AMD выходит на полосу обгона — THG.RU

Как вы понимаете, AMD уже имеет сильные позиции, предлагая высокопроизводительные решения для платформ Socket 7. А следующий факт покажет, почему у владельцев Socket 7 платформ нет поводов беспокоиться о переходе на Slot 1. Возможно, даже некоторые владельцы платформ Slot 1 оставят Slot 1 для получения более высокой производительности. Дело в том, что AMD переходит на Slot A, и процессоры, которые будут работать с этим слотом, носят имя K7.

Презентация Дирка Мейера (Dirk Meyer) по поводу функций K7 на Microprocessor Forum 13 октября 1998 года явилась одной из самых впечатляющих презентаций в разделе процессоров. Дирк загрузил аудиторию большим количеством терминологии, причем он читал свою речь с высокой скоростью. Вряд ли кто-нибудь смог следовать за его мыслью. Мы были одними их тех счастливчиков, кому повезло взять у Дирка интервью через несколько часов, вместе с Даной Крелле (Dana Krelle), вице-президентом AMD по маркетингу. Многое для нас в K7 пока остается непонятным, но основные идеи мы уловили.

Почему AMD K7 станет самым серьезным конкурентом Intel?

1. Шина процессора
   Как известно, K7 и Slot A не используют протокол шины Intel P6 GTL+. Вместо этого применяется протокол шины Digital Alpha EV6. EV6 имеет множество архитектурных преимуществ перед GTL+, включая технологию точка-точка для многопроцессорных систем, к тому же шина работает на 200 МГц. То есть K7 станет первым процессором, который сможет использовать высокую пропускную способность памяти современных видов типа RDRAM и DDR SDRAM. Intel GTL+ работает на 100 МГц, что дает пиковую пропускную способность 800 Мбайт/с, а 133 МГц дает 1066 Мбайт/с, поэтому несколько удивительно, зачем следующий чипсет Intel для Katmai будет поддерживать RDRAM память. Direct RDRAM, равно как DDR SDRAM на 100 МГц обеспечивают пиковую пропускную способность 1,6 Гбайт/с и эта пропускная способность может быть в полной мере нагружена только K7 на 200 МГц EV6 шине. Мы полагаем, что AMD следует поблагодарить Intel за продвижение RDRAM, поскольку K7 станет, похоже, первым процессором, кому понадобится эта память.
   Еще раз повторим: K7 EV6 имеет прекрасную многопроцессорную поддержку и более высокую пропускную способность шины по сравнению с GTL+.
2. L1 кэш
   K7 будет иметь 128 кб L1 кэша, разделенных на 64 кб кэш данных и 64 кб кэш инструкций. Pentium II сегодня оборудован в четыре раза меньшим кэшем, а по слухам Katmai будет иметь 2×32 кб, то есть в два раза меньший размер кэша, чем K7. Больший кэш L1 — одно из необходимых условий для достижения высоких тактовых частот процессора, и K7 специально для этого и разработан.
3. L2 кэш
   K7 будет оснащен задним (backside) L2 кэшем, известным по архитектуре Intel P6. AMD довольно гибко подошла к L2 кэшу. Процессор K7 будет иметь внутреннюю теговую память (tag RAM) достаточную для 512 кб L2 кэша, но AMD также планирует выпуск K7 версий с кэшем от 2 Мб 8 Мб, используя дополнительную внешнюю теговую память, как и Intel в случае с P6. Скорость L2 кэша будет изменяться от 1/3 до скорости процессора, причем планируется использовать как обычную, так и DDR SRAM память для L2 кэша. Гибкий дизайн L2 кэша поможет AMD сделать те же вещи, что и Intel. Выйдет несколько версий K7, различающихся размером кэша L2 и скоростью: массовая, для серверов и для рабочих станций. K7 сможет адресовать 64 Гб, как и ядро Intel Deschutes, однако Slot A будет ограничен 4 Гб адресуемого пространства, как и в случае с Slot 1. K7 может кэшировать все адресное пространство, то есть 64 Гб.
4. Тактовые частоты
   Дирк Мейер, главный инженер AMD K7, раньше работал в Alpha. Вряд ли кто-то из вас будет удивлен тому, что K7 был разработан с учетом высоких тактовых частот. Он уже работает на 500 МГц. Но к моменту запуска K7 в первом квартале 1999 года, мы должны получить тактовые частоты намного выше. K7 имеет очень глубокие буферы для достижения высоких тактовых частот, обеспечивая до 72 x86 инструкций «на лету».
5. Блок с плавающей запятой
   Не Intel ли научила нас тому, насколько важны операции с плавающей запятой за последние годы? Вполне очевидно, что K7 «поджарит» Intel P6 FPU. K7 обеспечивает не менее трех (!) внеочередных полностью параллельных конвейера операций с плавающей запятой. Старый недостаток процессоров конкурентов Intel, относящийся к низкой производительности FPU, благодаря K7 останется в истории. В будущем седьмом поколении процессор AMD будет выполнять задачи по проектированию или рендерингу быстрее процессоров Intel. Мы стоим практически на пороге революции.
6. Целочисленная микроархитектура K7
   Мы догадываемся, что перечисление новых возможностей процессора AMD K7 уже несколько вас утомило, но позвольте назвать еще несколько. Три параллельных декодера x86 инструкций преобразовывают x96 инструкции в макро-операторы (Macro-Ops) фиксированной длины, которые отсылаются в 72-местный блок управления инструкциями K7. Каждый макро-оператор состоит из одной или двух операций. В процессоре присутствует два различных конвейера декодирования, которые выполняют эту работу, «direct path» очень быстро декодирует общие инструкции и «vector path» занимается сложными x86 инструкциям в ROM макрокода или MROM. Блок управления инструкциями отсылает макро-операторы на целочисленный планировщик или блок FPU/мультимедиа. Целочисленный планировщик может обрабатывать до 15 входящих макро-операций, то есть 30 операций одновременно. Его работа заключается в распределении до трех независимых операций на три параллельные целочисленные исполнительные устройства, каждое из которых дополняется блоком генерации адреса. Блок генерации адреса отвечает за эффективное выполнение инструкций чтения/записи, с помощью оптимизации данных L1 и L2 кэша, равно как обращений к основной памяти.

Презентация Дирка

Мы предлагаем вашему вниманию слайды презентации Дирка, если вы желаете более подробно ознакомиться с архитектурой K7.

ПРОЦЕССОР AMD-K7 10/15/98
Автор: Дирк Мейер /Скотт Гленн