Athlon 64

Athlon 64 on AMD kaheksanda põlvkonna protsessor, mis avaldati 23. septembril 2003. Athlon64 on esimene tavakasutajale mõeldud 64-bitine protsessor AMD poolt, mille peamine konkurent on Inteli protsessor Pentium 4. AMD64 arhitektuur on tagasiühilduv 32-bitiste x86 instruktsioonidega. Athlon 64 tehnoloogiaga protsessoreid on toodetud protsessori pesatüüpidega Socket 754, Socket 939, Socket 940, Socket AM2, Socket AM2+, Socket AM3 Athlon II jaoks. Athlon II ei turustatud kui Athlon 64, see kuulub hoopis AMD K10 protsessorite seeriasse.

AMD Athlon 64 FX

K8 arhitektuur töötlusest oli antud teada 1999 aastas. Sellist tüüpi protsessorid pidid olema esimesed 64-bitised AMD protsessorid ja täiesti ühendatavad x86 standardiga.

Protsessorit toodeti kolmes variandis: Athlon 64, Athlon 64 FX ja kahetuumaline Athlon 64 X2. Athlon 64 FX sobis hästi arvutientusiastidele, kuna oli alati ühe sammu võrra kiirem kui Athlon 64. Vaatamata sellele, et nende taktsagedus on tavaliselt suurem, kõik protsessorid Athlon 64 FX on ühetuumalised, väljaarvatud Athlon 64 FX-60 ja Athlon FX-62, need olid Socket 939 ja Socket AM2-ga.

Originaalne Athlon 64 tuum on koodnimega Clawhammer, vaatamata sellele, et esimene Athlon 64 FX baseerus esimese tuuma peal Opteron koodnimega Sledgehammer.

Athlon 64 omab sisseehitatud vaskplaati – Integrated Heat Spreader (IHS), mis kaitseb tuuma jahutussüsteemi monteerimise või demonteerimise ajal (see on leviv probleem avatud tuumadega protsessoritel, nagu Athlon XP).

2006. aastal AMD kuulutas, et kõik Socket 939 protsessorite, kõikide ühetuumalisi, socket AM2 ja 2×1 MB X2-protsessorite tootmine on lõppenud (väljaarvatud FX-62).

Athlon 64 CG (Newcastle) Socket 754

Põhilised omadused

Protsessorite Athlon 64 põhiline omadus on integreeritud mälukontroller tuumas, mida pole olnud eelmistes protsessorite generatsioonides. Järelikult kadus ära liigne komponent - põhisild. Sellel kulub muutmälu kasutamiseks vähem aega.

Translation Lookaside Buffer (TLB) oli suurendatud, samal ajal kinnijäämised olid vähendatud ja uuendatud ülekäikude ennustuse moodul. Need ja teised arhitektuursed laiendused (lisaks ka SSE-laienduste toetus), IPC-de arvu suurenemine, parendasid jõudlust (võrreldes Athlon XP-ga). Selleks, et teha lihtsamaks jõudluse valiku ja arusaamist AMD töötles Athlon 64 protsessori markeerimiseks nn jõudlusindeksite süsteemi (PR rating (Performance Rating)), mis nummerdab protsessorid jõudluse järgi Intel Pentium 4 protsessoritega võrreldes. Näiteks kui protsessor markeeritakse Athlon 64 3200+, siis tema jõudlus on sarnane protsessori Pentium 4 jõudlusega taktsagedusel 3,2 GHz.

Athlon 64 on taktsageduse muutmise tehnoloogia Cool'n'Quiet. Kui kasutaja paneb käima mingi rakendusi, mis ei nõua suuri ressursse protsessorilt, siis protsessor iseseisvalt alandab oma taktsagedust ja tuuma toitepinget. See tehnoloogia aitab alandada soojuse eritist maksimaalse koormusega 89 ist 32 ini.

Tehnoloogia No Execute bit (NX bit), mida toetavad operatsioonisüsteemid Windows XP koos Service Pack 2-ga, Windows XP Professional x64 Edition, Windows Server 2003 x64 Edition ja tuumaga Linux 2.6.8 ja vanemad, on vaja levinud hakkimisest (puhvri ületäitumise viga) kaitsmiseks. Aparaatselt paigaldatud juurdepääsu tasemed on parem kaitse hakkimisest, mille eesmärk on süsteemi kontrolli saavutamine. See teeb 64-bitised arvutused turvalistemaks.

Athlon 64 protsessorit töödeldakse tehnoloogilise protsessi järgi 130 nm ja 90 nm SOI. Kõike viimaseid tuumi (Winchester, Venice ja San Diego) töödeldakse 90 nm-lise tehnoloogilise protsessi järgi. Tuumi Venice ja San Diego samamoodi töödeldakse ka teise tehnoloogia kasutusega - Dual Stress Liner, mis on koostöö IBM-iga.

Sellepärast, et mälukontroller on integreeritud protsessori tuuma, süsteemne siin rohkem mitte kasutatakse andmeedastuseks protsessori ja mälu vahel. Selle asemel süsteemse mälu kiirus arvutatakse valemiga:

$\left({\frac {CPUspeed}{\lceil {\frac {CPUmultiplier}{DRAMdivider}}\rceil }}\right)=DRAMspeed$

Ühetuumaline Athlon 64

Kõik AMD poolt seni müüdud 64-bitised protsessorid said alguse K8 või Hammeri projektidest. 1. juunil 2004 lasi AMD välja nii ClawHammeri kui ka Newcastle’i uued, parandatud tuumadega versioonid värskelt kasutusele võetud Socket 939-le. Socket 939 peamised kaks uuendust Socket 754 ees olid: mälukontrolleri arhitektuur muudeti kahekanaliliseks ja HyperTransport siini kiirus tõsteti 800 MHz-lt 1000 MHz-ni. Socket 939 lasti välja ka FX seerias FX-55 kujul. Samal ajal alustas AMD ka Winchesteri tuuma turustamist, baseerudes 90 nm tootmisprotsessil.

Tuuma parandused Venice ja San Diego edestasid kõiki eelnevaid versioone 15. aprillil 2005. Venice'it kui odavama klassi kiipi toodeti nii Socket 754-le kui ka Socket 939-le L2-vahemäluga 512 kB. San Diegot kui kallima klassi kiipi toodeti ainult Socket 939-le ja kahekordistati Venice'i L2-vahemälu 1 MB-ni. Nii Venice'it kui San Diegot toodeti 90 nm tootmisprotsessi kasutades.

Kahetuumaline Athlon 64

21. aprillil 2005 esitleti kahetuumalist 64-bitist AMD protsessorit Athlon 64 X2, mis nägi ilmavalgust 31. mail 2005. Sellel oli kaks varianti, Manchester ja Toledo, mille ainuke erinevus seisnes L2-vahemälu suuruses. Protsessori pesatüüp on Socket 939.

Ajalugu

AMD Athlon 64 oli algselt koodnimega ClawHammer. See põhines algul Athlon FX Opteroni tuumal. Mõlemad protsessorid on 130-nanomeetrise tehnoloogiaga. 23. septembril 2003 lasti välja FX51 pesasse Socket 940 ja 3200+ pesasse Socket 754. Kohe lasi Intel Pentium 4 Extreme Edition protsessori turule, mille eesmärgiks oli AMD Athlon 64 FX-ga konkureerimine ja AMD-lt tähelepanu juhtimine, kuid Inteli protsessor sai kiiresti hüüdnime "Emergency Edition" ehk päästeversioon ekstreemse versiooni asemel.