計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗報告-AMD處理器

《計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》課程實驗報告AMD處理器學(xué)院：電子信息工程學(xué)院班級：電子1003班學(xué)號：姓名：Mis文文AMD處理器摘要：AMD是目前業(yè)內(nèi)唯一一個可以提供高性能CPU、高性能獨立顯卡GPU、主板芯片組三大組件的半導(dǎo)體公司，為了明確其優(yōu)勢，AMD提出3A平臺的新標(biāo)志，在筆記本領(lǐng)域有“AMDVISION”標(biāo)志的就表示該電腦采用3A構(gòu)建方案。AMD有超過70%的收入都來自于國際市場，是一家真正意義上的跨國公司。關(guān)鍵詞：AMD處理器；微構(gòu)架；線寬。1.AMD公司簡介AMD（AdvancedMicroDevices，即超微半導(dǎo)體）公司專門為計算機(jī)、通信和消費電子行業(yè)設(shè)計和制造各種創(chuàng)新的微處理器（CPU、GPU、APU、主板芯片組、電視卡芯片等)、閃存和低功率處理器解決方案，AMD致力為技術(shù)用戶——從企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)到個人消費者——提供基于標(biāo)準(zhǔn)的、以客戶為中心的解決方案。AMD是目前業(yè)內(nèi)唯一一個可以提供高性能CPU、高性能獨立顯卡GPU、主板芯片組三大組件的半導(dǎo)體公司，為了明確其優(yōu)勢，AMD提出3A平臺的新標(biāo)志，在筆記本領(lǐng)域有“AMDVISION”標(biāo)志的就表示該電腦采用3A構(gòu)建方案。AMD有超過70%的收入都來自于國際市場，是一家真正意義上的跨國公司。2.AMD處理器的微構(gòu)架2.1K7K7下Athlon/DuronCPU全部采用使用陶瓷封裝技術(shù)，Athlon的核心面積為120平方毫米，而Duron只有100平方毫米，這是兩者之間的一個明顯的區(qū)別。觀察它們是否鎖定倍頻的重要判斷依據(jù)是查看CPU上L1金橋的8個點是否連通，如果沒有連通，則可以判斷這塊CPU是鎖定倍頻的。K7繼續(xù)采用3DNOW！指令集。K7加強(qiáng)了整數(shù)、浮點運算和多媒體運算的能力，具有每次可發(fā)出九條指令的超階層微架構(gòu)、超階層管線的浮點運算單元。K7并沒有采用INTEL的GTL+系統(tǒng)總線協(xié)議，它使用的是Digital公司的Alpha系統(tǒng)總線協(xié)議EV6。EV6系統(tǒng)總線有許多的優(yōu)點，首先它有許多比GTL+更為優(yōu)秀的構(gòu)造，例如點對點布局。其次它可以支持200MHz的外頻，K7具有64位可編程控制的后置式L2cache界面，可支持512KB—8MB的二級緩存。K7的結(jié)構(gòu)是3個并行的X86指令解碼器；9個為高頻率優(yōu)化的超標(biāo)量微結(jié)構(gòu)；動態(tài)推測時序，亂序執(zhí)行；2048個入口分支預(yù)測表和12個入口返回堆棧；3個超標(biāo)量亂序整數(shù)管道，每個包含：整數(shù)執(zhí)行單元，地址產(chǎn)生單元；3個超標(biāo)量亂序多媒體管道；64K指令一級CACHE和64K數(shù)據(jù)一級cache，每兩路相關(guān)；2個通用64位數(shù)據(jù)cache裝載/存儲端口；高速64位后方2級CACHE控制器：支持512K到8MB二級cache，可編程接口速度；高速64位系統(tǒng)接口：200MHz系統(tǒng)總線。K7有三條并行的x86指令譯碼器，用于將X86指令翻譯成定長的微指令，每條微指令可以執(zhí)行1到2個操作。K7有兩種不同的譯碼流水線做這個工作，直接路徑譯碼器快速地譯碼通用指令，而輔助路徑譯碼器在微代碼ROM中檢索復(fù)雜的X86指令。K7有72個指令控制單元指令，控制單元分配微指令到亂序整數(shù)管道和亂序多媒體管道中去。亂序整數(shù)管道可以支持15個微指令，最大可同時進(jìn)行30個操作，它的工作是分配3個獨立的操作到3個并行的整數(shù)執(zhí)行單元中去，每個執(zhí)行單元都帶有一個地址發(fā)生單元。地址發(fā)生單元能夠通過優(yōu)化L1和L2緩存數(shù)據(jù)的存取來保證最快的操作速度。K8K8一級緩存容量較大。K8架構(gòu)一級緩存為64KB一級指令緩存和64KB一級數(shù)據(jù)緩存。而且采用2路組相連結(jié)構(gòu)。盡管Core微架構(gòu)采用8路組相連結(jié)構(gòu)，但32KB的一級緩存也只能令其與K8架構(gòu)相當(dāng)。由于2路組結(jié)構(gòu)設(shè)計延遲相對較小，因此在密集型浮點運算方面，K8架構(gòu)仍然具備一定的優(yōu)勢。K8內(nèi)置DDR2-800內(nèi)存控制器。盡管內(nèi)置內(nèi)存控制器會提升功耗、增加研發(fā)成本且不利于跟進(jìn)內(nèi)存升級換代，但K8架構(gòu)采用的集成DDR2-800內(nèi)存控制器的做法，大大降低了內(nèi)存訪問延遲，提升了內(nèi)存帶寬利用率，只到現(xiàn)在，內(nèi)存子項性能仍是K8架構(gòu)的強(qiáng)項。Core微架構(gòu)是通過提供更快的前端總線來達(dá)到有效降低內(nèi)存訪問延遲的。據(jù)之前的測試數(shù)據(jù)來看，K8架構(gòu)在內(nèi)存帶寬利用率上達(dá)到了80-85%，而這幾乎是奔騰4處理器的兩倍。K8幾乎所有的浮點指令和SSE指令都可使用直接路徑解碼。早在K7架構(gòu)時代，其具備的3組復(fù)雜解碼單元就非常強(qiáng)勁，絕大多數(shù)X86指令可以使用直接路徑解碼，只有很少一部分指令需要使用向量路徑解碼，而向量路徑解碼效能不如直接路徑解碼。在K8架構(gòu)擁有更強(qiáng)大的3組復(fù)雜解碼單元，幾乎所有的浮點指令和SSE指令都可以使用直接路徑解碼了，這便增強(qiáng)了游戲以及多媒體應(yīng)用下的處理性能，正是這一優(yōu)勢進(jìn)一步確立了K8架構(gòu)能夠取勝Netburst架構(gòu)。K8架構(gòu)下的AM2雙核處理器最大的優(yōu)勢在于擁有實惠的價格，這比競爭對手要強(qiáng)上許多，更貼近主流消費者的應(yīng)用。另外K8架構(gòu)在引入65納米制程技術(shù)之后，功耗也從普遍的89W全數(shù)降至65W，而且主頻、倍頻以及緩存也做了進(jìn)一步的修改，其中主頻多出現(xiàn)提升，進(jìn)一步增強(qiáng)了游戲及辦公性能。K10K10引入共享三級緩存，同時每個核心擁有自己的一級緩存和二級緩存。如果處理器請求的數(shù)據(jù)存在于一級緩存中，則直接載入；如果在任何一個二級緩存中，則直接或者通過交叉開關(guān)載入一級緩存，并將二級緩存中的原數(shù)據(jù)標(biāo)記為無效，這也是AMD的獨特設(shè)計；如果在三級緩存中，則數(shù)據(jù)載入后仍然存在，其他核心還能繼續(xù)訪問，從而實現(xiàn)共享。K10的整合內(nèi)存控制器(IMC)將有一些新特性。在使用多個內(nèi)存模組的情況下，如果BIOS設(shè)置和主板能夠配合，IMC就能通過64-bit通道訪問內(nèi)存，使用ECC錯誤校驗的話則是72-bit。如此一來，讀取和寫入數(shù)據(jù)就能同步進(jìn)行，也能提高四核心環(huán)境下無序訪問的效率。該功能僅限于SocketAM2+和SocketF+接口處理器，SocketAM2和SocketF則使用普通的128-bit雙通道模式。K10四核心采用分離式能耗設(shè)計，IMC也可以根據(jù)各個處理器核心獨立自定頻率和電壓。這樣一來，處理器超頻的時候就無需顧及內(nèi)存頻率，對超頻愛好者來說無疑是個好消息。同樣的，這一功能也只出現(xiàn)在SocketAM2+和SocketF+平臺。Amato還提及了一系列節(jié)能技術(shù)，可讓AMD四核心的熱設(shè)計功耗保持在目前雙核心的水平。與目前的K8和IntelCore2不同，在K10中各個處理核心可以運行在獨立的頻率，AMD稱之為“P-States”，空閑的核心可以降低頻率甚至完全關(guān)閉，負(fù)載的則全速運行。K10還將配備新的熱傳感器，以便改善過熱保護(hù)。K10四核心還是使用內(nèi)部的交叉開關(guān)，全部在處理器之內(nèi)完成，并且已經(jīng)為八核心做好準(zhǔn)備，代號“Montreal(蒙特利爾)”，具體發(fā)布時間暫未確定。首款發(fā)布的K10四核心代號“Barcelona(巴塞羅那)”，65nm工藝，4MB三級緩存，2008年升級為“Shanghai(上海)”，45nm工藝，6MB三級緩存，二者均兼容現(xiàn)有的SocketF平臺。3.AMD處理器的發(fā)展史Duron1600

AMD毒龍\接口類型:Socket462\主頻:1.6GHz\外頻:133MHz\二級緩存容量:64KB\超線程技術(shù):不支持

Duron1800

AMD毒龍\接口類型:Socket462\主頻:1.8GHz\外頻:133MHz\二級緩存容量:64KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron2200+

AMDSempron\接口類型:Socket462\主頻:1.5GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:256KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron2400+

AMDSempron\接口類型:Socket462\主頻:1.667GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:256KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron2500+

AMDSempron\接口類型:Socket462\主頻:1.75GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:256KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron2600+

AMDSempron\接口類型:Socket462\主頻:1.667GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:256KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron2800+

AMDSempron\接口類型:Socket462\主頻:2.0GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:256KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron3100+

AMDSempron\接口類型:Socket754\主頻:1.8GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:256KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron2600+(754Pin)

AMDSempron\接口類型:Socket754\主頻:1.6GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:128KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron2800+(754Pin)

AMDSempron\接口類型:Socket754\主頻:1.6GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:256KB\超線程技術(shù):不支持

Sempron3000+(754Pin)

AMDSempron\接口類型:Socket754\主頻:1.8GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:128KB\超線程技術(shù):不支持

AthlonXP2500+

AMDAthlonXP\接口類型:Socket462\主頻:1.83GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:512KB\超線程技術(shù):不支持

Barton2500+

AMDBartonXP\接口類型:Socket462\主頻:1.833GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:512KB

Barton2600+

AMDBartonXP\接口類型:Socket462\主頻:1.909GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:256KB

Barton2800+

AMDBartonXP\接口類型:Socket462\主頻:2.08GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:512KB

Barton3000+

AMDBartonXP\接口類型:Socket462\主頻:2.158GHz\外頻:166MHz\二級緩存容量:512KB

Barton3200+

AMDBartonXP\接口類型:Socket462\主頻:2.2GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:512KB

Athlon642800+

AMDAthlon64\接口類型:Socket754\主頻:1.8GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:512KB\超線程技術(shù):不支持

Athlon643000+

AMDAthlon64\接口類型:Socket754\主頻:2.0GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:512KB\超線程技術(shù):不支持

Athlon643200+

適用類型：臺式機(jī)\系列型號：AMDAthlon64\接口類型：Socket754\主頻：2.0GHz\外頻：200MHz\二級緩存容量：1MB\超線程技術(shù)：不支持

Athlon643000+(939Pin)

AMDAthlon64\接口類型:Socket939\主頻:1.8GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:512KB\超線程技術(shù):不支持

Athlon643200+(939Pin)

AMDAthlon64\接口類型:Socket939\主頻:2.0GHz\外頻:200MHz\二級緩存容量:512KB\超線程技術(shù):不支持

Athlon643500+(939Pin)

AMDAthlon64\接口類型:Socket939\二級緩存容量:512KB\超線程技術(shù):不支持

MP-2400+

適用類型：服務(wù)器\系列型號：AMDAthlonMP\接口類型：Socket462\主頻：2.0GHz\外頻：133MHz\二級緩存容量：256KB\超線程技術(shù)：不支持

MP-2600+

適用類型：服務(wù)器\系列型號：AMDAthlonMP\接口類型：SocketSocket462\主頻：2.13GHz\外頻：133MHz\二級緩存容量：256KB\超線程技術(shù)：不支持

Opteron-240

適用類型:服務(wù)器\系列型號:AMDOpteron\接口類型:Socket940\主頻:1.4GHz\外頻:400MHz\二級緩存容量:1MB\超線程技術(shù):不支持

Opteron-244

適用類型:服務(wù)器\系列型號:AMDOpteron\接口類型:Socket940\主頻:1.8GHz\外頻:400MHz\二級緩存容量:1MB\超線程技術(shù):不支持4.K10微構(gòu)架處理器下處理器品牌詳解K10微構(gòu)架下的處理器品牌：PhenomX4，PhenomIIX3，HYPER