Se houve algum momento do mercado de processadores onde a AMD realmente prosperou, foi na arquitetura K7. Isso se deu por que somente na arquitetura K7 que a AMD conseguiu disputar de igual para igual todas as gamas do mercado com a gigante Intel, conquistando uma legião de fãs pelos seus processadores de alto desempenho, consumo elétrico aceitável, overclockabilidade e principalmente, acessibilidade.
A arquitetura K7 consiste em um aperfeiçoamento à arquitetura P6 da Intel, trazendo alguns traços de seus antecessores K6. Os pilares da arquitetura K7 são:
Barramento EV6
Ao invés de utilizar o AGTL+, barramento presente nos processadores Intel, a AMD optou por usar o barramento dos processadores Alpha, na época da DEC, o famoso EV6.
O EV6 consiste em um barramento que realiza duas transferências por pulso de clock, o que faz duplicar sua eficácia em relação aos processadores que realizam apenas uma transferência por pulso de clock (como o Pentium III). Logo, se o barramento for configurado para operar como 100MHz, efetivamente vai ser como se estivesse operando a 200MHz (a banda de memória expande-se como se estivesse operando no dobro da freqüência do barramento), o dobro. Esse tipo de transferência dupla chama-se DDR.
Além disso, o EV6 é um barramento ponto-a-ponto. Isso significa que, se dois processadores estiverem em paralelo em uma placa-mãe com dois soquetes, cada um vai ter seu barramento independente, sem disputas um com outro, o que torna muito mais rara a formação de um gargalo por falta de banda de memória do que em processadores que utilizam o FSB AGTL+, por exemplo.
Mesmo que o AGTL+ estivesse operando a mesma freqüência efetiva do EV6, ainda seria mais lento, visto que o EV6 consegue sustentar de forma mais eficiente as taxas de transferência.
A arquitetura K7 consiste em um aperfeiçoamento à arquitetura P6 da Intel, trazendo alguns traços de seus antecessores K6. Os pilares da arquitetura K7 são:
Barramento EV6
Ao invés de utilizar o AGTL+, barramento presente nos processadores Intel, a AMD optou por usar o barramento dos processadores Alpha, na época da DEC, o famoso EV6.
O EV6 consiste em um barramento que realiza duas transferências por pulso de clock, o que faz duplicar sua eficácia em relação aos processadores que realizam apenas uma transferência por pulso de clock (como o Pentium III). Logo, se o barramento for configurado para operar como 100MHz, efetivamente vai ser como se estivesse operando a 200MHz (a banda de memória expande-se como se estivesse operando no dobro da freqüência do barramento), o dobro. Esse tipo de transferência dupla chama-se DDR.
Além disso, o EV6 é um barramento ponto-a-ponto. Isso significa que, se dois processadores estiverem em paralelo em uma placa-mãe com dois soquetes, cada um vai ter seu barramento independente, sem disputas um com outro, o que torna muito mais rara a formação de um gargalo por falta de banda de memória do que em processadores que utilizam o FSB AGTL+, por exemplo.
Mesmo que o AGTL+ estivesse operando a mesma freqüência efetiva do EV6, ainda seria mais lento, visto que o EV6 consegue sustentar de forma mais eficiente as taxas de transferência.
Cache L1 aprimorado
Todos os processadores derivados da arquitetura K7 possuem Cache L1 de 128KB, sendo 64KB de dados e 64KB de instruções (assembler, tradicional) com dupla associatividade. Até os dias atuais, é o maior Cache L1 que uma CPU x86 possui.
Além disso, o Cache L1 é do tipo MOESI. Isso quer dizer que ele não replica seus dados para o Cache L2 (tal como ocorre com os processadores Intel que usam Cache L1 MESI), logo o Cache L1 possui dados diferentes do Cache L2. Isso possibilita que o processador dependa menos da Memória RAM para requisitar seus dados e mesmo tendo pouco Cache L2, ainda conta com um grande e rápido Cache L1.
Todos os processadores derivados da arquitetura K7 possuem Cache L1 de 128KB, sendo 64KB de dados e 64KB de instruções (assembler, tradicional) com dupla associatividade. Até os dias atuais, é o maior Cache L1 que uma CPU x86 possui.
Além disso, o Cache L1 é do tipo MOESI. Isso quer dizer que ele não replica seus dados para o Cache L2 (tal como ocorre com os processadores Intel que usam Cache L1 MESI), logo o Cache L1 possui dados diferentes do Cache L2. Isso possibilita que o processador dependa menos da Memória RAM para requisitar seus dados e mesmo tendo pouco Cache L2, ainda conta com um grande e rápido Cache L1.
FPU aprimorada
Grande parte da FPU dos processadores K7 é herdada no P6, projeto base do Pentium II, III, Pro, II e III Xeon e algumas versões do Celeron, um projeto muitíssimo superior à FPU precária dos processadores K6.
A AMD ainda aprimorou a FPU (unidade de ponto flutuante), acrescentando uma unidade de multiplicação, sendo assim, formando uma FPU com três unidades, contra três dos processadores Intel e uma dos K6. Isso quer dizer que um Athlon, por exemplo, pode efetuar uma operação de multiplicação em um ciclo só, enquanto que um Pentium III demoraria dois ciclos.
Isso faz dos processadores K7 excelente em aplicações como jogos, aplicações 3D e de compressão / descompressão de arquivos.
Athlon de núcleo Thunderbird com Cache L2 on-die. Baseou o Duron Spitfire, esse com 192KB a menos de Cache L2.
Encapsulamento e dissipação de calor
Os processadores K7 ostentam uma quantia considerável de transistores, além de esquentar consideravelmente. A solução para tentar conter isso foi deixar o núcleo exposto, em contato direto com o dissipador. Logo, nada mais de chapinhas metálicas como no K6.
Os processadores K7 ostentam uma quantia considerável de transistores, além de esquentar consideravelmente. A solução para tentar conter isso foi deixar o núcleo exposto, em contato direto com o dissipador. Logo, nada mais de chapinhas metálicas como no K6.
Nos processadores de soquete, o núcleo exposto era um grande engôdo para os instaladores, já que a chance de danificar o núcleo (que é sensível) era muito grande. A AMD, por isso, colocou uma borrachinha redonda (chamam-se PADs) em cada um dos quatro cantos do processador para amortecer o impacto do cooler sobre o núcleo do processaodr. Não resolve completamente, mas é melhor que nada.
Os processadores K7 passaram por consideráveis mudanças desde seu lançamento, além das ramificações da arquitetura, para que atendesse a todos os nichos do mercado. Abaixo, uma relação de todos os processadores para servidores e desktops lançados da arquitetura K7:
AMD Athlon
Argon
- Processo de litografia: 0,25um
- Cache L2: 512KB (Half-Speed)
- FSB: 200MHz
- Encaixe: Slot A (SC-242)
- Variação de modelos: 500MHz ~ 700MHz
- Instruções: MMX, 3DNow!
- Processo de litografia: 0,18um
- Cache L2: 512KB (Half-Speed)
- FSB: 200MHz
- Encaixe: Slot A (SC-242)
- Voltagem: 1,6v ~ 1,8v
- Variação de modelos: 550MHz ~ 800MHz
- Instruções: MMX, 3DNow!
Orion
- Processo de litografia: 0,18um
- Cache L2: 512KB (Half-Speed)
- FSB: 200MHz
- Encaixe: Slot A (SC-242)
- Voltagem: 1,6v ~ 1,8v
- Variação de modelos: 750MHz ~ 1GHz
- Instruções: MMX, 3DNow!
Thunderbird
- Processo de litografia: 0,18um
- Cache L2: 256KB (Full-Speed)
- FSB: 200MHz / 266MHz
- Encaixe: Slot A (SC-242) / Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,7v ~ 1,75v
- Variação de modelos: 600MHz ~ 1,4GHz
- Instruções: MMX, 3DNow!
AMD Duron
Spitfire
- Processo de litografia: 0,18um
- Cache L2: 64KB (Full-Speed)
- FSB: 200MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,5v ~ 1,6v
- Variação de modelos: 600MHz ~ 950MHz
- Instruções: MMX, 3DNow!
Morgan
- Processo de litografia: 0,18um
- Cache L2: 64KB (Full-Speed)
- FSB: 200MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,75v
- Variação de modelos: 900MHz ~ 1,3GHz
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
Applebred
- Processo de litografia: 0,13um
- Cache L2: 64KB (Full-Speed)
- FSB: 266MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,5v
- Variação de modelos: 1,4GHz ~ 1,8GHz
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
AMD Athlon XP
Palomino
- Processo de litografia: 0,18um
- Cache L2: 256KB (Full-Speed)
- FSB: 266MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,75v
- Variação de modelos: 1500+ (1,33GHz) ~ 2100+ (1,73GHz)
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
Thoroughbred
- Processo de litografia: 0,13um
- Cache L2: 256KB (Full-Speed)
- FSB: 266MHz / 333MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,75v
- Variação de modelos: 900MHz ~ 1,3GHz
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
Applebred
- Processo de litografia: 0,13um
- Cache L2: 64KB (Full-Speed)
- FSB: 266MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,5v
- Variação de modelos: 1,4GHz ~ 1,8GHz
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
AMD Athlon XP
Palomino
- Processo de litografia: 0,18um
- Cache L2: 256KB (Full-Speed)
- FSB: 266MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,75v
- Variação de modelos: 1500+ (1,33GHz) ~ 2100+ (1,73GHz)
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
Thoroughbred
- Processo de litografia: 0,13um
- Cache L2: 256KB (Full-Speed)
- FSB: 266MHz / 333MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Variação de modelos: 1600+ (1,4GHz) ~ 2800+ (2,26GHz)
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
Barton
- Processo de litografia: 0,13um
- Cache L2: 512KB (Full-Speed)
- FSB: 333MHz / 400MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,65v
- Variação de modelos: 2500+ (1,83MHz) ~ 3200+ (2,00 / 2,33GHz)
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
AMD Athlon MP
Palomino
- Processo de litografia: 0,18um
- Cache L2: 256KB (Full-Speed)- FSB: 200MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,75v
- Variação de modelos: 900MHz ~ 1,3GHz
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
AMD Sempron
Thoroughbred
- Processo de litografia: 0,13um
- Cache L2: 256KB (Full-Speed)
- FSB: 333MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,6v
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
- Processo de litografia: 0,13um
- Cache L2: 512KB (Full-Speed)
- FSB: 400MHz
- Encaixe: Socket A (PGA462)
- Voltagem: 1,6v ~ 1,65v
- Variação de modelos: 3000+ (2GHz) ~ 3300+ (2,2GHz)
- Instruções: MMX, 3DNow!, 3DNow!-E (SSE)
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