Historické procesory AMD z let 2001–2003 v současných testech | Kapitola 4
Seznam kapitol
V tomto testu se podíváme na období kralování posledních 32bitových procesorů. V této době vrcholila gigahertzová válka – během tří let se frekvence procesorů ztrojnásobila. Pentium 4, Athlon XP a Athlon 64 – jak si tyto legendy vedou v moderním softwaru? V první části se zaměříme na procesory AMD z období jejich zlaté éry.
Architektura K8
Když v roce 1999 AMD představilo novou architekturu K7 a na ní založený procesor Athlon, bylo to jako blesk z čistého nebe. Athlony tvrdě konkurovaly Pentiím III a později i prvním P4. Nadvládu K7 ještě více podtrhnul Athlon XP (2001). AMD si samozřejmě bylo dobře vědomo, že K7 nebude stačit věčně, a tak v této době už dávno běžel vývoj nástupce označovaného jako K8. Nová architektura vycházela z osvědčené K7, ale byly implementovány některé nové prvky. AMD od základu přepracovalo systém komunikace procesoru s jeho okolím, tedy základní deskou. Zatímco procesory Intelu i Athlony K7 používaly klasickou koncepci s řadičem RAM v severním můstku, který s procesorem (nebo více procesory) komunikoval přes společnou FSB, K8 přineslo v tomto směru velkou změnu. Řadič RAM (dvoukanálový DDR 400 s podporou ECC Reg.) se přesunul do samotného procesoru, který tak komunikoval s pamětí přímo a s podstatně lepší latencí. Severní můstek na základní desce se díky tomuto kroku zjednodušil na pouhý řadič sběrnice AGP (později PCI-E). Vzhledem k orientaci na velké víceprocesorové servery muselo AMD vyřešit i komunikaci jednotlivých procesorů mezi sebou. Všechny procesory na bázi K8 přinesly implementaci sběrnice HyperTransport – jednalo se o sběrnici typu point-to-point, která spojovala CPU se severním můstkem nebo více procesorů mezi sebou. Dvou a víceprocesorový systém vyžadoval pro optimální výkon připojení minimálně dvou DDR modulů ke každému CPU a operační systém s podporou NUMA (Non-Uniform Memory Access). Hlavním tahákem nové architektury ale bylo rozšíření x86-64 umožňující rozšíření adresního prostoru a rychlejší vykonávání instrukcí. Zároveň ale x86-64 bylo plně zpětně kompatibilní se stávajícími 32bitovými aplikacemi, které mohly běžet na 64bitovém CPU i OS bez ztráty výkonu. Samozřejmostí bylo přidání instrukční sady SSE2 známé z Pentia 4.
Opteron
První funkční vzorky se objevily už koncem roku 2001. Běžely na frekvenci 800 MHz a byly vybaveny 256kB L2 cache. Původně AMD plánovalo uvedení nových procesorů na rok 2002, ale v důsledku problémů s výrobou se termín posunoval. Den D nastal 22. Dubna 2003. Po mnoha odkladech konečně spatřil světlo světa první finální procesor na bázi K8 – Opteron a spolu s ním i zcela nová patice socket 940. AMD se rozhodlo jako první představil serverové Opterony, protože právě v této oblasti byla architektura K8 velmi silná a staré Athlony MP nedokázaly příliš konkurovat Xeonům. Socket 940 více než zdvojnásobil počet pinů procesoru – velké množství datových cest si vyžádal integrovaný paměťový řadič a pro komunikaci s čipsetem a dalšími procesory byly přítomny tři linky HyperTransport. Zároveň AMD přešlo na kompaktnější patici typu micro PGA s integrovaným rozvaděčem tepla, takže už nehrozilo rozdrcení jádra při neopatrné montáži chladiče. Současně s mechanickým posílením procesoru bylo přímo do jádra integrováno i teplotní čidlo, takže CPU byl chráněn i proti přehřátí bez ohledu na funkčnost čidla na základní desce, jak tomu bylo u socketu A.
Celá první generace K8 byla postavena na jádře interně nazvaném SledgeHammer. Byl to s velkým odstupem největší a nejsložitější čip, co AMD do té doby vyrobilo. SledgeHammer z počátku pracoval na frekvencích do 1,8 GHz, nesl 1MB L2 cache a počet tranzistorů se zastavil na 106 milionech tranzistorů. To vše se při použití 130nm SOI výrobního procesu vešlo na plochu 193 mm2.
V první vlně začaly dodávky tří typů – Opteron 240, 242 a 244 pracující na frekvencích 1,4 až 1,8 GHz. O dva měsíce později pak ještě Opterony 140 – 144 a 840 – 844, které se lišily pouze podporou víceprocesorového zapojení (1xx = jeden CPU, 2xx = až dva CPU, 8xx = až 8 CPU v jedné desce), všechny ostatní parametry zůstaly nezměněny. Do konce roku 2003 AMD představilo ještě dva rychlejší Opterony – na 2 GHz běžící 146/246/846 a 148/248/848 o dalších 200 MHz rychlejší.
Athlon 64
Dlouhé čekání na desktopové K8 skončilo 23. 9. 2003, tento den AMD konečně oficiálně uvedlo Athlon 64. I tentokrát šly na trh tři varianty – Athlon 64 3000+, 3200+ a pro ty největší nadšence Athlon 64 FX-51. Athlony 64 se obecně od serverových Opteronů moc nelišily, ze všech nejméně pak A64 FX. Ten pouze přišel o dvě linky HT a tedy i o podporu multiprocesingu. Naopak AMD přidalo odemčený násobič a o 200 MHz vyšší frekvenci. V době vydání se s taktem 2,2 GHz jednalo o nejrychlejší K8. A64 FX-51 nabízel bezkonkurenční herní výkon a na špici se držel i v ostatních úlohách. Tak dobrý procesor si pochopitelně AMD nechalo dobře zaplatit, cena startovala na $733. K tomu bylo nutné přidat ještě ne zrovna malé náklady za ECC Registered DDR a relativně drahou základní desku platformy socket 940.
Mnohem výhodněji vypadaly klasické Athlony 64 3000+ a 3200+, které se osazovaly do desek se socketem 754 (kódové jméno ClawHammer – přejmenovaný SledgeHammer). Tyto procesory nedisponovaly odemčeným násobičem ani dvoukanálovým řadičem DDR. Obě verze běžely na 2 GHz, přičemž u 3000+ byla deaktivovaná polovina L2 cache (512 kB) a 3200+ využívala plně aktivní jádro. I přes nižší frekvenci, jednokanálový řadič RAM a případně i menší cache si levnější Athlony 64 zachovaly solidní výkon a byly ve své době velmi oblíbené.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
