Введение

Серия процессоров от AMD

Athlon 64 X2 – первый полноценный двухъядерный центральный процессор (CPU) для настольных компьютеров, разработанный компанией Advanced Micro Devices (AMD). Он был спроектирован с нуля как двухъядерный, используя уже поддерживающий многопроцессорность Athlon 64, объединив его с другим функциональным ядром на одном кристалле и соединив их через общий двухканальный контроллер памяти/северный мост и дополнительную управляющую логику. Первые версии основаны на степпинге E Athlon 64 и, в зависимости от модели, имеют 512 или 1024 КБ кэша L2 на ядро. Athlon 64 X2 способен декодировать инструкции Streaming SIMD Extensions 3 (SSE3), за исключением немногих, специфичных для архитектуры Intel. Первые процессоры Athlon 64 X2 были выпущены в мае 2005 года, одновременно с первым двухъядерным процессором Intel, Pentium D.

В июне 2007 года AMD выпустила низковольтные варианты своих бюджетных 65-нм Athlon 64 X2 под названием "Athlon X2". Процессоры Athlon X2 характеризуются сниженной тепловой мощностью (TDP) в 45 Вт. Это название также использовалось для бюджетных процессоров на базе K10 с двумя отключенными ядрами.

Многопоточность

Основным преимуществом двухъядерных процессоров (например, Athlon 64 X2) перед одноядерными является их способность одновременно обрабатывать большее количество программных потоков. Способность процессоров выполнять несколько потоков одновременно называется параллелизмом на уровне потоков (TLP). Разместив два ядра на одном кристалле, X2 эффективно удваивает TLP по сравнению с одноядерным Athlon 64 той же тактовой частоты. Необходимость в возможностях обработки TLP сильно зависит от конкретной ситуации, и некоторые сценарии выигрывают от этого гораздо больше, чем другие. Некоторые программы в настоящее время написаны для работы только с одним потоком и, следовательно, не могут использовать вычислительную мощность второго ядра. Программы, часто разрабатываемые с поддержкой нескольких потоков и способные использовать два ядра, включают в себя многие приложения для кодирования музыки и видео, а также особенно профессиональные программы для рендеринга. Приложения с высоким уровнем TLP в настоящее время чаще встречаются в серверных и рабочих станциях, чем на типичных настольных компьютерах. Эти приложения могут достигать почти двукратной производительности по сравнению с одноядерным Athlon 64 с аналогичными характеристиками. Многозадачность также использует значительное количество потоков. Интенсивные многозадачные процессы ускорились более чем в два раза. Это в основном связано с высокой нагрузкой, вызванной постоянным переключением потоков, и потенциально может быть улучшено за счет оптимизации кода планирования операционной системы. В потребительском сегменте рынка X2 превосходит оригинальный Athlon 64 по производительности, особенно при работе с многопоточным программным обеспечением.

Производственные затраты

Имея два ядра, Athlon 64 X2 содержит увеличенное количество транзисторов. Процессор Athlon 64 X2 с 90-нм техпроцессом и кешем L2 размером 1 МБ имеет площадь 219 мм² и содержит 243 миллиона транзисторов, в то время как его аналог Athlon 64 с 90-нм техпроцессом и кешем L2 размером 1 МБ имеет площадь 103,1 мм² и содержит 164 миллиона транзисторов. 65-нм Athlon 64 X2 с кешем L2 размером 512 КБ на ядро уменьшил эти параметры до 118 мм² и 221 миллиона транзисторов по сравнению с 65-нм Athlon 64, который имеет площадь 77,2 мм² и содержит 122 миллиона транзисторов. В результате, большая площадь кремния должна быть лишена дефектов. Эти требования к размерам обуславливают более сложный производственный процесс, что, в свою очередь, приводит к меньшему количеству работоспособных процессоров на одной кремниевой пластине. Такая более низкая производительность делает X2 более дорогим в производстве, чем процессор с одним ядром. В середине июня 2006 года AMD заявила о прекращении производства моделей Athlon 64 и Athlon 64 X2 с кешем L2 размером 1 МБ. Это привело к выпуску ограниченного количества процессоров Athlon 64 X2 для сокета AM2 с кешем L2 размером 1 МБ на ядро, известных как 4000+, 4400+, 4800+ и 5200+. Athlon 64 X2 с кешем L2 размером 512 КБ на ядро, известные как 3800+, 4200+, 4600+ и 5000+, были произведены в значительно большем количестве. Внедрение степпинга F3 позволило выпустить несколько моделей с кешем L2 размером 1 МБ на ядро, поскольку улучшения производственного процесса привели к увеличению выхода годных экземпляров.

Атлон X2

Из названия серии "BE" в Брисбене было исключено обозначение "64"; маркетинговая кампания AMD, продвигавшая 64-битность, потеряла актуальность, когда подавляющее большинство потребительских процессоров стали 64-битными.