AMD Athlon 64
aus
Wikipedia, der freien Enzyklopädie
(Weitergeleitet
von Athlon 64)
Der AMD
Athlon 64 ist zusammen mit seiner Schwester-CPU AMD Opteron
(für Server und Workstations) die erste Generation, die AMDs
64-Bit-Architektur AMD64 (auch x86-64 genannt) besitzt. Der Athlon 64
tritt dabei die Nachfolge des AMD Athlon XP an, der nach und nach
ersetzt wurde. Neben der Desktop-Version gibt es noch Modelle
für Notebooks (Mobile Athlon 64 bzw. Turion 64 Mobile
Technology), für LowCost-Systeme (Sempron) und für
den High-End-Markt (Athlon 64 FX). Der Athlon 64 ist generell nicht
für Multiprozessor-Systeme geeignet, gleichwohl wurde mit dem
AMD Athlon 64 X2 eine CPU auf dem Markt gebracht, die zwei CPU-Kerne
besitzt (Dual-Core) und sich deswegen ähnlich wie
Dual-CPU-System verhält.
Athlon
64 "Newcastle" im Sockel 754
vergrößern
Athlon 64 "Newcastle" im Sockel 754
Inhaltsverzeichnis
[Verbergen]
* 1 Architektur
* 2 Sockel 754
* 3 Sockel 939
* 4 Sockel 940
*
5 Modelle
* 6 Modelldaten
o 6.1 Clawhammer C0
o 6.2
Clawhammer CG
o 6.3 Newcastle
o 6.4 Winchester
o 6.5 Venice E3
o 6.6 San Diego
o 6.7 Venice E6
* 7 Siehe auch
* 8 Weblinks
[Bearbeiten]
Architektur
Im Gegensatz zu der lange von Intel
propagierten IA64-Architektur (siehe Itanium) setzt AMD bei AMD64 auf
volle Kompatiblität zur 32-Bit i386-Architektur, das
heißt, dass alle Betriebssysteme und Anwendungsprogramme wie
gewohnt nutzbar sind. Zusätzlich steht aber ein 64-Bit-Modus
zur Verfügung, der v. a. einen größeren
Speicherbereich ermöglicht und teilweise auch
Performance-Verbesserungen durch breite Register mit sich bringt. Mit
dem Athlon 64 leitete AMD daher einen sanften Übergang von 32-
auf 64-Bit-Umgebungen ein.
Allgemein
betrachtet erzielt der Athlon 64 den größten Teil
seiner Leistungssteigerung gegenüber dem Athlon XP durch
vergrößerte bzw. verbesserte Caches sowie
Verbesserungen an den Vorstufen der Recheneinheiten (TLB,
Sprungvorhersage etc.). Außerdem wurden die Speicher-Latenzen
drastisch reduziert, da der Speichercontroller aus der Northbridge in
den Prozessor selbst verlagert wurde.
Anfangs hatte AMD anscheinend Fertigungs-Probleme mit dem
Athlon 64 und konnte die Modelle nicht hoch genug takten. Die
Markteinführung verzögerte sich auch erheblich, und
man war ungefähr ein Jahr hinter dem ursprünglichen
Zeitplan. Aus diesem Grund war es anfangs ungewiss, ob AMD mit dem
Athlon 64 Erfolg haben würde und mit Intels Pentium 4
mithalten könne. Durch Verbesserung in der Fertigung und
neuere Steppings des Athlon 64 konnten die Probleme behoben werden. Mit
dem Newcastle (0,13 µm) und dann mit dem Winchester (0,09
µm) sind auch relativ hohe Taktraten zu erzielen und AMD kann
hier mit Intel mithalten.
Zwischenzeitlich
hat der Athlon 64 den Athlon XP vollständig ersetzt; AMD
bietet Modelle mit einem Modell-Rating von 2800+ bis 4000+ an und deckt
damit eigentlich den gesamten Markt bis auf den Lowcost-Sektor ab.
Für diesen ist aber der AMD Sempron entwickelt worden.
Zwar erschien *BSD und Linux als
64-Bit-Betriebssystem schon fast gleichzeitig mit den
AMD64-Prozessoren. Jedoch fehlte AMD lange noch die wichtige
Unterstützung durch ein 64-Bit-Betriebssystem von Microsoft,
dass sich sehr lange verzögerte, seit April 2005 jedoch als
Windows XP Professional x64 Edition auf dem Markt ist. Auf Druck von
Microsoft schwenkte auch Intel zwischenzeitlich zu AMD64 um und
stattete seine Pentium 4 CPU mit der weitestgehend zu AMD64 kompatiblem
EM64T-Erweiterung aus.
Als
weitere wichtigere Neuerung führte AMD mit Cool'n'Quiet eine
Stromspartechnik ein, die vorher nur bei Notebook-CPUs zu finden war.
Diese Maßnahme führt zu einer reduzierten
Verlustleistung bei Teillastbetrieb der CPU und ist sicherlich mit ein
Grund für die Popularität des Athlon 64.
[Bearbeiten]
Sockel
754
Der Athlon 64
für den Sockel 754 hat nur ein Single
Channel-Speicherinterface und kommt daher mit 754 Pins und 4-lagigen
Hauptplatinen aus. Dieser Sockel diente als erste Plattform
für den Athlon 64, wurde dann aber durch den Sockel 939
ersetzt.
Der Sockel 754
wird langfristig als Plattform für den AMD Sempron und
für die Notebookprozessoren Mobile Athlon 64, Turion 64 und
Mobile Sempron dienen.
[Bearbeiten]
Sockel 939
Der Sockel 939 bietet dem Athlon 64 ein Dual
Channel-Speicherinterface. Wegen der damit verdoppelten
Speicherbandbreite verfügen die Sockel 939 CPUs über
eine höhere Leistung als die Sockel-754-Modelle. AMD setzt
deswegen ein anderes Performance-Rating an, um diesem Umstand gerecht
zu werden. Deswegen haben Athlon 64 für Sockel 939 bei
gleicher Taktfrequenz und L2-Cache ein höheres Rating als beim
Sockel 754.
Der Sockel 939
wurde nach dem Sockel 754 eingeführt, und AMD plant diesen
Sockel langfristig für den Mainstream-Markt. Ab 2006 wird er
wahrscheinlich durch den neuen Sockel M2 ersetzt werden, der mit neuen
Features wie DDR2-RAM-Unterstützung aufwartet.
[Bearbeiten]
Sockel
940
Der eigentlich nur
für den AMD Opteron gedachte Sockel wurde anfangs als
Plattform für den Athlon 64 FX genutzt, der im Prinzip nur ein
umbenannter Opteron war, wurde dann aber nach kurzer Zeit für
den Desktop-Markt überflüssig, da AMD den Athlon 64
FX auch für den Sockel 939 konzipierte.
[Bearbeiten]
Modelle
Es wurden verschiedene Varianten des Athlon 64 herausgebracht,
die die Namen Clawhammer, Newcastle, Winchester, Venice und San Diego
tragen.
Der Clawhammer ist
der älteste Kern, und die Revision C0 bildete die Basis
für die ersten Athlon 64 mit 1 MB L2-Cache, die ab Mitte 2003
ausgeliefert wurden. Der integrierte Speichercontroller der Revision C0
kann bei umfangreichen Speicherbestückungen (insbesondere mit
drei oder mehr doppelseitigen Modulen) den RAM nicht hoch takten. Mit
drei 512MB-DDR400-Modulen sind maximal 166 MHz anstatt 200 MHz
möglich, und mit drei 1GB-Modulen muss der Controller sogar
auf 100 MHz Speichertakt herunterschalten, da andernfalls keine sichere
Signalübertragung zu gewährleisten ist. Die neuere
Revision CG bot neben verbessertem thermischen Design und erweitertem
Powermanagement kleinere Verbesserungen am Speichercontroller und die
neue Option "2T Command Rate" an, durch die sich der
Maximal-Speichertakt bei großen Bestückungen
erhöhen ließ. Dabei wird eine Speicheranforderung
nicht wie üblich einen Takt lang über die
Prozessorpins signalisiert, sondern zwei Takte lang durchgehalten, so
dass auch bei hohen Takten eine sichere Signalerkennung
möglich ist. Diese Sicherheit erkauft man sich durch einen
Verlust an Übertragungsbandbreite. Ob der 2T-Overhead durch
den höheren Speichertakt aufgewogen werden kann, muss im
Einzelfall festgestellt werden. Einige BIOS-Versionen aktivieren 2T
standardmäßig in jedem Fall und bremsen so auch
"schnelle" Speicherbestückungen unnötig um bis zu 15
% aus.
Der Name Newcastle
tauchte erstmals in Verbindung mit Prozessoren auf, bei denen eine
Hälfte des L2-Caches deaktiviert war und die zum Ausgleich mit
mehr Takt liefen, um nominell die gleiche Leistung zu erbringen.
Später gab es "echte" Newcastle-CPUs, die physisch
tatsächlich nur über 512 kB Cache verfügten.
Danach führte AMD den
Winchester (Revision D0) ein, der die Migration zur 90-nm-Fertigung
darstellt. Durch die kleineren Strukturbreiten wurden höhere
Taktraten bei geringerer Leistungsaufnahme möglich. Durch die
90-nm-Fertigung sank die Verlustleistung des Winchester-Kern um bis zu
20% gegenüber dem Newcastle-Kern, somit war eine effektivere
Kühlung unter gleichen Bedingungen möglich. Es wurde
nochmals der Speichercontroller verbessert.
Relativ kurz nach dem Winchester folgte aber bereits das
nächste Modell names Venice (Revision E3, 512 KB L2-Cache),
der erstmals SSE3 unterstützte und ebenfalls in 90 nm
gefertigt wurde. Bei diesen Prozessoren integrierte AMD erstmals die
gemeinsam mit IBM entwickelte "Dual Stress Liner"-Technologie in den
Fertigungsprozess. Durch ein gestrecktes Kristallgitter können
die Transistoren im Chip bei gleichbleibender Verlustleistung bis zu 24
% schneller schalten. In der Praxis rechnet AMD mit einem um 16 %
erhöhten Taktpotenzial, was auf bis zu 2.800 MHz Kerntakt
hinausliefe. Der Speichercontroller der Revision E3 wurde erneut
verbessert. Umfangreiche Speicherbestückungen müssen
nur noch mit 2T Command Rate ausgebremst werden, wenn vier
doppelseitige DIMMs verwendet werden, die mit DDR400 laufen sollen.
Alle anderen Konfigurationen können mit Maximalgeschwindigkeit
betrieben werden. Die Speichertransferleistung wird durch eine
verdoppelte Anzahl Write-Combine-Buffer erhöht, und auch die
Leistung in Verbindung mit UMA-Grafikkarten wurde gesteigert.
Zusätzlich unterstützt der Venice neue Werte
für die Speicherteiler. Dadurch wird es möglich, auch
(nicht JEDEC-spezifizierte) DDR500-DIMMs zu verwenden, wenn das BIOS
die neuen Speicherteiler unterstützt. Der Leistungszuwachs
durch diese Vergrößerung der Speicherbandbreite
bewegt sich allerdings nur im unteren einstelligen Prozentbereich. Kurz
nach der Markteinführung des Venice-E3-Steppings wurden drei
Fehler in den Prozessoren entdeckt. So erwiesen sich die neuen
Write-Combine-Buffer als nicht praxistauglich und mussten beim Booten
des Systems vom BIOS abgeschaltet werden. Wenn dies nicht geschah,
konnte das System zu einem nicht vorhersehbaren Zeitpunkt einfrieren.
AMD legte den Venice-Prozessor daher schon kurze Zeit später
in der korrigierten E6-Version neu auf.
Erstmals gibt es vom Venice auch wieder eine Variante mit
1.024 KB L2-Cache, die unter dem Namen San Diego (E4) läuft.
Von den Venice-Problemen sind diese CPUs grundsätzlich nicht
betroffen.
Im Juni 2005
wurde dann der AMD Athlon 64 X2 mit Dual-Core basierend auf dem
Manchester (512 KB Cache) und dem Toledo-Kern (1024 KB Cache) released.
Im Verlaufe des Jahres 2006 soll dann
ein neuer Speicherkontroller integriert werden. Es soll sich hierbei
mindestens um einen DDR2-SDRAM, wenn nicht gar um einen DDR3-SDRAM
(FB-DIMM)-Speichercontroller handeln.
[Bearbeiten]
Modelldaten
[Bearbeiten]
Clawhammer C0
* Revision C0
* L1-Cache: 64
+ 64 KB (Daten + Instruktionen)
*
L2-Cache: 512 oder 1.024 KB mit Prozessortakt
* MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64, Cool'n'Quiet,
* Sockel 754, HyperTransport mit 800 MHz (HT800)
* Betriebsspannung (VCore): 1,50V
* Leistungsaufnahme (TDP): 89W
*
Erscheinungsdatum: 23. September 2003
* Fertigungstechnik: 0,13 µm (SOI)
* Die-Größe: 193 mm² bei 105,9 Millionen
Transistoren
* Taktfrequenzen: 1.800 -
2.400 MHz
o 2800+: 1.800 MHz (512 KB
L2-Cache)
o 3000+: 2.000 MHz (512 KB
L2-Cache)
o 3200+: 2.000 MHz (1.024 KB
L2-Cache)
o 3400+: 2.200 MHz (1.024 KB
L2-Cache)
[Bearbeiten]
Clawhammer CG
* Revision CG
* L1-Cache: 64
+ 64 KB (Daten + Instruktionen)
*
L2-Cache: 1.024 KB mit Prozessortakt
*
MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64, Cool'n'Quiet, NX-Bit
* Sockel 754, HyperTransport mit 800 MHz (HT800)
* Sockel 939, HyperTransport mit 1.000 MHz (HT1000)
* Betriebsspannung (VCore): 1,50V
* Leistungsaufnahme (TDP): 89W
* Erscheinungsdatum:
*
Fertigungstechnik: 0,13 µm (SOI)
* Die-Größe: 193 mm² bei 105,9 Millionen
Transistoren
* Taktfrequenzen: 2.000 -
2.400 MHz
o Sockel 754:
+ 3200+: 2.000 MHz
+ 3400+:
2.200 MHz
+ 3700+: 2.400 MHz
o Sockel 939:
+
4000+: 2.400 MHz
[Bearbeiten]
Newcastle
Auch Clawhammer CG mit zur Hälfte deaktiviertem
L2-Cache möglich (Clawhammer-512)
* Revision CG
* L1-Cache: 64
+ 64 KB (Daten + Instruktionen)
*
L2-Cache: 512 KB mit Prozessortakt
*
MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64, Cool'n'Quiet, NX-Bit
* Sockel 754, HyperTransport mit 800 MHz (HT800)
* Sockel 939, HyperTransport mit 1.000 MHz (HT1000)
* Betriebsspannung (VCore): 1,50V
* Leistungsaufnahme (TDP): 89W
* Erscheinungsdatum: 2004
*
Fertigungstechnik: 0,13 µm (SOI)
* Die-Größe: 144 mm² bei 68,5 Millionen
Transistoren
* Taktfrequenzen: 1.800 -
2.400 MHz
o Sockel 754:
+ 2800+: 1.800 MHz (Clawhammer-512 möglich)
+ 3000+: 2.000 MHz (Clawhammer-512
möglich)
+ 3200+: 2.200 MHz
+ 3400+: 2.400 MHz
o Sockel 939:
+ 3000+: 1.800 MHz
+ 3200+: 2.000 MHz
+ 3500+: 2.200 MHz (Clawhammer-512 möglich)
+ 3800+: 2.400 MHz
[Bearbeiten]
Winchester
* Revision D0
* L1-Cache: 64
+ 64 KB (Daten + Instruktionen)
*
L2-Cache: 512 KB mit Prozessortakt
*
MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64, Cool'n'Quiet, NX-Bit
* Sockel 939, HyperTransport mit 1.000 MHz (HT1000)
* Betriebsspannung (VCore): 1,40V
* Leistungsaufnahme (TDP): 67W
* Erscheinungsdatum: 2004
*
Fertigungstechnik: 0,09 µm (SOI)
* Die-Größe: 84 mm² bei 68,5 Millionen
Transistoren
* Taktfrequenzen: 1.800 -
2.200 MHz
o 3000+: 1.800 MHz
o 3200+: 2.000 MHz
o 3500+: 2.200 MHz
[Bearbeiten]
Venice E3
* Revision E3
* L1-Cache: 64
+ 64 KB (Daten + Instruktionen)
*
L2-Cache: 512 KB mit Prozessortakt
*
MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, NX-Bit
* Sockel 939, HyperTransport mit 1.000 MHz
(HT1000)
* Betriebsspannung (VCore):
1,35V - 1,40V
* Leistungsaufnahme
(TDP): 67W (ab 3800+: 85,3W)
*
Erscheinungsdatum: April 2005
*
Fertigungstechnik: 0,09 µm (SOI)
* Die-Größe: 83,5 mm² bei 68,5 Millionen
Transistoren
* Taktfrequenzen: 1.800 -
2.400 MHz
o 3000+: 1.800 MHz
o 3200+: 2.000 MHz
o 3500+: 2.200 MHz
o 3800+: 2.400 MHz
[Bearbeiten]
San Diego
*
Revision E4
* L1-Cache: 64 + 64 KB
(Daten + Instruktionen)
* L2-Cache:
1.024 KB mit Prozessortakt (3500+ nur 512 KB)
* MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, NX-Bit
* Sockel 939, HyperTransport mit 1.000 MHz
(HT1000)
* Betriebsspannung (VCore):
1,35V - 1,40V
* Leistungsaufnahme
(TDP): 89W (3500+: 67W)
*
Erscheinungsdatum: April 2005
*
Fertigungstechnik: 0,09 µm (SOI)
* Die-Größe: 115 mm² bei 114 Millionen
Transistoren
* Taktfrequenzen: 2.200 -
2.400 MHz
o 3500+: 2.200 MHz (nur 512
KB L2-Cache)
o 3700+: 2.200 MHz
o 4000+: 2.400 MHz
[Bearbeiten]
Venice
E6
* Revision E6
* L1-Cache: 64 + 64 KB (Daten + Instruktionen)
* L2-Cache: 512 KB mit Prozessortakt
* MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet,
NX-Bit
* Sockel 939, HyperTransport
mit 1.000 MHz (HT1000)
*
Betriebsspannung (VCore): 1,35V - 1,40V
* Leistungsaufnahme (TDP): 67W (3800+: 89W)
* Erscheinungsdatum: Juli 2005
*
Fertigungstechnik: 0,09 µm (SOI)
* Die-Größe: 83,5 mm² bei 68,5 Millionen
Transistoren
* Taktfrequenzen: 1.800 -
2.400 MHz
o 3000+: 1.800 MHz
o 3200+: 2.000 MHz
o 3500+: 2.200 MHz
o 3800+: 2.400 MHz
computer artikel
www.nakedbike.ch
www.it-experte.ch
www.computer-experte.ch
www.edv-trainer.ch
www.pc-nothilfe.ch
PC-Support
Informatik Schule
Webdesign
Hosting (Webspace)
MWF-Informatik
www.informatik-support.ch
www.informatik-schulungen.ch
tanish
rocc
computerreparieren
hispee
gallik
sunr