Athlon64 - A Bíblia

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Por Paulo Couto
23 de Março de 2005

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Introdução

Sobre o autor

Esse artigo foi escrito na integra pelo nosso amigo FBW a quem quero parabenizar pelo excelente trabalho de pesquisa. Ele conseguiu condensar praticamente todas as informações disponíveis sobre os processadores da AMD em um único artigo, com clareza e objetividade.

Certamente será uma fonte inesgotável de informações para nossos usuários. O conteúdo desse artigo, bem como as imagens utilizadas são de responsabilidade do autor, bem como suas opiniões e comentários, que não necessariamente refletem a opinião do Fórum PCs.

Em 22 de abril de 2003 a AMD lançou o Opteron, o primeiro processador x86 de 64bits, e em setembro do mesmo ano o Athlon 64. A oitava geração dos processadores AMD, previamente chamada de K8 ou Hammer, agora plataforma AMD64, representa uma evolução muito mais abrangente do que foi a transição da geração K6 para a K7 (Athlon). Mais do que uma evolução de uma família de processadores, esse projeto trouxe várias inovações que se tornaram padrão no mercado, e conduzirão a da arquitetura x86 para os 64bits.

A AMD desenvolveu seu conjunto de instruções de 64bits AMD64 (previamente chamado x86-64) ou AMD64 ISA (Instruction Set Architecture), que mantém total compatibilidade com os softwares x86 atuais, e será o novo padrão da arquitetura x86.

O projeto da plataforma AMD64 incluiu o desenvolvimento de uma nova tecnologia de conexão ponto-a-ponto, com alta largura de banda e baixas latências: O HyperTransport que atualmente é utilizado por mais de quarenta empresas de tecnologia. Nos processadores AMD64 o HyperTransport e a controladora de memória integrada ao processador substituem o FSB (Front Side Bus), eliminando gargalos, melhorando o desempenho e permitindo alta escalabilidade em servidores.

Desde o inicio em 1999, o projeto AMD64 foi concebido prevendo-se processadores de múltiplos núcleos. Em agosto de 2004 a AMD realizou a primeira demonstração pública de processadores x86 Dual-core (duplo núcleo), que estarão cada vez mais presentes no mercado. Os processadores AMD64 Dual-core mantêm a compatibilidade com o hardware desenvolvido para os AMD64 de um núcleo.

Tecnologias que os processadores AMD64 trouxeram em 2003, como o AMD64 ISA, a tecnologia de proteção contra vírus Enhaced Virus Protection, e o Cool´n´Quiet que realiza gerenciamento inteligente de energia em processadores desktop, tornaram-se padrão nos processadores para PCs.

Além da relevância tecnológica, a plataforma AMD64 também marca uma mudança nas estratégias de mercado da AMD, entre elas, o foco no mercado de servidores e workstations, com o Opteron. A AMD, que saiu de uma participação quase nula nesse mercado até 2003, tem conseguido uma penetração significativa e crescente com os excelentes processadores Opteron. HP, Sun, IBM, Egenera, Angstrom, Cray, Fujitsu-Siemens, Appro, e dezenas de outras empresas passaram a oferecer soluções de servidores, workstations, clusters, render farms e supercomputadores com os processadores Opteron , que tem tido crescente participação nos setores corporativos, científicos, governamentais, na indústria automotiva, indústria do cinema etc.

Opteron: O primeiro processador x86 de 64bits, e o inicio da plataforma AMD64 em 2003

Resumo da arquitetura do Athlon 64

Em relação à geração anterior (K7), a plataforma AMD64 inclui ainda:

• Uma nova tecnologia de fabricação o SOI (silicon-on-insulator, "silício sobre isolante") que reduz o consumo elétrico e diminui o calor gerado. Com a transição para o processo de 90nm, a partir da revisão E a AMD adicionou ao SOI uma nova tecnologia de Strained Silicon (silício expandido) chamada Dual Stress Liner desenvolvida em parceria com a IBM, que mantem o baixo consumo elétrico e baixa emissão de calor, ao mesmo tempo em que permite aumentar a freqüência de clock.

• Proteção de ECC (Error Correcting Code - código de correção de erros) para a controladora de memória integrada, para os dados do cache L1 e dados e tags do cache L2.

• Aprimoramento na previsão de desvios para maior precisão ao antecipar chamadas de instrução.

• Estruturas TLB (Translation Look-aside Buffers) avançadas para melhor gerenciamento da memória em cargas de trabalho complexas.

• Dois estágios de pipeline adicionais para escalabilidade da freqüência.

• Adição de instruções SSE2 (e SSE3 a partir da revisão E).

• IPC (Instruções por Clock) mais alto, atingido por meio de importantes recursos adicionais, como TLBs maiores, filtros de descarga e algoritmos aprimorados de previsão de desvio.

Nomenclatura adotada pela AMD na plataforma AMD64 a partir de 2003

A plataforma AMD64 tornou-se popular no mercado brasileiro com os preços mais acessíveis dos Athlon 64 e com os Semprons do soquete 754 que levaram a tecnologia da plataforma AMD64 para o segmento de baixo custo, substituindo (com muitas vantagens) em 2005 os Semprons do soquete A que foram os últimos processadores desktop remanescentes da arquitetura K7.

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