Athlon

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 30. marts 2020; checks kræver 11 redigeringer .
Athlon
CPU
Produktion fra 1999 til 2005
Fabrikant
CPU frekvens 500-1400  MHz
FSB frekvens 200-266  MHz
Produktionsteknologi CMOS , 250-180  nm
Instruktionssæt IA-32 , MMX , 3DNow!
Stik
Kerner
  • Argon
  • Pluto/Orion
  • Thunderbird
AMD K6-IIIAthlon XP

AMD Athlon (på russisk "Atlon") er handelsnavnet for den højtydende x86 - kompatible processor med K7-mikroarkitekturen introduceret den 23. juni 1999 af AMD .

Den nye processor er designet til at konkurrere med Intels Pentium III , og navnet Athlon kommer fra andet græsk. ἆθλον  - ("konkurrence", "belønning i konkurrencen" eller "kampsted; arena") og afspejlede AMD's krav på ledelsen af ​​sin processor.

Den nye K7-kerne havde mange innovationer, som gjorde det muligt at øge ydeevnen af ​​Athlon-processoren markant sammenlignet med tidligere processorer fra virksomheden, hvilket resulterede i, at Athlon på tidspunktet for annonceringen var den højest ydende x86-processor. , der overgår sin største konkurrent, Intel Pentium III. [en]

AMD fortsætter med at bruge navnet Athlon i efterfølgende serier af sine mikroprocessorer.

Generel information

AMD Athlon-processorer til stationære computere blev produceret i to pakkemuligheder: SECC (alle modifikationer) og FCPGA (Thunderbird).

En Athlon-processor i en SECC -pakke er en fuldt lukket patron, der indeholder et processorkort med en processorkerne installeret på den (i alle modifikationer), samt BSRAM- cache - chips (i alle modifikationer, undtagen processorer baseret på Thunderbird-kernen). Processoren er designet til at blive installeret i det 242-bens slidsede stik Slot A .

I processorer baseret på Argon-, Pluto- og Orion-kerner kører det andet niveaus cache med en frekvens på en tredjedel til halvdelen af ​​kernefrekvensen , og i processorer baseret på Thunderbird-kernen kører den med kernefrekvensen.

Processorkortet har også et knivskært 40-bens processtik, der er dækket af en patron. Konnektoren indeholder kontakter, der er ansvarlige for indstilling af forsyningsspænding og klokfrekvens. Ved hjælp af en speciel enhed forbundet til processoren er det muligt at ændre disse parametre. [2]

Patronen består af to dele: en metalkøleplade, der er i kontakt med processorchippen og cachehukommelseschips (i tilfælde af processorer med ekstern cache), samt et plastikhus, der dækker processorkortet og beskytter elementerne installeret på det fra skade. Mærkningen er placeret på den øverste kant af patronen.

Athlon-processorer i en FCPGA-pakke er designet til installation i bundkort med en 462-bens Socket A-sokkel og er et substrat lavet af keramisk materiale med en åben krystal installeret på den på forsiden og kontakter på bagsiden (453 ben). Der var også limited edition processorer med en organisk bagside. [3] På siden af ​​kernen er SMD-elementer samt ben, der indstiller forsyningsspændingen og klokfrekvensen (almindeligvis kaldet broer). Kontakter er placeret i grupper, der har betegnelserne L1 - L7. Mærkningen påføres processorchippen.

I starten var krystallen ikke beskyttet mod skår, hvilket kunne opstå som følge af, at kølepladen blev skæv, hvis den blev installeret forkert af ufaglærte brugere, men hurtigt kom der beskyttelse mod skævheder i form af fire runde pakninger placeret i hjørnerne af substrat. På trods af tilstedeværelsen af ​​pakninger, hvis kølepladen ikke blev installeret omhyggeligt af uerfarne brugere, kunne krystallen stadig blive revnet og skåret (processorer med sådanne skader blev normalt kaldt "chipped"). I en række tilfælde fortsatte processoren, som fik betydelige skader på krystallen (chips op til 2-3 mm fra hjørnet), med at arbejde uden fejl eller med sjældne fejl, mens der samtidig var en processor med mindre chips kunne fejle fuldstændigt. Den nemmeste måde at kontrollere processoren for skårede krystaller var at køre langs krystallens kanter med en negl. [4] I tilfælde af chips mærkede fingeren tydeligt ruhed. I nærværelse af et forstørrelsesglas eller mikroskop blev chips bestemt visuelt. Efter monteringsforholdsregler eller installation af en erfaren montør, i stedet for selvinstallation, udelukkede mekanisk skade på open-core-processorer, såsom AMD K7-familien eller Intel Pentium III- og Celeron-processorer med en Coppermine-kerne.

Modeller

På Comdex Fall- udstillingen , der blev afholdt i efteråret 1997 i Las Vegas ( USA ), annoncerede AMD udviklingen af ​​en fundamentalt ny processor, kodenavnet K7, som skulle erstatte K6 -seriens processorer . [5] I oktober 1998 blev de første tekniske prøver af den nye processor frigivet. [6]

De første Athlon-processorer (Argon-kernen) var beregnet til stationære computere og blev fremstillet ved hjælp af 250 nm CMOS - teknologi. Argon-kernen er blevet erstattet af 180nm Pluto-kernen. Modellen, der opererede ved en frekvens på 1 GHz , fik navnet Orion.

Den næste kerne, der blev brugt i Athlon-familien af ​​processorer, var 180nm Thunderbird-kernen, som modtog en integreret L2-cache . En videreudvikling af Athlon desktop- processorfamilien var Athlon XP-processorerne udgivet i oktober 2001 .

Athlon-processorer på Argon-kernen
Urfrekvens , MHz 500 550 600 650 700
FSB-frekvens, MHz 200
Meddelt 23. juni 1999 9. august 1999 4. oktober 1999
Pris, USD [7] 324 479 699 849 849
Athlon-processorer på Pluto- og Orion-kerner
Urfrekvens, MHz 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000
FSB-frekvens, MHz 200
Meddelt 29. november 1999 6. januar 2000 11. februar 2000 6. marts 2000
Pris, USD [7] 799 849 899 999 1299
Athlon-processorer baseret på Thunderbird-kernen
Urfrekvens, MHz 700 750 800 850 900 950 1000 1100 1200 1000 1133 1200 1333 1300 1400
FSB-frekvens, MHz 200 266 200 266
Meddelt 5. juni 2000 28. august 2000 17. oktober 2000 30. oktober 2000 22. marts 2001 6. juni 2001
Pris, USD [7] 853 612 350 318 253

Argon (model 1)

Den første kerne brugt i Athlon-processorer har en fundamentalt ny arkitektur sammenlignet med tidligere AMD-processorer.

Nøglefunktionerne ved K7-arkitekturprocessorerne er:

512 KB L2-cachen fungerer ved halvdelen af ​​kernefrekvensen og er lavet i form af to BSRAM- chips (normalt blev der brugt Toshiba- eller NEC -chips ) placeret på begge sider af processorchippen.

For at forenkle produktionen af ​​bundkort blev Slot A slot-stikket gjort mekanisk kompatibelt med den populære Intel-processor-socket - Slot 1 , som gjorde det muligt for producenterne at bruge det samme stik på bundkort til Celeron, Pentium II, Pentium III (på Katmai-kernen ) og Athlon-processorer. Slot A og Slot 1 er ikke elektrisk kompatible. Nummereringen af ​​stikbenene er også anderledes.

Athlon-processorer på Argon-kernen indeholdt 22 millioner transistorer og blev produceret ved hjælp af 250-nm-teknologi, krystalarealet var 184 mm². Forsyningsspænding - 1,6 V, maksimal varmeafledning - 50 W (ved en frekvens på 700 MHz).

Pluto og Orion (model 2)

Pluto-kernen, også kendt som K75, er en 180nm Argon (K7)-kerne. Overgangen til den nye teknologi gjorde det muligt at hæve clockfrekvensen af ​​Athlon-processorer til 1 GHz. Kernen i Athlon-processoren, der opererer ved en frekvens på 1 GHz, fik sit eget navn - Orion.

Cachehukommelsen på andet niveau fungerede stadig ved en ufuldstændig kernefrekvens, men på grund af stigningen i kernefrekvensen og umuligheden af ​​at betjene BSRAM-chips ved frekvenser over 350 MHz, blev der introduceret nye cachehukommelsesfrekvensdelere - 2/5 og 1 /3. For forskellige modeller var driftsfrekvensen for cachehukommelseschips således: for modeller op til 700 MHz - 1/2 kernefrekvens (275-350 MHz), for modeller fra 900 MHz - 1/3 kernefrekvens (300-333 MHz) ), for resten - 2/5 af kernefrekvensen (300-340 MHz).

På grund af det faktum, at L2-cache-driftsfrekvensen i Athlon-processorer baseret på K75-kernen er maksimum for 700 MHz-modellen, førte en yderligere stigning i core-clock-frekvensen ikke til en tilsvarende ydelsesforøgelse på grund af den lavere cache-driftsfrekvens .

K75-kernen indeholder ligesom Argon-kernen 22 millioner transistorer, men på grund af overgangen fra 250 nm til 180 nm teknologi er kernearealet reduceret til 102 mm². Forsyningsspænding - fra 1,6 til 1,8 V, maksimal varmeafledning - 65 W (ved en frekvens på 1000 MHz).

Thunderbird (model 4)

Thunderbird-kernen er en K75-kerne med en integreret 256 KB L2-cache, der kører på kernefrekvensen. I modsætning til tidligere processorer, der har en inkluderende cache-arkitektur, har Thunderbird-kerneprocessorer en eksklusiv cache-arkitektur. Med en sådan organisering af cachehukommelsen bliver dataene i cachen på første niveau ikke duplikeret i cachen på andet niveau. Dette gjorde det muligt at opnå en cache med en effektiv volumen på 384 KB i processorer baseret på Thunderbird-kernen (128 KB af cachen på første niveau og 256 KB af cachen på andet niveau).

Ulemperne ved Athlon-processorer er den relativt høje latenstid af cachehukommelsen, samt bredden af ​​dens bus , der ikke ændrede sig under integrationen af ​​L2-cachen , som stadig var 64 bit (mens Pentium III-processoren med en integreret cache har en 256-bit bus).

Integrationen af ​​andet niveaus cachehukommelse i processorkernen, sammen med en stigning i ydeevnen, gjorde det muligt at opgive brugen af ​​et processorkort og en patron i fremtiden. Athlon-processorer baseret på Thunderbird-kernen blev produceret i to typer tilfælde:

I starten havde processorer baseret på Thunderbird-kernen en systembusfrekvens på 200 MHz. I senere modeller øges systembusfrekvensen til 266 MHz.

Processorer baseret på Thunderbird-kernen indeholdt 37 millioner transistorer og blev produceret ved hjælp af 180-nm teknologi, krystalarealet var 120 mm². Forsyningsspænding - fra 1,7 til 1,75 V, maksimal varmeafledning - 72 W (ved en frekvens på 1400 MHz).

Varmeafgivelsen fra Athlon-processorer oversteg den for konkurrerende Pentium III-processorer, men disse processorer havde ikke indbygget kernetemperaturmåling. Målingen blev udført ved hjælp af en termisk sensor placeret under processoren ("sub-socket sensor") og var karakteriseret ved lav nøjagtighed. Ofte kontaktede sensoren ikke processorhuset, men målte temperaturen på luften nær processoren. Ikke desto mindre var effektiviteten af ​​termisk beskyttelse i Athlon-processorer tilstrækkelig til at beskytte processoren under normale driftsforhold, og beskyttede mod situationer såsom en køligere stall. Samtidig krævede installationen af ​​processoren en vis kvalifikation: hvis køleren var installeret forkert, var mekanisk og termisk skade mulig (f.eks. hvis kølepladen ikke førte til processorfejl på grund af skår, manglen på kontakt mellem processorchip og heatsink vil føre til termisk processorskade [8] ). Den udbredte mening blandt uerfarne brugere om upålideligheden af ​​Athlon-processorer var forbundet med tilfælde af forkert installation af processoren [9] , med aggressive handlinger (for eksempel i den berømte video af Thomas Pabst [10] en urealistisk situation med en fuldstændig fiasko af kølesystemet blev præsenteret), samt mangel på tilgængelige i salget af effektive og nemme at installere kølere for første gang efter udgivelsen af ​​Athlon-processorer baseret på Thunderbird-kernen. Med fremkomsten af ​​effektive kølere er problemet med at køle Athlon-processorer ophørt med at eksistere.

Thunderbird-kernen dannede grundlaget for processorer til billige computere - AMD Duron . De adskilte sig fra Athlon-processorer i en reduceret mængde L2-cachehukommelse. En videreudvikling af Thunderbird-kernen var Palomino-kernen, der blev brugt i Athlon XP-processorerne .

Markedsposition og sammenligning med konkurrenter

Athlon var AMD 's flagskibs desktopprocessor fra udgivelsen i juni 1999 til introduktionen af ​​Athlon XP - processoren i oktober 2001 . Parallelt med Athlon eksisterede følgende x86- processorer :

"Kamp om gigahertz"

Ved udgangen af ​​1999 var clockhastighederne for processorer fremstillet af Intel og AMD tæt på 1 GHz. Ud fra reklamemuligheder betød mesterskabet i at erobre denne frekvens en seriøs overlegenhed i forhold til konkurrenten, så Intel og AMD gjorde en betydelig indsats for at overvinde gigahertz-milepælen.

Intel Pentium III-processorer på det tidspunkt blev produceret ved hjælp af 180nm-teknologi og havde en integreret L2-cache, der kørte på kernefrekvensen. Ved frekvenser tæt på 1 GHz var den integrerede cache ustabil.

AMD Athlon-processorer blev også produceret ved hjælp af 180nm-teknologi, men havde en ekstern cache, der kørte med en reduceret frekvens. Ved frekvenser tæt på 1 GHz arbejdede cachen på en tredjedel af kernefrekvensen, hvilket gjorde det nemmere at øge processorernes klokfrekvens.

Dette forudbestemte udfaldet af konfrontationen: Den 6. marts 2000 introducerede AMD Athlon-processoren, der opererer ved en clockfrekvens på 1 GHz. L2-cachen i denne processor kørte på 333 MHz. Levering af Athlon 1 GHz til producenter af færdige systemer ( Compaq og Gateway ) begyndte umiddelbart efter annonceringen, og disse processorer kom til salg mindre end en måned efter præsentationen. [11] To dage senere, den 8. marts 2000, annoncerede Intel 1 GHz Pentium III-processoren, som kom til salg efter en betydelig forsinkelse. [12] [13]

Interessante fakta

Specifikationer

Argon Pluto Orion Thunderbird
Desktop
Ur frekvens
Kernefrekvens, MHz 500-700 550-950 1000 650-1000 650-1400
FSB-frekvens , MHz 200 200-266
Kernelkarakteristika
Instruktionssæt IA-32 , MMX , 3DNow! , Udvidet 3DNow!
Registrer bits 32 bit (heltal),
80 bit (ægte),
64 bit (MMX)
Transportør dybde Heltal: 10 trin, reelt tal: 15 trin
Bitdybde SHA 43 bit[ afklare ]
SD bitdybde 64bit + 8bit ECC
Antal transistorer , mio 22 37
L1 cache
Data cache 64 KB, 2-vejs opkaldsassociativ, 64-byte linjelængde, dobbelt port
Instruktions cache 64 KB, 2-vejs opkaldsassociativ, 64-byte linjelængde
L2 cache
Bind, KB 512 256
Frekvens 1/2 kerne ur (op til 700 MHz modeller)
1/2,5 kerne ur (750-850 MHz modeller)
1/3 kerne ur (900 MHz og højere modeller)
kernefrekvens
Bitdybde BSB 64bit + 8bit ECC
Organisation Forenet, sætte-associativ; strenglængde - 64 bytes Forenet, typeassociativ, eksklusiv; strenglængde - 64 bytes
Associativitet 2 kanal 16 kanaler
Interface
Stik Slot A Sokkel A
Ramme SECC keramisk FCPGA , OPGA
Dæk EV6 ( DDR )
Teknologiske, elektriske og termiske egenskaber
Produktionsteknologi 250 nm CMOS (sekslags, aluminiumforbindelser) 180 nm CMOS (sekslags, aluminiumforbindelser) CMOS (seks-lags, aluminium eller kobber forbindelser [15] )
Krystalareal, mm² 184 102 120
Kernespænding, V 1.6 1,6-1,8 1.8 1,7-1,75
L2 cache spænding, V 2,5-3,3 kernespænding
I/O -kredsløbsspænding , V 1.6
Maksimal varmeafgivelse, W halvtreds 62 65 54 72

Modelnavne

Mærkningen af ​​Athlon-processorer består af tre linjer. Den første linje er navnet på modellen, den anden indeholder oplysninger om revisionen af ​​processorkernen og dens udgivelsesdato, den tredje indeholder oplysninger om batchen af ​​processorer.

Nedenfor er afkodningen af ​​modelnavnestrengen af ​​Athlon-processorer med forskellige kerner.

Argon (AMD-K7 xxx MTR51B):

Pluto, Orion (AMD-K7 xxx M y R5 z B):

Thunderbird til Slot A (AMD-A xxxx M og R24B):

Thunderbird til Socket A (A xxxxgyz 3 v ):

Processorkernerevisioner

Argon
revision CPU ID Bemærk
C1 0x611h modellerne AMD-K7500MTR51B C, AMD-K7550MTR51B C, AMD-K7600MTR51B C, AMD-K7650MTR51B C, AMD-K7700MTR51B C
C2 0x612h
Pluto, Orion
revision CPU ID Bemærk
A1 0x621h AMD-K7550MTR51B A, AMD-K7600MTR51B A, AMD-K7650MTR51B A, AMD-K7700MTR51B A, AMD-K7750MTR52B A, AMD-K7800MPR52B A, AMD-K5200MTR51B0, AMD-K5500MTR51B0, AMD-K7550MTR51B0, AMD-K7550MTR51B0
A2 0x622h
Thunderbird
revision CPU ID Bemærk
A4 0x642h Modeller AMD-A1000MMR24B A, AMD-A0950MMR24B A, AMD-A0900MMR24B A, AMD-A0850MPR24B A, AMD-A0800MPR24B A, AMD-A0750MPR24B A, AMD-A0700MPR24B A, AMD - A0650MP24P
( , A1200AMS3C, A1133AMS3C, A1000AMT3C, A1200AMT3B, A1100AMT3B, A1000AMT3B, A1000APT3B, A1000AUT3B, A0950AMT3B, A0950APT3B, A0900AMT3B, A0900APT3B, A0850AMT3B, A0850APT3B, A0800AMT3B, A0800APT3B, A0750AMT3B, A0750APT3B, A0700AMT3B, A0700APT3B, A0650APT3B ( Socket A )
A5
A6
A7
A9 0x644h

Ændring af processorindstillinger

Klokkefrekvensen , L2-cachefrekvensen og spændingen for Athlon-processorerne i SECC -pakken indstilles ved hjælp af grupper af modstande placeret på processorkortet. Modstande kan enten være til stede, forbindende puder eller fraværende.

Ændring af processorparametrene udføres enten ved hjælp af loddemodstande eller ved hjælp af en speciel enhed (normalt kaldet "Goldfinger" [16] ), forbundet til processtikket på processorkortet.

Følgende grupper af modstande er ansvarlige for at ændre clockfrekvensen og forsyningsspændingen:

Det andet niveaus cachefrekvens kan indstilles programmatisk. Dette kræver en BIOS , der understøtter denne funktion.

Urfrekvens og forsyningsspænding for Athlon-processorer i FCPGA-pakke . indstilles ved hjælp af flere grupper af kontakter placeret på processorsubstratet. Kontakterne kan enten kortsluttes eller brændes ud af laseren under fremstillingsprocessen af ​​processoren.

Placeringen af ​​kontakterne på substratet giver brugeren mulighed for at ændre processorens parametre derhjemme ved at forbinde de ødelagte kontakter eller skære de lukkede.

Følgende kontaktgrupper er ansvarlige for at ændre de angivne parametre:

Rettede fejl

Processoren er en kompleks mikroelektronisk enhed, som ikke udelukker muligheden for dens forkerte drift. Fejl vises på designstadiet og kan rettes ved at opdatere processorens mikrokode, flashe en ny version af bundkortets BIOS eller frigive en ny revision af processorkernen. I Athlon-processorer baseret på Argon-, Orion- og Pluto-kerner blev der fundet 13 forskellige fejl, hvoraf 4 blev rettet. Der blev fundet 24 forskellige fejl i Athlon-processorer baseret på Thunderbird-kernen, hvoraf 2 blev rettet.

Nedenfor er fejlene rettet i forskellige revisioner af Athlon-processorkernerne. Disse fejl er til stede i alle kerner frigivet før de blev rettet, startende med Argon C1 kernen, medmindre andet er angivet. Der er en fejl i processorer baseret på Thunderbird-kernen i revision A9, som i nogle tilfælde ikke tillader processoren at fungere korrekt efter at have rettet mikrokoden.

Pluto A1 Thunderbird A6 Thunderbird A7

Noter

  1. Anand Lal Shimpi. AMD Athlon Arkiveret 3. september 2007 på Wayback Machine 9. august 1999
  2. AMD Athlon (Slot A) som et ideelt overclockingobjekt . Hentet 13. juni 2007. Arkiveret fra originalen 29. september 2007.
  3. Information om Athlon-processorer i OPGA-pakken:
  4. ↑ Negletjek på eksemplet med Intel Celeron (video)
  5. Comdex Fall'97 (utilgængeligt link) . Hentet 16. juni 2007. Arkiveret fra originalen 27. september 2007. 
  6. AMD afslører næste generation af AMD-K7™-processormikroarkitektur på mikroprocessorforum  (link ikke tilgængeligt)
  7. 1 2 3 Omkostningerne til processorer på tidspunktet for annonceringen i et parti på 1000 stykker er angivet.
  8. Funktioner ved montering af AMD Athlon-processorer . Hentet 1. juni 2008. Arkiveret fra originalen 4. juni 2008.
  9. Diskussion af sådanne sager blev hovedsageligt gennemført på forskellige internetkonferencer. Et eksempel på en sådan diskussion: "Chipped and other mechanical damage to AMD-processors" Arkiveret 19. december 2007 på Wayback Machine
  10. 1 2 Hot! Hvordan er moderne processorer beskyttet mod overophedning? . Hentet 12. juni 2007. Arkiveret fra originalen 4. oktober 2011.
  11. AMD Athlon-processor bryder 1 GHz-barrieren  (link ikke tilgængeligt)
  12. Pentium III 1 GHz - kærlighed og gunst (utilgængeligt link) . Hentet 14. juni 2007. Arkiveret fra originalen 28. september 2007. 
  13. Intel lancerer 1GHz Pentium III-processorer . Hentet 14. juni 2007. Arkiveret fra originalen 26. september 2007.
  14. Top 500 supercomputerwebsteder - GSIC Center, Tokyo Institute of Technology - Presto III Athlon 1.333 GHz Arkiveret 28. september 2007 på Wayback Machine 
  15. Processorer med aluminiumsforbindelser blev produceret på Fab25- fabrikken ( Austin , USA ), med kobber - hos Fab30 ( Dresden , Tyskland ).
  16. Maximizer GoldFinger Adapter . Hentet 23. juni 2007. Arkiveret fra originalen 27. september 2007.

Links

Officiel information Processor specifikationer Beskrivelse af processorernes arkitektur og historie Anmeldelser og test Diverse

Se også