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Athlon 64 FX-51 de AMD


HECTOR RUIZ DE AMD
CON UN ATHLON 64

Eso Han pasado aproximadamente dos años desde que AMD divulgó por primera vez información sobre su arquitectura “K8”, también conocida como “Hammer”, en el Microprocessor Forum en 2001. En ese momento, AMD estaba teniendo mucho éxito con su línea de procesadores “K7” . Los entusiastas y los analistas de la industria estaban ansiosos por ver qué podía hacer AMD con su arquitectura de procesador de próxima generación. AMD ya no seguía los pasos de Intel. Estaban introduciendo nueva tecnología en un esfuerzo por convertirse en un líder e innovador de la industria, en lugar de simplemente un jugador “yo también”. La iniciativa de tecnología innovadora de AMD dio como resultado el Athlon, que como probablemente sepa, fue la línea de microprocesadores más exitosa de AMD hasta la fecha. En los primeros días del Athlon, ¿quién hubiera pensado que AMD podría hacer una mella tan significativa en la participación de mercado de Intel? Los consumidores de nivel doméstico y empresarial se regocijaron. Finalmente, hubo una competencia real por el Pentium de Intel. Esta rivalidad solo podría resultar en una mejor tecnología, en ciclos de diseño más rápidos, con precios más bajos. El futuro era brillante para la informática personal y empresarial y todavía se está volviendo más brillante aquí, a fines de 2003.

La arquitectura “K8”, que ha evolucionado hasta convertirse en Opteron y ahora en la línea de CPU Athlon 64, es una desviación significativamente más radical de las arquitecturas x86 tradicionales. Opterons, Athlon 64s y Athlon 64 FXs serían los primeros microprocesadores de AMD construidos con tecnología SOI (Silicon-on-Insulator) de .13 micrones, que idealmente permitiría velocidades de reloj más altas con características térmicas más bajas. AMD también planeó sacar el controlador de memoria del bloque Northbridge e incorporarlo a los procesadores, para reducir la latencia, lo que a su vez aumentaría aún más el rendimiento. Por supuesto, entonces AMD decidió ejecutar el movimiento más audaz que la industria ha visto hasta la fecha, en la informática x86. Como sugiere la marca del Athlon 64, el nuevo Athlon de AMD se diseñaría desde cero como una máquina nativa de 64 bits con la capacidad de ejecutarse también en modo de 32 bits. Aproximadamente en el momento en que AMD presentó Opteron, Intel se burló de la idea y afirmó que la computación de 64 bits no será necesaria durante al menos un año en la hoja de ruta. Sin embargo, AMD decidió hacer realidad la computación de 64 bits, hoy para la computadora de escritorio, con la introducción de Athlon 64 y Athlon 64 FX-51.

También se implementaron una serie de otras mejoras, que culminaron en el producto que veremos hoy, la nueva CPU de escritorio insignia de AMD, la Athlon 64 FX-51. El Athlon 64 FX-51 es un procesador de 2.2GHz, dirigido directamente a jugadores y entusiastas, que necesitan la máquina más rápida disponible, a casi cualquier costo. El Athlon 64 3200+ convencional también debuta hoy a 2.0GHz, con un precio que lo pondrá al alcance de una audiencia mucho más amplia.



EL AMD ATHLON 64 FX-51: DE CERCA Y PERSONAL

Características y especificaciones de AMD Athlon 64 FX y Athlon 64

Fuente: AMD

AMD64:

Cuando se utiliza la arquitectura de conjunto de instrucciones AMD64, el modo de 64 bits está diseñado para ofrecer:

Soporte para sistemas operativos de 64 bits para proporcionar multitarea completa, transparente y simultánea de aplicaciones de plataforma de 32 y 64 bits. Un espacio de direcciones físicas que puede admitir sistemas con hasta un terabyte de RAM instalada, rompiendo la barrera de RAM de 4 gigabytes presente en todas las implementaciones actuales de x86. Dieciséis registros enteros de propósito general de 64 bits que cuadriplican el espacio de registro de propósito general disponible para aplicaciones y controladores de dispositivos. Dieciséis registros XMM de 128 bits para un rendimiento multimedia mejorado para duplicar el espacio de registro de cualquier implementación SSE / SSE2 actual.

Controlador de memoria DDR integrado:

Permite una reducción de la latencia de la memoria, lo que aumenta el rendimiento general del sistema.

Un enlace HyperTransport avanzado:

Esta función mejora drásticamente el ancho de banda de E / S, lo que permite un acceso mucho más rápido a periféricos como discos duros, USB 2.0 y tarjetas Gigabit Ethernet. La tecnología HyperTransport permite un mayor rendimiento debido a un acelerador reducido de la interfaz de E / S.

Caché en matriz grande de nivel uno (L1) y nivel 2 (L2):

Con 128 Kbytes de caché L1 y 1 Mbyte de caché L2, el procesador AMD Athlon 64 es capaz de sobresalir en la realización de cálculos matriciales en arreglos. Los programas que utilizan cálculos intensivos de matrices grandes se beneficiarán de ajustar toda la matriz en la caché L2.

Procesamiento de 64 bits:

Una dirección y un conjunto de datos de 64 bits permiten que el procesador procese en el espacio de terabytes. Muchas aplicaciones mejoran el rendimiento debido a la eliminación de las limitaciones de 32 bits.

Mejoras de reloj por reloj del núcleo del procesador:
Incluyendo TLB (Translation Look-Aside Buffers) más grande con latencias reducidas y predicción de rama mejorada a través de cuatro veces la cantidad de contadores bimodales en el contador de historial global, en comparación con los procesadores de séptima generación. Estas características impulsan mejoras en el IPC, al ofrecer una canalización más eficiente para aplicaciones con uso intensivo de CPU. Los juegos con uso intensivo de CPU se benefician de estas mejoras centrales. Introducción del conjunto de instrucciones SSE2, que junto con la compatibilidad con 3DNow! Professional, (SSE y 3DNow! Enhanced) completa el soporte para todos los estándares de la industria. Extensiones de conjuntos de instrucciones de 32 bits.

Excelente ubicación: Planta de fabricación de obleas Fab 30 de AMD en Dresde, Alemania

Proceso tecnológico:
Tecnología SOI (silicio sobre aislante) de 0,13 micras

Tamaño de matriz: 193 mm2

Recuento de transistores: Aproximadamente 105,9 millones

Voltaje nominal: 1,50 V


ATHLON 64 FX-51

ATHLON 64


Hoy, AMD está tomando las riendas de dos nuevos procesadores de escritorio, el buque insignia Athlon 64 FX-51 y su nueva CPU de rendimiento / mainstream, el Athlon 64 3200+. El FX-51 debuta a 2.2GHz, mientras que el Athlon 64 3200+ llega a 2GHz. Sin embargo, las diferencias no terminan ahí. Como indica la tabla anterior, el Athlon 64 FX-51 usa un paquete de 940 pines, similar al Opteron de AMD, mientras que el Athlon 64 3200+ usa un paquete de 754 pines. El Athlon 64 FX-51 también tiene un controlador de memoria que es dos veces más “ancho” que el 3200+; 128 bits frente a 64 bits respectivamente. El Athlon 64 FX-51 también requiere memoria registrada para funcionar, mientras que el Athlon 64 3200+ puede usar memoria DDR estándar sin búfer. La memoria registrada utiliza un “búfer” adicional que aísla la carga del chip de memoria del controlador de memoria, lo que permite el uso de más DIMMS. La memoria ECC tiene bits adicionales de almacenamiento que ayudan en la identificación y reparación de errores, por lo tanto, “ECC” – Verificación y corrección de errores. Sin embargo, no confunda la memoria registrada con ECC. Los tipos de memoria ECC y registrada son animales totalmente diferentes. Es posible comprar memoria registrada, pero no ECC, o viceversa. Algo que el gráfico no muestra es el material de empaque utilizado para cada CPU. En su forma actual, el FX-51 está alojado en material de embalaje de cerámica, al igual que el Thunderbird. El Athlon 64 3200+ utiliza envases orgánicos como la generación actual de Athlon XP. Estos procesadores comparten muchas características y mejoras, por lo que está leyendo sobre su lanzamiento hoy …


TABLA DE COMPARACIÓN DE PROCESADORES AMD

AMD64 – Procesamiento de 64 bits:
Los Athlon 64, como el Opteron, tienen la capacidad de ejecutar sistemas operativos de 64 bits mediante el uso de un nuevo conjunto de extensiones para x86 ISA (Arquitectura de conjunto de instrucciones). Con el Itanium de 64 bits, Intel introdujo el ISA IA-64, que tiene sus ventajas, pero una advertencia importante al introducir un nuevo ISA y microprocesadores que utilizan el nuevo conjunto de instrucciones es que no son compatibles de forma nativa con el código x86. AMD adoptó un enfoque muy diferente a la informática de 64 bits. Simplemente ampliaron la ISA x86 para admitir la direccionabilidad de la memoria de 64 bits. Esto hace que el Athlon 64 sea compatible de forma nativa con el código x86 actual, al tiempo que le da soporte para aplicaciones de 64 bits en el futuro. Debido al hecho de que el Athlon 64 puede ejecutar dos tipos diferentes de código, x86 y AMD64, la CPU funciona en dos modos diferentes denominados “modo heredado” y “modo largo”. En el modo heredado, el Athlon 64 ejecuta de forma nativa todas las aplicaciones x86 de 16 o 32 bits. En modo largo, que requiere un sistema operativo compatible con AMD64 de 64 bits, el Athlon 64 disfrutará de todos los beneficios de la informática de 64 bits. El modo largo también tiene un submodo de compatibilidad que permite la ejecución de aplicaciones de 32 bits con un sistema operativo de 64 bits. La capacidad del Athlon 64 para ejecutar todos estos diferentes tipos de código lo convierte en un procesador muy versátil.

Controlador de memoria DDR integrado:
Una de las principales características nuevas del Athlon 64 que mejoran el rendimiento es su controlador de memoria integrado. Con la mayoría de los procesadores actuales, Northbridge aloja el controlador de memoria, que se comunica con la CPU a través del bus frontal (FSB). Con el Athlon 64, el controlador de memoria ahora está en la matriz del procesador, lo que significa que el tráfico de memoria ya no tiene que viajar desde la CPU al chipset y viceversa. Dado que el controlador de memoria ahora está integrado en la CPU, funcionará a la misma velocidad que el procesador host. Este tipo de configuración reduce drásticamente la latencia, lo que debería generar ganancias de rendimiento significativas. Un aspecto negativo de tener el controlador de memoria integrado en la matriz del procesador es que para admitir tecnologías de memoria emergentes, como DDR2, por ejemplo, el controlador debe rediseñarse y el procesador debe reemplazarse.

Un enlace de hipertransporte avanzado:
AMD también ha reemplazado las viejas interconexiones chip a chip con su tecnología HyperTransport. Los procesadores de escritorio más rápidos de hoy en día interactúan con el conjunto de chips de la placa base y, posteriormente, la memoria y el bus AGP, etc., a través del FSB a 200MHz (400MHz efectivo con Athlon XP – 800MHz efectivo con Pentium 4). Los Athlon 64, sin embargo, están equipados con un enlace HyperTransport que opera a hasta 800MHz DDR (1600MHz efectivo). Cuando funciona a máxima velocidad, un único enlace HyperTransport ofrece un máximo de 6,4 GB / s de ancho de banda.

Caché en matriz grande L1 y L2:

En febrero de este año, AMD lanzó Athlon XP basado en el núcleo “Barton”, con el doble de caché L2 en el dado que el núcleo antiguo “pura sangre”. Los Bartons tienen 512 KB de caché L2 de velocidad completa frente a los 256 KB del pura sangre. Los Athlon 64 llevan las cosas un paso más allá con 1 MB (1024 KB) de caché L2 integrado. Esta caché adicional debería proporcionar un aumento en el rendimiento, especialmente en aplicaciones donde se envían grandes cantidades de datos al procesador y la memoria principal del sistema. Con el doble de caché L2 de los Athlon XP basados ​​en Barton, el nuevo núcleo Athlon 64 puede ejecutar una mayor cantidad de código de sus recursos de caché en chip, en lugar de tener que buscarlo de la memoria del sistema. Un efecto secundario de tener tanto caché L2 es que el Athlon 64 ahora tiene un tamaño de troquel de 193 mm2, casi el doble del tamaño del Athlon XP. Con un dado de este tamaño, el Athlon 64 será caro de producir. AMD afirma que cuando pasen al proceso de fabricación de 90 nm (.09 micrones) el próximo año, el encogimiento de la matriz correspondiente reducirá el tamaño de la matriz en un chip comparable a 120 mm2 mucho más apetecibles.

TLB más grandes, mejor predicción de ramas, más contadores:
El Pentium 4 ha recibido muchas críticas porque su tubería profunda de 20 etapas era menos eficiente que la tubería de 10 etapas del Athlon XP. La tubería profunda es parte de lo que permitió que el Pentium 4 alcanzara velocidades de reloj tan altas, pero también es la razón por la que un Athlon, registrado a una velocidad de reloj mucho más baja que un P4, puede funcionar a niveles similares. Reloj por reloj, que Athlon XP puede manejar más instrucciones. Con el Athlon 64, AMD ha profundizado la canalización del procesador a 12 etapas, lo que uno pensaría que reduciría el IPC (Instrucciones por reloj) del núcleo. Sin embargo, gracias a algunas mejoras arquitectónicas básicas, no ha sido así. El Athlon 64 tiene búferes de búsqueda de traducción (TLB) más grandes, con latencia mejorada y predicción de rama mejorada. El Athlon 64 ha cuadruplicado el número de contadores bimodales en su contador de historial global, en comparación con el Athlon XP. Toda esta jerga técnica significa que a velocidades de reloj similares, aunque tiene una tubería más profunda, un Athlon 64 debería superar a un Athlon XP en la mayoría de las circunstancias. Más adelante, verá que probamos un Athlon XP 3200+, junto con el Athlon 64 FX-51, y con ambos procesadores a 2.2GHz, el FX-51 era claramente un chip mucho más rápido. Los esfuerzos de AMD para aumentar el IPC del Athlon 64 parecen haber dado buenos resultados.

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