Athlon и Pentium III. Сравнение современных процессоров двух корпораций Intel и AMD, страница 10

Фирма AMD, также как и Intel, выпускает свой вариант младшего семейства процессоров — Duron. Процессоры Duron имеют ядро Spitfire, отличающееся от Thunderbird только меньшим объемом кэш-памяти 2 уровня (64 Кб). Частота шины такая же, как и у Athlon, — 200 МГц. Максимальная тактовая частота пока 900 МГц. По производительности процессоры Duron немного отстают от Athlon (Thunderbird) и намного опережают Celeron (Coppermine-128).

Процессоры Pentium III  и Athlon  «лицом к лицу».

Начиная с 2000 года практически все процессоры выпускаются по 0.18 мкм технологии. Эта же технология будет доминировать и в 2001 году. Этот год станет также началом использования 0.13 мкм технологии, расцвет которой, как ожидается, наступит в 2002 году. По новой 0.13 мкм технологии будут в основном выпускаться процессоры с существенно усовершенствованной архитектурой, которая позволит в полной мере использовать преимущества соответствующего техпроцесса. Фирма Intel продемонстрировала свое видение новой архитектуры на примере процессора 7-го поколения Pentium 4 (Willamette), который уже выпускается с использованием 0.18 мкм техпроцесса. Необходимые шаги предпринимает и второй ведущий производитель — фирма AMD, хотя об особенностях ее соответствующих продуктов пока можно только догадываться.  Основой же рынка процессоров до наступления 0.13 мкм эпохи остаются семейства процессоров Pentium III (Coppermine) фирмы Intel и Athlon (Thunderbird) фирмы AMD, а также их младшие версии — Celeron (Coppermine-128) и Duron.

Процессоры Pentium III и Athlon в целом довольно близки по производительности при равных тактовых частотах. Однако некоторые особенности архитектуры позволяют Athlon опережать Pentium III в гонке тактовых частот. Основные отличия, определяющие и преимущества, и недостатки процессоров, состоят в следующем.

Тактовые частоты.

Архитектура К7 изначально оптимизирована для достижения высоких тактовых частот, что и обусловливает преимущества Athlon над Pentium III по тактовым частотам. В частности, используется более глубокая конвейеризация (глубина конвейера для обработки целых чисел у процессоров Р6 составляет 10 стадий, а у процессоров К7— 12 стадий).

Рост тактовых частот для Pentium III остановился на величине 1 ГГц, причем в течение длительного времени выпуск процессоров с частотой 1 ГГц был крайне ограничен, что свидетельствует о серьезных проблемах с достижением приемлемого выхода годных. Фирма Intel попыталась выпустить и более быструю версию, с частой 1.13 ГГц, внеся некоторые изменения в конструкцию процессора, однако в ней обнаружились проблемы с совместимостью и со стабильностью, в результате чего выпуск был прекращен.

Процессоры Athlon достигли уже на 30% более высокой тактовой частоты, чем Pentium III, — 1.3 ГГц — и резерв еще не исчерпан (ожидается, что они смогут достичь тактовых частот на уровне 1.5 ГГц). Надо отметить, что свой вклад в достижение высоких частот вносит и техпроцесс. Хотя и Pentium III, и Athlon выпускаются по 0.18 мкм технологии, Intel применяет алюминиевые межсоединения, a AMD в моделях с частотой 1 ГГц и выше — медные (соответствующим оборудованием оснащена фабрика в Дрездене).

Кэш-память.

Довольно существенно отличаются Pentium III (Coppermine) и Athlon (Thunderbird) и по строению кэш-памяти (см. таблицу 3). Похоже, что усилия AMD направлены в первую очередь на повышение процента попаданий, а усилия Intel — на повышение быстродействия кэш-памяти.

Объем L1 кэш-памяти у Athlon составляет 128 Кб, у Pentium III — 32 Кб, объем L2 кэш памяти у обоих процессоров одинаков — 256 Кб. При этом в Pentium III, как и во всех предыдущих процессорах Intel и AMD, применено так называемое инклюзивное построение кэш-памяти, при котором содержимое L1 кэш-памяти полностью копируется в L2 кэшпамять. Поэтому эффективный объем кэш-памяти, доступный для размещения разных данных, совпадает с объемом L2 кэш-памяти. В процессорах Athlon (Thunderbird) применено эксклюзивное построение кэш-памяти, при котором данные из кэшпамяти 1-го уровня не копируются в кэш-память 2-го уровня. Поэтому эффективный объем кэш-памяти равен сумме объемов памяти 1-го и 2-го уровней. Таким образом, по эффективному объему кэш-памяти Athlon (Thunderbird) значительно превосходит Pentium III (384 Кб против 256 Кб), аналогичная картина и для процессоров Duron и Celeron (198 Кб против 128 Кб).