VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra informatiky Pokročilé architektury počítačů Architektura procesorů AMD Phenom 2009-2010 Lukáš Kamp, KAM077
2 1 Úvod AMD Phenom je generace procesorů firmy AMD. Jedná se o výkonné 2 4 jádrové procesory, které jsou určeny pro výkonné osobní počítače, počítačové nadšence a v neposlední řádě hráče her. Tyto procesory patří pod variantu architektury, která se označuje jako K10. Na jednom kusu křemíku mohou být až 4 jádra. 2 jádrové (kódový název Kuma ) 3 jádrové (kódový název Toliman ) 4 jádrové (kódový název Agena ) 2 Historie Výrobce AMD, představil procesor AMD Phenom ve 4. čtvrtletí roku 2007 jako nástupce procesorů Athlon s jádry K8. Tento procesor, jak už bylo řečeno v úvodu, obsahuje variantu architektury K10. 19. listopadu roku 2007 se objevili na trhu procesory AMD Phenom X4 s kódovým označením Agena. Procesor využívá B2 krokování (B2 Stepping) 27. března roku 2008 se objevil procesor se stejným kódovým názvem, ale narozdíl od předcházejícího využívá již B3 krokování (B3 Stepping) 27. března roku 2008 se objevila nová generace procesorů AMD Phenom X3 s kódovým označením Toliman, využívající B2 krokování (B2 Stepping) 23. dubna 2008 se stejně jako v případě varianty X4 objevila verze, využívající B3 krokování (B3 Stepping) V prosinci roku 2008 byl uveden nástupce procesoru AMD Phenom, označován jako AMD Phenom II
3 3 Specifikace V následující části se podíváme na specifikaci procesoru AMD Phenom, tj. na přehled různých parametrů, se kterými se tyto procesory prodávají. Frekvence se pohybuje od 1,8 do 2,6 GHz Jak už jsme si řekli na začátku, počet jader je 2 4 FSB má 1,6 2 GHz L1 Cache 64 KB L2 Cache 512 KB L3 Cache 2 MB Instrukční sada x86-64 Patice je Socket AM2+ Využívá 65 nm technologii 4 Architektura V následující části si řekneme něco málo k architektuře toho procesoru. Každé jádro tohoto procesoru je vybavenou vlastní vyrovnávací pamětí první a druhé úrovně (L1 a L2 cache). Navíc obsahuje vyrovnávací paměť úrovně třetí (L3 cache), která je sdílena všemi čtyrmi křemíkovými jádry. Řadič paměti je složen ze dvou nezávislých 64 bitových řadičů, které lze konfigurovat tak, aby vyhovovaly použitým aplikacím s podporou podprocesů a multitaskingu a tím tak zajišťovali jejich optimální výkon. Tento integrovaný řadič podporuje paměťové modely DDR2-1066. Systémová sběrnice se označuje jako HyperTransport 3.0. Poskytuje maximální výkon, podporuje podprocesy a multitasking. Tato sběrnice obsahuje šířku pásma až 14,4 GB/s.
4 5 Procesory AMD Phenom V této části si představíme dva zástupce procesorů AMD Phenom. Jeden obsahuje 2. jádrovou a jeden 3. jádrovou variantu tohoto procesoru. 5.1 AMD Phenom X4 Agena Jak bylo řečeno, obsahuje 4. křemíková jádra K10 v jednom čipu Cache první úrovně (L1 cache) má hodnoty 64 + 64 KB (instrukce + data) Cache druhé úrovně (L2 cache) má 512 KB na jádro při plné rychlosti Cache, poslední, třetí úrovně (L3 cache) má hodnotu 2 MB a je sdílená mezi ostatními jádry Socket AM2+, HyperTransport od 1,6 do 2 GHz Spotřeba energie (TDP): 65, 95, 125 a 140 W Frekvence CPU: 1,8 2,6 GHz Napětí jádra: 1,075 1,30 V 5.2 AMD Phenom X3 Toliman Na rozdíl od předchůdce obsahuje 3. křemíková jádra K10 v jednom čipu Cache první úrovně (L1 cache) má hodnoty 64 + 64 KB (instrukce + data) Cache druhé úrovně (L2 cache) má 512 KB na jádro při plné rychlosti Cache, poslední, třetí úrovně (L3 cache) má hodnotu 2 MB a je sdílená mezi ostatními jádry Socket AM2+, HyperTransport od 1,6 do 2 GHz Spotřeba energie (TDP): 65 a 95 W Frekvence CPU: 1,9 2,5 GHz Napětí jádra: 1,125 1,25 V
5 6 Klíčové vlastnosti a technologie 6.1 Využití víceprocesorových jader Přínosem této technologie je zlepšení výkonu při práci s více aplikacemi současně. Čtyři jádra, pracují společně, k vůli poskytnutí plynulejšího a rychlého běhu i těch nejnáročnějších aplikací, Tyto jádra obsahují procesory řady AMD PhenomTM 9000. 6.2 Technologie HyperTransport 3.0 Jednoznačným přínosem této technologie je škálovatelný výkon, umožňující PC šetřit energii. Výsledek se v praxi projeví ostřejším a kvalitnějším obrazem při sledování filmů, hraní počítačových her ve vysokém rozlišení nebo prohlížení fotogalerií na PC, které se nijak nezpomalí. 6.3 Technologie Cool 'N' Quiet 2.0 Přínosem technologie Cool 'N' Quiet je vylepšená optimalizace potřeby. Každý ví, jak je nepříjemné slyšet neustálý hluk z PC. O toto se snaží tato technologie, díky niž můžete pracovat na PC se skvělým výkonem bez nějakého zbytečného hluku. 6.4 Balanced Smart Cache Jedná se o poslední významnou technologií, kterou je třeba zmínit. Jejím přínosem je bleskové sdílení informací pro rychlý přístup do paměti. Čtyři jádra, které pracují společně sdílejí data při menší zátěži systému.
6 7 Nabídka procesorů AMD Phenom Na obrázku 1 je zobrazena přehledná tabulka s kompletní nabídku procesorů značky AMD Phenom. Obrázek 1: Kompletní nabídka procesorů AMD Phenom
7 8 Porovnání s ostatními procesory AMD Na obrázku 2 je přehledné porovnání ostatních procesorů firmy AMD. Toto srovnání je zobrazeno podle důležitosti. Obrázek 2: Porovnání s ostatními procesory AMD Vidíme, pokud nechceme příliš zaplatit za procesor, je nejvhodnější AMD Sempron. Rovněž, pokud trváme na základních funkcích a výkonu, tak se jeví AMD Sempron jako dobrá varianta, stejně tak jako AMD Athlon 64. Ve všech dalších oblastech důležitosti už jasně dominuje procesor AMD Phenom.