El chip que cambió el mundo: el FX-51 de 64 bits de AMD, diez años después

AMD contra P4

Hace diez años esta semana, AMD lanzó los primeros procesadores x86 de 64 bits para el consumidor, el Athlon 64 FX-51 y el Athlon 64 3200+. Sigue siendo uno de los productos más emocionantes que he cubierto: las tecnologías con las que debutó el Athlon 64 han continuado dando forma a la informática moderna en la actualidad. Los dos chips se lanzaron después de una demora de casi un año, en un momento en que Intel estaba golpeando a su rival más pequeño con repetidos saltos de reloj en el Pentium 4. Este fue un cambio brusco de 1999 a 2001, cuando el procesador Athlon basado en K7 era más que defenderse de la línea de productos de Intel, en parte gracias a los repetidos errores de Intel.

Después de tambalearse durante varios años a raíz de los problemas de Itanium, la debacle del i820-Rambus, la pérdida de un enorme negocio de chipsets frente a VIA, el intento fallido de lanzar el Pentium 3 de 1GHz y el lento y mediocre debut de P4 en la tecnología de 180nm, el Northwood P4 de 130nm había comenzó con fuerza a principios de 2002. Durante los siguientes 18 meses, Intel impulsó la velocidad de reloj del Pentium 4 de 2 GHz a 3,2 GHz, un aumento del 60%. Mientras tanto, AMD estaba luchando por mantenerse al día. Mientras que la familia Athlon XP de 180nm de la compañía se había comparado extremadamente bien con los últimos modelos Pentium III y los primeros chips Pentium 4, cuando el reloj del P4 subió, Athlon se quedó atrás. AMD no pudo igualar la rampa de velocidad de reloj agresiva de Intel, el K7 carecía de soporte SSE2 y el núcleo ahora envejecido se limitó a la RAM de un solo canal en comparación con el diseño de doble canal del P4.

AMD se defendió con actualizaciones de K7 como Thoroughbred (el primer K7 de 130nm) y Barton (K7 con una caché L2 de 512K, en comparación con 256K), pero la brecha entre las dos arquitecturas era demasiado amplia. Luego, se lanzó K8 y todo cambió.



El martillo acertadamente llamado

Las capacidades de ejecución de K8 eran en realidad idénticas a las de K7, pero AMD reorganizó las unidades de recuperación / decodificación para entregar una mayor cantidad de instrucciones por ciclo de reloj (IPC). La predicción de rama se mejoró significativamente en K8 y el chip adquirió soporte SSE2. Sin embargo, el principal beneficio de Athlon 64 fue su controlador de memoria integrado. Antes de K8, todos los sistemas AMD e Intel usaban un chip controlador de memoria separado ubicado en la placa base. Este chip funcionaba a la misma velocidad de reloj que el bus frontal: 200-400MHz para sistemas AMD, 400-800MHz (equivalente) para sistemas P4. Llevar el controlador de memoria a la CPU significaba que en lugar de mover datos a 400MHz, el chip podía moverlos a 2000-2200MHz. Con el controlador en el dado, la latencia de acceso también se disparó hacia abajo gracias a longitudes de seguimiento más cortas.

Athlon64FX

El impacto en el rendimiento de K8 fue enorme. Las latencias de memoria cayeron de 100-120ns a 50-60ns. Tanto el FX-51 como el K7 Barton 3200+ funcionaban a 2,2 GHz, pero el nuevo chip AMD era entre un 15 y un 50% más rápido que su predecesor. Intel respondió con un lanzamiento de último minuto del Pentium 4 “Extreme Edition”, un Xeon de clase Gallatin renombrado con 2 MB de caché L3. El nuevo chip inesperado evitó que la compañía cayera por completo en las calificaciones de referencia, pero entre el Athlon 3200+ en alrededor de $ 400 y el FX-51 en $ 733, AMD repentinamente tuvo el impulso de su lado. Regresé y obtuve algunos datos comparativos de la reseña original para demostrar cuán significativo fue el salto. Tenga en cuenta que cuando finalmente se envió el P4 EE de 3.2GHz, el chip era casi $ 200 más caro que el FX-51 ya caro. La barra violeta superior es la P4 Extreme Edition, la barra negra es el Athlon 64 FX-51 y la barra azul en la parte inferior es el Barton 3200+.

Rendimiento de Xmpeg 5

El Athlon 64 3200+ se consideró defectuoso.

CPU 3DMark 2003

CPU 3DMark 2003.

Simulador de vuelo 2004

Microsoft Flight Simulator 2004.

Todavía hubo pruebas que el P4 ganó, gracias a Hyper-Threading (mantuvo una ventaja en las pruebas de renderizado 3D de estaciones de trabajo, por ejemplo), pero AMD había avanzado en muchas cargas de trabajo de un solo subproceso y demostró ser capaz de cerrar la brecha con Intel en varias áreas.

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