El Athlon 64 es un microprocesador de arquitectura AMD64 de novena generación producido por Advanced Micro Devices (AMD), lanzado el 23 de septiembre de 2003. [1] Es el tercer procesador que lleva el nombre de Athlon y el sucesor inmediato del Athlon. XP . [2] El Athlon 64 fue el segundo procesador en implementar la arquitectura AMD64 (después del Opteron ) y el primer procesador de 64 bits dirigido al consumidor medio. [3] Se han producido variantes del Athlon 64 para Socket 754 , Socket 939 , Socket 940 y Socket AM2 . Era la principal CPU de consumo de AMD y competía principalmente con el Pentium 4 de Intel , especialmente con las revisiones de los núcleos Prescott y Cedar Mill .
El Athlon 64 es el primer núcleo de procesador K8 de octava generación de AMD para computadoras de escritorio y móviles. [4] A pesar de ser nativa de 64 bits, la arquitectura AMD64 es compatible con instrucciones x86 de 32 bits . [5] La línea Athlon 64 fue reemplazada por las líneas de doble núcleo Athlon 64 X2 y Athlon X2 .
El Athlon 64 originalmente recibió el nombre en código de AMD de ClawHammer [3] y se hizo referencia a él como tal internamente y en comunicados de prensa. El primer Athlon 64 FX se basó en el primer núcleo Opteron , SledgeHammer . Ambos núcleos, producidos en un proceso de 130 nanómetros , se introdujeron por primera vez el 23 de septiembre de 2003. Los primeros modelos disponibles fueron el FX-51, que se adaptaba a Socket 940, y el 3200+, que se adaptaba a Socket 754. [6] Al igual que el Opteron, en en el que se basó, el Athlon FX-51 requería memoria intermedia de acceso aleatorio (RAM), lo que aumentaba el coste final de una actualización. [7] La semana del lanzamiento del Athlon 64, Intel lanzó el Pentium 4 Extreme Edition, una CPU diseñada para competir con el Athlon 64 FX. [8] La Extreme Edition fue ampliamente considerada una estrategia de marketing para desviar la publicidad de AMD, y rápidamente fue apodada entre algunos círculos como "Edición de Emergencia". [9] A pesar de una demanda muy fuerte del chip, AMD experimentó dificultades de fabricación tempranas que dificultaron la entrega de Athlon 64 en cantidad. En los primeros meses de vida útil del Athlon 64, AMD sólo podía producir 100.000 chips por mes. [10] Sin embargo, era muy competitivo en términos de rendimiento con respecto al Pentium 4, y la revista PC World lo calificó como el "más rápido hasta ahora". [11] El Athlon FX-51 también superó al Pentium 4 3.2C en Quake III Arena y Unreal Tournament 2003 Benchmark, según Maximum PC . [12] "Newcastle" se lanzó poco después de ClawHammer, con la mitad del caché de nivel 2 . [13]
Todos los procesadores de 64 bits vendidos por AMD hasta el momento tienen su génesis en el proyecto K8 o Hammer . El 1 de junio de 2004, AMD lanzó nuevas versiones de las revisiones centrales de ClawHammer y Newcastle para el recién introducido Socket 939 , un Socket 940 modificado sin necesidad de memoria intermedia. [14] El Socket 939 ofreció dos mejoras principales sobre el Socket 754: el controlador de memoria se modificó con una arquitectura de doble canal , [15] se duplicó el ancho de banda máximo de la memoria y se aumentó la velocidad del bus HyperTransport de 800 MHz a 1000 MHz. [16] El zócalo 939 también se introdujo en la serie FX en la forma del FX-55. [17] Al mismo tiempo, AMD también comenzó a distribuir el núcleo "Winchester", basado en un proceso de 90 nanómetros.
Las revisiones principales "Venice" y "San Diego" sucedieron a todas las revisiones anteriores el 15 de abril de 2005. Venice, la parte de gama baja, se produjo para Sockets 754 y 939 e incluía 512 kB de caché L2. [18] San Diego, el chip de gama alta, se produjo sólo para Socket 939 y duplicó la caché L2 de Venice a 1 MB . [19] Ambos fueron producidos en el proceso de fabricación de 90 nm. [20] Ambos también incluían soporte para el conjunto de instrucciones SSE3 , [21] una nueva característica que se había incluido en el rival Pentium 4 desde el lanzamiento del núcleo Prescott en febrero de 2004. [22] Además, AMD revisó el controlador de memoria. para esta revisión, lo que resulta en mejoras de rendimiento así como soporte para DDR SDRAM más reciente . [23]
El 21 de abril de 2005, menos de una semana después del lanzamiento de Venecia y San Diego, AMD anunció su próxima incorporación a la línea Athlon 64, el Athlon 64 X2 . [24] Publicado el 31 de mayo de 2005, [25] inicialmente también tenía dos revisiones principales diferentes disponibles para el público, Manchester y Toledo, siendo la única diferencia apreciable entre ellas la cantidad de caché L2. [26] Ambos fueron lanzados solo para Socket 939. [27] El Athlon 64 X2 fue muy bien recibido por los críticos y el público en general, y surgió un consenso general de que la implementación de múltiples núcleos de AMD era superior a la del Pentium D de la competencia. . [28] [29] Algunos sintieron inicialmente que el X2 causaría confusión en el mercado con respecto a los precios, ya que el nuevo procesador estaba dirigido al mismo mercado "entusiasta", de 350 dólares estadounidenses o más [30] ya ocupado por el socket 939 Athlon existente de AMD. 64s. [31] El desglose oficial de los chips por parte de AMD colocó al Athlon X2 dirigido a un segmento que llamaron " prosumidor ", junto con los fanáticos de los medios digitales. [25] El Athlon 64 estaba dirigido al consumidor general y el Athlon FX a los jugadores. El procesador de presupuestos de Sempron estaba dirigido a consumidores preocupados por el valor. [32] Tras el lanzamiento del Athlon 64 X2, AMD superó a Intel en ventas minoristas en EE. UU. durante un período de tiempo, aunque Intel mantuvo el liderazgo general del mercado debido a sus relaciones exclusivas con vendedores directos como Dell. [33]
El Athlon 64 había sido difamado por algunos críticos durante algún tiempo debido a su falta de soporte para SDRAM DDR2 , una tecnología emergente en ese momento que había sido adoptada mucho antes por Intel. [34] La posición oficial de AMD era que la latencia CAS en DDR2 no había progresado hasta un punto en el que sería ventajoso para el consumidor adoptarla. [35] AMD finalmente solucionó esta brecha con la revisión del núcleo "Orleans", el primer Athlon 64 compatible con Socket AM2 , lanzado el 23 de mayo de 2006. [36] Se lanzó "Windsor", una revisión de Athlon 64 X2 para Socket AM2. al mismo tiempo. Tanto Orleans como Windsor tienen 512 kB o 1 MB de caché L2 por núcleo. [37] El Athlon 64 FX-62 también se lanzó simultáneamente en la plataforma Socket AM2. [38] Socket AM2 también utiliza menos energía que las plataformas anteriores y es compatible con AMD-V . [39]
El controlador de memoria utilizado en todos los procesadores con capacidad DDR2 SDRAM (Socket AM2) tiene un rango de direcciones de columna ampliado de 11 columnas en lugar de las 10 columnas convencionales y admite un tamaño de página de 16 kB, con un máximo de 2048 entradas individuales admitidas. Se lanzó un kit DDR2 sin búfer OCZ , optimizado para sistemas operativos de 64 bits , para explotar la funcionalidad proporcionada por el controlador de memoria en los procesadores con socket AM2, permitiendo que el controlador de memoria permanezca más tiempo en la misma página, beneficiando así a las aplicaciones con uso intensivo de gráficos. [40]
La arquitectura Athlon se amplió aún más con el lanzamiento de los procesadores Athlon Neo el 9 de enero de 2009. Basado en la misma arquitectura que las otras variantes de Athlon 64, el nuevo procesador presenta un tamaño de paquete pequeño dirigido al mercado de portátiles ultraportátiles .
Hay cuatro variantes: Athlon 64 , Athlon 64 FX , Mobile Athlon 64 (posteriormente rebautizado como " Turion 64 ") y el Athlon 64 X2 de doble núcleo . [41] Entre la línea Athlon 64 son comunes una variedad de conjuntos de instrucciones que incluyen MMX , 3DNow! , SSE , SSE2 y SSE3 . [42] Todos los Athlon 64 también admiten el bit NX , una característica de seguridad denominada "Protección antivirus mejorada" por AMD. [43] Y como implementaciones de la arquitectura AMD64 , todas las variantes de Athlon 64 pueden ejecutar código x86 de 16 bits , 32 bits y AMD64 , a través de dos modos diferentes en los que el procesador puede ejecutarse: " modo heredado " y "modo largo". El modo heredado ejecuta programas de 16 y 32 bits de forma nativa, y el modo largo ejecuta programas de 64 bits de forma nativa, pero también permite que programas de 32 bits se ejecuten dentro de un sistema operativo de 64 bits . [44] Todos los procesadores Athlon 64 cuentan con 128 kilobytes de caché de nivel 1 y al menos 512 kB de caché de nivel 2. [42]
El Athlon 64 cuenta con un controlador de memoria integrado, [5] una característica que anteriormente solo se veía en el Transmeta Crusoe . Esto significa que el controlador funciona a la misma velocidad de reloj que la CPU y que las señales eléctricas tienen que recorrer una distancia física más corta en comparación con las antiguas interfaces Northbridge . [45] El resultado es una reducción significativa en la latencia (tiempo de respuesta) para las solicitudes de acceso a la memoria principal. [46] La menor latencia se citó a menudo como una de las ventajas de la arquitectura del Athlon 64 sobre las de sus competidores en ese momento. [47]
Como el controlador de memoria está integrado en la CPU, no hay un FSB en el que la memoria del sistema base su velocidad. [48] En cambio, la velocidad de la memoria del sistema se obtiene usando la siguiente fórmula (usando la función techo ): [49]
En términos más simples, la memoria siempre funciona a una fracción determinada de la velocidad de la CPU, siendo el divisor un número entero. Todavía se utiliza una cifra 'FSB' para determinar la velocidad de la CPU, pero la velocidad de la RAM ya no está directamente relacionada con esta cifra 'FSB' (conocida también como LDT).
Un segundo bus, el puente norte, conectaba la CPU al chipset y al bus de conexión del dispositivo (PCIe, AGP, PCI). Esto se implementó utilizando un nuevo estándar de alto rendimiento, HyperTransport . AMD intentó, con cierto éxito, convertir esto en un estándar de la industria. También resultó útil para construir sistemas multiprocesador sin chips de pegamento adicionales.
Los buffers de traducción (TLB) también se han ampliado (40 entradas de 4k/2M/4M en caché L1, 512 entradas de 4k), [50] con latencias reducidas y predicción de bifurcación mejorada , con cuatro veces el número de contadores bimodales en la historia global. encimera. [44] Esta y otras mejoras arquitectónicas, especialmente en lo que respecta a la implementación de SSE, mejoran el rendimiento de las instrucciones por ciclo (|IPC) con respecto a la generación anterior de Athlon XP. [44] Para que esto sea más fácil de entender para los consumidores, AMD ha optado por comercializar el Athlon 64 utilizando un sistema PR (Performance Rating), donde los números se corresponden aproximadamente con equivalentes de rendimiento de Pentium 4, en lugar de la velocidad de reloj real. [51]
Athlon 64 también cuenta con tecnología de aceleración de la velocidad de la CPU denominada Cool'n'Quiet , una característica similar a SpeedStep de Intel que puede acelerar la velocidad del reloj del procesador para facilitar un menor uso de energía y producción de calor. [52] Cuando el usuario ejecuta aplicaciones poco exigentes y la carga en el procesador es ligera, la velocidad del reloj y el voltaje del procesador se reducen. Esto, a su vez, reduce su uso máximo de energía ( potencia máxima de diseño térmico (TDP) establecida en 89 W por AMD) a tan solo 32 W ( nivel escalonado C0, velocidad de reloj reducida a 800 MHz) o 22 W (CG escalonado, velocidad de reloj reducida). a 1 GHz). El Athlon 64 también tiene un disipador de calor integrado (IHS) que evita que la CPU se dañe accidentalmente al montar y desmontar los disipadores de calor. Con las CPU AMD anteriores, las personas preocupadas por dañar la matriz podían utilizar una cuña de CPU .
También se incluye el bit No Execute ( bit NX ) compatible con Windows XP Service Pack 2 y versiones futuras de Windows, Linux 2.6.8 y superiores y FreeBSD 5.3 y superiores, para una protección mejorada contra amenazas maliciosas de seguridad de desbordamiento del búfer. Los niveles de permisos establecidos en el hardware hacen que sea mucho más difícil que el código malicioso tome el control del sistema. Su objetivo es hacer de la informática de 64 bits un entorno más seguro.
Las CPU Athlon 64 se han producido con tecnologías de proceso de silicio sobre aislante (SOI) de 130 y 90 nm. [53] Todos los chips más recientes (modelos Winchester, Venice y San Diego) están en 90 nm. Los modelos Venecia y San Diego también incorporan tecnología de revestimiento de doble tensión [54] (una amalgama de silicio tenso y "silicio comprimido", el último de los cuales no es en realidad una tecnología) desarrollada conjuntamente con IBM. [55]
El Athlon 64 FX se posiciona como un producto para entusiastas del hardware, comercializado por AMD especialmente para los jugadores . [56] A diferencia del Athlon 64 estándar, todos los procesadores Athlon 64 FX tienen sus multiplicadores completamente desbloqueados. [57] A partir del FX-60, la línea FX pasó a ser de doble núcleo. [58] El FX siempre tiene la velocidad de reloj más alta de todos los Athlon en el momento de su lanzamiento. [59] A partir del FX-70, la línea de procesadores también admitirá la configuración de procesador dual con NUMA , denominada plataforma AMD Quad FX .
El Athlon 64 X2 es la primera CPU de escritorio de doble núcleo fabricada por AMD . En 2007, AMD lanzó dos versiones finales de Athlon 64 X2: AMD Athlon 64 X2 6400+ y 5000+ Black Edition. Ambos procesadores cuentan con un multiplicador desbloqueado, que permite una amplia gama de configuraciones de overclocking. El 6400+ se basa en un núcleo Windsor de 90 nm (3,2 GHz, 2x1 MB L2, 125 W TDP), mientras que el 5000+ se basa en un núcleo Brisbane de 65 nm (2,6 GHz, 2 x 512 kB L2, 65 W TDP). Estos procesadores Black Edition están disponibles al por menor, pero AMD no incluye disipadores de calor en el paquete minorista.
Turion 64 , anteriormente presentado como Mobile Athlon 64 , es ahora la marca que AMD aplica a sus procesadores ( móviles ) de bajo consumo de energía de 64 bits . Los procesadores Turion 64 y Turion 64 X2 compiten con los procesadores móviles de Intel , inicialmente el Pentium M y luego los procesadores Intel Core e Intel Core 2 .
Los procesadores Turion 64 anteriores son compatibles con el Socket 754 de AMD . Los modelos "Richmond" más nuevos están diseñados para el Socket S1 de AMD . Están equipados con 512 o 1024 kB de caché L2, un controlador de memoria integrado de un solo canal de 64 bits y un bus HyperTransport de 800 MHz. Funciones de ahorro de batería, como PowerNow! , son fundamentales para el marketing y la utilidad de estas CPU.
El esquema de denominación del modelo no deja claro cómo comparar un Turion con otro, o incluso con un Athlon 64. El nombre del modelo consta de dos letras, un guión y un número de dos dígitos (por ejemplo, ML-34). Las dos letras juntas designan una clase de procesador, mientras que el número representa una clasificación PR . La primera letra es M para procesadores de un solo núcleo y T para procesadores Turion 64 X2 de doble núcleo. Cuanto más tarde aparezca la segunda letra en el alfabeto, más se ha diseñado el modelo para la movilidad (bajo consumo de energía). Tomemos, por ejemplo, un MT-30 y un ML-34. Dado que la T en el MT-30 es posterior en el alfabeto que la L en el ML-34, el MT-30 usa menos energía que el ML-34. Pero como 34 es mayor que 30, el ML-34 es más rápido que el MT-30.
Con un tamaño de 27 mm × 27 mm y un grosor de 2,5 mm, los procesadores Athlon Neo utilizan un nuevo paquete llamado "ASB1", esencialmente un paquete BGA , para ocupar un espacio más pequeño para permitir diseños más pequeños para portátiles y reducir el costo. La frecuencia de los procesadores es significativamente más baja que la de las computadoras de escritorio y otras contrapartes móviles para alcanzar un TDP bajo, de 15 W como máximo para una CPU x86-64 de un solo núcleo a 1,6 GHz. Los procesadores Athlon Neo están equipados con 512 kB de caché L2 y HyperTransport 1.0 funcionando a una frecuencia de 800 MHz.
Cuando se presentó Athlon 64 en septiembre de 2003, sólo el Socket 754 y el Socket 940 (Opteron) estaban listos y disponibles. El controlador de memoria integrado no era capaz de ejecutar memoria sin búfer (no registrada) en modo de doble canal en el momento del lanzamiento; Como medida provisional, introdujeron el Athlon 64 en el Socket 754 y sacaron una versión sin multiprocesador del Opteron llamada Athlon 64 FX, como una parte entusiasta desbloqueada multiplicadora para el Socket 940, comparable al Pentium 4 Extreme Edition de Intel para el mercado de alta gama.
En junio de 2004, AMD lanzó el Socket 939 como el Athlon 64 convencional con interfaz de memoria de doble canal, dejando el Socket 940 únicamente para el mercado de servidores (Opterons) y relegando el Socket 754 como una línea de valor/presupuesto, para Semprons y versiones más lentas del Athlon 64. Finalmente, el zócalo 754 reemplazó al zócalo A para Semprons.
En mayo de 2006, AMD lanzó el Socket AM2, que brindaba soporte para la interfaz de memoria DDR2. Además, esto marcó el lanzamiento de AMD-V .
En agosto de 2006, AMD lanzó el Socket F para la CPU del servidor Opteron que utiliza el factor de forma del chip LGA .
En noviembre de 2006, AMD lanzó una versión especializada de Socket F, llamada 1207 FX, para procesadores Athlon FX de doble núcleo y doble zócalo en la plataforma Quad FX. Mientras que los Socket F Opteron ya permitían cuatro núcleos de procesador, Quad FX permitía RAM sin búfer y configuración ampliada de CPU/chipset en el BIOS. En consecuencia, Socket F y F 1207 FX son incompatibles y requieren procesadores, conjuntos de chips y placas base diferentes.
CPU de doble núcleo
CPU de doble núcleo
CPU duales y de doble núcleo (cuatro núcleos en total)
También es posible: ClawHammer-512 (Clawhammer con caché L2 parcialmente deshabilitada)
El Athlon 64 fue reemplazado por la arquitectura K10 en 2007, que incluye, entre otros, los procesadores Phenom y Phenom II . Estos sucesores presentan un mayor número de núcleos por CPU e implementan Hypertransport 3.0 y Socket AM2+/AM3.
En febrero de 2012, los procesadores Athlon 64 X2 todavía estaban disponibles para la venta. [61]