64 bity po raz pierwszy

Po kilkakrotnym przekładaniu premiery mamy wreszcie 64-bitowe Athlony na progu seryjnej produkcji. W obudowie ukryto nie tylko rdzeń procesora i pamięci podręczne obu poziomów, ale także kontroler pamięci.

W nagrodę za cierpliwość doczekaliśmy się nie jednej, a dwóch nowych jednostek. Są prawie identyczne, różnią się tylko kontrolerem pamięci. Fachowcy domyślą się, o co chodzi. Od czasów chipsetu NVIDII wprowadzono kontrolery dwukanałowe oprócz standardowego. W takich wersjach 64-bitowe szyny danych z dwóch grup gniazd pamięci nie łączą się w jedną, ale pozostają rozdzielone, tworząc wstęgę podwójnej, 128-bitowej szerokości. Przy takim samym taktowaniu dubluje się przepustowość. Oczywiście chodzi o DDR SDRAM. Podwójny kontroler wymaga do niezawodnej pracy lepszych modułów pamięci niż pojedynczy. Nie tylko muszą być identyczne, ale w przypadku Athlona trzeba kupić droższe układy buforowane.

Zadaniem podwójnego kontrolera jest wyrównanie dysproporcji między transferem szyny danych procesora i pamięci. W Pentium 4 różnica pochodzi ze zwiększenia krotności transferu w jednym takcie zegara z dwóch do czterech, a w nowym Athlonie wprost z podwojenia szerokości magistrali. W praktyce zysk z lepszego kontrolera nie jest podwójny, ale kilkudziesięcioprocentowa poprawa benchmarków pamięciowych też jest warta uwagi.

Zintegrowanie dwóch różnych kontrolerów z procesorem przyniosło nieoczekiwany skutek. Dubeltowa wersja ma więcej wyprowadzeń niż jego pojedynczy odpowiednik, więc także większa jest liczba nóżek zintegrowanego z nim procesora. Mamy ich 940 w porównaniu z 754 w modelach prostszych. Co za tym idzie - inne musi być gniazdo pod procesor w płycie głównej i oczywiście inna - sama płyta. Nic dziwnego, że obu odmianom procesora trzeba było nadać różne nazwy, aby uniknąć nieporozumień. Rodzina z podwójnym kontrolerem ma oznaczenie FX, w modelach z pojedynczym pozostawiono tradycyjną notację z plusem. Przykładem mogą być oznaczenia pierwszej pary procesorów z tak samo taktowanym rdzeniem. Wersję dwukanałową nazwano Athlon 64 FX-51, a prostszą - Athlon 64 3200+.

Przechodząc na system 64-bitowy, zadbano o wsteczną kompatybilność z procesorami 32-, a nawet 16-bitowym Intelami x86. Na koniec łańcuszka symboli znanych z lekcji asemblera AL, AX, EAX, oznaczających coraz szerszą część tego samego rejestru, dodano R0 jako symbol jego pełnej, 64-bitowej zawartości. Podobnie poszerzono pozostałą siódemkę rejestrów znanych z x86, a na dodatek podwojono ich liczbę do 16. Ta cześć procesora zyskała najwięcej. Liczbę rejestrów do operacji multimedialnych SSE (MMX) zdublowano, zachowując ich 128-bitową szerokość, nie zmienił się kalkulator zmiennoprzecinkowy. Skończyła się wojna o instrukcje multimedialne. Oprócz 3Dnow! 64-bitowy Athlon obsługuje intelowski standard SSE2. Oczywiście poszerzono także szynę adresową. W 32-bitowych procesorach można adresować tylko do 4GB RAM-u, a więc już blisko współczesnych potrzeb. W Athlonie rozszerzono tę szynę wirtualnie do 64, a fizycznie do 52 bitów, zyskując oddech na ładnych kilka lat. Pamięć podręczna nie zmieniła się tak bardzo. Z 512 do 1024 kB powiększono pamięć drugiego poziomu, w pierwszym pozostawiono 128 kB z klasycznym podziałem na połówkę dla kodu i drugą dla danych.

Dzięki zintegrowaniu kontrolera pamięci z procesorem zmieniła się topologia połączeń. Nie ma już mostka północnego, wprost do gniazda procesora podłączona jest magistrala HyperTransport o przepustowości takiej, jak szybszego kontrolera pamięci. Tak szerokie gardło między procesorem a resztą systemu nie ma precedensu. Najbliżej CPU jest gniazdo karty graficznej, zgodne z trzecią wersją specyfikacji AGP. Od tego rozgałęzienia, zwanego Hyper Transfer Graphic Tunnel, zaczyna się strefa, w której producenci płyt głównych mogą się wykazać pomysłowością i jakością montowanych układów. Mają do dyspozycji 800 MB/s. Układy logiczne do tej części płyt robią NVIDIA, SiS i VIA.

Producent twierdzi, że dzięki wstecznej kompatybilności nie musimy kupować od razu nowego systemu operacyjnego i wszystkich aplikacji w wersji 64-bitowej. Możliwe jest przejście stopniowe, a nawet pozostanie przy starych wersjach. Podstawą są sterowniki i system operacyjny. Ta para może być nadal 32- albo 64-bitowa. Są już dostępne 64-bitowe bety Windows XP i dwie dystrybucje Linuksa, RedHat i SuSE. Oprócz aplikacji w takiej samej wersji, jak system operacyjny, pozostaje jeszcze możliwość uruchomienia 32-bitowego programu pod kontrolą systemu 64-bitowego, ale nie odwrotnie. Jak z tego widać, każdy nowy program czy gra powinna pracować bez kłopotów.

O wydajności nowego procesora jeszcze niewiele wiadomo. Z pierwszych doniesień z obozu AMD wynika, że zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami. Wersja 64-bitowa pracuje średnio o 10 procent szybciej od Athlona XP 3200+ (dodatkowo wolniej taktowana, tylko 2 GHz w stosunku do 2,2 w XP). Korzyść jest nieco większa w grach 3-D, mniejsza w aplikacjach biurowych. Wydajność rośnie o następne 8 procent, jeśli korzysta się z FX-51. Oceniając te liczby, należy wziąć pod uwagę, że procesor jest już gotowy, ale do jego optymalnego wykorzystania przez oprogramowanie jeszcze wiele brakuje. Raport z własnych testów zamieścimy w następnym numerze.


Zobacz również