5 czerwca, jednocześnie w trzech miejscach kuli ziemskiej (w Sunnyvale w Kalifornii, w Dreźnie oraz w Tajpej na Tajwanie przy okazji targów Computex 2000) miała miejsce oficjalna premiera najnowszych procesorów firmy AMD – Thunderbird i Duron.
Zanim to nastąpiło, w Internecie pojawiło się mnóstwo spekulacji i domysłów na temat budowy obu układów. Do niedawna pewne było tylko to, że pierwsza z kości ma zastąpić sztandarowy model AMD Athlon. Duron (znany wcześniej pod kodową nazwą Spitfire) będzie zaś uproszczoną wersją Thunderbirda (patrz: CHIP 4/2000, s. 130), czyli odpowiednikiem intelowskiego Celerona.
Siła tkwiąca w pamięci cache
Tak jak oczekiwano, Thunderbird okazał się unowocześnionym Athlonem – co ciekawe, będzie on również sprzedawany pod handlową nazwą Athlon (model 4). W stosunku do “starej kości” (patrz: CHIP 10/99, s. 124) architektura nowego CPU nie uległa zasadniczym zmianom. Najważniejszą wprowadzoną do konstrukcji Thunderbirda modyfikacją jest zintegrowanie z jądrem procesora pamięci podręcznej drugiego poziomu, przy jednoczesnym zmniejszeniu jej wielkości o połowę. Dotychczas 512 KB cache’u L2 umieszczane było na płytce drukowanej. Jednak ze względu na niedostateczną wydajność zewnętrznych modułów SDR lub DDR SRAM zachodziła konieczność (w zależności od wersji CPU) obniżenia częstotliwości ich taktowania do 1/2, 1/3 lub 2/5 szybkości rdzenia. Mniejsza wielkość L2, podobnie jak w przypadku procesorów Pentium III Coppermine (patrz: CHIP 3/2000, s. 112), nie powoduje spadku, lecz przeciwnie – wzrost wydajności Thunderbirda.
| Na rynku dostępnych będzie łącznie 12 wersji nowych Athlonów o częstotliwościach zegara od 750 do 1000 MHz. Mają być one produkowane zarówno w wersji Socket A – na zdjęciu (6 modeli) – jak i Slot A. Natomiast Durony (600, 650 i 700 MHz), przeznaczone do konstrukcji najtańszych komputerów tzw. Value PC, sprzedawane będą wyłącznie w obudowach typu Socket A. |  |
Nowy cache L2 Thunderbirda to 64-bitowa, 16-drożna pamięć skojarzeniowa (16-way set assocjative) – w Athlonie jest ona dwudrożna, a w Coppermine ośmiodrożna – z ośmioma buforami szyny FSB (fill buffers). Wyposażona jest ona w osiem buforów zapisu typu write back oraz ośmiofazowy bufor wejściowej kolejki instrukcji i danych (bus queue entries). Wymienione elementy architektury pamięci podręcznej mają na celu lepsze wykorzystanie możliwości 200-megahercowej szyny systemowej. Dzięki temu do nowego procesora można dostarczyć 1,6 GB danych na sekundę, podczas gdy konkurencyjne układy Intela (133-megahercowa FSB) potrafią “połknąć” 1,06 GB informacji w ciągu sekundy. Jednak w odróżnieniu od 256-bitowej szyny danych pamięci cache Coppermine’a w Thunderbirdzie – podobnie jak w Athlonie – stosuje się wciąż 64-bitową magistralę danych dla pamięci podręcznej drugiego poziomu.
Ekskluzywny dostęp do pamięci
Konstruktorzy firmy AMD w ciekawy sposób rozwiązali system organizacji danych w obu typach pamięci podręcznej L1 i L2. Podobnie jak w Athlonie, Thunderbird wyposażony jest w 128 KB cache’u L1 (po 64 KB dla danych i instrukcji). Jednak w odróżnieniu od swojego poprzednika nowy procesor niezbędne informacje pobiera z RAM-u w taki sposób, aby pamięć L2 zawierała całkowicie inne dane niż cache L1 – jest to tzw. pamięć podręczna o wykluczającej się architekturze dostępu (exclusive L2 cache memory). W praktyce oznacza to, że system zachowuje się w taki sposób, jakby był wyposażony w cache L1 o sumarycznej pojemności L1 + L2 (czyli 384 KB) i średnim czasie dostępu wynoszącym ok. 1,5 cyklu zegara. W większości spotykanych obecnie na rynku procesorów pamięć L2 mieści zawsze kopię danych znajdujących się w cache’u L1 – jest to tzw. pamięć podręczna o architekturze zawierającej się wzajemnie (inclusive L2 cache memory).
Światowy ewenement
Identyczną budową charakteryzuje się drugi z nowych procesorów firmy AMD – Duron. Ten układ wyposażono jednak w znacznie mniejszą pamięć podręczną drugiego poziomu, wynoszącą zaledwie 64 KB. Jest to pierwszy w historii CPU o cache’u L2 mniejszym od L1! Nie wpływa to jednak znacząco na jego wydajność. Jak pokazują pierwsze testy (patrz: bieżący numer CHIP-a, s. 54), wydajność Durona jest nieznacznie mniejsza od rezultatów tradycyjnego Athlona o tej samej częstotliwości zegara.
Kierunek Socket A
Obydwa nowe procesory wykonane są w sześciowarstwowej technologii 0,18 mikrona. Nie jest to novum, gdyż taka szerokość ścieżek stosowana już była we wszystkich Athlonach wytwarzanych od 44. tygodnia zeszłego roku (tzw. modele K75); w pierwszych Athlonach wynosiła ona 0,25 mm (modele K7). Jednak zintegrowanie jądra z pamięcią cache umożliwiło konstruktorom firmy AMD powrót do koncepcji zwartego układu montowanego w gnieździe typu Socket – podobnie jak dla intelowskich Celeronów i Pentium III Coppermine. Jest to uzasadnione nie tylko mniejszymi kosztami produkcji, ale również niewielką powierzchnią zajmowaną przez samą strukturę półprzewodnikową. Wystarczy zauważyć, że pomimo zwiększenia liczby tranzystorów z 22 do 37 milionów nowy Athlon zajmuje obszar zaledwie 120 mm
2
(poprzednio 184 mm
2
)!
Miedź kontra aluminium
Interesująco przedstawia się też sam sposób wykonania ścieżek. To czy procesor będzie wytworzony w miedzianej czy aluminiowej technologii, zależeć będzie od fabryki, w której zostanie wyprodukowany. Egzemplarze pochodzące z zakładów w Austin w Teksasie będą “aluminiowe”, a z drezdeńskiej Fab 30 – “miedziane”. Czy będzie to miało wpływ na wydajność i możliwość overclockingu nowych procesorów? Inżynierowie z firmy AMD twierdzą, że nie, gdyż struktura półprzewodnikowa niezależnie od fabryki jest identyczna, a użyty metal nie ma wpływu na parametry pracy układu i ilość oddawanego ciepła. Jak będzie w rzeczywistości – czas pokaże. Jednak już teraz dzięki pierwszym wynikom testów opublikowanym w Internecie wiadomo jedno – wydajność nowych Thunderbirdów w testach aplikacyjnych jest porównywalna do osiągów poprzedniego Athlona lub nieco większa i od 5 do 10% wyższa w przypadku gier.
—
| Info Grupy dyskusyjne Uwagi i komentarze do artykułu: # Pytania techniczne: # Internet AMD: http://www.amd.com/ Pierwsze wyniki testów http://www.anandtech.com/ http://www.hardwarecentral.com/ http://www.sharkyextreme.com/ http://www.tomshardware.com/ Na dołączonym CD-ROM-ie w dziale Aktualności | Tendencje znajduje się dokumentacja techniczna opisywanych procesorów |
