AMD Athlon

AMD Athlon to seria mikroprocesorów stworzonych i wytwarzanych przez firmę AMD. Nazwa ta pochodzi z angielskiej transkrypcji greckiego słowa αθλο, które można przetłumaczyć jako wyczyn. W języku angielskim słowo to pojawia się w rdzeniach takich jak decathlon, heptathlon i pentathlon, co odpowiada dziesięciobojowi, siedmiobojowi i pięciobojowi.

Athlon Argon/Pluto/Orion

Procesor Athlon zadebiutował 21 sierpnia 1999 roku. Pierwsza wersja rdzenia, oznaczona jako K7 Argon, była taktowana w zakresie od 500 do 700 MHz. Następnie wprowadzono wariant K75 Pluto, który miał częstotliwość od 550 do 850 MHz, a ostatnia odmiana, K75 Orion, działała w zakresie od 900 do 1000 MHz. Procesory te używały gniazda Slot A, które było niekompatybilne z gniazdem Slot 1 stosowanym przez Pentium II i niektóre wersje Pentium III.

W kontekście architektury wewnętrznej, Athlon jest znacznie ulepszonym K6, który wprowadza dodatkowy protokół magistrali EV6, pierwszy raz zastosowany w procesorze DEC Alpha 21264 RISC. W porównaniu do K6, Athlon znacząco poprawił wydajność obliczeń zmiennoprzecinkowych oraz dodał dużą pamięć podręczną pierwszego poziomu (L1 cache) o pojemności 128 kB, bezpośrednio na rdzeniu procesora. Podobnie jak w przypadku Pentium II i Pentium III Katmai Intela, Athlon miał pamięć podręczną drugiego poziomu (L2 cache) o pojemności 512 kB, która była umiejscowiona w obudowie procesora i działała z niższą prędkością niż rdzeń procesora.

Athlon Thunderbird

Druga generacja procesorów Athlon, znana pod nazwą kodową „Thunderbird”, zadebiutowała w specyfikacji Slot A, a później przeszła na format Socket A i była taktowana zegarem od 650 do 1400 MHz (650 MHz – 1 GHz dla Slot A). Główną różnicą w porównaniu do pierwszych wersji Athlonów była struktura pamięci podręcznej. W momencie, gdy Intel zastąpił Pentium III Katmai szybszą wersją Coppermine, AMD wprowadziło 256 kB pamięci podręcznej, która była taktowana z pełną szybkością i umiejscowiona na jednym chipie z procesorem, zamiast 512 kB pamięci, która była taktowana wolniej.

Thunderbird stał się najbardziej popularnym procesorem AMD od czasu Am386DX-40 sprzed dziesięciu lat. W tym okresie znacząco poprawiła się jakość produkcji płyt głównych, a po początkowej fazie, gdy dostępnych było tylko kilka modeli płyt z Socket A, niemal wszyscy główni producenci zaczęli wypuszczać modele obsługujące Athlona. W tym czasie AMD otworzyło nową fabrykę w Dreźnie, co pozwoliło na zwiększenie produkcji oraz poprawę procesu wytwarzania procesorów – podobnie jak Intel, AMD zaczęło używać miedzianych połączeń. W październiku 2000 roku wprowadzono na rynek Athlon „C” z częstotliwością magistrali FSB 133 MHz, co poprawiło wydajność tej wersji o około 10% w porównaniu do wcześniejszych modeli Thunderbirda.

Athlon XP

W zakresie wydajności obliczeń, Thunderbird z łatwością przewyższał swoich konkurentów: Pentium III oraz wczesne Pentium 4. Jednak po debiucie P4 taktowanego zegarem 1,7 GHz w kwietniu 2001 roku, stało się jasne, że Thunderbird nie będzie liderem na zawsze.

Palomino

Trzecia wersja Athlona, a zarazem pierwsza Athlona XP – „Palomino” – została wprowadzona na rynek 14 maja 2001 roku. Model ten wprowadzał wsparcie dla instrukcji SSE (dotychczas obsługiwanych tylko przez Pentium III) nazwanych przez AMD 3DNow! Professional. Pierwsze modele miały częstotliwość od 1333 do 1733 MHz. Główne zmiany dotyczyły optymalizacji jądra procesora, co skutkowało około 10% poprawą wydajności w porównaniu do Thunderbirda o tej samej częstotliwości. Zredukowano również pobór mocy, co umożliwiło dalszy wzrost prędkości taktowania.

Poważnym problemem Palomino było generowanie dużej ilości ciepła, co szczególnie dotknęło pierwszą wersję Athlona MP (przeznaczonego do zadań wieloprocesorowych SMP).

Wydajność Athlona XP była oceniana na podstawie systemu PR rating, który porównywał jego wydajność do Pentium 4. Dzięki wyższemu współczynnikowi IPC w porównaniu do Pentium 4 (oraz około 10% lepszej wydajności niż Thunderbird), Athlon XP okazał się bardziej efektywny, mimo niższych częstotliwości taktowania.

Thoroughbred

Czwarta generacja Athlona, druga generacja Athlona XP, znana jako Thoroughbred, zadebiutowała 10 czerwca 2002 roku, a jej taktowanie wynosiło 1,43 GHz – 1700+ w skali PR. Niedługo później pojawiły się wersje 2400+ i 2600+ z częstotliwościami 2000 i 2133 MHz (przy FSB 133/266 MHz). AMD wyprodukowało także wersje 2700+ i 2800+, które były dostępne jedynie w ograniczonej ilości.

Rdzeń Thoroughbred produkowany był w technologii 0,13 mikrometra (w odróżnieniu od 0,18 mikrometra wykorzystywanego w Palomino), ale oba rdzenie były identyczne. AMD borykało się z problemami z ciepłem w pierwszej wersji Thoroughbred, które zostały rozwiązane dopiero w wersji Thoroughbred B. Wtedy AMD zaczęło produkować procesory, które mogły konkurować z najszybszymi Pentium. Po zwiększeniu prędkości FSB z 133 (266) na 166 (333), AMD wypuścił nową serię chipów – 2700+.

Barton i Thorton

Barton to piąta generacja Athlona, która zaczęła być oferowana od 2003 roku, z modelami o wydajności 2500+, 2600+, 2800+, 3000+ i 3200+. Nie zwiększono co prawda częstotliwości taktowania w porównaniu do Thoroughbred, ale wydajność procesorów wzrosła dzięki zwiększeniu pamięci podręcznej o 256 KB (łącznie do 512 KB) oraz dalszemu zwiększeniu prędkości FSB do 200 (400) MHz – tylko w modelu 3200+ oraz jednej z wersji 3000+. Thorton to wariant Bartona z wyłączoną połową pamięci podręcznej L2, co czyniło go praktycznie równoważnym Thoroughbred B. W ofercie dostępne były modele Thorton 2000+, 2200+, 2300+ i 2400+. W niektórych wersjach Thortonów możliwa była modyfikacja, która włączała połowę pamięci podręcznej ponownie.

Mobile Athlon XP

Mobile Athlon XP (“Athlon XP-M”) jest funkcjonalnie identyczny z normalnym Athlonem XP, z tą różnicą, że wymaga niższych napięć, a mnożnik zegara procesora nie jest zablokowany. Niższe wymagania zasilania sprawiają, że XP-M generuje znacznie mniej ciepła. Dodatkowo, XP-M ma funkcję „PowerNow!”, która automatycznie zmniejsza szybkość taktowania procesora w zależności od potrzeb.

Niektóre wersje Athlona XP-M wykorzystują gniazdo µ-PGA. Ze względu na brak blokady mnożnika częstotliwości taktowania, wersje mobilne Athlona cieszą się dużą popularnością wśród entuzjastów przetaktowywania procesorów. Niektóre Athlony XP-M z rdzeniem „Barton”, które fabrycznie sprzedawano jako 2600+ (domyślnie zegar 2 GHz / 15×133 MHz), mogą być „podkręcone” nawet do 3,1 GHz (przy częstotliwości magistrali powyżej 200 MHz oraz obniżonym mnożniku, co dodatkowo zwiększa wydajność całego systemu).

Athlon 64

Athlon 64 to nazwa handlowa procesora z serii Athlon produkcji AMD, który obsługuje jednocześnie instrukcje zarówno 32- jak i 64-bitowe (technologia znana jako AMD64 lub x86-64).

Opis układu

Jest to uproszczona wersja procesora AMD Opteron przeznaczonego do zastosowań serwerowych. Jedynym ograniczeniem w porównaniu do wersji serwerowej jest brak możliwości pracy w układzie wieloprocesorowym. W Athlonie 64 zastosowano wbudowany kontroler pamięci, co obniżyło koszty produkcji płyt głównych. Drugą widoczną zmianą w stosunku do poprzedników jest zastosowanie tzw. Heat Spreadera, czyli miedzianej płytki chroniącej rdzeń przed uszkodzeniem. Z powodu różnic konstrukcyjnych, AMD stosuje specjalne oznaczenia do porównywania wydajności układów w stosunku do produktów Intela (tzw. Performance Rating), co było stosowane już w procesorach Am5x86 (1995).

Wersje procesora

Athlon 64 występuje w różnych wersjach. Pierwsza z nich, przeznaczona dla komputerów niskobudżetowych, obsługiwana jest przez płyty z gniazdem 754 (jednokanałowy kontroler pamięci, procesory wycofane z produkcji), następnie standardowe wersje na gniazdo 939 oraz modele dla entuzjastów, czyli seria FX (także gniazdo 939) oraz Athlon 64 X2 (z dwoma rdzeniami). W 2006 roku na rynku pojawiła się wersja na podstawce AM2, która posiadała zintegrowany kontroler pamięci DDR2.

Athlon 64 X2

Athlon 64 X2 to pierwszy dwurdzeniowy procesor produkcji AMD. Składa się z dwóch rdzeni procesora Athlon 64 połączonych na jednej kości z dodatkowymi układami logicznymi. Rdzenie, które dzielą jeden dwukanałowy kontroler pamięci, w zależności od modelu mają przydzielone po 256, 512 lub 1024 kB pamięci cache L2 na każdy rdzeń. Procesory były produkowane w technologiach 90 i 65 nm SOI. Athlon 64 X2 był wytwarzany z czterema rdzeniami: Manchester, Toledo, Brisbane oraz Windsor.

Następcą serii procesorów „Athlon 64 X2” została seria „Athlon X2”, z której usunięto „64” w nazwie. Zmiana ta była wynikiem tego, że AMD wykorzystywało architekturę 64-bitową we wszystkich produkowanych i planowanych procesorach.

Athlon X2

Athlon X2 to kolejne rozwinięcie linii procesorów „Athlon 64”. Nowa linia ma na celu rezygnację z używania oznaczeń ratingów porównujących wydajność do procesorów Pentium 4 firmy Intel, wprowadzenie procesorów produkowanych w technologii 65 nm i nowszych oraz uwzględnienie w oznaczeniach procesorów wartości TDP.

Pierwsze modele nowej serii pojawiły się 1 czerwca 2007 roku i mają oznaczenia Athlon X2 BE-2300 oraz Athlon X2 BE-2350.

Athlon APU

W kwietniu 2014 roku AMD zaprezentowało nową serię procesorów Athlon, które są wyposażone w jądra Kabini i kartę graficzną Radeon R3. Obecnie (lipiec 2014) dostępne są dwa modele.

Athlon 5150 o taktowaniu 1,6 GHz oraz AMD Athlon 5350 o taktowaniu 2,05 GHz. Oba procesory mają po 4 rdzenie, współczynnik TDP 25W oraz pamięć L2 Cache o pojemności 2 MB, a także tę samą kartę graficzną Radeon R3.

Athlon 200

W 2017 roku AMD rozszerzyło linię procesorów Athlon o modele przeznaczone na podstawkę Socket AM4, oparte na nowoczesnej mikroarchitekturze Zen oraz jej ulepszonej wersji Zen+. Procesory te zostały zaprojektowane z myślą o użytkownikach poszukujących tanich, energooszczędnych i wszechstronnych jednostek obliczeniowych, które jednocześnie obsługują nowoczesne technologie oraz zintegrowane układy graficzne.

Athlon 200GE to pierwszy model oparty na architekturze Zen, oferujący taktowanie 3,2 GHz oraz grafikę Radeon Vega 3.

Model Athlon 220GE oraz 240GE to wersje z wyższymi częstotliwościami zegara, wynoszącymi odpowiednio 3,4 GHz i 3,5 GHz.

Athlon 3000G to ulepszona jednostka na architekturze Zen+, oferująca większe możliwości (w tym podkręcanie) oraz zintegrowana z układem Radeon Vega 3.