее) использует программный декодер. Athlon64 же может аппаратно выполнять и обычный 32-битный х86-код. Поскольку аппаратное выполнение намного быстрее медленной программной эмуляции, то и производительность в 32-битных приложениях будет соответствующей. Учтём еще и то, что помимо более быстрой работы 32-битных приложений, Athlon64 предлагает неспешный и удобный способ плавного перехода на 64-битные вычисления, не считая увеличенное адресное пространство для приложений, работающих с большими объемами данных (правда, эта возможность доступна только в 64-битном режиме). Единственно, что для получения всех описанных преимуществ, приложение должно быть откомпилировано с учётом 64-битного режима.

Как и раньше, Athlon64 незначительно отличается от Athlon, ядро содержит девять функциональных блоков (3 ALU, 3 AGU, FADD, FMUL и FMISC - три целочисленных блока и три блока операций с плавающей запятой), а также три декодера x86, тщательно проработанные AMD. Практически не изменился кэш L1 для инструкций и данных (по 64 кбайт на каждый компонент), хотя сейчас в нём появилась логика ECC. Процессор также приобрел блок команд SSE2, который удвоил количество регистров до шестнадцати. Так как Athlon64 предназначается для работы в серверной среде с большими объемами памяти, то было увеличено число записей в буферах быстрого преобразования адреса (TLB - Transition Look-aside Buffers). Чем больше входов записано в TLB, тем меньше придется загружать таблицы перевода адресов из основной памяти при передаче физического адреса. По сравнению с ядрами Thoroughbred и Barton, TLB работает с уменьшенными задержками, что повышает скорость. Физически, ядро AMD Athlon64 очень похоже на старое ядро Athlon. Одна из инноваций Athlon64 заключается в добавлении встроенного контроллера памяти, который занимает пространство, отводимое в ядрах Palomino и Thoroughbred под кэш L2.

Наконец AMD выпустила процессор, который сможет укрепить ее позиции в достаточной мере. Архитектура Athlon64 несёт определённую угрозу линейке Intel Pentium4 LGA775. Совместимость с существующими х86 приложениями является весьма существенным плюсом в пользу AMD, так как эта черта позволяет постепенный переход на 64-битные системы. Современные 64-битные системы обеспечивают не только более высокую пропускную способность, которая позволяет более эффективно хранить и обрабатывать высокоточные данные с плавающей запятой, но и предоставляют более эффективный путь для работы с числами с плавающей точкой. Корпоративное окружение только возрастает: работа всё большего числа компаний зависит от использования больших компьютерных систем, использующих огромные базы данных. Переход на 64-битную технологию позволит достичь лучшей масштабируемости.

Заключение.

С таким процессором, как Athlon 64, AMD становится наиболее серьезным конкурентом компании Intel на рынке процессоров для PC. И эта конкуренция не дает развитию монополии, делает производителями процессоров инвестировать более деньги в разработках новых технологий.

За три десятилетия, в течение которых ведет свою деятельность компания AMD, полупроводниковые технологии и программное обеспечение превратились в стальной каркас и цемент для мировой цифровой экономики. Технологическая компания стала глобальным лидером, совершенствующим технологии с потрясающей скоростью - постоянно работая над тем, чтобы отрасль разрабатывала продукцию, которая может делать все больше и работать все быстрее.

Список литературы

1. http://www.amd.ru

2. http://www.ixbt.com.video.shtml

3. http://www.3dnews.ru

4. http://www.zen26266.zen.co.uk

5. В.Мураховский, Г.Евсеев «Железо ПК», Москва, 2001.-656с.