AMD64 - les détails

A la suite des Athlon XP, AMD a sorti ses nouveaux Athlon 64. Possédant une architecture K8, ils sont aussi connus sous le nom de AMD64, premiers processeurs Athlon à être en 64 bits. 

Prévus pour le premier semestre 2002, ils ont été repoussés au 22 avril 2002, jour de sortie des Athlon 64 et Opteron. Après une concurrence beaucoup plus rude avec les Pentium 4 d’Intel, AMD décide de sortir ces Athlon 64.

L’AMD 64 n’est en fait, qu’une évolution du K7 (Athlon et Athlon XP) qui reprend la quasi intégralité de l’architecture (3 ALU et 3 FPU) qui apporte la puissance de ces processeurs. Malgré la reprise de la même base, AMD a su apporté son lot de nouveautés, des pipelines plus long (12 étages face à 10 pour les K7 et 20 chez Intel pour le Northwood, cela permet d’augmenter l’efficacité par étage), un controleur mémoire intégré au processeur, les nouveaux jeux d’instructions SSE2 (SSE3 venant sur les dernieres révisions) et surtout, l’apport des extensions 64 bits du x86.

L’importante innovation au niveau de ces processeurs vient du fait qu’ils possèdent un nouveau procédé de fabrication : le SOI (Silicon On Insulator, 0.13µ pour les révisions C et G, 0.09* pour les révisions E et F et 0.065µ pour les révisions G), le but étant de diminuer le nombre de transistors tout en rendant le processeur plus efficace. Résultat ? Une chaleur maitrisée, une puissance accrue et une stabilité encore plus importante.

Ce type de système permet bien évidement de réduire les temps de latence qui existe sur les autres processeurs communicant via un northbridge. 2 types de contrôleurs sont crées : un contrôleur simple canal présent sur les processeurs sur socket 754 (Turion 64, Sempron, Athlon 64) et un contrôleur double canal sur socket S1/939/940 (Turion 64 X2, Athlon 64, Athlon 64 X2, Athlon 64 et Opteron), le socket 940 obligeant un contrôleur mémoire de type ECC (correction d’erreurs) donc plus onéreux qu’un socket 754 ou encore 939. Les Opteron ont ensuite été déclinés sur socket 939 pour le grand public.

L’AMD 64 intègre aussi un autre contrôleur, l’Hyper Transport. Totalement nouveau sur ce type de processeur, il permet d’offrir une bande passante de 3.2Go/sdans un sens sur les socket 754 (800MHz) et jusqu'à 6.4Go/s sur les autres sockets (939/940/S1, 1GHz). Si les Athlon 64 se contente d’un seul lien Hyper Transport, les Opteron en possédent 3 et les Athlon 64 double canal en possède 2. Sur les Opteron, cela permet de communiquer avec les autres processeurs (séries 200 & 800). Quant à la mémoire cache de ces processeurs, elle est de 128Ko pour la L1 (64Ko data cache & 64Ko instructions cache) et est de 128Ko/256Ko pour les Sempron, 512Ko/1024Ko sur les Athlon 64 et Opteron mono-core et de 2x512Ko/2x1024Ko sur les Athlon 64 X2 et Opteron dual-core.

Tous ces processeurs supportent bien sur les jeux d’instructions MMX, SSE, SSE2 et SSE3 (révisions E3/E4/E6) et 3Dnow! introduit par Intel sur ces Pentium 4. De plus en plus utilisés, ces jeux d’instructions permettent de montrer l’efficacité des processeurs AMD 64.

Qu’est ce que le 64 bits ?

Il s’agit tout simplement d’une architecture contenant des registres(zone mémoire qui font office de mémoire vive pour les données en cours de traitement) capables d’enregistrer des données sur une bus de 64 bits.

Ici, le x86-64 d’AMD, portant le nom AMD64 ISA, est assez poussé car tous les traitements de données se font en 64 bits, que ce soit pour des entiers, des nombres à virgules flottante ou encore les adresses qui étaient encore traitées sur les Pentium 4 à cœur Northwood et même les premiers Prescott. L’architecture K8 d’AMD en mode x86 adopte désormais 8 registres x87 80 bits, 8 registres généraux en 32 bits et 8 registres de types SSE/SSE2 en 128 bits alors qu’en mode x86-64, les registres généraux passent directement en 64 bits et coté SSE/SSE2, on passe à 16 registres de 128 bits. Cette technologie 64 bits permet désormais d’outrepasser la limite de 4Go d’adressage en 32 bits pour passer a 256To d’adressage. (limité tout de même à 48 bits du codage de la mémoire virtuelle). L’avantage du 64 bits d’AMD réside aussi dans les calculs de nombres entiers : le fait de coder un nombre entier sur 64 bits permet au processeur de traiter la donnée plus rapidement sans avoir a doubler le nombre de cycle d’horloge donc le temps, sous réserve d’utiliser un système d’exploitation entièrement 64 bits. Le gain étant relativement faible sur la plupart des machines étant donné que Windows XP Home Edition et Professional (l’OS le plus courant sur des ordinateurs), Microsoft a développé une version de Windows XP en 64 bits. Linux ayant aussi sorti des distributions 64 bits natives.

Les AMD 64 sont des processeurs ayant un bon potentiel, tant niveau performance face à Intel qu’au niveau évolution. AMD a sorti par la suite les Athlon 64 sur socket 939 pour pouvoir gérer la mémoire sur 2 canaux parallèles, ensuite dual core (Athlon 64 X2) et enfin sur socket AM2 pour pouvoir gérer la DDR-2 avec de nouveaux controleurs mémoires (révision F2). Les Athlon 64 FX ont été démocratisés par la suite sur socket 939 à cause du coup élevé de la mémoire DDR de type ECC. AMD a fait de même pour les Opteron série 100, dans le but unique de satisfaire autant les PME que les particuliers fortunés.

Avec ces processeurs, AMD est revenu dans la course face aux Pentium 4 d’Intel tout en remaniant l’architecture K7, vieille depuis 1999 et en lui apportant un lot de nouveauté non négligeable. Maintenant, le Core 2 Duo faisant rage dans les machines des joueurs, AMD se doit de sortir des processeurs plus évolués. Le K8L est dans les cartons et se prépare à sortir …

Les spécifications des processeurs AMD64 viendront par la suite.