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Procesadores AMD64
Javier Aguado y Eduardo Lara
Historia de AMD
AMD (Advanced Micro Devices) se fundó el 1 de Mayo de 1969 por un grupo de ejecutivos.En 1975 hizo un clon del intel 8080 mediante técnicas de ingeniería inversa.Durante este periodo produjo una serie de procesadores tales como Am2901, Am29116, Am293xx.En 2006 AMD adquirió ATI Technologies y pagó 4 mil millones de dólares en efectivo y 58 millones en acciones por un total de 5.1 mil millones de dólares.
El primer procesador de AMDDespués de que Intel cancelara el acuerdo que tenia con AMD, esta produjo el Am286 en 1991, que era un clon del 80286 de Intel. Posee una arquitectura interna de 16 bits y puede trabajar con sistemas operativos de 8 y 16 bits. Dispone de 92 tipos de instrucciones que pueden ejecutar con hasta 7 modos de direccionamiento.
AMD K5
Fue lanzado en 1996. Es un procesador tipo x86, rival directo del Intel Pentium.El K5 es internamente un procesador RISC. - Memoria caché: L1 24 KB. - Voltaje: 3.52 V. - Nivel de integración: entre 0.5 y 0.35 micras, con 4.3 millones de transistores. - Velocidad: de 75 a 100 MHz.
AMD K6
Fue lanzado en 1997.Se diseñó para que funcionara en placas base Pentium. La principal ventaja que tenia AMD sobre Pentium era el precio, bastante más barato teniendo las mismas prestaciones. - Memoria caché: L1 64 KB. - Voltaje: 2.9 V (166/200) 3.2/3.3 V (233). - Nivel de integración: 350 nm, con 8.8 millones de transistores. - Velocidad: de 166 a 500 MHz.
AMD Athlon (K7)
Fue lanzado en 1999.Fue el primer procesador x86 de séptima generación y en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores de Intel.
- Memoria caché: L1 128 KB y L2 512 KB. - Conjunto de instrucciones: x86 - Nivel de integración: 0.25 a 0.13 µm. - Velocidad: de 500 MHz a 2.33 GHz.
AMD Athlon 64
El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generación que implementa el conjunto de instrucciones AMD64, que fueron introducidas con el procesador Opteron. - Memoria caché: L1 128 KB y L2 1GB. - Conjunto de instrucciones: MMX, SSE, SSE2, SSE3, AMD64 y 3DNow! - Nivel de integración: 0.13 µm a 65 nm. - Velocidad: 1.0 a 3.2 GHz.
AMD Athlon 64 X2
El AMD Athlon 64 X2 es un microprocesador de 64 bits multinúcleo producido por AMD. - Memoria caché: L1 128 KB y L2 512 KB (por núcleo). - Conjunto de instrucciones: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64. - Nivel de integración: de 90 a 65 nm. - Velocidad: 1.9 a 3.2 GHz.
AMD Turion 64
Es una versión de bajo consumo del procesador AMD Athlon 64 destinada a los ordenadores portátiles, y constituye la respuesta comercial de AMD a la plataforma Centrino de Intel. - Memoria caché: L1 128 KB y L2 512 ó 1024 KB. - Conjunto de instrucciones: AMD64. - Velocidad: de 1.6 GHz a 2.4 GHz. - Nivel de integración: 0.095 micras.
AMD Opteron
Fue lanzado en 2003, con el propósito de competir en el mercado de procesadores para servidores, especialmente en el mismo segmento que el Intel Xeon.Fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usó un conjunto de instrucciones AMD64 (x86-64). - Puede ejecutar aplicaciones tanto de 32 y 64 bits. - Velocidad: entre 1.4 y 3.2 GHz. - Nivel de integracion: entre 0.45 y 0.13 micras.
AMD FusionAMD Fusion es el nombre clave para un diseño futuro de microprocesadores Turion, producto de la fusión entre AMD y ATI, combinando con la ejecución general del procesador, el proceso de la geometría 3D y otras funciones de GPUs actuales. La GPU (procesador gráfico) estará integrada en el propio microprocesador. Se espera la salida progresiva de esta tecnología a lo largo del 2011 estando disponibles los primeros modelos (BobCat y Zacate) para ordenadores de bajo consumo entre últimos meses de 2010 y primeros de 2011, dejando el legado de las gamas medias y altas (Llano, Brazos y Bulldozer) para mediados o finales del 2011.
Tecnología de integración
La tecnología de integración es la distancia de integración medida en micras, que viene a ser la anchura de los transistores que forman parte del procesador.Con el paso del tiempo la distancia entre los transistores se ha ido reduciendo, lo que supone un aumento en la cantidad de los mismos incluidos en el microprocesador. Actualmente esta tecnología va por los 32 nm, y cada vez irá reduciéndose más. Por ejemplo, el procesador AMD K6 tenía una tecnología de integración de 350 nm, con 8.8 millones de transistores.
Conjunto de instrucciones
Un conjunto de instrucciones es una especificación que detalla las instrucciones que una CPU de un ordenador puede entender y ejecutar.Procesadores con diferentes diseños internos pueden compartir un conjunto de instrucciones; por ejemplo el Intel Pentium y AMD Athlon implementan versiones casi idénticas del conjunto de instrucciones x86, aunque tienen diseños internos completamente opuestos.
Conjunto de instrucciones
Existe dos tipos: CISC (Complex Instruction Set Computer) y RISC (Reduced Instruction Set Computer).- Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos, en contraposición a la arquitectura RISC. Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que, en la actualidad, la mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples del tipo RISC, llamadas generalmente microinstrucciones.Un ejemplo de uso de instrucciones CISC es la familia Intel x86 usada en la mayoría de las computadoras personales actuales.
Conjunto de instrucciones
- El objetivo de diseñar máquinas con instrucciones RISC es posibilitar la segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y reducir los accesos a memoria. Las máquinas RISC protagonizan la tendencia actual de construcción de microprocesadores.RISC es una filosofía de diseño de CPU que está a favor de los conjuntos de instrucciones pequeñas y simples que toman menor tiempo para ejecutarse. El tipo de procesador más comúnmente utilizado en equipos de escritorio, el x86, está basado en CISC en lugar de RISC, aunque las versiones más nuevas traducen instrucciones basadas en CISC x86 a instrucciones más simples basadas en RISC para uso interno antes de su ejecución.
Conjunto de instrucciones
De una forma más específica, tenemos los conjuntos de instrucciones x86, x64 y x86-64 (AMD64).- x86: Se refiere a los procesadores que manejan direcciones de 32 bits (ancho de bus = 32 bits).- x64: Se refiere a los procesadores que manejan direcciones de 64 bits (ancho de bus = 64 bits).- x86-64: Es una arquitectura basada en la extensión del conjunto de instrucciones x86 para manejar direcciones de 64 bits.Fue desarrollada por AMD e implementada bajo el nombre de AMD64.
Principales tecnologías de procesadores
• Dual Channel.o Es una tecnología para memorias que incrementa el
rendimiento de estas al permitir el acceso simultáneo a dos módulos distintos de memoria. Esto se consigue mediante un segundo controlador de memoria en el NorthBrigde.
o Para que la memoria pueda funcionar en Dual Channel, la placa base debe soportarlo y además debemos tener dos módulos de memoria exactamente iguales (frecuencia, latencias y fabricante). Si los módulos no son exactamente iguales no funcionará el Dual channel, e incluso pueden llegar a dañarse los módulos de memoria.
Principales tecnologías de procesadores
• Triple Channel.o Es una tecnología para memorias que incrementa el
rendimiento de estas al permitir el acceso simultáneo a tres módulos distintos de memoria.
o Para que la memoria pueda funcionar en Triple Channel, la placa base debe soportarlo y además debemos tener tres módulos de memoria exactamente iguales (frecuencia, latencias y fabricante). Si los módulos no son exactamente iguales no funcionará el Triple channel, e incluso pueden llegar a dañarse los módulos de memoria.
Principales tecnologías de procesadores
• HyperThreading.o Es una marca registrada de la empresa Intel. Permite a los programas
preparados para ejecutar múltiples hilos (multi-threaded - Realizar varias tareas a la vez) procesarlos en paralelo dentro de un único procesador, incrementando el uso de las unidades de ejecución del procesador.
o Esta tecnología consiste en simular dos procesadores lógicos dentro de un único procesador físico. El resultado es una mejoría en el rendimiento del procesador, puesto que al simular dos procesadores se pueden aprovechar mejor las unidades de cálculo manteniéndolas ocupadas durante un porcentaje mayor de tiempo. Esto conlleva una mejora en la velocidad de las aplicaciones que según Intel es aproximadamente de un 30%.
o En definitiva, su misión es la de dividir el trabajo entre los distintos "procesadores".
Principales tecnologías de procesadores
• HyperTransport.o Desarrollada por AMD, esta tecnología consiste en una conexión punto
a punto de alta velocidad y baja latencia (retardo producido en el acceso a memoria), diseñada para aumentar la velocidad de las comunicaciones entre los circuitos integrados en computadoras, servidores, sistemas integrados y equipos de redes y telecomunicaciones hasta en 48 veces más que los sistemas existentes.
o La tecnología HyperTransport ayuda a reducir el número de buses en un sistema, lo que puede disminuir los cuellos de botella y posibilitar que los microprocesadores más rápidos de la actualidad utilicen la memoria de manera más eficiente en sistemas más sofisticados.
o Existen tres versiones de HyperTransport: 1.0, 2.0 y 3.0, que pueden funcionar desde los 200 MHz hasta los 2.6 GHz.
Principales tecnologías de procesadores
• Cool´n Quiet.o (en español: fresco y silencioso), es una tecnología introducida
por AMD en sus microprocesadores de 64 bits Athlon 64 y Sempron que permite reducir la frecuencia de operación del procesador disminuyendo el voltaje en el microprocesador en función de las necesidades reales del sistema, reduciendo así el consumo de energía y calor generado.
Procesadores multicore (multi-núcleo) AMD
Son aquellos que combinan dos o más procesadores independientes en un solo circuito integrado.Un procesador multicore puede repartir los procesos entre sus varios procesadores para su posterior ejecución.Las aplicaciones que sacan más provecho de estos procesadores son aquellas que pueden generar muchos hilos de ejecución (thread), es decir, realizar varias tareas a la vez como, por ejemplo, aplicaciones de audio/video, cálculo científico, juegos, tratamiento de gráficos en 3D, etc.Las aplicaciones que no pueden descomponerse en hilos de ejecución, evidentemente, son ejecutadas por un sólo procesador, por lo que no se aprovecha el multiprocesamiento.
Principales procesadores multicore AMDFamilia AMD Sempron (2004).Reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor el procesador Celeron de Intel. Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado en agosto de 2004. Generación de procesadores de 2 a 4 núcleos.Son microprocesadores de bajo costo.• Características principales:
o Tecnología de integración: 45 nm. o Conjunto de instrucciones: AMD64 (x86-64).o Tecnología Cool´n Quiet. o Tecnología HyperTransport.
Principales procesadores multicore AMD
Familia AMD Phenom II (2008).Sucede al Phenom original (el cual está basado en la anterior tecnología de integración de 65 nm). Generación de procesadores de 3 y 4 núcleos.• Características principales:
o Tecnología de integración: 45 nm.o Conjunto de instrucciones: AMD64 (x86-64).o Tecnología Cool´n Quiet.o Tecnología HyperTransport 3.0
Principales procesadores multicore AMD
Familia AMD Athlon II (2009).Incluye versiones de 2 a 4 núcleos. Se ha desarrollado para satisfacer el mercado de prestaciones intermedias complementando la línea del Phenom II.Satisface prestaciones intermedias. • Características principales:
o Tecnología de integración: 45 nm.o Conjunto de instrucciones: AMD64 (x86-64).o Tecnología Cool´n Quiet.o Tecnología HyperTransport.
Intel Core 2 Duo vs AMD Athlon 64 X2
Estos procesadores fueron competidores directos, y uno de ellos salió ganando en el mercado debido a aspectos como:• Mejor rendimiento.• Eficiencia energética (ahorro de energía).• Facilidad en el overclocking (modificación de voltaje y frecuencia
del procesador). El ganador fue Intel Core 2 Duo.
Intel Core 2 Quad vs AMD Phenom
Estos procesadores fueron competidores directos, y uno de ellos salió ganando en el mercado debido a aspectos como:• Más rapidez.• Eficiencia energética (ahorro de energía).• Facilidad en el overclocking (modificación de voltaje y frecuencia
del procesador). El ganador fue Intel Core 2 Quad.
AMD Athlon 64 FX7-series
Cuando Intel comenzó a fabricar procesadores de cuatro núcleos, AMD se quedó atrás ya que no fue capaz de fabricar estos procesadores. Su respuesta fue sacar al mercado una placa base con dos procesadores de doble núcleo, es decir, dos zócalos distintos en una misma placa base. El resultado final fue la serie FX7, que consistía en dos procesadores Opteron 2200.Desventajas: • Lentitud. • Sobrecalentamiento.• Alto consumo de energía (alrededor de 500 W).
AMD Athlon 64 FX7-series
Bibliografía
• Principales enlaces visitados: o Wikipedia.o Página oficial de AMD.o Evolución de los procesadores AMD
(http://www.slideshare.net/dayanna930625/evolucion-de-los-procesadores-amd)
o Número 33 de la revista Custom PC.
