Застывшая в кремнии музыка: процессоры Athlon XP

После того, как Intel выпустила Pentium 4 с новой микроархитектурой NetBurst, AMD вновь оказалась на втором  месте. Как бы ни были хороши процессоры Athlon на ядре Thunderbird, тягаться на равных с новинкой Intel им оказалось не по силам.

Новое = старое + хороший маркетинг

Известно, что NetBurst позволяла наращивать тактовые частоты легко и непринуждённо, а процессорам Athlon каждые 100 МГц давались ценой всё большего и большего нагрева.

Однако AMD, после победоносного ядра Thunderbird, уверовала в непобедимость архитектуры К7. Вооружившись девизом: "успех - это модернизация К7 плюс маркетинговые ухищрения", компания выпустила на рынок новую модификацию Athlon. Теперь процессорам был присвоен индекс XP (от eXtreme Performance), который должен был подчеркнуть преимущества архитектуры перед "классическими" Athlon. Кроме того, индекс XP "совершенно случайно" совпадал с названием передовой версии Microsoft Windows.

Помимо нового индекса, AMD изменила систему обозначений моделей процессоров. Теперь вместо тактовой частоты указывался загадочный рейтинг производительности (performance rating). Например, процессор Athlon XP 1500+ работал на частоте 1333 МГц, а Athlon XP 1800+ - на частоте 1533 МГц. По официальным данным рейтинг производительности рассчитывался из сравнения Athlon XP с классическим Athlon на ядре Thunderbird. Однако методика сравнения была известна только самой AMD, и performance rating в народе быстро переиначили в Pentium rating, поскольку привязка к процессорам Intel была более очевидна.

Ядро Palomino

Новые Athlon XP на ядре Palomino демонстрировали более высокую производительность по сравнению с тем же Thunderbird при равных тактовых частотах. При этом новое ядро было гораздо холоднее своих предшественников, несмотря на прежний техпроцесс 180 нм. Также не претерпели изменений, по сравнению с ядром Thunderbird, кэш-память (256 Кбайт кэша второго уровня, работающего на частоте ядра) и частота системной шины (133 МГц).

В новом ядре, помимо "традиционных" команд MMX и 3DNow!, была реализована полная поддержка набора инструкций SSE процессора Pentium III. При этом был серьёзно переработан буфер трансляции адресов (TLB - Translation Look-aside Buffer). Теперь TLB, как и кэш-память, стал исключающим, т.е. буфер первого уровня больше не дублировал содержимое буфера второго уровня. Кроме того, в ядре Palomino был реализован механизм предварительной загрузки значений адресов, а также существенно улучшен алгоритм загрузки данных из памяти в кэш.

Ядро Palomino наглядно продемонстрировало, что, несмотря на двухлетний возраст, у микроархитектуры К7 есть ещё "порох в пороховницах". Так, новое ядро позволило нарастить тактовую частоту процессоров до 1733 МГц, рассеивая при этом до 72 Вт. Конечно, это довольно много, однако 180 нм - есть 180 нм.

Ядро Thoroughbred

Освоив технологический процесс 130 нм, компания AMD представила новое ядро Thoroughbred. Как и в случае с ядрами Argon/Orion, с усложнением техпроцесса AMD решила не отказываться от хорошо зарекомендовавшего себя ядра. Так, первые варианты Thoroughbred практически ничем не отличались от ядра Palomino. Единственное преимущество, которым обладали процессоры на новом ядре - это меньший размер и, соответственно, сниженное тепловыделение (в среднем на 10 Вт).

По большому счёту, AMD выпустила Thoroughbred, что называется, "на отцепись". Было ясно, что с выходом ядра Palomino возможности микроархитектуры К7 близки к пределу, и справиться с Intel NetBurst процессорам Athlon XP не удастся. Поэтому AMD решила сконцентрировать главные силы на разработке 64-разрядной архитектуры, попутно продолжая "выжимать" из архитектуры К7 всё возможное.

В результате появились две модификации ядра Thoroughbred: А и В. Процессоры на Thoroughbred A (Athlon XP 1600+ – Athlon XP 2200+) работали на тех же тактовых частотах, что и предшественники на ядре Palomino (1,3-1,8 ГГц), но грелись при этом значительно меньше. В сущности, Thoroughbred A - это Palomino, каким он должен был быть.

В модификации Thoroughbred B был организован дополнительный слой металлизации, позволивший наращивать тактовую частоту процессора до отметки в 2133 МГц. В дальнейшем, частота системной шины была увеличена до 166 МГц, т.е. фактическая скорость передачи данных по шине достигла 333 МГц, а на рынок вышли процессоры с частотами 2083-2250 МГц. При этом, с каждым новым процессором AMD щедро повышала индекс производительности: например, Athlon XP 2800+ работал на частоте 2250 МГц.

Ядро Thoroughbred B оказалось на редкость "живучим": вытеснив сначала своего собрата с литерой "А" из линейки Athlon XP, Thoroughbred благополучно "перекочевал" в линейку "бюджетных" процессоров Sempron.

Ядро Barton/Thorton

Ядра Barton и Thorton - это ни что иное, как всё тот же 130-нанометровый Palomino, только "раскочегаренный" до предела. Вполне вероятно, что выпуск этих ядер был просто своеобразной шуткой компании AMD.

Так, ядро Thornton не отличается от ядра Thoroughbred абсолютно ничем, кроме одного-единственного процессора - AthlonXP 3100+ с фактической скоростью системной шины 400 МГц и тактовой частотой 2200 МГц. Ядро Barton отличается от того же Thoroughbred разве что удвоенным объёмом кэш-памяти второго уровня (до 512 Кб) и всё той же разогнанной до 400 МГц (и то не на всех процессорах) системной шиной.

И всё-таки ядра Barton/Thorton кое-чем примечательны. Дело в том, что с их выходом AMD утратила то ли совесть, то ли логику в определении пресловутого рейтинга производительности. Так, процессор с тактовой частотой 2200 МГц был удостоен индекса 3200+. То есть, по мнению маркетологов AMD, 512 Кб кэш-памяти и системная шина на 400 МГц прекрасно заменяют 1 ГГц тактовой частоты.

"А мы уйдём на север!.."

После того, как процессоры на ядре Thoroughbred "застряли" около отметки 2 ГГц, стало ясно, что некогда победоносная микроархитектура AMD К7 на сей раз потерпела поражение. Однако AMD к этому времени уже успела переориентироваться на 64- разрядную архитектуру, и потому последние модели Athlon XP, рассеивающие совершенно безумную мощность (до 80 Вт) были нужны AMD большей частью для того, чтобы просто изображать "кипучую деятельность".

"Отмахиваясь" невнятными процессорными ядрами от наступающей Intel, AMD тем временем предвкушала славу первого в мире создателя 64-разрядной архитектуры. Потому на оглушительный провал последних моделей Athlon AMD если обращала внимание, то относилась к этому философски. "Гонка за мегагерцами" уже не интересовала компанию. У AMD были совершенно другие планы - 64-х разрядная микроархитектура К8 Hammer.