Процессоры AMD - как устроены и основные принципы. Архитектура

Мощный, но недорогой процессор для персонального компьютера - это далеко не миф, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что известная всему миру компания AMD поставила на поток производство топовых кристаллов без встроенного графического ускорителя. Соответственно, высокопроизводительные процессоры подешевели практически вдвое.

В фокусе данной статьи - игровой чип AMD Athlon 860K, который претендует стать лучшей покупкой в среднем и бюджетном сегменте на компьютерном рынке. Обзор, технические характеристики и отзывы владельцев позволят потенциальному покупателю ближе познакомиться с новинкой.

Знакомство с процессором

Большая картонная коробка чёрного цвета, красные вставки по всему её контуру и фирменный логотип компании демонстрируют владельцу, что у него в руках процессор от известного производителя AMD. Практически все пользователи данного устройства в своих отзывах отмечают странную особенность, которую они заметили при знакомстве - слабая система охлаждения. В коробке, вместе с кристаллом, размещён небольшой кулер фирмы Foxconn, который и вызывает недоверие своим внешним видом.

Помимо базовых устройств, в упаковке пользователь обнаружит большое количество ненужной литературы, описывающей спецификацию процессора, а также термопасту, которая понадобится владельцу при установке всех компонентов в системный блок. Что касается комплектации AMD Athlon 860K OEM, то здесь всё намного проще - небольшая пластиковая коробочка, в которой удобно расположились процессор и гарантийный талон.

Кстати, прежде чем выбрасывать документацию, многие владельцы рекомендуют её пролистать. В одной из книжек присутствует фирменный логотип компании AMD, выполненный в виде наклейки на корпус компьютера. Довольно странно, что производитель не прикрепил его к процессору или термопасте.

Битва титанов

Естественно, потенциальные покупатели интересуются, с какой целью известная компания модифицировала свои высокопроизводительные продукты и начала их раздавать всем пользователям практически даром (цена на отечественном рынке составляет 6000 рублей). Как оказалось, всё очень просто. Вся проблема скрывается в ядре и сокете, которым оснащён кристалл AMD Athlon x4 860K (Kaveri и Socket FM2+).

Да, процессор, созданный по 28-нанометровому процессу, просто морально устарел. Соответственно, первостепенной задачей производителя является распродажа залежавшихся чипов. Отсюда и модернизация с последующим снижением стоимости продукта. Правда, в этом всём выгода затрагивает не только компанию AMD, а и потенциального покупателя, который получает достаточно производительный процессор по очень привлекательной стоимости.

Базовые технические характеристики

На одном кристалле AMD Athlon x4 860K реализовано 4 физических ядра, каждое из которых работает на частоте 3700 МГц. Процессор на аппаратном уровне поддерживает режим Turbo Boost и способен разгоняться до 4 ГГц. Ускорение осуществляется автоматически путём изменения множителя с 37 до 40. Соответственно, базовая частота системной шины чипа составляет 100 МГц.

Сразу стоит отметить, что каждому ядру процессора соответствует всего один поток, и у кристалла нет КЭШ памяти третьего уровня, что выглядит довольно странно для такого привлекательного устройства. Зато производитель обеспечил свой продукт большим объёмом КЭШ 2-го уровня (4 Мб) и 1-го уровня (64 Кб для данных и 129 Кб для инструкций).

О высоких технологиях

Athlon x4 860K FM2 поддерживаются все современные инструкции и технологии. Фактически данный кристалл можно устанавливать не только в игровую платформу, а и реализовывать в серверах, ведь чип на аппаратном уровне поддерживает виртуализацию, шифрование и оснащён защитой от вредоносного кода, передаваемого на машинном языке.

Устройство умеет работать с двуканальным режимом памяти и полностью совместимо с модулями DDR3-2133 МГц. Эта новость непременно обрадует всех любителей ресурсоёмких динамических игр, которые уже успели обнаружить зависимость многих приложений от скорости работы оперативной памяти и процессора.

Слабое звено игрового процессора

Как и следовало ожидать, такой интересный продукт имеет одну существенную проблему, связанную с системой охлаждения, на которую обращают внимание покупателей многие владельцы процессоров AMD Athlon 860K. Отзывы негативного характера понять можно. Игровой кристалл с тепловыделением 95 Ватт оснащён каким-то детским вентилятором и алюминиевым радиатором с крупным сечением.

И проблема возникает в штатном режиме, а что же будет при разгоне, когда процессор начнёт рассеивать 150-160 Вт? Вариантов решения проблемы не так много. Потенциальный покупатель изначально должен побеспокоиться о покупке достойной системы охлаждения. Естественно, при выборе центрального процессора на компьютерном рынке эксперты рекомендуют пользователям отдать предпочтение модификации OEM вместо коробочного варианта. По крайней мене, с экономической точки зрения это будет правильным шагом.

Выбор достойного кулера

Сразу становится ясно, на что потратит сэкономленные средства пользователь - мощный процессор AMD Athlon 860K нуждается в достойном охлаждении. И стоит отметить, что хороший кулер для игрового кристалла с большой рассеиваемой мощностью стоит немалых денежных средств. Однако перед покупкой владелец должен решить для себя, будет ли он разгонять процессор или ему достаточно и базовых частот.

Из недорогих решений среди воздушного хорошо зарекомендовали себя продукты DeepCool Ice Pro. Недорогое решение (цена порядка 2-3 тысяч рублей) имеет тепловой пакет 125 Ватт и точно не позволит мощному кристаллу перегреваться при больших нагрузках.

А вот любителям разгона придётся увеличить свой бюджет вдвое, ведь достойный кулер, который сможет справиться с рассеиваемой мощностью 160 Вт, в бюджетном сегменте отсутствует. Тут на помощь пользователю придут продукты от компаний Noctua, Scuthe и DeepCool Gamer, которые имеют лишь положительные отзывы от покупателей.

Сборка игрового ПК

При построении многим пользователям интересно, какие компьютерные компоненты необходимо подбирать под чип AMD Athlon II 860K, чтобы получить максимальную производительность при минимальных затратах. И если с материнской платой всё понятно (соответствие платформы в приоритете), то в остальном в таких вопросах без помощи экспертов не обойтись.

По заявлениям энтузиастов, игровой процессор полностью раскрывает потенциал игровых видеокарт Nvidia GTX 750 и AMD HD 7790, заставляя их работать на пределе своих возможностей. И это происходит в обычном режиме, без разгона кристалла. Эксперты рекомендуют подобрать для игрового процессора видеоадаптеры классом выше или AMD HD 5870).

С оперативной памятью дела обстоят проще. Для ресурсоёмких приложений рекомендуется использовать 8-12 гигабайт памяти, однако любителям спортивных игр (NBA, FIFA) стоит подумать об установке 16 Гб в систему.

Правильный разгон

Понятно, что без увеличения производительности собственными силами кристалл AMD Athlon 860K мало кому интересен. Поэтому предстоит обсудить игровой потенциал процессора и его правильный разгон. Естественно, перед проведением мероприятия покупатель должен позаботиться о наличии достойного охлаждения, иначе чип удастся разогнать всего один раз (потом его можно выбросить).

Разгон можно осуществлять двумя способами: поднимать частоту шины и использовать множитель. Второй вариант предпочтительнее, так как он увеличивает производительность только процессора, да и с ошибками в работе проблем не будет. При невозможности запуска системы BIOS материнской платы сбросит множитель до заводских настроек.

А вот с частотой шины нередко возникают проблемы, и касаются они часто оперативной памяти. Любителям разгона лучше изначально побеспокоиться о модулях ОЗУ, поддерживающих нестандартные частоты.

Ближайшие конкуренты в линейке AMD

Если изучить процессоры AMD в ценовой категории до 6000 рублей, то обнаружится, что не так много чипов способны продемонстрировать высокую производительность в игровых решениях. Внимание энтузиастов привлекли два кристалла с кодовым именем Vishera и созданных под платформу AM3+. Речь идёт о легендарном процессоре с шестью ядрами FX-6300 и самом мощном представителе 4-ядерных платформ, AMD FX-4350.

Да, если сравнивать с продуктом AMD Athlon 860K характеристики процессоров, то можно обнаружить несоответствие. Речь идёт о памяти КЭШ третьего уровня. В процессорах FX он составляет 8 мегабайт, однако этот показатель не сильно отражается на общей производительности платформы. Как показывают результаты, практически во всех тестах все процессоры демонстрируют одинаковую производительность, что и вызывает сомнения у потенциальных покупателей. Ведь, по логике, 6-ядерный представитель априори должен быть быстрее.

Аналоги конкурента

Многие пользователи, разогнав до предела AMD Athlon x4 860K Kaveri, пытаются доказать окружающим, что их процессор может конкурировать с представителем линейки Intel Core i5. Вот только о разгонном потенциале конкурента почему-то многие умалчивают. Естественно, вокруг первенства таких процессоров и возникает множество споров, которые способны разрушить лишь сравнительные тестирования.

Пусть это звучит и странно, однако у кристалла 860К всего один конкурент, с которым он может проходить тестирования на равных. Речь идёт о продукте Intel Core i3. Известный всему миру чип обладает всего двумя ядрами и малым объёмом КЭШ-памяти, но это не мешает ему в ресурсоёмких приложениях демонстрировать достойные показатели. Что касается синтетических тестов, то здесь бесспорное лидерство за процессором AMD, однако пользователи привыкли играть в реальные компьютерные игры, а не наслаждаться результатами каких-то тестовых программ.

Игровой потенциал

На тестовом стенде чип AMD Athlon 860K, цена которого не превышает 6000 рублей, способен продемонстрировать владельцу весь свой потенциал. Правда, для реализации полной мощности не разогнанного кристалла энтузиастам пришлось установить мощный игровой видеоадаптер (Nvidia Titan X) и обеспечить платформу большим объёмом оперативной памяти.

Одна из самых ресурсоёмких игр, требующая высокой производительности от процессора, Civilization Beyond Earth в разрешении FullHD и на максимальных настройках качества способна работать на частоте 88 кадров в секунду. Это серьёзный показатель обходит продукт AMD Athlon 860K всего на 10 %).

А вот любителям игр Metro, Thief, World of Tanks и Hitman вряд ли подойдёт чип Kaveri. Добиться от игры более 50 FPS на максимальных настройках просто невозможно. Удивительно, что 6-ядерный представитель семейства AMD демонстрирует лучшие показатели (прирост производительности 40 %).

Обратная связь

Каждому будущему потенциальному покупателю всегда интересно знать, что о товаре думают люди, которые уже являются счастливыми владельцами. О процессоре AMD Athlon x4 860K достаточно много отзывов как положительных, так и негативных.

Большинство плохих отзывов связано с перегревом кристалла даже при эксплуатации с базовыми частотами. Как показывает практика, 90 % владельцев отказались пользоваться штатным кулером и обеспечили игровую систему достойной системой охлаждения. Правда, у большинства появился негатив к производителю, который знал о проблеме с перегревом и не побеспокоился оснастить свой продукт медным радиатором и мощным вентилятором.

За бесперспективность платформы выступало тоже немало пользователей, однако после анонса новых 8-ядерных кристаллов под Socket FM2 народ успокоился. Ведь компания AMD не будет создавать новые архитектуры для нерабочих платформ.

В заключение

Да, процессор AMD Athlon 860K можно смело называть игровым, даже в том случае, если продавец его позиционирует в бюджетном классе. Отличный потенциал в работе, возможность разгона и невысокая стоимость привлекают к себе внимание потенциальных покупателей. Однако перед приобретением будущему владельцу необходимо позаботиться не только о наличии мощных игровых компонентов, а и о системе охлаждения, которая сможет остудить этот мощный и горячий процессор.

Athlon 64 x2 модели 5200+ позиционировался производителем как двухъядерное решение среднего уровня на базе АМ2. Именно на его примере и будет изложен порядок разгона данного семейства устройств. Запас прочности у него достаточно неплохой, и при наличии соответствующих комплектующих можно было получить вместо него чипы с индексами 6000+ или 6400+.

Смысл разгона ЦПУ

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ можно легко превратить в 6400+. Для этого достаточно только повысить его тактовую частоту (в этом и заключается смысл разгона). Как результат - конечная производительность системы вырастет. Но при этом увеличится и энергопотребление компьютера. Поэтому не все так просто. Большинство компонентов компьютерной системы должно иметь запас по надежности. Соответственно, материнская плата, модули памяти, блок питания и корпус должны быть более высокого качества, это значит, что и стоимость у них будет выше. Также система охлаждений ЦПУ и термопаста должны быть специально подобраны именно для процедуры разгона. А вот со штатной системой охлаждения не рекомендуется экспериментировать. Она рассчитана на стандартный тепловой пакет процессора и с увеличенной нагрузкой не справится.

Позиционирование

Характеристики процессора AMD Athlon 64 x2 явно указывают на то, что он относился к среднему сегменту двухъядерных чипов. Были и менее производительные решения - 3800+ и 4000+. Это начальный уровень. Ну а выше в иерархии находились ЦПУ с индексами 6000+ и 6400+. Первые две модели процессоров теоретически можно было разогнать и получить из них 5200+. Ну а сам 5200+ можно было модифицировать до 3200 МГц, и за счет этого получить вариацию уже 6000+ или даже 6400+. Причем технические параметры у них были практически идентичными. Единственное что могло изменяться, так это количество кэша второго уровня и технологический процесс. Как результат уровень их производительности после разгона практически не отличался. Вот и получалось, что при меньшей стоимости конечный владелец получал более производительную систему.

Технические характеристики чипа

Характеристики процессора AMD Athlon 64 x2 могут существенно отличаться. Ведь было выпущено три его модификации. Первая из них носила кодовое название Windsor F2. Работала она на тактовой частоте в 2,6 ГГц, имела 128 кбайт кэша первого уровня и, соответственно, 2 Мб второго уровня. Изготавливался этот полупроводниковый кристалл по нормам 90 нм технологического процесса, а тепловой его пакет был равен 89 Вт. При этом максимальная температура его могла достигать 70 градусов. Ну и напряжение, подаваемое на ЦПУ, могло быть равно 1,3 В или 1,35 В.

Чуть позже появился в продаже чип с кодовым названием Windsor F3. В этой модификации процессора изменилось напряжение (в этом случае оно понизилось до 1,2 В и 1,25 В соответственно), увеличилась максимальная рабочая температура до 72 градусов и уменьшился тепловой пакет до 65 Вт. В довершение к этому изменился и сам технологический процесс - с 90 нм до 65 нм.

Последний, третий вариант процессора носил кодовое название Brisbane G2. В этом случае частота была поднята на 100 МГц и составляла уже 2,7 ГГц. Напряжение могло быть равным 1,325 В, 1,35 В или 1,375 В. Максимальная рабочая температура снижалась до 68 градусов, а тепловой пакет, как и в предыдущем случае, был равен 65 Вт. Ну и сам чип изготавливался по более прогрессивному 65 нм технологическому процессу.

Сокет

Процессор AMD Athlon 64 x2 модели 5200+ устанавливался в сокет АМ2. Второе его название - сокет 940. Электрически и в отношении программного обеспечения он совместим с решениями на базе АМ2+. Соответственно, приобрести для него материнскую плату пока еще возможно. Но вот сам ЦПУ уже купить достаточно сложно. Это неудивительно: процессор появился в продаже в 2007 году. С тех пор успело уже поменяться три поколения устройств.

Подбор материнской платы

Достаточно большой набор материнских плат на базе сокета АМ2 и АМ2+ поддерживал процессор AMD Athlon 64 x2 5200. Характеристики у них были самые разнообразные. Но вот чтобы по максимуму стал возможен разгон этого полупроводникового чипа, рекомендуется обращать внимание на решения на базе чипсета 790FX или 790Х. Стоили подобные материнские платы дороже среднего. Это логично, так как возможности для разгона у них были значительно лучше. Также плата должна быть изготовлена в форм-факторе АТХ. Можно, конечно, попытаться разогнать данный чип и на решениях мини-АТХ, но плотная компоновка радиодеталей на них может привести к нежелательным последствиям: перегреву материнской платы и центрального процессора и выходу их из строя. В качестве конкретных примеров можно привести PC-AM2RD790FX от Sapphire или 790XT-G45 от MSI. Также достойной альтернативой приведенным ранее решениям может стать M2N32-SLI Deluxe от Asus на базе чипсета nForce590SLI, разработанного NVIDIA.

Система охлаждения

Разгон процессора AMD Athlon 64 x2 невозможен без качественной системы охлаждения. Тот кулер, который идет в коробочной версии данного чипа, не подходит для этих целей. Он рассчитан на фиксированную тепловую нагрузку. При увеличении производительности ЦПУ его тепловой пакет возрастает, и штатная система охлаждения уже не будет справляться. Поэтому нужно покупать более продвинутую, с улучшенными техническими характеристиками. Можно порекомендовать для этих целей использовать кулер CNPS9700LED от Zalman. При наличии его данный процессор можно смело разгонять до 3100-3200 МГц. При этом особых проблем с перегревом ЦПУ точно не будет.

Термопаста

Еще один важный компонент, который нужно учитывать перед тем, AMD Athlon 64 x2 5200 +, это термопаста. Ведь чип будет функционировать не в режиме штатной нагрузки, а в состоянии увеличенной производительности. Соответственно, к качеству термопасты выдвигаются более жесткие требования. Она должна обеспечивать улучшенный теплоотвод. Для этих целей рекомендуется заменить штатную термопасту на КПТ-8, которая отлично подойдет для условий разгона.

Корпус

Процессор AMD Athlon 64 x2 5200 будет работать с увеличенной температурой в процессе разгона. В некоторых случаях она может подниматься до 55-60 градусов. Чтобы компенсировать эту увеличенную температуру, одной качественной замены термопасты и системы охлаждения будет недостаточно. Также нужен корпус, в котором воздушные потоки могли бы хорошо циркулировать, а за счет этого обеспечивалось бы дополнительное охлаждение. То есть внутри системного блока должно быть как можно больше свободного пространства, и это бы позволило за счет конвекции обеспечить охлаждение компонентов компьютера. Еще лучше будет, если в нем будут установлены дополнительные вентиляторы.

Процесс разгона

Теперь разберемся с тем, как разогнать процессор AMD ATHLON 64 x2. Выясним это на примере модели 5200+. Алгоритм разгона ЦПУ в это случае будет таким.

1. При включении ПК нажимаем клавишу Delete. После этого откроется синий экран БИОСа.
2. Затем находим раздел, связанный с работой оперативной памяти, и снижаем частоту ее работы до минимума. Например, задано значение для ДДР1 333 MHz, а мы опускаем частоту до 200 MHz.
3. Далее сохраняем внесенные изменения и загружаем операционную систему. Потом с помощью игрушки или тестовой программы (например, CPU-Z и Prime95) проверяем работоспособность ПК.
4. Опять перезагружаем ПК и заходим в БИОС. Здесь теперь находим пункт, связанный с работой шины PCI, и фиксируем ее частоту. В этом же месте необходимо зафиксировать данный показатель для графической шины. В первом случае значение должно быть установлено в 33 MHz.
5. Сохраняем параметры и перезагружаем ПК. Заново проверяем его работоспособность.
6. На следующем этапе выполняется перезагрузка системы. Заново входим в БИОС. Здесь находим параметр, связанный с шиной HyperTransport, и устанавливаем частоту работы системной шины в 400 МГц. Сохраняем значения и перезагружаем ПК. После окончания загрузки ОС тестируем стабильность работы системы.
7. Потом перезагружаем ПК и входим заново в БИОС. Здесь необходимо теперь перейти в раздел параметров процессора и увеличить частоту системной шины на 10 МГц. Сохраняем изменения и перезагружаем компьютер. Проверяем стабильность системы. Затем, постепенно повышая частоту процессора, доходим до того момента, когда он перестает стабильно работать. Далее возвращаемся к предыдущему значению и опять тестируем систему.
8. Затем можно попытаться дополнительно разогнать чип с помощью его множителя, который должен быть в этом же разделе. При этом после каждого внесения изменений в БИОС сохраняем параметры и проверяем работоспособность системы.

Если в процессе разгона ПК начинает зависать и вернуться к предыдущим значениям невозможно, то необходимо сбросить настройки БИОСа на заводские. Для этого достаточно найти в нижней части материнской платы, рядом с батарейкой, джампер с надписью Clear CMOS и переставить его на 3 секунды с 1 и 2 контакта на 2 и 3 контакты.

Проверка стабильности системы

Не только максимальная температура процессора AMD Athlon 64 x2 может привести к нестабильной работе компьютерной системы. Причина может быть вызвана рядом дополнительных факторов. Поэтому в процессе разгона рекомендуется проводить комплексную проверку надежности работы ПК. Лучше всего для решения этой задачи подходит программа Everest. Именно с ее помощью и можно проверить надежность и стабильность работы компьютера в процессе разгона. Для этого лишь достаточно после каждых внесенных изменений и после окончания загрузки ОС запускать эту утилиту и проверять состояние аппаратных и программных ресурсов системы. Если какое-то значение выходит за допустимые границы, то нужно перезагружать компьютер и возвращаться к предыдущим параметрам, а затем заново все тестировать.

Контроль системы охлаждения

Температура процессора AMD Athlon 64 x2 зависит от работы системы охлаждения. Поэтому по окончании процедуры разгона необходимо проверить стабильность и надежность работы кулера. Для этих целей лучше всего использовать программу SpeedFAN. Она и бесплатная, и уровень ее функциональности достаточный. Скачать ее из Интернета и установить на ПК не составит особого труда. Далее ее запускаем и периодически, в течение 15-25 минут, контролируем количество оборотов кулера процессора. Если это число стабильно и не уменьшается, то все в порядке с системой охлаждения ЦПУ.

Температура чипа

Рабочая температура процессора AMD Athlon 64 x2 в штатном режиме должна изменяться в диапазоне от 35 до 50 градусов. В процессе разгона этот диапазон будет уменьшаться в сторону последнего значения. На определенном этапе температура ЦПУ может даже превысить 50 градусов, и в этом ничего страшного нет. Максимально допустимое значение - 60 ˚С, приблизившись к которому, рекомендуется прекратить какие-либо эксперименты с разгоном. Более высокое значение температуры может негативно сказаться на полупроводниковом кристалле процессора и вывести его из строя. Для проведения замеров в процессе операции рекомендуется использовать утилиту CPU-Z. Причем регистрацию температуры необходимо осуществлять после каждого внесенного изменения в БИОС. Также нужно выдержать интервал в 15-25 минут, в течении которого периодически проверять, как сильно нагрелся чип.

Длительное время Advanced Micro Devices, подобно Cyrix, производила центральные процессоры 286, 386 и 486, которые были основаны на разработках Intel. К5 был первым независимо созданным х86 процессором, на который AMD возлагала большие надежды.

Однако, покупка компанией AMD основанного в Калифорнии конкурента весной 1996 года, кажется, создала возможность лучше подготовиться к своей следующей атаке на Intel. К6 начал жизнь как Nx686, будучи переименованным после приобретения NextGen. Серия ММХ-совместимых процессоров К6 была запущена в середине 1997 года, за несколько недель до Cyrix 6х86МХ, и сразу была одобрена пользователями.

Изготовленный по 5-слойной 0.35-мкм технологии, К6 был почти на 20 % меньше, чем Pentium Pro и при этом содержал на 3.3 миллионов транзисторов больше (8.8 против 5.5 миллионов). Большинство этих дополнительных транзисторов находилось в кэше первого уровня на 64 Кбайт (на кэш команд 32 Кбайт и на кэш данных 32 Кбайт). Это равносильно четырем Pentium Pro или двум Pentium ММХ и Pentium 2.

Центральный процессор К6 поддерживал технологию ММХ Intel, включая 57 новых х86 команд, разработанных для развития мультимедийного программного обеспечения. Как и Pentium Pro, К6 был многим обязан классическим технологиям RISC. Используя суперскалярную микроархитектуру AMD RISC86, чип декодировал каждую х86-инструкцию в ряд более простых действий, которые могли быть обработаны, используя типичные принципы RISC - такие, как выполнение вне естественного порядка, переименование регистров, предсказание переходов, спекулятивное исполнение, опережающая выборка данных.

Центральный процессор К6 начинал с версий 166.200 и 233 МГц. Уровень его производительности был очень схож с Pentium Pro соответствующих частот с его максимальным 512 Кбайт кэшем второго уровня. Общее с чипом Cyrix MX (но в несколько меньшей степени) - работа с плавающей запятой - была областью относительной слабости по сравнению с Pentium Pro или Pentium 2. Однако проникновению процессора на рынок в конце 1997 - начале 1998 года препятствовали проблемы, которые возникли у AMD при перемещении ее нового производственного 0.25-мкм процесса из лабораторий на заводы-изготовители. Это привело к падению производства центральных процессоров на 200 и 233 МГц, задержке введения чипа 266 МГц и отмене чипа 300 МГц.

Процессор AMD К6-2

Процессоры AMD К6-2 с 9.3 миллионами транзисторов производились по 0.25-микронной технологии AMD. Процессор был упакован в 100 МГц Sирег7-совместимую, 321-контактную керамическую плату (ceramic pin grid array (CPGA) package).

K6-2 включает инновационную эффективную микроархитектуру RISC86, большой (64 Кбайт) кэш первого уровня (двухпортовый кэш данных на 32 Кбайт, кэш команд на 32 Кбайт с дополнительным предрасшифровывающим кэшем на 20 Кбайт), а также улучшенный модуль работы с плавающей запятой. Эффективная производительность при его запуске в середине 1998 года была оценена в 300 МГц, к началу 1999 года самым быстрым из доступных процессоров была версия 450 МГц.

Трехмерные возможности К6-2 представляли другое важное достижение. Они были воплощены в AMD технологии 3DNow!, как новый набор из 21 команды, который дополнял стандартные команды ММХ, уже включенные в архитектуру К6, что ускоряло обработку трехмерных приложений.

Процессор AMD K6-3

В феврале 1999 года AMD объявила о начале выпуска партии 400 МГц AMD К6-lll процессора под кодовым названием «Sharptooth» и опробовала 450 МГц версию. Ключевой особенностью этого нового процессора была инновационная разработка - «Трехуровневый кэш».

Традиционно процессоры персональных компьютеров использовали два уровня кэша:

• кэш первого уровня (L1), который обычно расположен на кристалле;
• кэш второго уровня (L2), который мог располагаться либо вне центрального процессора, на материнской плате или слоте, либо непосредственно на чипе центрального процессора.

Общее эмпирическое правило при проектировании подсистемы кэша - чем больше и быстрее кэш, тем выше производительность (ядро центрального процессора может быстрее получить доступ к инструкциям и данным).

Признавая выгоды большого и быстрого кэша в удовлетворении потребностей приложений, все более требовательных к производительности персональные компьютеры, «Трехуровневый кэш» компании AMD вводил архитектурные новшества кэша, разработанные для увеличения производительности персонального компьютера на основе платформы Super7:

• внутренний L2-кэш (256 Кбайт), работающий на полной скорости процессора AMD-K6-3 и дополняющий кэш L1 (64 Кбайт), который был стандартен для всего семейства процессоров AMD-K6;
• многопортовый внутренний кэш, позволяющий одновременное 64-битовое чтение и запись как кэшу L1, так и L2;
• первичную процессорную шину (100 МГц), обеспечивающую соединение с резидентной кэш памятью на системной плате, расширяемой от 512 до 2048 Кбайт.

Таблица основных характеристик процессоров AMD

Проект многопортового внутреннего кэша процессора AMD-K6-3 позволил как кэшу L1 (64 Кбайт), так и кэшу L2 (256 Кбайт) выполнять одновременное 64-битовое чтение и запись операций за один такт процессора. В дополнение к этому многопортовому проекту кэша ядро процессора AMD-K6-I11 было в состоянии получить доступ к кэшам L1 и L2 одновременно, что увеличивало общую пропускную способность центрального процессора.

Процессор AMD Athlon

Выпуск процессора Athlon летом 1999 года был наиболее удачным ходом AMD. Это позволило им гордиться тем, что они произвели первый процессор седьмого поколения (у него было достаточно много радикальных архитектурных отличий от Pentium ll/lll и К6-3, чтобы заслужить название процессора следующего поколения), и это означало также, что они вырвали технологическое лидерство у Intel.

Древнегреческое слово Athlon означает «трофей», или «игры». Athlon - процессор, с помощью которого AMD надеялась увеличить реальное конкурентоспособное присутствие в корпоративном секторе, помимо его традиционного преимущества на потребительском рынке и рынке трехмерных игр. Ядро размещается на кристалле в 102 квадратных миллиметров и содержит приблизительно 22 миллиона транзисторов.

Основные элементы ядра Athlon

Многократные декодеры

Три полных декодера переводят х86-команды в макрооперации (MacroOPs) с фиксированной длиной для более высокой пропускной способности команд и увеличения мощности обработки. Вместо того чтобы выполнять х86 команды с длиной 1-15 байтов, процессор Athlon выполняет макрооперации фиксированной длины.

Блок контроля команд

Как только макрооперация расшифрована, за цикл посылаются до трех макроопераций блоку управления инструкциями (ICU). Это буфер перенаправления макроопераций с 72 входами (ROB), который управляет выполнением каждой макрооперации в целом, осуществляет переименование регистра для операндов, управляет любыми условиями исключения и действиями команды. ICU посылает макрооперацию планировщику исполнения.

Конвейеры исполнения

Athlon содержит 18-разрядный планировщик макроопераций и 36-разрядный планировщик операций мультимедиа и ПТ. Эти планировщики распределяют MacroOPs по девяти независимым конвейерам - три для вычислений с ФТ, три для вычисления адресов и три для выполнения команд ММХ, 3DNow! и операций ПТ для х87.

Супер скалярный блок плавающей точки FPT

Предыдущие центральные процессоры AMD были недостаточно производительными при работе с ПТ по сравнению с Intel. К этому недостатку более чем ответственно отнеслись в Athlon, который характеризуется суперскалярной архитектурой, включающей три конвейера выполнения команд с ПТ вне естественного порядка - FMUL (перемножение с ПТ), FADD (сложение с ПТ) и FSTORE (запись с ПТ). «Суперскалярность» означает способность центрального процессора выполнять более одной команды за такт процессора. Athlon же может выполнять одну операцию над 32-битовым числом с ПТ за такт процессора, что дает производительность в 2.4 Гфлопс при частоте в 600 МГц.

Прогнозирование переходов

Процессор Athlon предлагает сложную динамическую логику прогнозирования ветвления, чтобы минимизировать или устранить задержки из-за команд перехода, широко распространенные в программном обеспечении х86.

Системная шина

Системная шина Athlon - первая системная шина на 200 МГц для х86-платформ. Основанная на протоколе Digital Alpha EV6, первичная шина (FSB) - потенциально расширяемая до 400 МГц и более и, в отличие от разделяемой шины SMP (Symmetric Multi-Processing) проекта Pentium 3, использует архитектуру «точка-точка», чтобы обеспечить широкую полосу пропускания для одно- и многопроцессорных х86 платформ.

Архитектура кэша

Архитектура кэша Athlon существенно превосходит обычные центральные процессоры шестого поколения - полноценный кэш первого уровня 128 Кбайт, в 4 раза больший, чем у Pentium 3, и быстродействующий 64-битовый контроллер вторичного кэша 2-го уровня, поддерживающий от 512 Кбайт до 8 Мбайт.

Расширенный 3D Now

В ответ на Streaming SIMD Extensions (Intel Pentium 3) реализация 3DNow! в Athlon была модернизирована добавлением 24 новых команд к исходной 21 инструкции 3DNow!

Athlon был первоначально доступен в диапазонах скорости 500.550 и 600 МГц и 650 МГц немного позднее (все изготовлены по 0.25-мкм технологии). К концу 1999 года AMD еще более повысила частоту: его ядро К75 (750 МГц) является первым процессором, построенным с использованием алюминиевой 6-слойной технологии 0.18-мкм компании AMD.

Утверждение о том, что это был самый быстрый х86 совместимый центральный процессора тысячелетия, спорно, поскольку Intel быстро ответила объявлением 800 МГц Pentium 3. Однако AMD вскоре вернула лидерство в 2000 году выпуском версий на 800 и 850 МГц и преуспела в опережении Intel в преодолении барьера 1 ГГц буквально через несколько недель.

Процессор Thunderbird

В середине 2000 года была выпущена улучшенная версия Athlon с кодовым названием «Thunderbird».

Технология 0.18-мкм, кэш память 2-го уровня (L2) размером в 256 Кбайт расположена на плате процессора и работает на полной частоте процессора (первые процессоры Athlon имели кэш L2, работавшую на меньших частотах, например при частоте в 1 ГГЦ, память L2 работала на 330 МГц).

Интерфейсы - 462-контактный Socket А и Slot А. Частоты от 0.75 до 1 ГГц. Размещение 256 Кбайт памяти на кристалле привело к увеличению его размера до 120 квадратных миллиметров (102 квадратных миллиметров для ядра). Однако он меньше исходного (0.25-micron) К7 Athlon, который занимает 184 квадратных миллиметров. Добавление 256 Кбайт к L2-кэшу на кристалле весьма увеличивает число транзисторов. Центральный процессор Thunderbird включает 37 миллионов транзисторов, то есть 15 миллионов добавились для размещения кэша L2.

Осенью 2000 года был выпущен чипсет AMD760, обеспечивающий поддержку для памяти DDR SDRAM РС1600 (200 МГц FSB) и РС2100 (266 МГц FSB). Другие особенности - AGP 4-х, 4 порта USB , адресация памяти 8 Гбайт на 4 DIMM и поддержка АТА-100. С этого момента процессоры Athlon выпускались только для разъемов Socket А. Последние из процессоров Athlon/Thunderbird были выпущены летом 2001 года, достигнув частоты 1.4 ГГц.

Процессор Duron

В середине 2000 года был выпущен процессор Duron, предназначенный для дома и офиса. Название происходит от латинского «durare» - «вечный», «длительный». Кэш-память L1 (128 Кбайт) и L2 (64 Кбайт) размещается на плате. Первичная системная шина работает на частоте 200 МГц. Поддерживается улучшенная технология 3DNow! Технология 0.18-мкм, частоты 600.650 и 700 МГц. Интерфейс - 462-контактный разъем Socket А.

Процессор Palomino (Athlon ХР - EXtra Performance)

Процессор выполнен по 0.18-мкм технологии с использованием медных проводников на плате (вместо алюминия), содержит 37.5 миллионов транзисторов на кристалле в 128 квадратных миллиметров. Достигнуто понижение на 20 % энергопотребления сравнительно с Thunderbird. Введен ряд новшеств, в совокупности именуемых AMD как «QuantiSpeed Architecture»:

• введение дополнительного буфера - буфера быстрого преобразования адреса (БПА, TLB - Processor`s Transition Lookaside Buffer). Это дополнительная кэш память, расположенная между L1 и L2. В частности, TLB содержит данные, которые используются для перевода виртуальных адресов в физические и наоборот;
• поддержка SSE технологии Intel. В Palomino добавлены еще 52 новые команды SIMD по отношению к ранее имевшимся. Удвоено количество исходных 21 SIMD-команд, реализующих «3DNow!», и получена технология «Enhanced 3DNow!» («3DNow! Professional»);
• использование технологии упаковки OPGA (organic PGA) для замещения CPGA (ceramic PGA), которая использовалась ранее. Использование пластмасс вместо керамики технологичнее, платы оказываются легче и обладают лучшими тепловыми свойствами. Кроме того, можно плотнее размещать навесные элементы, что уменьшает наводки и помехи. OPGA размещаются на уже известном разъеме Socket А.

Процессор Morgan

Morgan первоначально представлял собой ядро Palomino c удаленными 3/4 кэша L2 (64 Кбайт вместо 256 Кбайт). Размер кристалла - 106 квадратных миллиметров, число транзисторов - 25.18 миллионов. Напряжение питания было изменено с 1.6 до 1.75 В.

Процессор Thoroughbred

Летом 2002 года AMD начала поставлять первый процессор с 0.13-мкм технологией и медными соединениями. Площадь кристалла - 80 квадратных миллиметров (у его предшественников - 128 квадратных миллиметров). Питание - 1.65 В, размеры кэша на кристалле - 128 Кбайт для L1 и 256 Кбайт для L2, разъем - Socket А. Эквивалентная производительность Athlon ХР - 2400+ или 2600+.

Однако ядро Thoroughbred рассматривать как простую переделку Palomino с учетом новых норм технологического процесса все же не совсем верно. Thoroughbred по своей внутренней структуре значительно отличается от Palomino, в чем можно убедиться по микроснимкам процессорных ядер.

• а - Palomino.
• б - Thoroughbred.

Процессор Sempron

Летом 2004 года AMD объявила о выходе центрального процессора семейства Sempron. Первоначально задуманный как преемник успешного центрального процессора Duron и прямой конкурент процессору Celeron D (Intel, 90 нм), диапазон применения Sempron фактически перекрыл диапазон Athlon AMD ХР и поставил фирмы, выпускающие настольные и мобильные персональные компьютеры, перед выбором - либо Sempron, либо Athlon 64.

Все первые центральные процессоры базировались на 130 нанометровой технологии AMD. Наиболее мощные образцы (3100+) выпускаются в формате интерфейса Socket 754 (Athlon 64 - в формате Socket 939). Другие участники семейства - от 2 ГГц (2800+) до 1.5 ГГц (2200+) - используют Socket А.

В дальнейшем Sempron предполагается перевести на 90 нанометровую технологию и интерфейс Socket 939.

Архитектура процессора К8

Эта архитектура используется во всех современных серверных, настольных и мобильных процессорах AMD (Opteron, Athlon 64 и Athlon 64 Х2). Первым из процессоров К8 являлся Hammer (середина 2000 года).

Одним из главных новшеств К8 является 64-разрядная архитектура х86-64 ISA. Примером 64-разрядных процессоров (IA-64) является Intel Itanium. Однако между 64-разрядными архитектурами процессоров Itanium и К8 мало общего. Itanium - процессор, несовместимый с системой команд х86, тогда как К8, напротив, таковым является.

Стратегия AMD на 64 бита (х86-64) заключается в следующем - за основу взято производительное х86-ядро и расширен набор инструкций для возможности адресации 64-битового пространства памяти. Особенности архитектуры х86-64 (AMD64):

• обратная совместимость с инструкциями х86;
• 8 новых 64-битовых РОН плюс 64-битовые версии прежних 8 РОН х86 (доступны лишь в 64-битовом «длинном» режиме);
• поддержка SSE и SSE2 помимо восьми новых регистров SSE2;
• увеличен объем адресуемой памяти для приложений, работающих с большими объемами данных (доступно лишь в «длинном» режиме);
• высокая производительность 32-битовых приложений плюс поддержка появляющихся 64-битовых приложений, хороший вариант переходного процессора.

Таблица режимов процессоров К8

Основные недостатки:

• процессор продолжает поддерживать архитектуру х86, которая достаточно устарела;
• новые РОН можно использовать лишь в 64-битовом режиме, что не позволяет повысить производительность 32-битовых приложений посредством улучшения архитектуры системы команд.

Для реализации возможности работы как с 32-битовыми, так и с 64-битовыми приложениями процессоры К8 поддерживают два режима работы - Long Mode и Legacy Mode. В режиме Long Mode также предусмотрено два подрежима - 64-битовый и Compability mode (режим совместимости).

Некоторые прочие особенности К8

• контроллер памяти интегрирован в сам процессор. Традиционно он располагается в «северном мосте» чипсета на системной плате. Собственно, контроллер памяти - это основной функциональный блок «северного моста» (в чипсетах Intel его так и называют - МСН, Memory Controller Hub); встроенный порт («линк») шины HyperTransport - универсальной шины межчипового соединения. В процессорах К8 Opteron может быть до 3-4 линков НТ, что позволяет комбинировать их в кластерные структуры

• архитектура К8 разработана с перспективой создания многоядерных процессоров и многопроцессорных систем: если центральные процессоры Intel Хеоn может продемонстрировать лишь 11 процентов увеличения производительности при переходе к двум процессорам, то в случае с Opteron оно составляет 24 процента;
• усовершенствован блок предсказания переходов - для увеличения точности он содержит историю 16 000 переходов, а также 2000 адресов назначения.

Исполнение инструкций на конвейере К8 начинается с блока выборки инструкций. За один такт блок выбирает из кэша 16 байт данных и выделяет из них от одной до трех инструкций х86 - сколько в выбранных данных поместилось. Поскольку средняя длина команды х86 составляет 5-6 байт, то, как правило, блоку удается выбрать три команды за такт.

На втором такте конвейера выбранные команды распределяются по трем блокам декодирования инструкций. Самые сложные команды отправляются в декодер сложных команд (VectorPath), другие - в декодеры простых команд (DirectPath).

Исходные х86-инструкции на завершающих этапах работы декодера К7/К8 переводятся в макрооперации, или МакОПы (mOPs). Большинству х86-инструкций соответствует одна МакОП, некоторые преобразуются в 2 или 3, а наиболее сложные, например деление или тригонометрические, - в последовательность из нескольких десятков МакОП. Макрооперации имеют фиксированную длину и регулярную структуру.

Условно можно считать что в определенный момент МакОп может «расщепляться» на две микрооперации (МкОП). Как правило, в К7 и в К8 МакОП содержит две МкОП - одну для АЛУ (ALU) (или блока ПЗ - FPU), другую - для УВА (устройства вычисления адреса, AGU - Address Generation Unit).

За счет конвейеризации возможны ситуации, когда одновременно в разных блоках процессора будут выполняться до двух десятков команд - и в К7, и в К8 имеется десять исполнительных устройств - три ALU, три FPU, три AGU и отдельный блок умножения.

Подобно тому, как объединение двух отдельных МкОП в одну МакОП дает явные преимущества, точно так же дела обстоят и с самими МакОП - практически везде они выступают не в виде самостоятельных единиц, а в виде группы. Группу образуют три МакОП, которые одновременно запускаются на параллельные каналы.

Вся дальнейшая работа идет не с одиночными, а с «тройками» МакОП («линиями», line). Такая «линия», с точки зрения центрального управляющего блока процессора - ICU (Instruction Control Unit) воспринимается как единое целое: все основные действия выполняются именно над «линиями», в первую очередь выделение внутренних ресурсов.

Сгенерированные «линии» от декодеров по одной за такт поступают в блок управления командами - Instructions Control Unit (ICU), где подготовленные к исполнению линии накапливаются в специальной очереди (24 линии).

Из очереди в 24 линии по три МакОП в каждой ICU выбирает в наиболее удобной для исполнения последовательности (одна-три МакОП) и пересылает их либо на АЛУ, либо на блок ПЗ в зависимости от типа микрооперации. В случае АЛУ микрооперации сразу же попадают в очередь планировщика (шесть элементов по три МакОП), который подготавливает необходимые для исполнения микрооперации ресурсы, дожидается их готовности и только потом отправляет. Причем при исполнении одной МакОП на самом деле может происходить исполнение сразу двух действий (МкОП).

Процессор Athlon 64х2

AMD снова оказалась впереди Intel, продемонстрировав действующий экспериментальный образец двухъядерного процессора летом 2004 года и поэтому Intel вызвала всеобщее удивление, все же выйдя первой на рынок с двухъядерным процессором весной 2005 года Однако, мало того, что AMD 64 Х2 был только короткое время позади Pentium Extreme Edition и Pentium D по датам выхода на рынок, он значительно опережал их по показателям эффективности.

Athlon 64 Х2 включает все возможности, заложенные в единственном ядре Athlon 64 (такие, как HyperTransport и Enhanced Virus Protection - EVP). Когда центральный процессор работает под операционной системой Windows ХР (SP2), EVP интерпретирует области системной памяти как «только данные», так что любой находящийся здесь фрагмент кода может быть либо прочитан, либо записан, но не может быть выполнен как код программы. Тем самым EVP действует как профилактическая мера против обычных злонамеренных вирусов, локализуя и обезвреживая их.

Основная архитектура ядра Х2 по существу та же, как и у Athlon 64. Различие в том, что новые чипы, размещаемые на единственном кристалле в 199 квадратных миллиметров, причем каждый содержит более чем 233 миллиона транзисторов, изготовлены по 90 нанометровой технологии AMD.

Таким образом, спецификации первоначально объявленного диапазона Athlon 64 Х2 были эквивалентны таковым из существующих центральных процессоров на 3500+, 3700+, 3800+ и 4000+ с изменением кэша L2 и тактовой частоты. Модели с 512 Кбайт кэша на ядре базируются на двойном ядре «Winchecter», в то время как версии версии кэша L2 на 1 Мбайт используют дизайн «Toledo». К лету 2005 года диапазон был расширен с появлением нового чипа (3800 +).

Athlon 64 X2 устарел, как физически, так и морально. Такие устройства
были представлены в далеком 2006 году. Это были первые многоядерные решения
компании АМД. Оценить их важность на сегодняшний день не представляет особого труда. Их выпуск стал первым эволюционным шагом данного производителя в сфере высокотехнологичных решений. Именно он существенно повлиял на развитие компьютерной индустрии. Сейчас уже никого не удивишь 8-ми ядерным ЦПУ. Это уже стало нормой. А вот тогда подобное решение произвело своеобразную революцию, плодами которой мы и по сей день пользуемся.

История

Первым 2-х ядерным ЦПУ в нише домашних ПК стал продукт извечного конкурента АМД - компании "Интел". Это был процессор "пентиум" с индексом ХЕ 840. Устанавливался он в который был в то время основным у данного производителя. Увеличение количества ядер вызвало необходимость снижения Это привело к снижению производительности в однопоточных приложениях. Аналогичный результат получил и продукт его постоянного конкурента - процессор AMD Athlon 64 X2. Но за счет того, что такие решения были изначально ориентированы под многопоточность, эффект был не настолько сильным, как у основного конкурента. По мере появления софта, который способен полностью загрузить два физических ядра, расстановка сил постепенно изменилась. И такие решения постепенно вытеснили ЦПУ с 1-им ядром из обихода. Да, сейчас еще продаются подобные устройства, но они большей часть используются для офисных ПК, где на первый план выходит работа в офисных приложениях и низкая стоимость готовой системы. А для игровых систем рекомендуется брать 4, 6 или 8 ядер. В крайнем случае можно остановить выбор и на 2-х ядрах, но это существенно скажется на качестве игры не в лучшую сторону. Такой расклад был заложен более 5 лет назад, и один из его основоположников - процессор AMD Athlon 64 X2.

Модификации

Изначально такие ЦПУ устанавливались в который был самым прогрессивным у данного производителя на то время. Сразу было представлено 4 модели процессора. Младшим из них стал именно AMD Athlon 64 X2 4200. Остальные имели схожее название, но отличались индексом. Появились модификации 4400, 4600, а флагман этой линейки имел индекс 4800. Также обязательным атрибутом обозначений этих ЦПУ был «+», который добавлялся в конце наименования. Частота базовой модели составляла 2200 МГц. Также среди архитектурных особенностей стоит отметить кеш, размер которого у младшей модели был 1Мб. При этом на каждое из ядер приходилась лишь его половина. Остальные модификации могли похвастаться более высокой частотой и увеличенным размером кеша.

Более поздние решения

Чуть позже на рынке появились и более производительные продукты. Логическим развитием в этом направлении стало появление таких ЦПУ под платформу АМ2. Размер кеша у них был аналогичным, как у предшественника. А вот частоты существенно выросли и составили, например, для ЦПУ модели AMD Athlon 64 X2 5000 - 2700 МГц. Также еще одним нововведением стала поддержка новой памяти, которая называлась DDR2. Но, в принципе, у этих процессоров, срок между появлением которых составляет чуть меньше 2-х лет, много общего.

Заключение

Процессор AMD Athlon 64 X2 является одним из родоначальников эры параллельных вычислений на одном кристалле. Если внимательно к нему присмотреться, то можно с легкостью найти много общего с новыми решениями АМД. И тут ничего удивительного, ведь они построены по схожей архитектуре, которая за последние 5 лет претерпела определенные изменения, но также и сохранила общие черты.

Процессор Athlon II X2 250 на момент своего выхода в 2009 году принадлежал к сегменту устройств среднего класса. Это лишний раз подтверждается характеристиками данного полупроводникового решения. С тех пор прошло довольно много времени. Теперь этот чип скорее относится к продуктам начального уровня. В данном обзоре будут рассмотрены возможности, спецификации и актуальность данного процессорного решения.

AMD Athlon II X2 250: сегмент процессорного рынка

AMD Athlon II X2 250 на момент начала продаж относился к процессорным решениям среднего класса. Характеристики центральных процессорных устройств в 2009 году следующим образом распределялись по классам:

— решения для офисных компьютеров: включали только один вычислительный модуль, обладали кэш-памятью второго уровня минимального объема и наиболее низкими тактовыми частотами;

— Системные блоки среднего уровня: в обязательном порядке оснащались двухъядерными центральными процессорными устройствами, которые обладали более высокими тактовыми частотами. В данном случае структура кэш-памяти не претерпевала существенных изменений и осталась двухуровневой. Размер кэша в данном уровне был увеличен. В результате в этом случае получился более высокий уровень быстродействия. Однако и стоили такие вычислительные системы намного больше. Именно по этой причине герой данного обзора относился к этому сегменту компьютерного рынка.

— Процессоры для наиболее производительных компьютеров были укомплектованы четырьмя вычислительными модулями. Некоторые из них обладали трехуровневым кэшем. Тактовая частота была существенно снижена, однако указанные ранее особенности обеспечивали максимально возможный уровень производительности.

Данное распределение на сегодняшний день радикально поменялось. Персональные компьютеры начального уровня теперь комплектуются чипами с двумя вычислительными блоками. Одноядерные центральные процессорные устройства ушли со сцены. Поэтому по состоянию на сегодняшний день процессор AMD Athlon II X2 250 перешел в сегмент устройств начального уровня. Персональные компьютеры среднего класса должны быть основаны на центральных процессорах с четырьмя вычислительными кластерами. Устройства премиального сегмента должны быть основаны на ЦПУ с 8 вычислительными кластерами.

AMD Athlon II X2 250: комплектация

Как и большинство процессорных устройств, существующих на сегодняшний день, чип AMD Athlon II X2 250 поставлялся в двух вариантах: TRAY иBOX. TRAY представлял собой упрощенный вариант. В такой комплект поставки помимо самого ЦПУ входило также руководство по настройке и монтажу, наклейка с логотипом модели процессора и гарантийный талон. Такой вариант комплектации прежде всего предназначался для крупных компаний, специализирующихся на сборке системных блоков ПК. Они, как правило, оптом покупали специализированные системы охлаждения центральных процессорных устройств, что в конечном итоге давало возможность повысить надежность данных ЭВМ. Второй вариант комплектации поставлялся в коробе черного-зеленого цвета. Он был дополнен термопастой и штатной системой охлаждения.

AMD Athlon II X2 250: процессорный разъем

Изначально процессор AMD Athlon II X2 250 был ориентирован на установку в сокет AM3. Число контактов в процессорном разъеме составляло 951 со стороны системной платы и 938 со стороны контактной площадки ЦПУ. Основное отличие данного разъема от предшественников в лице АМ2 и АМ2+ заключалось в том, что в этом случае в качестве оперативной памяти можно было использовать только планки типа DDR3. Более ранние вычислительные платформы AMD поддерживали работу только со стандартом оперативной памяти DDR2. Благодаря гибридному контроллеру оперативной памяти данного устройства, процессор AMD Athlon II X2 250 мог без проблем работать как с первым, так и со вторым типом памяти. По этой причине данный чип можно было установить не только в материнские платы АМ3, но и в платы AM3+ иAM2+. В случае использования системной платы на основе AM2+ необходимо было обновить BIOS и получить за счет этого поддержку новых моделей ЦПУ.

AMD Athlon II X2 250: технология производства кристалла

Кремниевый кристалл AMD Athlon II X2 250 изготавливался по наиболее свежему и передовому на тот момент времени технологическому процессу. Его характеристики указывали на то, что он соответствует нормам технологического процесса в 45 нм. На фоне сегодняшних 14 нм это, конечно, выглядит не слишком впечатляюще. Однако на тот момент ничего лучше не было.Напыление p-nпереходов осуществлялось по технологии SOI. По такой же методике изготавливались и предыдущие поколения полупроводниковых чипов этого производителя. В результате не возникало существенных проблем с точки зрения надежности. Процессор данной модели получил в этом плане все самое лучшее, что было наработано на тот момент. В данном случае площадь кремниевого кристалла была равна всего 117.5 мм 2 .

AMD Athlon II X2 250:система кэш-памяти и ее особенности

Как ранее уже отмечалось, все центральные процессорные устройства среднего уровня в 2009 году обязательно комплектовались двухуровневым кэшем. AMD Athlon II X2 250 в этом плане не стал исключением. Технические характеристики чипа указывают на то, что на первом уровне в общей сложности находилось 256 Кб. Они в свою очередь были поделены на две равные части по 128 Кб. Эти части были привязаны к определенному процессорному ядру и взаимодействовать могли только с ним. Каждая из частей по 128 Кб в свою очередь также была поделена на две части. Половина из них использовалась для хранения информации, а вторая половина – для инструкций программного кода. Аналогичным образом была организована и кэш-память на втором уровне. Общий объем кэша второго уровня составлял 2 Мб. То есть каждое ядро процессора на втором уровне могло для своих нужд использовать 1 Мб. В данном случае не было предусмотрено дальнейшего разделения на хранение инструкций и данных.

AMD Athlon II X2 250: оперативная память, особенности

Как ранее уже было отмечено, процессор AMD Athlon II X2 250 использовал унифицированный контроллер оперативной памяти. Процессор мог успешно функционировать с модулями оперативной памяти DDR2 и DDR3. Согласно официальным спецификациям устройства, для AMD Athlon II X2 250 максимальное значение частоты оперативной памяти составляло 1066 МГц. Процессор этой модели может работать с менее скоростными модулями. Частота оперативной памяти будет снижаться автоматически и уровень производительности вычислительной системы будет ниже. Можно также установить и более скоростные планки памяти. Частота их функционирования будет ограничена значением 1066 МГц.

AMD Athlon II X2 250: тепловой пакет

Даже на фоне нынешних процессоров тепловые характеристики AMD Athlon II X2 250 выглядят очень неплохо. В этом плане устройство имело следующие характеристики: тепловой пакет – 65 Вт, максимально допустимая температура 74 °С. Такого приемлемого значения теплового пакета удалось достигнуть благодаря существенной переработке архитектуры проводникового кристалла данного центрального процессорного устройства и за счет передового по тем временам технологического процесса. Последний фактор также существенно уменьшил диапазон рабочих температур, который находился в пределах 35-57 °С.При выполнении наиболее сложного программного кода даже в случае разгона чипа максимальное значение температуры не превышало 65 градусов. Такие значения вполне справедливы для системы, в которой для охлаждения процессора использовался кулер, идущий в комплекте. Если же заменить кулер на улучшенную систему активного теплоотвода стороннего производства, то ранее указанные значения будут уменьшены на 5-10 градусов.

AMD Athlon II X2 250: тактовая частота

Для процессора AMD Athlon II X2 250 штатное значение тактовой частоты составляет 3.00 ГГц. Данное значение можно получить из спецификации процессорного решения. Множитель процессора фиксирован и равен 15. Значение частоты системной шины в штатном режиме составляет 200 МГц. Если умножить на 15 получим 3000 МГц. В этом случае не используется технология динамического регулирования частоты процессора в зависимости от степени его нагрева, сложности программного кода и оптимизации программного обеспечения под одно или двух-поточное исполнение. По этой причине центральный процессор работает только на одном значении частоты, которое составляет 3 ГГц.

AMD Athlon II X2 250: архитектурные особенности кристалла

Если говорить на языке компьютерных технологий, то данный чип называется DUALCORE. Как несложно догадаться по названию, процессор AMD Athlon II X2 250 включает только два ядра для выполнения вычислений.В процессорах от компании AMD по сей день нет технологии типа HT от компании Intel, которая дает возможность на уровне программного обеспечения получить двойное количество логических потоков обработки кода. По этой причине операционная система в данном случае будет распознавать только то, что имеется на физическом уровне. Такие ядра имеют кодовое название REGOR. Данный чип может функционировать в режиме 32-битных и 64-битных вычислений.

AMD Athlon II X2 250: разгон

Как уже говорилось ранее, процессор AMD Athlon II X2 250 имеет фиксированный множитель тактовой частоты. Его разгон возможен только путем увеличения значения частоты шины системной платы. Этот параметр в штатном режиме равен 200 МГц. Это значение можно повысить до 235-237 МГц в сочетании со штатной системой охлаждения. В итоге можно получить частоты функционирования ЦПУ в диапазоне от 3525 до 3555 МГц. В процентном соотношении получается прирост 17.5-18.5%. Если учитывать, что это процессорное решение среднего класса, которое не рассчитано на разгон, такие показатели можно назвать отличными. Но полученные значения можно улучшить. Для этого необходимо приобрести вместо штатного кулера систему охлаждения от стороннего производителя. В таком случае можно будет повысить частоту системной шины до 247-250 МГц, а сам чип будет работать на частотах 3705-3750 МГц. В процентном соотношении прирост может достигать 25%. Разгон в данном случае осуществляется по следующей методике:

— системный блок компьютера должен быть укомплектован особым образом. Речь идет и об улучшенной модификации системной платы, и о максимально скоростной оперативной памяти, и о качественном корпусе с продуманной циркуляцией воздуха, и о мощном блоке питания.

— перед разгоном все программное обеспечение должно быть обновлено. Это необходимо для стабильной работы процессора AMD Athlon II X2 250. В первую очередь речь идет о драйверах и прикладных программах, осуществляющих мониторинг состояния компьютерной системы.

— в BIOS необходимо опустить частоты всех компонентов ПК за исключением системной шины. Это значение постепенно начинаем увеличивать. После выполнения каждой такой операции необходимо проводить стресс-тест компьютера на предмет стабильности работы при помощи специальных программ.

— как только максимально возможное значение частоты будет достигнуто, увеличиваем напряжение на процессоре.

— снова приращиваем частоту. Для этого процессора максимально допустимое значение напряжения составляет 1,425 В. Около этого значения стоит прекратить увеличение частоты. Это и будет максимально возможное значение этого параметра.

AMD Athlon II X2 250: стоимость

Изначально производитель оценил чип AMD Athlon II X2 250 в 90 долларов. На тот момент времени такая стоимость полностью соответствовала всем возможностям устройства. Но сегодня в 2016 году такой процессор все еще можно купить из складских запасов по более скромной стоимости – всего 25 долларов. Можно также приобрести чип уже бывший в употреблении. Его стоимость будет составлять примерно 800-900 рублей. Если этот процессор рассматривать в качестве основного компонента недорого системного блока для офиса, то это может быть вполне достойный выбор, в котором сочетается демократическая стоимость и приемлемая производительность.

AMD Athlon II X2 250: отзывы владельцев, особенности эксплуатации

Компании AMD после выхода семейства чипов Athlon в 2009 году по-настоящему удалось удивить своих конкурентов. В данном модельном ряду наиболее производительным решением стал процессор AMD Athlon II X2 250. На тот момент характеристики данного процессорного решения действительно впечатляли. Одно то, что этот центральный процессор продается достаточно успешно уже более 5 лет, является явным подтверждением тому. За этот временной интервал данный чип переместился из сегмента решений среднего класса к сегменту начального уровня. К основным преимуществам данного процессора от компании AMD, можно отнести следующие:

— Высокий уровень производительности;

— Отличную организацию кэш-памяти, обеспечивающую высокое быстродействие по сравнению с решениями конкурентов;

— Довольно высокий разгонный потенциал для центрального процессорного устройства с разблокированный множителем;

— Доступная стоимость;

— Отличная степень энергоэффективности.

Единственным недостатком данного процессора является неудачное время выпуска. Данный процессор появился в продаже перед началом продаж новой вычислительной платформы от компании Intel – LGA1156. На фоне данной платформы AMD Athlon II X2 250 выглядел уже не так уверенно.

Заключение

AMD Athlon II X2 250 стал безусловно успешным продуктов в линейке процессоров AM3. Его характеристики на момент выхода позволяли без особых проблем справиться с любыми конкурирующими устройствами на основе сокета LGA 775. В данном случае речь идет как о производительности, так и об энергоэффективности. Дополнительный фактор, который также подтверждает успешность данного процессора,это высокая популярность по сей день. Теперь он перешел из ниши процессоров среднего класса в нишу продуктов начального уровня. Если вы все процессоры AMD были бы настолько успешными, как AMD Athlon II X2 250, то возможно сегодня на рынке микропроцессорных устройств сегодня сложилась бы совершенно иная ситуация. Так что успех данного процессора, это скорее случайность, а не закономерность. Хотелось бы, чтобы в рамках новой платформы AM4 компания AMD учла успех этого процессора.