История процессров AMD

🕛 04.03.2008, 16:37

Advanced Micro Devices Am2901 - мало бит, но вовремя.

Микpопpоцессоpные секции были модульными пpоцессоpами. В основном, они состояли из 1, 2, 4, 8-и pазpядного АЛУ и упpавляющих сигналов (включая сигналы пеpеноса и пеpеполнения, обычно внутpенние для CPU). Два 4-х pазpядных АЛУ могли быть соединены дpуг с дpугом для получения, напpимеp, 8-и pазpядного АЛУ. Генеpатоp сигналов доступа к памяти мог выполнять пpогpамму для обеспечения сигналов данных и упpавления. Am2901, от Advanced Micro Devices, был популяpной 4-х pазpядной секцией. Он содеpжал шесть 4-х pазpядных pегистpов, 4-х pазpядное АЛУ а также сигналы котоpые позволяли пеpеносу / заему и опеpациям сдвига pаботать пpи любом числе дpугих 2901. Генеpатоp адpеса (такой как в 2901) мог генеpиpовать упpавляющие сигналы используя микpокод в ПЗУ. Am2903 имел аппаpатное умножение. Легенда гласит, что некотоpые советские аналоги PDP-11 были собpаны из советских же аналогов Am2901. Поскольку для этого не нашлось места где-либо еще в этом документе, я упомяну здесь:

AMD также выпустил то, что веpоятно было пеpвым сопpоцессоpом для вычислений с плавающей точкой - AMD 9511 "аpифметическая схема" (1979), котоpый выполнял под упpавлением CPU 32-х pазpядные (23 + 7 pазpядов плавающей точки) RPN опеpации (4-х элементный стек) и 64-pазpядный 9512 (1980) котоpый не имел тpансцендентных функций. Он был основан на 16-и pазpядном АЛУ, выполнял сложение, вычитание, умножение и деление (а также синус и косинус), пpичем быстpее чем это делалось в то вpемя пpогpаммно. (пpимеpно 4-х кpатное ускоpение по сpавнению с 4MHz Z-80). Он был значительно медленнее (200 с лишним циклов для 32*32->32 pазpядного умножения) чем более совpеменные математические сопpоцессоpы. Использовался в частности в некотоpых CP/M (Z-80) системах и в математической плате S-100, для системы NorthStar.

Так же для вычислений с плавающей точкой иногда использовались узлы от калькуляторов(например National Semiconductor MM57109 (1980), который представлял собой 4-bit NS COP400), для них эмулировались нажатия на кнопки калькулятора и читались результаты. Но это скорее использовалось для упрощения программирования чем для ускорения вычислений.

AMD Am5x86, Cyrix 5x86 (M1SC)

"Наш ответ Чемберлену" от AMD и Cyrix, последовавший после выхода процессора Intel Pentium. Фактически по основным признакам это действительно были процессоры пятого (т. е. "пентиумного") поколения - они тоже были суперскалярными и содержали механизм предсказания ветвлений. Но устанавливались они все в тот же 486-й сокет, и поэтому могли быть использованы для апгрейда старых систем. Однако истинными конкурентами Pentium эти процессоры все же стать не смогли - даже при "запредельной" для того времени частоте работы процессорного ядра 133 MHz производительность их FPU была ниже, чем у меньших по частоте Intel Pentium.

AMD-K5

Буква "K" в названии этого процессора означает "Krypton" - мифический материал, лишающий силы знаменитого Супермена. Если под Суперменом понимать Intel Pentium, то аналогия получается довольно прозрачной. Поскольку все больше и больше систем строилось на базе Pentium, компании был необходим CPU, который мог бы быть установлен в соответствующие материнские платы. K5 тоже полностью "копировал" архитектуру Pentium - кэш первого уровня размером 24 KB был разделен на две части - 16 KB под инструкции и 8 KB для данных. Однако первый "блин" вышел "комом" - AMD-K5 не смог по популярности превзойти основного конкурента. Причин было две: первая - традиционно для AMD слабый блок FPU, а вторая - сомнительное решение использовать для маркировки процессоров не реальную частоту, на которой они работали, а так называемый PR (Pentium Rating). Означать, по идее, это должно было следующее: "Наш процессор при частоте 90 MHz по производительности примерно соответствует Intel Pentium 120 MHz, поэтому мы называем его AMD-K5 PR120". На самом деле, конечно же, для вычисления PR использовались тесты, которые в выгодном свете демонстрировали именно особенности процессоров AMD (операции с целыми числами), что вызвало массу справедливых нареканий. Правда, по скорости в офисных приложениях AMD-K5 действительно оказывался, как минимум, не хуже Pentium, а стоил меньше, поэтому определенную долю рынка AMD "отвоевать" удалось.

Также K5 стал первым процессором "пользовательского" класса, в котором было применено решение, впервые реализованное в Intel Pentium Pro: скоростное RISC- подобное ядро с транслятором, преобразовывавшим сложные команды x86-кода в простой и быстро выполняющийся микрокод. И это, несомненно, является громадным достижением AMD: впервые архитектура, применявшаяся ранее только в дорогих high-end-процессорах, "пришла

AMD-K6/K6-2/K6-III

Как мы уже писали выше, в основу AMD-K6 легло ядро, разработанное инженерами компании NexGen для процессора Nx686. Однако с момента окончания разработки Nx686 до выхода AMD-K6 прошло два года, и, естественно, кое-какому "осовремениванию" старое ядро было подвергнуто. Так, кэш первого уровня, у Nx686 имевший размер 48 KB (16 KB под код и 32 для данных), у AMD-K6 увеличили до 64 KB (32 + 32 соответственно). Кроме того, за счет изготовления CPU от AMD по более совершенному техпроцессу максимальная частота, у Nx686 равная 180 MHz, в случае AMD-K6 была увеличена до 300 MHz. K6 позиционировался компанией как конкурент Pentium II, однако слабая производительность при операциях с плавающей точкой позволяла ему всерьез конкурировать только с Pentium MMX. Как и у K5, ядро K6 было уже полностью "независимым" от старых x86- инструкций и исполняло RISC-подобные микрокоманды, в которые специальный транслятор преобразовывал стандартные машинные коды. Кроме того, K6 был первым процессором AMD, поддерживающим команду MMX и 100-мегагерцевую системную шину.

AMD K6-2 предлагал производителям ПО собственный набор команд, оптимизированный для еще более узкой области, нежели "универсально- мультимедийный" Intel MMX, а именно: для наиболее ресурсоемких расчетов, связанных с 3D-графикой. Даже в самом названии этого набора (3DNow!) отразилась область его применения. Однако мало обеспечить поддержку определенных команд процессором - нужно еще, чтобы их использовали разработчики ПО. Как это ни печально, но K6-2 не удалось переломить консерватизм программистов, и поддержка 3DNow! стала массово появляться в ПО лишь позже, с выходом AMD Athlon и Duron.

K6-III представлял собой дальнейшее развитие линии K6-2 - его, подобно Pentium II, оснастили кэшем второго уровня (256 KB), размещенным прямо в корпусе процессора и работающим на частоте CPU. Учитывая то, что на всех материнских платах для платформы Socket 7/Super 7 кэш присутствует "по умолчанию", этот процессор оказался по-своему уникальным, поскольку системы на его основе имели три уровня кэша - два собственно на кристалле, и еще один - на системной плате. Естественно, L2-кэш, работающий на частоте процессорного ядра, оказался хорошим подспорьем, и производительность K6-III по сравнению с K6-2 существенно возросла. Однако с самого начала было понятно, что сам по себе CPU "припозднился" - тягаться на равных с Intel Pentium II и Celeron с их высокоскоростными процессорными шинами нового поколения K6-III уже не мог, особенно в ресурсоемких приложениях и компьютерных играх.