Přehled procesorů

Socket 754 a jeho pokračovatel socket 939 jsou moderní základnou pro procesory Athlon 64 a z něj odvozené. S prvním jmenovaným se scházíme od září 2003, kdy sloužil jako základ Athlonů 64. Postupně se však stává domovem pro levnější řadu Sempron a Athlony 64 na něj již přestávají být dostupné.

Druhý jmenovaný - socket 939 - byl uveden v létě 2004 a je určen pro výkonné modely: řady Athlon 64, hráčský Athlon 64 FX a konečně také dvoujádrový Athlon 64 X2 určený pro tzv. prosumers (professional consumer).

Oba sockety se liší v zásadě pouze v několika vlastnostech:

Stručně řečeno socket 939 má dual-channel DDR400 a má silnější regulátor napětí umožňující provozovat ty nejrychlejší procesory dneška, které jinak pro socket 754 nejsou dostupné. V ničem jiném se neliší, oba sockety například podporují paměti typu ECC.

Schéma komunikace procesoru s okolím

Procesory Athlon 64 a z nich odvozené tak v podstatě nemají FSB. Přesněji řečeno mají, ale integrovanou přímo v procesoru mezi jádrem a řadičem pamětí. Tato sběrnice běží na frekvenci procesoru, takže je řádově rychlejší než u starších generací (pro srovnání Pentium 4 má propustnost nanejvýš 8,5 GB/s, Athlon 64 mezi 14 a 22 GB/s - a to při mnohem - cca. 3x - menších latencích).

S čipsetem Athlon 64 komunikuje přes sběrnici HyperTransport. Ta běží na frekvenci 800 MHz (socket 754) či 1000 MHz (socket 939). Tato frekvence je "vyrobena" v procesoru násobením základní frekvence (source clock) 200 MHz příslušným HT násobičem (4x či 5x). HyperTransport dosahuje přenosové rychlosti až 4 GB/s jedním směrem, tj. 8 GB/s celkem. Protože HyperTransport přenáší pouze data mezi procesorem a periferiemi (grafickou kartou, pevnými disky...), je jeho dopad na výkon minimální - dokonce bychom mohli jeho rychlost označit na naddimenzovanou. Z architektury Athlonu 64 zároveň vyplývá, že čipová sada nemá prakticky žádný vliv na výkon - všechny čipsety jsou výkonově vyrovnané.

Jádra

Označení jednotlivých čipů je u socketů 754 a 939 velmi problematické. AMD vymyslelo několik různých názvů pro různé procesory, ale postupně se ve zmatku ztratil každý. Proto v rámci tohoto a i jiných článků budu používat označení jednotlivých procesorových jader, nikoli označení procesorů.

Jádra jsou značena dvojicí či trojicí znaků. Následuje pomlčka, za níž je uvedena revize. Tak například SH7-CG je jádro SH7 v revizi CG. Toto jádro bývá běžně nazýváno ClawHammer, ovšem pozor - podle dokumentace AMD je ClawHammer označení pro procesor vyrobený 130nm technologií v socketu 754 či socketu 939 a s 1MB L2 cache. Stejné jádro SH7-CG v socketu 940 je nazýváno SledgeHammer. A stejné jádro v socketu 754, jen s odpojenou polovinou L2 cache je nazýváno NewCastle. Přitom za NewCastle není běžně považováno jádro s odpojenou cache, ale jádro DH7-CG, které má fyzicky jen 512kB L2 cache. Sami asi rozumíte, proč se slovnímu označení bráním a proč v tomto článku najdete označení jader.

Nesprávné názvy

Abych však předešel zmatkům při nákupech (ano, drtivá většina prodejců uvádí slovní názvy, byť nejsou správné), zde je výčet toho, co se běžně pod jednotlivými typy chápe. Znovu upozorňuji, že toto není správné označení, je to pouze značení zažité mezi lidmi

Procesory pro stolní počítače:
ClawHammer - 130nm model s fyzicky 1MB L2 cache
NewCastle - 130nm model s fyzicky 512kB L2 cache
Paris - 130nm model s fyzicky 256kB L2 cache
Winchester - 90nm model s fyzicky 512kB L2 cache v revizi D
Venice - 90nm model s fyzicky 512kB L2 cache v revizi E
San Diego - 90nm model s fyzicky 1MB L2 cache v revizi E
Palermo - 90nm model s fyzicky 256kB L2 cache v revizi D nebo v revizi E
Manchester - 90nm model dvoujádrového procesoru s 2x 512kB L2 cache
Toledo - 90nm model dvoujádrového procesoru s 2x 1MB L2 cache

Jména mobilních procesorů:
Dublin - Mobile Sempron 25W či 62W v revizi CG
Sonora - Mobile Sempron 25W v revizi D
George Town - Mobile Sempron 62W v revizi D
Roma - Mobile Sempron 25W v revizi E
Albany - Mobile Sempron 59W v revizi E
Lancaster - Turion 64 MT 25W či ML 35W
Hammer - Mobile Athlon 64 62W v revizi C0
Odessa - Mobile Athlon 64 35W či 62W v revizi CG, Athlon 64 DTR v revizi C0 či CG
Oakville - Mobile Athlon 64 31-35W v revizi D0
Newark - Mobile Athlon 64 59W v revizi E5

Jména serverových procesorů (socket 940):
SledgeHammer - souhrnný název pro jednojádrové procesory Opteron, jinak také všechny modely revizí B3, C0 a CG
Athens - 90nm model revize D či E, řada 8xx
Troy - 90nm model revize D či E, řada 2xx
Venus - 90nm model revize D či E, řada 1xx
JackHammer - souhrnný název pro dvoujádrové procesory Opteron
Egypt - dual-core 90nm v revizi E, řada 8xx
Italy - dual-core 90nm v revizi E, řada 2xx
Denmark - dual-core 90nm v revizi E, řada 1xx

U všech typů se zároveň očekává, že část L2 cache může být odpojena.

Popis jednotlivých typů

Následuje výčet jader. V tabulce chybí jádra použitá pouze u jiných socketů.

Z výše uvedených jader je SH8-E5 použito pouze u procesoru Turion 64 či Mobile Athlon 64 a SH8-D0 se vyrábělo pouze pro Opterony. JH-E6 a BH-E4 jsou dvoujádrové (dual-core) modely, přičemž hodnoty CPUID 30F72h a 30FF2h patří jednojádrovým procesorům založeným na těchto dvoujádrových čipech, u nichž bylo jedno jádro odpojeno.

Nyní něco k jednotlivým typům.

SH7-C0 - První revize použitá u Athlonů 64 pro socket 754 ze září 2003. Poměrně hodně hřála, frekvenčně končila někde kolem 2.2 GHz a celkově nebyla ničím přehnaně zajímavá. Navíc u ní PowerNow! snižuje na frekvenci pouze 800 MHz a to s poměrně vysokým napětím 1.3V.

SH7-CG, DH7-CG a CH7-CH - Revize následující po C0, která významně zvýšila frekvenční strop až na cca. 2.4 GHz a zároveň byla o něco chladnější než C0. Některé novější modely SH7-CG používají SSDOI, což jim umožňuje dosahovat ještě vyšších frekvencí (kolen 2.6 GHz), avšak za cenu větší spotřeby. Vylepšený paměťový řadič má výrazně zlepšenou kompatibilitu s paměťmi, než tomu bylo u revize C0 a PowerNow! již snižuje na klasických 1000 MHz při 1.1V.

SH8-D0, DH8-D0 a CH8-D0 - První 90nm revize z léta 2004. Je výrazně chladnější než C0 a CG (reálná spotřeba je běžně poloviční), na druhou stranu její frekvenční strop je kolem 2.4 GHz. Díky optimalizacím je na stejné frekvenci o několik procent rychlejší než revize CG. paměťový řadič je bohužel vybíravější na použité moduly.

SH8-E4, DH8-E3, DH8-E6 - Druhá generace 90nm procesorů z jara 2005. Spotřeba je stejně nízká jako u revize D0, frekvenční strop je ale mnohem výše - kolem 2.7 GHz (využití SSDOI). Všechny tyto čipy zároveň podporují SSE3 a mají vylepšený paměťový řadič, který by měl být kompatibilní s více typy pamětí a být schopný pracovat s agresivnějším časováním i při osazení všech DIMM slotů. Nový řadič navíc umí pracovat v režimu dual-channel i v případech, kdy je každý z kanálů obsazen jiným množstvím paměti.

JH-E6 a BH-E4 - Dvoujádrové procesory jinak funkčně shodné s jednojádrovými revize E.

Na závěr ještě malé doplnění - všechny procesory Athlon 64 jsou vyráběny technologií Silicon on Insulator (SOI). Některé novější modely však zároveň používají Strained Silicon, tedy technologii SSDOI - konkrétně některé z pozdějších řad SH7-CG (např. procesor Athlon 64 FX55, ale nejen ten) a dále také všechny 90nm modely revizí E (ty dokonce druhou generaci SSDOI nazvanou Dual-Stress Liner).

Instrukce

Všechny procesory pro sockety 754 a 939 podporují následující instrukční sady: x86, x87, MMX, Enhanced MMX, 3DNow!, Enhanced 3DNow!, SSE a SSE2. Jádra DH8-E3, DH8-E6, SH8-E4, BH-E4, JH-E6 zároveň podporují instrukce SSE3. Všechny procesory vyjma Sempronů založených na jádrech starších než DH8-E6 zároveň zvládají rozšíření AMD64.

Násobiče

Platforma socket 754 / socket 939 podporuje násobiče 4x až 25x. Veškeré nastavování probíhá přes PowerNow! verze 1.4, tedy softwarově (... a je tedy dostupné na každé základní desce). Procesor obsahuje dva údaje - startovní násobič a maximální násobič. Startovní je ten, který je použit při zapnutí počítače. Maximální omezuje nejvyšší násobič, který je možné zvolit.

Poznámka: Některé procesory s nižší nominální frekvencí PowerNow! nepodporují, u nich je startovní násobič vždy roven maximálnímu a nelze ho nijak měnit.

Všechny procesory řady Athlon 64 a něj odvozené umožňují volit násobič pouze v dostupném rozsahu 4x až maximum s výjimkou některých násobičů nedostupných kvůli omezením PowerNow! verze 1.4 - typicky většina procesorů neumí násobiče 6x a 7x.

Vztah mezi startovním a maximálním násobičem je určen takto:

- u stolních procesorů Athlon 64, Sempron, Athlon XP a Athlon 64 X2 je startovní násobič roven maximálnímu a odpovídá jejich nominální frekvenci
- u mobilních procesorů Mobile Athlon 64, Mobile Sempron, Mobile Athlon XP-M a Turion 64 je startovní násobič obvykle 4x, maximální je určen dle nominální frekvence
- procesory Athlon 64 FX mají maximální násobič nastaven na 25x, startovní pak odpovídá jejich nominální frekvenci

Úsporné režimy

Procesory pro sockety 754 a 939 standardně podporují režimy Halt a Stop Grant. Do úsporného režimu je možné zapínat nejen výpočetní část, ale také řadič pamětí - způsob se určuje dle nastavení BIOSem.

Všechny procesory vyjma Sempronů 2500+, 2600+ a 2800+ dále podporují PowerNow! verze 1.4. Umí tedy regulovat napětí a násobič za chodu dle vytížení. Pro funkci automatické regulace je vyžadována podpora BIOSem, který musí do paměti nahrát příslušnou tabulku násobičů a napětí.

Poznámka: Funkce PowerNow! bývá u stolních počítačů kombinována s regulací otáček ventilátorů a dále označována jako Cool'n'Quiet. Pozor však, že ne všechny základní desky umožňují regulaci otáček ventilátorů, přitom název Cool'n'Quiet používají také !

PowerNow! standardně u stolních procesorů snižuje frekvenci až na 1 GHz při napětí 1.1V, kdy se spotřeba redukuje na maximálně cca. 20W. U mobilních procesorů se snižuje až na 800 MHz při napětích i pod 1.0V.

Poznámka: Frekvence 1 GHz při 1.1V platí pouze pro novější revize CG, D0... , první prodejní C0 umí pouze 800 MHz při 1.3V.

Ochrana proti přehřátí

Všechny procesory mají ochranu vypnutím proti katastrofickému přehřátí (cca. 125 stupňů) a umožňují ochlazování i nuceným zapínáním Stop Grant režimu.

Virtualizace a bezpečnostní technologie

Procesory pro sockety 754 a 939 nepodporují virtualizační ani bezpečnostní technologii. Ta je plánována až pro socket M2.

Kompatibilita

Některé starší základní desky pro socket 939 vyrobené před zářím 2004 nesnáší jádro DH8-D0 (dochází k zátuhům či resetům).

Některé starší základní desky pro socket 939 - především ty s čipsety nForce 3 či VIA K8T800 - nemají vhodně koncipovaný napěťový regulátor pro podporu procesorů Athlon 64 FX55 a Athlon 64 X2.

Čipset VIA K8T890 má problémy s kompatibilitou s procesory Athlon 64 X2.

Pro podporu nového jádra je prakticky vždy nutné nejdříve updatovat BIOS - s BIOSem nepodporujícím nové jádro se systém často ani nerozjede.