Athlon es la marca aplicada a una serie de microprocesadores compatibles con x86 diseñados y fabricados por AMD . El Athlon original (ahora llamado Athlon Classic) fue el primer procesador x86 de séptima generación y el primer procesador de escritorio en alcanzar velocidades de un gigahercio (GHz). Hizo su debut como marca de procesadores de gama alta de AMD el 23 de junio de 1999. [1] A lo largo de los años, AMD ha utilizado el nombre Athlon con la arquitectura Athlon 64 de 64 bits , el Athlon II y los chips de Unidad de procesamiento acelerado (APU). dirigido a la arquitectura SoC de escritorio Socket AM1 y a la microarquitectura Zen Socket AM4 . [2] El moderno Athlon basado en Zen con un procesador Radeon Graphics se presentó en 2019 como el procesador básico de mayor rendimiento de AMD. [3] [4]
Athlon proviene del griego antiguo ἆθλον ( athlon ), que significa "concurso (deportivo)", o "premio de un concurso", o "lugar de un concurso; arena". [5] Con el nombre Athlon utilizado originalmente para los procesadores de gama alta de AMD, AMD actualmente usa Athlon para APU económicas [2] con gráficos integrados. [6] AMD posiciona el Athlon frente a su rival, el Intel Pentium . [7]
El primer procesador Athlon fue el resultado del desarrollo de los procesadores K7 por parte de AMD en la década de 1990. El fundador y entonces director ejecutivo de AMD, Jerry Sanders [8], buscó agresivamente asociaciones estratégicas y talentos de ingeniería a fines de la década de 1990, trabajando para aprovechar éxitos anteriores en el mercado de PC con la línea de procesadores AMD K6 . [9] [10] Una asociación importante anunciada en 1998 unió a AMD con el gigante de semiconductores Motorola [8] para desarrollar conjuntamente tecnología de semiconductores basada en cobre , lo que resultó en que el proyecto K7 fuera el primer procesador comercial en utilizar tecnología de fabricación de cobre . En el anuncio, Sanders se refirió a la asociación como la creación de un "gorila virtual" que permitiría a AMD competir con Intel en capacidad de fabricación y al mismo tiempo limitaría el desembolso financiero de AMD para nuevas instalaciones. [8] El equipo de diseño de K7 estuvo dirigido por Dirk Meyer , quien anteriormente había trabajado como ingeniero principal en DEC en múltiples microprocesadores Alpha . Cuando DEC se vendió a Compaq en 1998 y se interrumpió el desarrollo del procesador Alpha, Sanders incorporó a la mayor parte del equipo de diseño Alpha al proyecto K7. [ cita necesaria ] Esto se suma al equipo NexGen K6 previamente adquirido, que ya incluía ingenieros como Vinod Dham . [11]
El procesador AMD Athlon se lanzó el 23 de junio de 1999 y estuvo disponible de forma general en agosto de 1999. Posteriormente, desde agosto de 1999 hasta enero de 2002, este procesador K7 inicial fue el chip x86 más rápido del mundo. [1] Escribió Los Angeles Times el 5 de octubre de 1999: "Históricamente AMD ha estado detrás de los procesadores más rápidos de Intel, pero ha superado al líder de la industria con el nuevo Athlon. Los analistas dicen que el Athlon, que será utilizado por Compaq , IBM y otros fabricantes en sus PC más potentes, es significativamente más rápido que el Pentium III insignia de Intel , que funciona a una velocidad máxima de 600MHz". [12] Varias características ayudaron a los chips a competir con Intel. Al trabajar con Motorola, AMD había podido perfeccionar la fabricación de interconexiones de cobre aproximadamente un año antes que Intel, y el proceso revisado permitió la producción de procesadores de 180 nanómetros . La reducción del troquel que lo acompaña resultó en un menor consumo de energía, lo que permitió a AMD aumentar las velocidades de reloj del Athlon al rango de 1 GHz. [13] La arquitectura Athlon también utilizó el bus EV6 con licencia de DEC como su bus de sistema principal, lo que permitió a AMD desarrollar sus propios productos sin necesidad de licenciar el bus GTL+ de Intel . [14] En el verano de 2000, AMD enviaba Athlons en grandes cantidades y los chips se utilizaban en sistemas de Gateway , Hewlett-Packard y Fujitsu Siemens Computers, entre otros. [15]
El Athlon de segunda generación, el Thunderbird, debutó en 2000. AMD lanzó el Athlon XP el año siguiente, [1] y el sucesor inmediato del Athlon XP, el Athlon 64 , fue un microprocesador con arquitectura AMD64 lanzado en 2003. [16] Después Tras el lanzamiento en 2007 de los procesadores Phenom , el nombre Athlon también se utilizó para los procesadores de gama media, posicionados por encima de marcas como Sempron . [17] El Athlon 64 X2 se lanzó en 2005 como la primera CPU de escritorio nativa de doble núcleo diseñada por AMD, [18] y el Athlon X2 fue una familia posterior basada en el Athlon 64 X2. [19] Introducido en 2009, Athlon II era una familia de chips Athlon de doble núcleo. [20]
En septiembre de 2018 se presentó un Athlon 200GE de bajo consumo de 55 dólares con un procesador de gráficos Radeon , ubicado debajo del Ryzen 3 2200G. [2] Esta iteración de Athlon utilizó el núcleo Raven Ridge basado en Zen de AMD , que a su vez había debutado en Ryzen con procesadores gráficos Radeon. [6] Con el lanzamiento, AMD comenzó a utilizar la marca Athlon para referirse a "productos de bajo costo y alto volumen", en una situación similar a Celeron y Pentium Gold de Intel. [2] El moderno Athlon 3000G se presentó en 2019 y se posicionó como el procesador básico de mayor rendimiento de AMD. [3] AMD posiciona el Athlon frente a su rival, el Intel Pentium . Si bien el rendimiento de procesamiento de la CPU está en el mismo nivel, [7] el Athlon 3000G usa gráficos Radeon Vega , [3] que están clasificados como más potentes que los gráficos Intel UHD del Pentium . [7]
El procesador AMD Athlon se lanzó el 23 de junio de 1999 y estuvo disponible de forma general en agosto de 1999. Posteriormente, desde agosto de 1999 hasta enero de 2002, este procesador K7 inicial fue el chip x86 más rápido del mundo. [1] En el lanzamiento, era, en promedio, un 10 % más rápido que el Pentium III al mismo tiempo para aplicaciones empresariales y un 20 % más rápido para cargas de trabajo de juegos. [21] En términos comerciales, el Athlon "Classic" fue un enorme éxito. [22]
El Athlon Classic es un procesador basado en cartucho, llamado Ranura A y similar al cartucho Ranura 1 de Intel utilizado para Pentium II y Pentium III. Utilizaba el mismo conector físico de 242 pines, comúnmente disponible, utilizado por los procesadores Intel Slot 1, pero girado 180 grados para conectar el procesador a la placa base . El conjunto del cartucho permitió el uso de módulos de memoria caché de mayor velocidad que los que se podían colocar (o incluir razonablemente con) las placas base en ese momento. Al igual que el Pentium II y el Pentium III basado en Katmai, el Athlon Classic contenía 512 KB de caché L2. Esta caché SRAM de alta velocidad se ejecutaba en un divisor del reloj del procesador y se accedía a ella a través de su propio bus trasero de 64 bits , lo que permitía al procesador atender tanto las solicitudes del bus frontal como los accesos a la caché simultáneamente, en comparación con empujar todo. a través del autobús delantero. [23]
El Athlon, basado en Argon, contenía 22 millones de transistores y medía 184 mm 2 . Fue fabricado por AMD en una versión de su proceso CS44E, un proceso semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS) de 250 nm con seis niveles de interconexión de aluminio . [24] [25] Los Athlons "Plutón" y "Orión" se fabricaron en un proceso de 180 nm. [26]
El caché de la CPU del Athlon constaba de los dos niveles típicos. Athlon fue el primer procesador x86 con una caché de nivel 1 dividida de 128 KB [27] ; un caché asociativo bidireccional separado en 2×64 KB para datos e instrucciones (un concepto de la arquitectura de Harvard ). [28] Los diseños de caché SRAM en ese momento eran incapaces de mantenerse al día con la escalabilidad del reloj del Athlon, lo que resultaba en un rendimiento comprometido de la CPU en algunas computadoras. [29] Con los modelos Athlon posteriores, AMD integraría la caché L2 en el propio procesador, eliminando la dependencia de chips de caché externos. [26] Los Slot-A Athlons fueron las primeras CPU de AMD con bloqueo multiplicador, lo que impedía a los usuarios establecer la velocidad de reloj deseada. AMD hizo esto en parte para dificultar la observación y el overclocking de la CPU por parte de los revendedores, lo que podría resultar en un rendimiento inconsistente. Finalmente, se creó un producto llamado "dispositivo Goldfingers" que podía desbloquear la CPU. [30]
AMD diseñó la CPU con capacidades de decodificación de instrucciones x86 más sólidas que las del K6, para mejorar su capacidad de mantener más datos en tránsito a la vez. [28] La unidad de predicción de ramas críticas se mejoró en comparación con el K6. Una canalización más profunda con más etapas permitió alcanzar velocidades de reloj más altas. [31] Al igual que AMD K5 y K6, el Athlon almacenó dinámicamente microinstrucciones internas en tiempo de ejecución como resultado de la decodificación de instrucciones x86 paralela. La CPU tiene un diseño desordenado , nuevamente como las CPU AMD posteriores a 5x86. El Athlon utiliza la arquitectura de bus EV6 del Alpha 21264 con tecnología de doble velocidad de datos (DDR). [ cita necesaria ]
AMD puso fin a su larga desventaja con el rendimiento de punto flotante x87 al diseñar una unidad de punto flotante (FPU) de triple emisión, supercanalizada y fuera de servicio . [28] Cada una de sus tres unidades podría calcular de forma independiente un tipo óptimo de instrucciones con cierta redundancia, lo que permitiría operar con más de una instrucción de punto flotante a la vez. [28] Esta FPU fue un gran paso adelante para AMD, ya que ayudó a competir con la FPU P6 de Intel . [32] ¡ El 3DNow! La tecnología SIMD de punto flotante , nuevamente presente, recibió algunas revisiones y pasó a llamarse "3DNow mejorado". Las adiciones incluyeron instrucciones DSP y el subconjunto MMX extendido de Intel SSE . [33]
El Athlon de segunda generación, el Thunderbird o T-Bird , debutó el 4 de junio de 2000. [1] Esta versión del Athlon estaba disponible en un formato tradicional de matriz de rejilla de pines (PGA) que se conectaba a un enchufe (" Socket A ") en la placa base, o empaquetado como un cartucho de ranura A. La principal diferencia entre este y el Athlon Classic fue el diseño de la caché, con AMD agregando 256 KB de caché exclusiva en el chip a máxima velocidad. [34] Al pasar a un diseño de caché exclusivo , el contenido de la caché L1 no se duplicó en la L2, lo que aumentó el tamaño total de la caché y creó funcionalmente una caché L1 grande con una región más lenta (la L2) y una región rápida (la L1). [35] convirtiendo la caché L2 en básicamente una caché de víctima . Con el nuevo diseño de caché, se redujo la necesidad de un alto rendimiento y tamaño L2, y era menos probable que el caché L2 más simple causara problemas de escalado de reloj y rendimiento. Thunderbird también pasó a un diseño asociativo de 16 vías . [34]
El Thunderbird fue "apreciado por muchos por su capacidad de overclocking" y demostró ser un éxito comercial [11] como el producto de mayor éxito de AMD desde el Am386DX-40 diez años antes. [36] Las nuevas instalaciones fabulosas de AMD en Dresde aumentaron la producción para AMD en general y lanzaron Thunderbirds a un ritmo rápido, con la tecnología de proceso mejorada mediante un cambio a interconexiones de cobre. [37] Después de que se lanzaron varias versiones en 2000 y 2001 del Thunderbird, el último procesador Athlon que utilizó el núcleo Thunderbird se lanzó en el verano de 2001, momento en el que las velocidades eran de 1,4 GHz. [1]
Los multiplicadores bloqueados de los Thunderbirds Socket A a menudo se podían desactivar agregando puentes conductores en la superficie del chip, una práctica ampliamente conocida como "el truco del lápiz". [38]
En general, hay cuatro variantes principales de la CPU de escritorio Athlon XP: Palomino , Thoroughbred , Thorton y Barton . También se lanzaron varios procesadores móviles, incluidos los modelos Corvette y el modelo Dublin , entre otros.
El 14 de mayo de 2001, AMD lanzó el procesador Athlon XP . Debutó como Mobile Athlon 4 , una versión móvil con nombre en código Corvette , y el Athlon XP de escritorio se lanzó en otoño. [1] El Athlon de tercera generación, cuyo nombre en código Palomino , salió al mercado el 9 de octubre de 2001, como Athlon XP, con el sufijo que significa rendimiento extremo y que hace referencia extraoficialmente a Windows XP . [39] El diseño de Palomino utilizó un tamaño de proceso de fabricación de 180 nm. [26] El Athlon XP se comercializó utilizando un sistema de calificación de rendimiento (PR) comparándolo con el núcleo predecesor Thunderbird. [40] Entre otros cambios, Palomino consumía un 20% menos de energía que el Thunderbird, reduciendo comparativamente la producción de calor, [41] y era aproximadamente un 10% más rápido que el Thunderbird. Palomino también mejoró la arquitectura TLB de K7 e incluyó un mecanismo de captación previa de datos de hardware para aprovechar mejor el ancho de banda de la memoria. Palomino fue el primer núcleo K7 que incluyó el conjunto completo de instrucciones SSE del Intel Pentium III, así como 3DNow! Profesional . [42] Palomino también fue el primer Athlon con socket que admitía oficialmente el procesamiento dual, con chips certificados para ese propósito con la marca Athlon MP (multiprocesamiento), [22] que tenía diferentes especificaciones. [43] Según HardwareZone , era posible modificar el Athlon XP para que funcionara como MP. [44] [45]
La cuarta generación de Athlon se introdujo con el núcleo Thoroughbred , o T-Bred , el 17 de abril de 2002. [46] El núcleo Thoroughbred marcó la primera producción de silicio de 130 nm de AMD, con un tamaño de matriz más pequeño que su predecesor. [26] Llegó a haber dos avances (revisiones) de este núcleo comúnmente denominados Tbred-A y Tbred-B . [46] Introducida en junio de 2002, la versión A inicial era principalmente una reducción directa del núcleo Palomino anterior , pero no aumentaba significativamente las velocidades de reloj con respecto al Palomino . [26] Un núcleo de pura sangre revisado, Thoroughbred-B , agregó una novena "capa de metal" al Thoroughbred-A de ocho capas , ofreciendo una mejora en el espacio libre sobre el A y haciéndolo popular para overclocking. [47]
Los procesadores de núcleo Athlon Barton de quinta generación se lanzaron a principios de 2003. Si bien no funcionaban a velocidades de reloj más altas que los procesadores de núcleo Thoroughbred , presentaban un caché L2 aumentado y los modelos posteriores tenían una parte frontal aumentada de 200 MHz (400 MT/s). autobús. [48] El núcleo Thorton , una mezcla de pura sangre y Barton , fue una variante posterior del Barton con la mitad del caché L2 desactivado. [49] El Barton se utilizó para introducir oficialmente un reloj de bus más alto de 400 MT/s para la plataforma Socket A, que se utilizó para ganar más eficiencia en algunos modelos de Barton . [48] En este punto con el Barton , la arquitectura del bus Athlon EV6 de cuatro años de antigüedad había llegado a su límite y requería un rediseño para superar el rendimiento de los procesadores Intel más nuevos. [48] En 2003, el Pentium 4 se había vuelto más que competitivo con los procesadores de AMD, [50] y Barton solo vio un pequeño aumento de rendimiento con respecto al Thoroughbred-B del que derivaba, [48] insuficiente para superar al Pentium 4. [50 ] Los Athlon derivados del K7, como el Barton, fueron reemplazados en septiembre de 2003 por la familia Athlon 64 , que presentaba un controlador de memoria en chip y un nuevo bus HyperTransport . [51]
En particular, el Barton 2500+ con multiplicador de 11× era efectivamente idéntico a la parte 3200+, excepto la velocidad FSB para la que estaba agrupado, lo que significa que el overclocking perfecto era posible la mayoría de las veces. Los primeros Thorton podían restaurarse a la especificación Barton completa habilitando la otra mitad del caché L2 a partir de una ligera modificación de la superficie de la CPU, pero el resultado no siempre fue confiable.
Barton (130 millas náuticas)
Thorton (130 millas náuticas)
El núcleo Palomino debutó en el mercado móvil antes que en el mercado de PC en mayo de 2001, donde recibió la marca Mobile Athlon 4 con el nombre en clave "Corvette". Utilizó distintivamente un intercalador cerámico muy parecido al Thunderbird en lugar del paquete de matriz de rejilla de pines orgánicos utilizado en todos los procesadores Palomino posteriores . [42] En noviembre de 2001, AMD lanzó un Athlon 4 de 1,2 GHz y un Duron de 950 MHz. [52] Los procesadores Mobile Athlon 4 incluían PowerNow! función, que controlaba el "nivel de rendimiento del procesador de una computadora portátil ajustando dinámicamente su frecuencia operativa y voltaje de acuerdo con la tarea en cuestión", [53] extendiendo así "la duración de la batería al reducir la potencia del procesador cuando las aplicaciones no la necesitan". Los chips Duron también incluyen PowerNow! [52] En 2002, AMD lanzó una versión de PowerNow! llamado Cool'n'Quiet , implementado en el Athlon XP pero solo ajustando la velocidad del reloj en lugar del voltaje. [54]
En 2002, el Athlon XP-M (Mobile Athlon XP) reemplazó al Mobile Athlon 4 utilizando el núcleo Thoroughbred más nuevo , [55] con núcleos Barton para portátiles de tamaño completo. El Athlon XP-M también se ofreció en una versión compacta con conector microPGA 563 . [56] Los XP móviles no estaban bloqueados por multiplicador , lo que los hacía populares entre los overclockers de escritorio . [57]
El sucesor inmediato del Athlon XP, el Athlon 64 es un microprocesador con arquitectura AMD64 producido por AMD, lanzado el 23 de septiembre de 2003. [16] En 2004 se lanzaron varias variaciones, todas con nombres de ciudades, con arquitectura de 90 nm y 2005. Las versiones lanzadas en 2007 y 2009 utilizaron una arquitectura de 65 nm.
El Athlon 64 X2 se lanzó en 2005 como la primera CPU de escritorio nativa de doble núcleo diseñada por AMD utilizando un Athlon 64. [18] El Athlon X2 fue una familia posterior de microprocesadores basados en el Athlon 64 X2. Los modelos Brisbane Athlon X2 originales utilizaban una arquitectura de 65 nm y se lanzaron en 2007. [19]
Athlon II es una familia de unidades centrales de procesamiento. Inicialmente una versión de doble núcleo del Athlon II, el Regor basado en K-10 fue lanzado en junio de 2009 con una arquitectura de 45 nanómetros. A esto le siguió una versión de un solo núcleo Sargas , [20] seguida por el Propus de cuatro núcleos , el Rana de triple núcleo en noviembre de 2009, [58] y la versión Llano de 32 nm lanzada en 2011. [59]
La línea Bristol Ridge Athlon X4 se lanzó en 2017. Se basó en la microarquitectura Excavator y utilizó 2 módulos Excavator con 4 "núcleos". Tenía un controlador de memoria DDR4-2400 de doble canal con velocidades de reloj de hasta 4,0 GHz. Se ejecutó en la nueva plataforma Socket AM4 que se utilizaba para las CPU Zen1-3.
El Athlon basado en Zen con procesadores gráficos Radeon se lanzó en septiembre de 2018 con el Athlon 200GE. [60] Basado en el núcleo Raven Ridge de AMD utilizado anteriormente en variantes de Ryzen 3 y Ryzen 5 , [6] el Athlon 200GE tenía la mitad de los núcleos pero dejó SMT habilitado. También mantuvo el mismo caché L3 de 4 MiB , [60] pero el caché L2 se redujo a la mitad a 1 MiB. [61]
Además, el número de unidades de cómputo de gráficos se limitó a 3 en el Athlon 200GE, [62] y el chip estaba bloqueado por multiplicador. [63] A pesar de sus limitaciones, el Athlon 200GE tuvo un desempeño competitivo contra [64] el Intel Pentium-G de la serie 5000, mostrando un rendimiento de CPU similar pero una ventaja en el rendimiento de la GPU. [sesenta y cinco]
El 19 de noviembre de 2019, AMD lanzó el Athlon 3000G, con una frecuencia central más alta de 3,5 GHz y una frecuencia de gráficos de 1100 MHz en comparación con el Athlon 200GE, [3] también con dos núcleos. [4] La principal diferencia funcional entre el 200GE fue el multiplicador desbloqueado del Athlon 3000G, [3] permitiendo que este último sea overclockeado en placas base B450 y X470 . [66]
Raven Ridge (14 nm), Picasso (12 nm) (consulte el artículo de lista para más detalles) [61]
Se han construido varias supercomputadoras utilizando chips Athlon, principalmente en universidades. Entre ellos:
El rendimiento del K7, que entonces tenía una frecuencia de 500 MHz, estaba a la par con un Pentium III 500.
{{citation}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ).