Evoluzione Processori AMD AMD è un nome importante da circa vent'anni, epoca nella quale cominciò a produrre microprocessori su licenza Intel. Dopo tanti anni di rivalità con Intel è ancora difficile definire quale delle due sia la migliore, ognuna ha una punta di forza diversa ed è questa che rende difficile il confronto. L'inizio di questa rivalità,si deve ad un'altra azienda. Nel 1981 Intel fu scelta da IBM come fornitore di processori per il suo primo personal computer. L'azienda, però, voleva due fornitori, così Intel si vide costretta a dare in licenza la sua tecnologia, permettendo ad AMD di diventare la prima azienda autorizzata a clonare il processore 8086. Il primo processore AMD, venduto nel 1981, era l'AMD 8086 (e 8088 versione economica) identico in tutto e per tutto al modello Intel. AMD 8086: AMD 8086 Intel 8086: Intel 8086 Am286: L'Am286, un clone dell'Intel 80286 era identico al chip di Intel, ma aveva un grande vantaggio: una frequenza più elevata. Mentre la CPU 286 di Intel lavorava a 12.5 MHz, AMD vendeva versioni a 20 MHz. Il 286 era più economico del 386(versione successiva del intel 286), le cui innovazioni non furono sfruttate per diversi anni, quindi possiamo affermare che AMD, già vent'anni fa, aveva creato il prodotto più vantaggioso. Am286 Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza di clock FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die Connettore 1982 16-bit 16-bit 24-bit 16 MB no no 8-20 MHz Uguale al clock 80287 no 1500 nm 134000 ???? 5V 49 mm² 68 pin Am 286 Intel 286 Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza di clock FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die Connettore 1982 16-bit 16-bit 24-bit 16 MB no no 8-13 Mhz Uguale al clock 80287 no 1500 nm 134000 ???? 5V 49 mm² 68 pin Intel 286 Am386: Nel 1991, AMD presentò il processore 386. Come i predecessori, questo modello era identico alla proposta di Intel, giacché AMD aveva la licenza per produrre cloni di prodotti Intel, partendo direttamente dal microcode (il firmware della CPU). Questo processore aveva due caratteristiche interessanti. Era più veloce della controparte Intel - 40 MHz rispetto a 33 MHz - ed era la prima a fregiarsi del logo Windows Compatible sul package. Am386 Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza di clock FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die Connettore 1991 32-bit 32-bit 32-bit 4 GB no no 12-40 MHz Uguale al clock 387 no 1500 - 1000 nm 275000 2 W (33 MHz) 5V 42 mm² 132 pin Am386 con logo Windows Intel 386 Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza di clock FSB FPU SIMD 1991 32-bit 32-bit 32-bit 4 GB no no 10-33 MHz Uguale al clock 80387 no 1500 - 1000 nm Processo di fabbricazione circa Numero di transistor 275000 circa Consumo energetico 2 W (33 MHz) Voltaggio 5V Superficie del Die 42 mm² Connettore 132 pin Intel 386 Am486: Il 486 è stato l'ultimo clone di un processore Intel. AMD produceva il 486 in due versioni differenti, uno con microcode di Intel e uno con microcode di AMD, quest'ultimo introdotto come conseguenza ad alcune dispute con Intel su questo punto. Oltre ai processori venduti sotto il nome 486, AMD mise in vendita anche il 5x86, che era un 486 con un moltiplicatore di frequenza a 4x. Lavorava a 133 MHz, era compatibile con le schede madre per 486, ma aveva le prestazioni di un Pentium 75.Fu con il 5x86 che AMD iniziò a usare il famoso Pentium Rating (5x86 PR 75), che usò fino all'Athlon 64 X2. Am486 / 5x86 Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Frequenza di clock FSB ??? X5 1990 1992 32-bit 32-bit 32-bit 32-bit 32-bit 32-bit 4 GB 4 GB 8 KB 16 KB Scheda madre (frequenza Scheda madre (frequenza FSB) FSB) 16-120 MHz 133 MHz 16-50 MHz 33 MHz FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die Connettori Integrata no 1000 - 800 nm 1185000 ??? 5 V 3.3 V 81 - 67 mm² 168 pin Cache L2 Integrata no 350 nm ??? ??? 3.45 V ? 168 pin Am 486 Intel 486 AMD K5: Nel 1996, AMD presentò la quinta generazione di processore, il K5. Rispetto al Pentium, il K5 era tecnicamente più avanzato, ma aveva anche alcuni punti deboli. Era, sugli interi, migliore a parità di clock rispetto sia al Pentium ma fu introdotto in ritardo sul mercato esibendo minori frequenze rispetto alla concorrenza e prestazioni inferiori sul versante Floating-Point. Questo ritardo nell'introduzione di valide alternative al Pentium fece perdere molte quote di mercato ai concorrenti che dovettero negli anni successivi faticare molto per recuperare il terreno perduto . A poco valse l'introduzione del P-Rating.Il K5 aveva 16K di I-cache L1 e 8K di D-cache L1 annoverando 4.3 milioni di transistor, massima frequenza raggiunta di 166Mhz. Era internamente basato su una architettura RISC, con una unità di decodifica delle istruzioni x86. Era un processore superscalare , possedeva infatti cinque ALU, in grado di eseguire istruzioni out-of-order, ma una sola FPU. Intel Pentium Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza di clock FSB FPU SIMD 1993 32-bit 64-bit 32-bit 4 GB 16 KB Frequenza FSB 50-133 Mhz 50 MHz Integrata no AMD K6: E' un microprocessore compatibile x86 prodotto e distribuito a partire dal 1997. Questo processore è stato pensato in particolare per essere compatibile con sistemi già esistenti basati sul Pentium della Intel, che poteva sostituire a parità di prestazioni con costo considerevolmente minore. Questo garantì alla CPU un forte impatto sul mercato e la possibilità di competere direttamente col processore Intel .Il design del K6 fu progettato sulla base dell'Nx686, che la NexGen stava sviluppando quando fu acquistata da AMD. NexGen era intenzionata a produrre il processore con un proprio formato di socket, ma AMD impose il rispetto dello standard Socket 7 per avere maggiore compatibilità, aggiunse il supporto delle istruzioni MMX e chiamò il processore K6. Nonostante la sigla faccia pensare ad una continuità col K5, il design era completamente diverso, creato dall'azienda che poi fu inglobata. Il K6 fu lanciato a velocità di 166 e 200 MHz nell'aprile del 1997, e seguì nello stesso anno anche una versione a 233 MHz. Il rilascio della versione a 266 MHz non fu possibile fino alla primavera del 1998, quando AMD poté effettuare il passaggio al processo di produzione a 0.25 micron. L'ultima modifica fu apportata a maggio con la versione a 300 MHz prima dell'introduzione del K6-2 e del K6-III. Nel giugno del 1998 AMD passa al K6-II e innaugura il Super Socket 7 a 100MHz e introduce la tecnologia 3DNow!. Si tratta di 21 nuove istruzioni multimediali che anticiperanno le successive SSE di Intel. La tecnologia 3DNow! introduce l'approccio SIMD (Single Istruction Multiple Data) anche con i numeri in virgola mobile (MMX opera solo sugli interi) e permette l'esecuzione di fino a 4 istruzioni su numeri Floating point a singola precisione (32bit). AMD pensava di compensare le scarse prestazioni della sua Floating point unit con la tecnologia 3DNow!, ma lo scarso supporto da parte degli sviluppatori fece presto riemergere le gravi debolezze in quel settore. Il K6-II ottenne comunque un discreto successo nella fascia entry-level del mercato ma al salire della frequenza cominciò a pesare la scarsa velocità della L2 cache esterna (100MHz). Questa versione ragiunse una frequenza di 550 Mhz nel 2000. Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 AMD K6, K6-2, K6-III K6, Little Foot (250 K6-3D, Chomper nm) 1997/1998 1998 32-bit 32-bit 64-bit 64-bit 32-bit 32-bit 4,096 MB 4,096 MB 32 KB + 32 KB 32 + 32 KB Scheda madre, Scheda madre, frequenza FSB frequenza FSB Sharptooth Cache L3 no no Frequenza di clock FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die 166-300 MHz 50-66 MHz Integrata MMX 300-550 MHz 66-100 MHz Integrata MMX, 3DNow! 1999 32-bit 64-bit 32-bit 4,096 MB 32 + 32 KB 256 KB (frequenza CPU) Scheda madre, frequenza FSB 400-450 MHz 100 MHz Integrata MMX, 3DNow! 350 - 250 nm 250 nm 250 nm 8.8 milioni 9.3 milioni 21.3 milioni 12-28 W 2.2 2.9 V 3.2 V 157-68 mm² 10-17 W 2.2 2.4 V 118 mm² Connettori Socket 7 13-25 W 2.2 2.4 V 81 mm² Socket 7 / Super Socket 7 Cache L2 Super Socket 7 AMD K7: Nel 1999 AMD presentò la settima generazione di processore, il K7, poi rinominato Athlon. Questo chip non aveva i punti negativi dei modelli precedenti, e finalmente integrava una FPU degna di esser chiamata tale, persino migliore di quella di Intel. L'Athlon era il processore x86 più veloce sulla piazza, e aveva molti punti di forza, incluso un veloce FSB (EV6, usato nei primi processori Alpha) e prestazioni elevate.L' Athlon include 3 decoders per istruzione x86. Questi decoders traducono le istruzioni x86 in macro operations (MacroOPs) a lunghezza fissa per un più alto rendimento nell'esecuzione dell'elaborazione. Invece di eseguire direttamente le istruzioni x86 che hanno lunghezza da 1 a 15 bytes, l'Athlon esegue le MacroOPs RISC-Like migliorando di molto le prestazioni delle altre unità di elaborazione ed ottimizzazione. Nella cartuccia era presente una L2 cache di 512KB funzionante tipicamente ad 1/2 o 1/3 della frequenza del core. Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza di clock FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die Connettori AMD Athlon (K7, K75) Argon (K7) Pluto , Orion (K75) 1999 1999 32-bit 32-bit 64-bit 64-bit 32-bit 32-bit 4,096 MB 4,096 MB 64 KB + 64 KB 64 KB + 64 KB Slot A (1/2 CPU) Slot A (1/2, 2/5 or 1/3 CPU) 500-700 MHz 550-1000 MHz 100 MHz (DDR) 100 MHz (DDR) Integrata Integrata MMX, Enhanced 3DNow! MMX, Enhanced 3DNow! 250 nm 180 nm 22 milioni 22 milioni 42-50 W 31-65 W 1.6 V 1.6 1.8 V 184 mm² 102 mm² Slot A Slot A AMD è stata la prima ad annunciare e a portare sul mercato un processore da 1 GHz con l'Athlon AMD Thunderbird, Palomino, Xp: AMD sapeva di aver un'architettura vincente con il K7, e la migliorò un po' alla volta, incrementando la frequenza e usando un processo produttivo inferiore. Il core Thunderbird era realizzato a 180 nm e aveva 256 KB di cache integrata. Il core Palomino introduceva il supporto SSE. L'Athlon XP cambiava il package e reintroduceva i numeri PR. Il Thoroughbred era un Athlon XP realizzato a 130 nm (con 256 KB di cache). Il Barton integrava 512 KB di cache e inoltre usava un processo a 130 nm. L'Athlon XP e i modelli seguenti usavano il numero PR anziché un nome basato sulla frequenza di lavoro. Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza di clock FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die Connettori Thunderbird 2000 32-bit 64-bit 32-bit AMD Athlon Palomino/XP 2001 32-bit 64-bit 32-bit Thoroughbred 2002 32-bit 64-bit 32-bit Barton 2003 32-bit 64-bit 32-bit 4,096 MB 4,096 MB 4,096 MB 4,096 MB 64 KB + 64 KB 64 KB + 64 KB 64 KB + 64 KB 64 KB + 64 KB 256 KB 256 KB 256 KB (frequenza 512 KB (frequenza (frequenza CPU) CPU) (frequenza CPU) CPU) 650-1400 MHz 1000-1733 MHz 1200-2250 MHz 1400-2200 MHz 133/166 MHz (DDR) Integrata Integrata MMX, Enhanced MMX, Enhanced 3DNow!, SSE 3DNow!, SSE 166/200 MHz (DDR) Integrata MMX, Enhanced 3DNow!, SSE 180 nm 180 nm 130 nm 130 nm 37 milioni 37,5 milioni 37,2 milioni 54,3 milioni 38-72 W 46-72 W 49-68 W 60-76 W 1.7-1.75 V 1.75 V 1.5-1.65 V 1.65 V 120 mm² 129.26 mm² 84.66 mm² 100.99 mm² Socket A Socket A Socket A Socket A 100/133 MHz (DDR) Integrata MMX, Enhanced 3DNow! 133 MHz (DDR) In questo contesto non vanno dimenticate le versioni per server(Athlon MP)e portatili(Athlon 4, Athlon XP Mobile), così come il Geode NX (130 nm e 256 KB di cache). AMD commercializzava anche il Thorton (130 nm, 512 KB di cache, 256 KB dei quali disabilitati) e Trinidad, un Athlon a 90 nm. Diverse le incongruenze con il PR: l'Athlon XP 2600+ lavorava a 1900, 1917, 2000, 2083 o 2133 MHz, secondo le versioni. AMD Duron e Sempron: Per competere con il Celeron, AMD ha rivisitato il suo Athlon, presentando il Duron, poi rimpiazzato dal Sempron. Questi due processori a basso costo erano generalmente più lenti di un Athlon e avevano un quantitativo di memoria cache inferiore. Il design della cache di AMD permetteva la creazione di CPU con meno cache L2 di quella L1, perché quest'ultima non era rispecchiata nella L2 (a differenza dell'architettura inclusiva usata da Intel). Il Sempron era semplicemente un Athlon XP rinominato, con alcune versioni dotate di meno memoria cache (256 KB di 512 erano disabilitati nel core Thorton). Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 AMD Duron e Sempron Spitfire Thorton 2000 2004 32-bit 32-bit 32-bit 32-bit 32-bit 32-bit 4,096 MB 4,096 MB 64 KB + 64 KB 64 KB + 64 KB Cache L2 Frequenza di clock FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die Connettori 64 KB (frequenza CPU) 600-950 MHz 100 MHz (DDR) Integrata MMX, Enhanced 3DNow! 180 nm 25 milioni 27-41 W 1.5 1.6 V 100 mm² Socket A 256 KB (frequenza CPU) 1500-2000 MHz 166 MHz (DDR) Integrata MMX, Enhanced 3DNow!, SSE 130 nm 54,3 milioni 62 W 1.6 V 100.99 mm² Socket A Oltre al core Spitfire, AMD presentò anche il Duron Morgan (basato sull'Athlon XP, con supporto SSE) e Applebred (130 nm). Il Sempron ha continuato la sua corsa con il K8 Sempron 3400+, un processore a 64-bit. Nel 2009 AMD sviluppò il Sempron 140 da 2,7Ghz cn 256Kb di L1 e 1Mb di L2. Una rivoluzione per il nome Sempron. AMD Duron AMD Sempron 3000+ AMD K8: Il K8 è stato il primo processore x86 compatibile con l'indirizzamento a 64-bit. L'architettura aveva altri vantaggi, come un controller di memoria integrato. AMD presentò processori di grande spessore, basati sull'architettura K8, ma ci concentreremo sui modelli di fascia media, i famosi Athlon 64, dei quali gli Opteron (server), gli Athlon 64 FX (fascia alta) e i Turion 64 (mobile) erano stretti parenti. In generale, differivano solamente nell'amministrazione del controller di memoria e della cache, più il tipo di memoria usata. Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus Dati Bus Indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza di clock Controller memoria FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficie del Die Connettori AMD Athlon 64 ClawHammer 2003 64-bit 64-bit 64-bit 1 TB 64 KB + 64 KB 1024 KB (frequenza CPU) 1800-2400 MHz DDR-400, 1 canale 800 MHz (HTT) Integrata MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2 Orleans 2006 64-bit 64-bit 64-bit 1 TB 64 KB + 64 KB 512 KB (frequenza CPU) 1800-2600 MHz DDR2-667, 2 canali 1000 MHz (HTT) Integrata MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3 130 nm 90 nm 105.9 milioni 89 W (TDP) 1.5 V 193 mm² Socket 754 81.1 milioni 62 W (TDP) 1.25-1.4 V 103 mm² Socket AM2 I processori Athlon 64 usavano ancora il PR per indicare la loro velocità. Ci sono state differenti versioni, diverse in termini di cache e/o processo di produzione. Abbiamo messo in luce due modelli nella tabella, masono state dozzine le differenti versioni del K8. Athlon 64 X2: Dual-Core AMD: Nel 2005, AMD cambiò la sua architettura per offrire una versione dual core del K8. Nacque così l'Athlon 64 X2. Nonostante fosse realizzato impacchettando due core K8, l'architettura, con l'interfaccia HyperTransport, permetteva buone prestazioni, a differenza delle soluzioni Intel, con l'FSB che amministrava la comunicazioni tra le CPU. L'Athlon 64 X2 ha avuto diversi socket, ed è ancora sul mercato come soluzioni di fascia bassa. Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus dati Bus indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Frequenza clock Controller di memoria FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficio del Die Connettori AMD Athlon 64 X2 Toledo 2005 64-bit 64-bit 64-bit 1 TB 64 KB + 64 KB x 2 1024 KB x 2 (frequenza CPU) 2200-2400 MHz Brisbane 2006 64-bit 64-bit 64-bit 1 TB 64 KB + 64 KB x 2 512 KB x 2 (frequenza CPU) 1900-3100 MHz DDR-400, 2 canali DDR2 -800, 2 canali 1000 MHz (HTT) Integrata MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3 1000 MHz (HTT) Integrata MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3 90 nm 65 nm 233, 2 milioni 89/110 W (TDP) 1.35 1.4 V 199 mm² Socket 939 153 milioni 65/89 W (TDP) 1.25 1.35 V 126 mm² Socket AM2 Come per l'Athlon 64, vi mostriamo solo due versioni del K8 dual-core, anche se esistono altre versioni. Ovviamente ci sono state versioni Opteron per server, Athlon 64 FX per la fascia alta desktop, versioni mobile Turion 64 X2 e anche Sempron X2 per la fascia bassa. Per concludere, un aneddoto: AMD usò un nome in codice già usato da Intel: Santa Rosa (si trattava di un dual-core Opteron a 90 nm). Amd Phenom e Quad-Core: Nel 2007, AMD ha presentato il core K10, commercializzato sotto il marchio Phenom. Questo processore non ha convinto: non è veloce come le controparti Intel, aveva dei bug nelle prime revisioni (TLB), e non permetteva di salire molto in overclock. Il Phenom, tuttavia, è ancora un buon processore: l'architettura, per esempio, è ben concepita per il mondo server. Anche se è considerato un processore a basso costo, il Phenom è ora maturo e libero da alcuni problemi iniziali. Non solo non c'è più il bug TLB, ma con la tecnologia ACC, l'overclock è migliorato sostanzialmente. AMD Phenom Nome in codice Data di rilascio Architettura Bus dati Bus indirizzi Memoria Massima Cache L1 Cache L2 Cache L3 Frequenza clock Controller di memoria FSB FPU SIMD Processo di fabbricazione Numero di transistor Consumo energetico Voltaggio Superficio del Die Connettori Agena (X4) 2007 64-bit 64-bit 64-bit 1 TB 64 KB + 64 KB x 4 512 KB x 4 (frequenza CPU) 2 MB (frequenza di collegamento HT) 1800-2600 MHz Toliman (X3) 2008 64-bit 64-bit 64-bit 1 TB 64 KB + 64 KB x 3 512 KB x 3 (frequenza CPU) 2 MB (frequenza di collegamento HT) 2100-2400 MHz DDR2-1066, 2 canali DDR2-1066, 2 canali 2000 MHz (HTT) Integata MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a 2000 MHz (HTT) Integrata MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a 65 nm 65 nm 450 milioni 450 milioni 65/125 W (TDP) 95 W (TDP) 1.25 V 285 mm² Socket AM2+ 1.25 V 285 mm² Socket AM2+ Il Phenom è compatibile con il Socket AM2 (con alcune limitazioni). Il Phenom X3 è un Phenom X4 con un core disabilitato. Amd Athlon II x2/x3/x4 L'Amd Athlon II è un processore di nuova generazione sviluppato dall'AMD nel 2009/2010. Sono già state create tante versioni con un numero di core pari a 2,3 e 4. E' piccolo passo avanti che in questi periodi non riesce a pareggiare i conti con i nuovi core ( i7 ) della rivale Intel. Amd Athlon II x2: Nome: Supporto Socket Frequenza Architettura 64 bit Cache L1 Cache L2 TDP Atlon II x2 245 SI AM3 2,9 Ghz 45 nm 256 Kb 1Mb per core 65 W Atlon II x2 250 '' '' 3,0 Ghz '' '' '' '' Atlon II x2 255 '' '' 3,1 Ghz '' '' '' '' Atlon II x2 260 '' '' 3,2 Ghz '' '' '' '' Atlon II x2 265 '' '' 3,3 Ghz '' '' '' '' Fonte: Tom's Hardware