AMD-K6-III. Будущее начинается сегодня
AMD представляет новый процессор, который может перевернуть мир. Новая технология TriLevel Cache, реализованная в AMD-K6-III, увеличивающая производительность Windows 95/98/NT, вполне способна вывести AMD на лидирующие позиции рынка процессоров.
22 февраля 1999 года AMD представила самый мощный на настоящее время процессор поколения х86 для PC - AMD-K6-III со встроенной 3DNow! технологией.
AMD начала крупномасштабное наступление на потребительский рынок, буквально выбросив на него огромные партии 400-MHz-ных AMD-K6-III процессоров, и уже поставляет 450-MHz-ных AMD-K6-III OEM производителям. Настольные системы, основанные на чипсетах с AMD-K6-III, будут продаваться всеми основными поставщиками компьютеров, включая такого монстра, как Compaq.
Согласно тестам Ziff-Davis Winstone'99 Benchmarks AMD-К6-III опережает Pentium III, по крайней мере, на порядок по скорости в популярных офисных приложениях.
Атик Раза (Atiq Raza), главный технический специалист AMD и сопредседатель совета правления самой AMD, заявил, что "процессор AMD-K6-III со встроенной технологией 3DNow! - это абсолютный лидер среди процессоров шестого поколения и максимально удовлетворяет потребности как энтузиастов, так и специалистов компьютерного дела, к которым, безусловно, причисляются и геймеры". "Комбинируя в AMD-K6-III расширенный набор команд 3DNow! с революционной технологией TriLevel Cache, процессор AMD-K6-III значительно повышает работоспособность Windows 98/NT и разительным образом сказывается на визуальной стороне 3D приложений".
Немного о самом процессоре. 21,3 миллиона транзисторов процессора AMD-K6-III расположены на одном чипсете, изготовленном по 0,25-микронной пятиуровневой технологии, используя местные связи и узкотраншейную изоляцию. Сам чип использует 100 МГц-ную Soket-7 платформу и имеет 321-пинный керамический разъем с матрично-сеточной архитектурой (CPGA), используя С4 flip-chip соединительную технологию.
3DNow! - важное дополнение в процессор. Представляет собой действительно революционную новинку и, в отличие от мертворожденного ММХ, в значительной степени влияет на операции с плавающей запятой, которые в свою очередь играют ключевую роль в 3D приложениях. 3DNow! использует SIMD (Single Instruction Multiple Data) технологию и многие другие улучшения самой архитектуры, рассчитанные в первую очередь на ресурсоемкие программы, обрабатывающие графику в большем объеме.
Кроме того, сама технология графического ускорения в процессоре впервые была реализована именно AMD в процессорах начиная с K6-2, и поэтому у процессоров, поддерживающих 3DNow!, было время для того, чтобы прийти и быть признанными на рынке, пройти все стадии тестирования, в отличие от остальных фирм-производителей hardware, которым уже придется, так или иначе, включать расширенный набор команд для обработки графики в процессор.
Важным является также то, что сама архитектура 3DNow! поддерживается значительным числом производителей компьютерного обеспечения и, что немаловажно, существует в стандартах прикладных программных интерфейсах (API), включая Microsoft DirectX 6.x и SGI OpenGL API.
Accolade, Activision, Criterion Studios, Digital Anvil, Eidos, GT Ibteractiv, Gremlin, id Software, Interplay, Psygnosys, Rage и 3DO недавно заявили о своей поддержке стандарта в грядущих игровых произведениях для геймеров.
Самое главное, что список тех, кто уже не может отказаться от использования технологии, постоянно уменьшается - фирмы-производители и издатели ПО переходят на использование действительно удобной и современной архитектуры. Многие изготовители ПО уже начали выпускать программы, поддерживающие стандарт (что само по себе говорит о признании 3DNow! как стандарта).
Новые и все более навороченные приложения программного обеспечения для дома, бизнеса и Интернет продолжают требовать все более возрастающей производительности системы. Фото- и видеоредактирующее программное обеспечение, инструментальные средства разработки и дизайна в Web, DVD, речевое распознавание в реальном режиме времени и трехмерные игры требуют особенной вычислительной скорости. Многопоточные приложения и мультизадачность операционной среды Windows 95/98/NT - все это оказывает дополнительное бремя на центральный процессор и загружает так иногда необходимую оперативную память.
По большей части х86 процессоры могли сражаться за то, чтобы не отстать от растущих потребностей пользователей, жадно требовавших все больших возможностей. В основном это происходило за счет эволюционных изменений в архитектуре и постоянного увеличения тактовой частоты центрального процессора и шин данных. Позже был обнаружен еще один способ - увеличение скорости доступа к данным, прошедшим обработку в процессоре или только туда поступающим.
Так был создан кэш - подобие оперативной памяти, находящееся настолько близко к самому центральному процессору, что доступ к данным, естественно, осуществлялся гораздо быстрее, чем к данным, находящимся в оперативной памяти непосредственно.
Традиционно, кэш первого уровня находился на самой кремниевой плашке процессора, а кэш второго уровня - либо на материнской плате, либо на самом слоте для процессора.
В проектировании подсистемы кэша имеется общее эмпирическое правило: чем больше и быстрее кэш, тем лучше работоспособность (т.е. CPU быстрее получает инструкции и обрабатывает данные). Признание выгод от большого и быстрого кэша для ресурсоемких приложений PC AMD развило в новаторскую архитектуру кэша, которая расширяет возможности PC, основанных на платформе Soket-7.
Новая технология, разработанная специалистами AMD и названная TriLevel Cache, дебютирующая в процессорах AMD-K6-III, значительно увеличивает общую производительность компьютера, предлагая самый мощный и быстрый кэш как для самой среды Windows, так и для ее приложений. Сама суть состоит в том, что используется самый современный многоступенчатый комбинированный кэш. Рассмотрим его структуру.
TriLevel Cache включает в себя полноскоростной 64 Кб Level 1 (L1) кэш (стандартная опция для всех процессоров семейства AMD-К6), внутренний полноскоростной добавочный 256 Кб кэш (L2) и 100 Мгц шину для обмена данными с дополнительным необязательным кэшем третьего уровня (L3), устанавливаемым непосредственно на материнской плате с Soket-7. Кэш общей памятью в 320 Кб (L1+L2) дает AMD-K6-III преимущество перед остальными процессорами, которые имеются сейчас на рынке - ни один другой процессор х86 пока не поддерживает такой объем внутреннего кэша, и, кроме того, ни один другой не поддерживает внешний кэш третьего уровня на материнской плате.
Естественно, возникнет вопрос о сравнении с Pentium III. Сравнивая полный кэш Pentium III в 544 Кб (32 Кб - L1 + максимального размера полускоростного внешнего кэша L2 в 512 Кб) и AMD-K6-III с полностью укомплектованным кэшем в 1,344 Кб (64 Кб L1 + 256 L2 + 1,024 внешнего L3), последний не только имеет кэш большего объема, но также и общается с ним на более высокой скорости, преподнося пользователям ПК скорость в два с половиной раза выше, чем его соперник.
Продолжая тему, следует заметить, что, безусловно, кэш AMD-K6-III не является самым большим (что не так важно, как в той поговорке про размер) - он является самым быстрым. Встроенный кэш второго уровня в 256 Кб работает на полной скорости процессора, а не на половине, как это принято делать в Intel.
К примеру, L2 кэш AMD-K6-III 450 Мгц работает на 450-МГц-ной частоте, а не на какой-либо другой, и обеспечивает в девять раз более высокую пропускную способность, чем внешний кэш L2, работающий на частоте 100 МГц. При этом максимальная пропускная способность внешнего L2 кэша, работающего на 100 МГц, - 800 Мбайт/сек, тогда как внутренний кэш L2 на скорости в 450 МГц выдает на максимуме 3600 Мбайт/сек на портал.
В результате того, что L2 кэш AMD-К6-III имеет два портала для одновременного чтения и записи, пиковая пропускная способность увеличивается до 7200 Мбайт/сек (т.е. в девять раз больше, чем у внешнего L2 кэша на 100 МГц).
Кроме того, преимущества TriLevel Cache не заканчиваются на этом. Сама технология кэша достаточно проработана и предсказуема. TriLevel Cache предлагает мультипортовое кэширование. Эта гибкая возможность реализуется посредством параллельных 64-битных записи и чтения в обоих кэшах - первого и второго уровня. В добавление ко всему, доступ к обоим кэшам (опять L1 и L2) может осуществляться одновременно со стороны процессора, что, безусловно, ускоряет обмен данными.
Использование уникальной технологии TriLevel Cache позволяет AMD-K6-III исполнять инструкции гораздо быстрее и соответственно представлять более высокий класс производительности на такой же тактовой частоте, что AMD-K6-2 и PentiumIII. Проведенные тесты показывают, что производительность самого процессора настолько высока, что он запросто обгоняет PentiumIII, работающий на частоте 500 MHz.
"Compaq приветствует появление 450-MHz-ных процессоров AMD-K6-III с технологией 3DNow!, которую мы собираемся использовать в новой серии Presario, планируя сделать эту серию самыми быстрыми Internet-компьютерами, - заявил на прошлой неделе Майк Ларсон, вице-президент Compaq. - Учитывая использование всех новых технологий в процессоре AMD-K6-III и TriLevel Cache дизайн, AMD обязательно привлечет внимание потенциальный покупателей".
Кроме того, AMD-K6-III в значительной степени удешевляет стоимость систем, основанных на Soket-7, позволяя, вместо дорогих процессоров от Intel, использовать менее дорогостоящие процессоры от AMD, более отвечающие современным требованиям.
Хотелось бы верить, что с приходом AMD-K6-III заново возникнет "война процессоров", совсем было захиревшая в последнее время, - на рынке, а особенно на таком, обязательно должна присутствовать конкуренция, а теперь она существует.
Кирилл Sedai КАЛИТА
22 февраля 1999 года AMD представила самый мощный на настоящее время процессор поколения х86 для PC - AMD-K6-III со встроенной 3DNow! технологией.
AMD начала крупномасштабное наступление на потребительский рынок, буквально выбросив на него огромные партии 400-MHz-ных AMD-K6-III процессоров, и уже поставляет 450-MHz-ных AMD-K6-III OEM производителям. Настольные системы, основанные на чипсетах с AMD-K6-III, будут продаваться всеми основными поставщиками компьютеров, включая такого монстра, как Compaq.
Согласно тестам Ziff-Davis Winstone'99 Benchmarks AMD-К6-III опережает Pentium III, по крайней мере, на порядок по скорости в популярных офисных приложениях.
Атик Раза (Atiq Raza), главный технический специалист AMD и сопредседатель совета правления самой AMD, заявил, что "процессор AMD-K6-III со встроенной технологией 3DNow! - это абсолютный лидер среди процессоров шестого поколения и максимально удовлетворяет потребности как энтузиастов, так и специалистов компьютерного дела, к которым, безусловно, причисляются и геймеры". "Комбинируя в AMD-K6-III расширенный набор команд 3DNow! с революционной технологией TriLevel Cache, процессор AMD-K6-III значительно повышает работоспособность Windows 98/NT и разительным образом сказывается на визуальной стороне 3D приложений".
Немного о самом процессоре. 21,3 миллиона транзисторов процессора AMD-K6-III расположены на одном чипсете, изготовленном по 0,25-микронной пятиуровневой технологии, используя местные связи и узкотраншейную изоляцию. Сам чип использует 100 МГц-ную Soket-7 платформу и имеет 321-пинный керамический разъем с матрично-сеточной архитектурой (CPGA), используя С4 flip-chip соединительную технологию.
3DNow! - важное дополнение в процессор. Представляет собой действительно революционную новинку и, в отличие от мертворожденного ММХ, в значительной степени влияет на операции с плавающей запятой, которые в свою очередь играют ключевую роль в 3D приложениях. 3DNow! использует SIMD (Single Instruction Multiple Data) технологию и многие другие улучшения самой архитектуры, рассчитанные в первую очередь на ресурсоемкие программы, обрабатывающие графику в большем объеме.
Кроме того, сама технология графического ускорения в процессоре впервые была реализована именно AMD в процессорах начиная с K6-2, и поэтому у процессоров, поддерживающих 3DNow!, было время для того, чтобы прийти и быть признанными на рынке, пройти все стадии тестирования, в отличие от остальных фирм-производителей hardware, которым уже придется, так или иначе, включать расширенный набор команд для обработки графики в процессор.
Важным является также то, что сама архитектура 3DNow! поддерживается значительным числом производителей компьютерного обеспечения и, что немаловажно, существует в стандартах прикладных программных интерфейсах (API), включая Microsoft DirectX 6.x и SGI OpenGL API.
Accolade, Activision, Criterion Studios, Digital Anvil, Eidos, GT Ibteractiv, Gremlin, id Software, Interplay, Psygnosys, Rage и 3DO недавно заявили о своей поддержке стандарта в грядущих игровых произведениях для геймеров.
Самое главное, что список тех, кто уже не может отказаться от использования технологии, постоянно уменьшается - фирмы-производители и издатели ПО переходят на использование действительно удобной и современной архитектуры. Многие изготовители ПО уже начали выпускать программы, поддерживающие стандарт (что само по себе говорит о признании 3DNow! как стандарта).
Новые и все более навороченные приложения программного обеспечения для дома, бизнеса и Интернет продолжают требовать все более возрастающей производительности системы. Фото- и видеоредактирующее программное обеспечение, инструментальные средства разработки и дизайна в Web, DVD, речевое распознавание в реальном режиме времени и трехмерные игры требуют особенной вычислительной скорости. Многопоточные приложения и мультизадачность операционной среды Windows 95/98/NT - все это оказывает дополнительное бремя на центральный процессор и загружает так иногда необходимую оперативную память.
По большей части х86 процессоры могли сражаться за то, чтобы не отстать от растущих потребностей пользователей, жадно требовавших все больших возможностей. В основном это происходило за счет эволюционных изменений в архитектуре и постоянного увеличения тактовой частоты центрального процессора и шин данных. Позже был обнаружен еще один способ - увеличение скорости доступа к данным, прошедшим обработку в процессоре или только туда поступающим.
Так был создан кэш - подобие оперативной памяти, находящееся настолько близко к самому центральному процессору, что доступ к данным, естественно, осуществлялся гораздо быстрее, чем к данным, находящимся в оперативной памяти непосредственно.
Традиционно, кэш первого уровня находился на самой кремниевой плашке процессора, а кэш второго уровня - либо на материнской плате, либо на самом слоте для процессора.
В проектировании подсистемы кэша имеется общее эмпирическое правило: чем больше и быстрее кэш, тем лучше работоспособность (т.е. CPU быстрее получает инструкции и обрабатывает данные). Признание выгод от большого и быстрого кэша для ресурсоемких приложений PC AMD развило в новаторскую архитектуру кэша, которая расширяет возможности PC, основанных на платформе Soket-7.
Новая технология, разработанная специалистами AMD и названная TriLevel Cache, дебютирующая в процессорах AMD-K6-III, значительно увеличивает общую производительность компьютера, предлагая самый мощный и быстрый кэш как для самой среды Windows, так и для ее приложений. Сама суть состоит в том, что используется самый современный многоступенчатый комбинированный кэш. Рассмотрим его структуру.
TriLevel Cache включает в себя полноскоростной 64 Кб Level 1 (L1) кэш (стандартная опция для всех процессоров семейства AMD-К6), внутренний полноскоростной добавочный 256 Кб кэш (L2) и 100 Мгц шину для обмена данными с дополнительным необязательным кэшем третьего уровня (L3), устанавливаемым непосредственно на материнской плате с Soket-7. Кэш общей памятью в 320 Кб (L1+L2) дает AMD-K6-III преимущество перед остальными процессорами, которые имеются сейчас на рынке - ни один другой процессор х86 пока не поддерживает такой объем внутреннего кэша, и, кроме того, ни один другой не поддерживает внешний кэш третьего уровня на материнской плате.
Естественно, возникнет вопрос о сравнении с Pentium III. Сравнивая полный кэш Pentium III в 544 Кб (32 Кб - L1 + максимального размера полускоростного внешнего кэша L2 в 512 Кб) и AMD-K6-III с полностью укомплектованным кэшем в 1,344 Кб (64 Кб L1 + 256 L2 + 1,024 внешнего L3), последний не только имеет кэш большего объема, но также и общается с ним на более высокой скорости, преподнося пользователям ПК скорость в два с половиной раза выше, чем его соперник.
Продолжая тему, следует заметить, что, безусловно, кэш AMD-K6-III не является самым большим (что не так важно, как в той поговорке про размер) - он является самым быстрым. Встроенный кэш второго уровня в 256 Кб работает на полной скорости процессора, а не на половине, как это принято делать в Intel.
К примеру, L2 кэш AMD-K6-III 450 Мгц работает на 450-МГц-ной частоте, а не на какой-либо другой, и обеспечивает в девять раз более высокую пропускную способность, чем внешний кэш L2, работающий на частоте 100 МГц. При этом максимальная пропускная способность внешнего L2 кэша, работающего на 100 МГц, - 800 Мбайт/сек, тогда как внутренний кэш L2 на скорости в 450 МГц выдает на максимуме 3600 Мбайт/сек на портал.
В результате того, что L2 кэш AMD-К6-III имеет два портала для одновременного чтения и записи, пиковая пропускная способность увеличивается до 7200 Мбайт/сек (т.е. в девять раз больше, чем у внешнего L2 кэша на 100 МГц).
Кроме того, преимущества TriLevel Cache не заканчиваются на этом. Сама технология кэша достаточно проработана и предсказуема. TriLevel Cache предлагает мультипортовое кэширование. Эта гибкая возможность реализуется посредством параллельных 64-битных записи и чтения в обоих кэшах - первого и второго уровня. В добавление ко всему, доступ к обоим кэшам (опять L1 и L2) может осуществляться одновременно со стороны процессора, что, безусловно, ускоряет обмен данными.
Использование уникальной технологии TriLevel Cache позволяет AMD-K6-III исполнять инструкции гораздо быстрее и соответственно представлять более высокий класс производительности на такой же тактовой частоте, что AMD-K6-2 и PentiumIII. Проведенные тесты показывают, что производительность самого процессора настолько высока, что он запросто обгоняет PentiumIII, работающий на частоте 500 MHz.
"Compaq приветствует появление 450-MHz-ных процессоров AMD-K6-III с технологией 3DNow!, которую мы собираемся использовать в новой серии Presario, планируя сделать эту серию самыми быстрыми Internet-компьютерами, - заявил на прошлой неделе Майк Ларсон, вице-президент Compaq. - Учитывая использование всех новых технологий в процессоре AMD-K6-III и TriLevel Cache дизайн, AMD обязательно привлечет внимание потенциальный покупателей".
Кроме того, AMD-K6-III в значительной степени удешевляет стоимость систем, основанных на Soket-7, позволяя, вместо дорогих процессоров от Intel, использовать менее дорогостоящие процессоры от AMD, более отвечающие современным требованиям.
Хотелось бы верить, что с приходом AMD-K6-III заново возникнет "война процессоров", совсем было захиревшая в последнее время, - на рынке, а особенно на таком, обязательно должна присутствовать конкуренция, а теперь она существует.
Кирилл Sedai КАЛИТА
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 14 за 1999 год в рубрике hard :: процессоры
