Министерство  образования и науки Российской Федерации 

УФИМСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра АТС

 
 
 
 

  Реферат

  по  дисциплине:

  «Вычислительные машины, системы и  сети»

  на  тему:

  «Процессоры AMD:Архитектура и эволюция» 
 
 
 
 
 

                       Выполнил:

              гр. АУ-328

                                            Проверила: Чепайкина Е.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

УФА 2006

 

  

  Содержание

  Введение…………………………………………………………………………….3                                                                                                               

  AMD K5….………………………………………………………………………….4                                         

  AMD K6....………………………………..…………………………………………6

  AMD K6-2.……………………………………….………………………………… 7                                                                                                         

  Технология 3DNow!....................................…..………………………………….. 8

  AMD K6-III ...……………………………………………………………………… 9

  AMD K7 …...……………………………………………………………………… 10

  AMD Athlon..……………………………………………………………………… 12

  AMD AthlonXP.…………………………………………………………………… 13

64-битные  процессоры…………………………………………………………… 15

  AMD Athlon64..…………………………………………………………………….16

  Заключение……………………………………………………………………….. 19

  Список  литературы ...……………………………………………………………. 20

 

  Введение

    Компания AMD была основана в 1969 году и ее штаб-квартира находится г. Саннивейл (шт. Калифорния). AMD разрабатывает и выпускает инновационные микропроцессоры, устройства флэш-памяти и процессоры с пониженным энергопотреблением для вычислительных устройств, коммуникационного оборудования и бытовой электроники.

    Однако "технологии ради технологий" - это не тот путь, который выбрала для себя компания AMD. Вся история проникнута стремлением разрабатывать технологические новшества, которые действительно нужны клиентам, компания AMD руководствуется реальными потребностями людей, а не желанием обеспечить собственное превосходство. Основатель компании AMD Джерри Сандерс всегда говорил, что "на любом этапе развития компании в первую очередь должны учитываться интересы клиентов". Сегодняшний руководитель компании Гектор Руиз, продолжая следовать этой традиции, утверждает: "Инновации, ориентированные на потребности клиентов, - это неоспоримое преимущество компании AMD. В этом смысл нашей деятельности и в этом наш путь к успеху".

    История компании AMD определяется также непоколебимой  верой в ценности честного соревнования. Отсутствие свободного и открытого соревнования замедляет разработку инноваций. Вследствие чего страдает клиент, который ограничен в выборе, вынужден платить больше и получать меньше возможностей для роста. На каждом этапе своей деятельности компания AMD способствовала созданию условий для открытого и честного соревнования для всех желающих, чтобы наша отрасль разрабатывала такие технологии, которые работают на благо людей.

 

AMD K5

     Процессор фирмы AMD Krypton-5 (K5). Эти процессоры построены по архитектуре x86-to-RISC86, принципиально отличной от архитектуры примененной в процессорах Intel Pentium, но они устанавливаются в тот же разъем Socket-7 на материнских платах и полностью совместимы с процессорами Pentium.

    Процессор AMD K5 содержит 16 Кб кэш памяти для инструкций и 8 Кб для данных, напряжение питания процессора 3,3 В (STD). Использование другой архитектуры позволило при равных тактовых частотах на процессорах AMD K5 получить большую производительность, чем на процессорах Intel Pentium. Процессоры AMD K5-PR75, AMD K5-PR90 и AMD K5-PR100 работают на тактовых частотах соответствующих их P-рейтингам. В процессоры AMD K5-PR120, PR-133, PR-150 и PR-166 были внесены значительные конструктивные изменения по сравнению с предыдущими моделями и их производительность значительно повысилась. Они работают на частотах 90, 100, 120 и 133 МГц соответственно.

    Использование новой архитектуры в процессорах K5 привело к сбоям в работе некоторых программ, написанных некорректно. Чаще всего это проявляется в том, что программа во время работы выдает ошибку Divide overflow (переполнение деления или деление на 0). Происходит это из-за того, что процессоры AMD K5 оказались "слишком умными". Дело в том, что некоторые программы используют "пустой цикл" - небольшой многократно повторяющийся участок программы, на котором ничего не происходит (например, по времени исполнения "пустого цикла", можно определить скорость работы процессора). "Умный" AMD K5 видит, что в этом цикле ничего не происходит и не выполняет его. Это приводит к тому, что программа, замеряющая время работы пустого цикла на процессоре K5, получает время равное нулю, и при попытке деления константы на полученное время возникает ошибка. Таких программ остается все меньше и меньше, и обычно эти ошибки проявляются только при работе под DOS.

    Для процессора K5 существует стандартная  программа, которая отключает предсказание переходов (снижая производительность процессора, но обеспечивая корректную работу без сбоев) и обеспечивает скорость выполнения циклов на уровне Pentium. Аналогичного результата можно добиться путем отключения кэша, что, правда, еще сильнее снизит производительность, сводя на нет все выгоды покупки более быстрого процессора. Отметим, что в процессор AMD K5 добавлены несколько новых по сравнению с Pentium инструкций. Эти инструкции могут использоваться отладчиками для более эффективной работы.

    Процессоры AMD отличаются более высокой производительностью  при выполнении целочисленных операций (к ним относятся большинство  бизнес-приложений и игр) и более низкой скоростью работы математического сопроцессора (используемого AUTOCAD, многими научными программами и, как это не печально, популярной игрой Quake). AMD всегда славилась своей жесткой ценовой политикой - цены на процессоры у этой фирмы гораздо ниже чем у Intel, что зачастую определяет выбор покупателя в сторону AMD. Процессоры AMD K5 являются недорогим решением, если вам нужен Pentium совместимый компьютер. Но обратной стороной медали является то, что может понадобиться дополнительное время на наладку системы и исправление программ с ошибками. 
 
 

    AMD K6

     Процессор, построенный  по x86-to-RISC86 технологии, может выполнять  до 6 инструкций RISC86 одновременно. Он устанавливается  в разъем Socket 7 и может быть использован  в платах, предназначенных для процессоров Pentium. В отличие от своих собратьев - процессоров Pentium MMX и Cyrix 6x86MX, он программно совместим с процессором Pentium Pro и работает с MMX инструкциями, что делает его сравнимым с процессором Pentium II фирмы Intel. Процессоры K6 содержат 32 Кб кэш памяти для инструкций и 32 Кб для данных, а также таблицу истории переходов на 8192 записи для предсказания переходов.

    Для процессоров AMD K6 PR2-166 и AMD K6 PR2-200 требуется  двойное питание 2,9/3,3 В, для AMD K6 PR2-233 необходимо напряжение 3,2/3,3 В.

    Процессоры AMD K6 за счет невысокой цены и возможностям аналогичным процессору Pentium II могут  стать серьезными конкурентами процессорам Pentium MMX и Pentium II фирмы Intel. Эти процессоры хорошо использовать при апгрейде (обновлении) компьютеров на базе Pentium совместимых процессоров, так как при этом не требуется замена материнской платы. В отличие от Pentium Pro, AMD K6 одинаково хорошо работает с 16 битными и с 32 битными задачами, поэтому его одинаково хорошо использовать для серьезных научных задач, для бизнес-приложений, для просмотра Video и для игр под Windows и под DOS. 
 
 
 
 
 

    AMD K6-2

 

     Этот процессор  является логическим продолжением линейки K6 и отличается от предшественника  только добавленным в ядро нового модуля, обрабатывающего "3D-инструкции" и носящего название 3DNow!. По сути - это еще один сопроцессор по типу MMX, но умеющий выполнять 21 новую инструкцию. Эти новые инструкции призваны, прежде всего, ускорить обработку данных, связанных с трехмерной графикой. Поэтому в набор инструкций 3DNow! включены команды, работающие с вещественночисленными аргументами одинарной точности. Именно поэтому, технология ММХ не пошла в жизнь - ММХ работает с целыми числами, а при расчете трехмерных сцен оперировать приходится с вещественными. Как и ММХ, 3DNow! использует те же регистры, что и сопроцессор, это связано с тем, что операционные системы должны сохранять и сбрасывать все регистры процессора при переключении задач.

    Теоретически, 3DNow! должен заменить сопроцессор при расчетах трехмерной геометрии и существенно ускорить выполнение этих вычислений. Модуль 3DNow! может выполнять до четырех SIMD (Single Instruction Multiple Data) инструкций (из своего 21-командного набора) параллельно, что при грамотном использовании может дать небывалый прирост производительности. Но, на практике обстановка сложилась намного хуже, чтобы от 3DNow! был хоть какой-то эффект, необходимо, чтобы приложение использовало те самые 21 инструкцию. Причем не как-нибудь, а с учетом конвейерной структуры этого модуля процессора.

   Технология 3DNow!

   Технология 3DNow!, предложенная AMD в своем новом  процессоре K6-2 (кодовое имя было K6 3D), представляет собой развитие применяемой  повсеместно технологии MMX. MMX - это  дополнительные 57 инструкций процессора и 8 дополнительных регистров, которые призваны увеличить производительность мультимедийных приложений. Если программа использует эти возможности, то это вносит немалый вклад в скорость ее выполнения. MMX была введена в процессорах фирмы Intel, но к настоящему моменту все x86-процессоры, включая AMD, IDT и Cyrix, поддерживают ее. Однако, несмотря на повсеместную поддержку, MMX используется недостаточным числом приложений, поэтому преимущества от наличия поддержки MMX пока невелики.

   После внедрения MMX, инициатива по внедрению новых инструкций неожиданно перешла к AMD. Правда, в ответ на этот шаг, Intel анонсировал набор команд MMX2, который появился в процессоре Katmai. Дополнительная система команд от AMD, названная 3DNow! (кодовое имя было AMD-3D Technology), представляет собой набор инструкций для ускорения операций трехмерной графики. Этот набор включает, в частности, быстрое деление вещественных чисел, выполняемое за 3 такта процессора, и вычисление обратной величины к квадратному корню, выполняемое также за 3 такта. По мнению AMD, использование в 3D-играх технологии 3DNow! позволит 300-мегагерцовому K6-2 догнать по производительности Pentium II 400 МГц. 

                        
 
 

                   AMD K6-III

   Вслед за выходом очередного процессора от Intel, Pentium III, появилась новинка и от AMD - процессор K6-III. Этот процессор должен был позволить AMD подняться из ниши дешевых систем и начать конкуренцию с Intel на рынке более дорогих машин.

   Технические данные процессора AMD K6-III:

• Чип, производимый по технологии 0.25 мкм;
• Ядро CXT, представляющее собой обычное ядро K6-2 с возможностью пакетной записи;
• Работает в Socket-7-системных платах, но требует обновления BIOS;
• Кэш первого уровня - 64 Кбайта, по 32 Кбайта на код и данные;
• Имеет встроенный кэш второго уровня объемом 256 Кбайт;
• Кэш материнской платы работает как кэш третьего уровня;
• Напряжение питания 2.3-2.5В (есть разные партии);
• Набор из 21 SIMD-команды 3DNow! Имеется 2 конвейера, оперирующие с двумя парами вещественных чисел одинарной точности;
• Частоты - 350, 400, 450 и 475 МГц. Системная шина 100 МГц (для модели 475 МГц - 95 МГц). Возможна работа и на 66МГц системной шине;
• 3DNow! поддерживается в DirectX 6.0 и выше.

   Как видно из спецификации, AMD K6-III - это AMD K6-2 плюс 256 Кбайт кэша второго уровня, интегрированного в ядро и работающего на его частоте. От AMD K6-III ожидается немалый прирост в быстродействии, тем более, что шина памяти - главное узкое место в системе, хоть она и работает на частоте 100 МГц. К тому же L2 кэш e К6-III имеет размер в два раза больший, чем у Celeron и в два раза более быстрый (хотя и вдвое меньший), чем у Pentium II. Не следует к тому же забывать и про кэш, установленный на материнской плате - он становится кэшем третьего уровня и добавляет еще несколько процентов производительности.