Rudometov.COM

История развития компьютерных технологий сопровождается взлетами и падениями фирм, гениальными изобретениями, научными открытиями и тупиковыми направлениями. Прежде чем

перейти к теме, вынесенной в заголовок, целесообразно напомнить ряд фактов.

Начало компьютерной эпохи было принято отсчитывать от разработки и выпуска в 1971 г. фирмой Intel первого в мире процессора i4004. Совершенствование архитектуры процессоров позволило в 1981 г. инженерам IBM создать персональный компьютер, ставший прообразом современных мощных систем. Однако электронные компоненты, такие как процессоры, чипсеты и т. д. являются не единственным достижением и богатством фирмы Intel. Являясь родоначальником компьютерной индустрии и бесспорным ее лидером, эта фирма оказывает большое влияние на развитие отрасли не только через свои изделия, но и через разработку и внедрение многочисленных стандартов, большинство из которых она предусмотрительно патентует. С одной стороны высокий уровень этих разработок способствует совершенствованию архитектуры современных компьютеров, с другой — патентные ограничения до некоторой степени сдерживают общее развитие. В качестве примера подобных разработок можно привести Slot 1 и процессорную шину GTL+. Их использование лимитируется лицензионными соглашениями. И конечно, фирма-разработчик ограничивает круг своих партнеров, препятствуя всеми силами появлению мощных конкурентов.

Но, как показывает жизнь, прогресс остановить невозможно. Не имея возможности воспользоваться указанными разработками, извечный конкурент лидера фирма AMD нашла свое решение из сложившегося тупика. В результате своих исследований она не только разработала свою линейку мощных процессоров, получивших наименование AMD Athlon, но и существенно изменила традиционную архитектуру компьютера, внедрив альтернативные стандарты на процессорную шину и процессорный разъем. Более того, эти изменения стали не только революционными для архитектуры компьютеров, но и оказали благотворное влияние на общую производительность систем.

Прежде всего, основой послужила новая процессорная шина, позволив фирме AMD, не нарушая патентных ограничений, совершить технологический прорыв. Расчет был сделан на шину Alpha EV6, разработанную фирмой DEC (Digital Equipment Corporation) для процессоров Alpha и лицензированную для своих изделий типа Athlon фирмой AMD.

Шина Alpha EV6, используемая в качестве шины процессора (FSB), обеспечивает передачу данных по обоим фронтам тактовых импульсов (double-data-rate — DDR). Такая технология передачи данных увеличивает пропускную способность, обеспечивая рост производительности всей системы компьютера. При тактовой частоте 100 МГц шина FSB Alpha EV6, называемая обычно EV6 или DDR FSB, обеспечивает передачу данных с частотой 200 МГц, в отличие от шины GTL+ и ее улучшенной модификации шины AGTL+, используемых с процессорами Celeron, Pentium II/III фирмы Intel. Для этих шин частота передачи данных совпадает с тактовой частотой.

В дополнение к новой шине, по аналогии с процессорами Intel Pentium II и Pentium III (Katmai) фирма AMD разработала свои варианты процессорной платы и процессорного разъема, названного Slot A.

В процессе совершенствования архитектуры и производства процессоров, связанного с переходом от 0,25 мкм к 0,18 мкм технологии, фирма AMD, как и фирма Intel, перенесла кэш-память второго уровня с процессорной платы на кристалл процессора, объединив их едином корпусе микросхемы процессора. Так появились AMD Duron и Thunderbird. Эти процессоры поставляются в корпусе типа PGA.

Материнские платы под процессоры этого типа содержат специальный разъем — PGA-socket, названный Socket A (462 контакта).

Процессоры AMD Thunderbird имеют 128 Кбайт кэш-памяти первого уровня (L1) и 256 Кбайт кэш-памяти второго уровня (L2). Процессоры Thunderbird часто называют просто Athlon, подразумевая при этом Athlon для Socket A.

Процессоры AMD Duron, выполненные, как и AMD Athlon (Thunderbird), по 0,18 мкм технологии, отличается от них лишь размером кэш-памяти второго уровня, составляющим 64 Кбайт. Они имеют практически идентичные архитектуры, а также равные frequency работы шины EV6. Однако ввиду меньшего объема кэш-памяти второго уровня (L2) по производительности процессоры AMD Duron уступают своему более мощному прототипу.

Процессоры AMD Duron ориентированы на сектор дешевых компьютеров, традиционно занимаемый компьютерами с процессорами Intel Celeron. Однако, как показывает практика, процессоры AMD Duron, в отличие от своих конкурентов, благодаря более высокой частоте шины процессора показывают более высокую производительность при меньшей цене.

Рассматривая возможности использования форсированных режимов, следует принимать во внимание, что процессоры AMD Duron, как и их предшественники AMD Athlon в конструктиве Slot A и AMD Athlon (Thunderbird) в Socket A, и как конкурирующие процессоры Intel Pentium II и Pentium III (Katmai, Coppermine), имеют фиксированный множитель — коэффициент умножения frequency, связывающий внутреннюю и внешнюю frequency процессора.

По причине фиксации частотного множителя форсирование работы процессоров осуществляется, как правило, за счет увеличения внешней frequency — frequency шины процессора FSB EV6. При всех своих достоинствах высокая рабочая частота шины процессора EV6 создает определенные трудности для дальнейшего ее повышения в режимах разгона процессоров AMD.

Особенности процессорной шины EV6 и архитектура существующих материнских плат, несмотря на существующий технологический запас у процессоров AMD Duron, как и у процессоров AMD Athlon (Thunderbird), не позволяют значительное увеличение тактовой frequency. Применяя этот метод, необходимо учитывать ограниченность данного ресурса для целей разгона. Обычно эту частоту удается повысить не более чем на 10% относительно стандартного значения. Тем не менее, это увеличение frequency сопровождается эквивалентным ростом производительности процессора и, соответственно, всего компьютера.

Ниже представлены результаты выполненных исследований, связанных с анализом возможности работы в форсированном режиме высокопроизводительных процессоров AMD Duron.