Az Advanced Micro Devices (AMD) több évnyi várakozás, találgatás, és spekuláció után múlt hét kedden végre piacra dobta asztali számítógépekbe szánt Athlon 64 és 64 FX processzorait, amelyekkel a társaság egyértelműen valami újat, egyedit szeretett volna kiadni a rivális Intellel szemben.

A sunnyvale-i (Kalifornia) székhelyű processzorgyártó Advanced Micro Devices helyzete meglehetősen bizonytalanná vált, amikor a társaság K6-os termékcsaládja, beleértve a K6-2 és K6-III processzorokat is, enyhén fogalmazva sem aratott sikert a piacon. Az AMD gyakorlatilag a csőd széléről menekült meg a hetedik generációs Athlon processzorok kiadásával, amelyek később jelentősen fellendítették a társaság eladásait, és a cég számottevő piaci részesedést tudott szerezni az ősi rivális Intel rovására.


K. J. Chou és Sam Rogan, az ázsiai régió marketingigazgatója a bemutatón
Az AMD vezetői azonban hamar belátták, hogy a társaság helyzete hosszútávon csakis abban az esetben stabilizálható a piacot átható, egyre kiélezettebb versenyhelyzetben, ha a cég nem csak azt bizonyítja be, hogy tud hasonlóan jó processzort készíteni, mint az Intel, de valamilyen új megoldással meg is tudja különböztetni saját termékeit a chipóriás processzoraitól, újat is tud nyújtani a piacon.

Az Athlon processzorok által követett alapelképzeléstől radikálisan eltérő, újgenerációs processzor kifejlesztésének szüksége az Intel Pentium 4 processzorának megjelenését követően még egyértelműbbé, és még sürgetőbbé vált. Bár az Athlon processzorok azonos órajel mellett jóval nagyobb teljesítményre voltak képesek, mint az Intel új üdvöskéje, a Pentium 4, ez utóbbi chip rendkívül jó skálázhatóságával villámgyorsan meghódította a 2 GHz fölötti órajeltartományokat, és hosszabb távon egyértelműen ígéretesebb megoldásnak számított a technológiai korlátait már-már súroló K7-es architektúrával szemben.


A két büszkeség
Miközben a Pentium 4-es processzorok egyre magasabb órajelet értek el, az AMD csak nehézkesen tudott olyan módosításokat végezni az Athlon processzormagon, amely lehetővé tette a chipek sebességének további növelését. Ezzel egyidőben az Intel jelentős előnyt szerzett abból a felhasználói nézetből, miszerint a processzor teljesítményét a működési frekvencia, az órajel határozza meg, és amelyik chip órajele magasabb, az egyúttal a gyorsabb is.

Az AMD a felhasználók többségét nem tudta meggyőzni arról, hogy a processzorok többségének esetében az órajel már nem döntő tényező, hiszen egy alacsonyabb órajelű chip is lehet gyorsabb egy nagyobb gyorsítótár (cache) alkalmazásával, vagy amennyiben egy órajel alatt több műveletet tud elvégezni. A fogyasztók sikeres "oktatását" ráadásul nem segítette elő a társaság új, relatív teljesítményt mutató modellszámozási rendszere sem, amely távol áll az egyértelműségtől, és a bevezetése óta eltelt idő alatt még azt sem sikerült az AMD-nek tisztázni a nyilvánosság számára, hogy pontosan melyik processzort veszi az értékelés alapjául.


Mivel az AMD a Ferrari szponzora, így Michael Schumacher is szerepet kapott
Az AMD-féle modellszámozási rendszer másik alapvető problémája, hogy a gyártó tulajdonképpen bármilyen modellszámot felírhat a processzorra, így az esetleges csalás gyanúját ébresztheti a felhasználókban. A relatív teljesítmény alkalmazásának ezen problémája a Cyrix processzorok kapcsán már korábban is kitűnt, így a rendszer iránti bizalom korántsem volt teljes. Az Athlon XP és MP chipek esetében alkalmazott modellszámozás egyes szakértők szerint bizonyos chipeknél ráadásul túlzó volt, amely nem vetett jó fényt az AMD-re. 2000 végén emellett elkezdődött egy folyamat, amely az IT-ipar számos képviselőjét megrendítette, és az AMD-nek sem kedvezett. A PC-piac telítődése, illetve a világgazdasági recesszió olyan nyomást gyakorolt a társaságra, amely újból súlyos anyagi nehézségeket eredményezett. A PC-piac visszaesését a jóval biztosabb anyagi háttérrel rendelkező Intel ráadásul előnyére tudta fordítani riválisa ellen, és óriási árnyomással növelni tudta piaci részesedését az AMD rovására.


A bemutatón az AMD által prezentált teszteredmények
Az Intel anyagi tartalékainak köszönhetően a mintegy három éve tartó válság közepedte is tartani tudta a beruházások korábbi lendületét, így a társaság előnyt tudott szerezni mind a 130 és 90 nm-es csíkszélességű gyártástechnológiák, mind pedig a korábbi 200 mm-est leváltó 300 mm-es szilíciumostya alapanyagok bevezetése terén. Az előbbi megoldások lehetővé tették, illetve teszik a Pentium 4 chipek magasabb órajelre való feltornázását, miközben a társaság előállítási költségei csökkennek. A 300 mm átmérőjű szilícium alapanyagok szintén jelentős költségcsökkentést biztosítanak az egy ostyából előállított chipek számának növekedésével, illetve az alapanyag veszteség csökkentésével.

Az AMD viszont a 130 nm-es gyártástechnológia későbbi bevezetésével még nehezebben tudta növelni az Athlon XP processzorok sebességét, és ezzel egyidejűleg részben azt az árelőnyt is elveszítette, amelyet az Athlon XP chipek Pentium 4-hez viszonyítva kisebb magmérete jelentett.


Két Athlon 64 motoros laptop; MiTAC 8355 és Uniwill 766AA0
Mindezek eredményeként az AMD az elmúlt egy évben némileg lemaradt az Intellel szemben a teljesítmény-versenyben, ráadásul árait sem tudta jelentősen az Intelé alatt tartani, így a társaság folyamatosan piaci részesedést vesztett. Égető szükség volt tehát az újgenerációs processzorra, amely az átdolgozott architektúrának köszönhetően rendkívül jól skálázható, és óriási teljesítménytartalékokkal rendelkezik, viszont kissé elkésett, és meglehetősen drága az előállítása.

Az AMD tehát mindent egy lapra tett, és egy olyan architektúrát fejlesztett ki, amely siker esetén óriási előnyhöz juttathatja a társaságot az Intellel szemben, ugyanakkor kedvezőtlen piaci fogadtatás esetén igen nehéz helyzetbe is hozhatja a céget.

Az AMD a társaság által "AMD64" névre keresztelt platform kifejlesztésekor mindent pontosan úgy csinált, ahogy az Intel nem tette volna. A sunnyvale-i gyártó abból az alapötletből indult ki, amelyet az x86 architektúra az elmúlt közel két évtizedben követett: a visszafelé való kompatibilitás biztosításával úgy kell javítani a processzor, illetve az egész számítógép teljesítményét, hogy azok a korábbi szoftverek, amelyekbe a felhasználók rengeteg pénzt, a fejlesztők pedig komoly erőfeszítést és tőkét fektettek, továbbra is használhatók maradjanak.


Két extrább változat, felül GeForce 5900-al, alul az AlienWare Radeon 9800 Pro-val
Az Intel úgy véli, hogy az asztali rendszerek körében egyelőre nincsen szükség a 64 bites számítógépekre, a nagyteljesítményű munkaállomások és szerverek esetében pedig célszerűbb megszabadulni az x86 architektúra évtizedes hiányosságaitól és problémáitól. A teljesen új platform megalkotásának azonban óriási hátrányai is vannak, főleg a jelenlegi nehéz gazdasági viszonyok között. A szoftverfejlesztők számára rengeteg pénzt, és időt igényel az alkalmazások átírása az új IA-64 architektúrára, ezt pedig az anyagi nehézségekkel küzdő, csökkentett IT költségvetésből gazdálkodó, és egyébként is meglehetősen konzervatív üzleti szegmens nem kívánja megfizetni. Az Itanium processzorok kiadása ráadásul meglehetősen döcögősre sikeredett, az új rendszerek elterjedését pedig nem segítette a chipek kezdetben rendkívül magas ára sem. Az AMD vezetői és fejlesztői bíztak abban, hogy a 32 bites x86 architektúra meglévő hiányosságai ellenére alkalmas arra, hogy egy új, 64 bites platform alapjául szolgáljon. Az AMD64 platform által követett elv azonban egyfajta biztosíték is a chipgyártó számára, mivel társaságnak az új x86-64 utasításkészlet alkalmazásához nem kellett elszakadnia a 32 bites x86 környezettől, így az AMD64 bukása esetén a társaságnak marad egy biztos támpontja. Példaként szolgálhat a 3DNow! utasítéskészlet-bővítés, amely ugyan nem aratott sikert, de annak ellenére hogy a programok többségében nem optimalizáltak rá, a cég veszteni sem vesztett rajta semmit.

Az AMD tehát úgy fogott egy új, innovatív platform megalkotásába, hogy eközben biztosította az esetleges "visszavonulás" lehetőségét is. A társaság első ízben vállalta föl, hogy radikálisan eltér az Intel által megjelölt iránytól, és új utakat keres. Ez a folyamat valójában azonban már akkor elkezdődött, amikor a processzorgyáró az Athlon chipek kiadásával áttért az Alpha EV6 alapokra építkező rendszerbuszra, illetve a Slot-A foglalatra.


Uniwill-Arima, Shuttle és Biostar gépek, mind 64 bites Athlonnal szerelve
A Hammer processzormagra épülő AMD64 processzorok, vagyis az Opteron, és a napokban kiadott Athlon 64 és 64 FX chipek úgy nyújtják a felhasználók számára a 64 bites rendszerek előnyeit, hogy maximálisan követik az x86 alapú PC-k óriási sikerében jelentős szerepet játszó szemléletet, amely a fokozatos fejlesztés lehetőségét, és a visszafelé való kompatibilitás biztosítását takarja.

Az új Athlon 64 processzorok, illetve a már korábban kiadott Opteron munkaállomás/szerver chipek nagymértékű hasonlóságot mutatnak a korábbi Athlon processzorokkal, és valójában azokra is épülnek. Az AMD a Hammer (Opteron, Athlon 64) processzorok kifejlesztésekor tulajdonképpen az Athlon chipeket vértezte fel 64 bites funkciókkal és jobb elágazás előrejelzéssel, valamint többek között integrálta a DRAM memóriavezérlőt, amely korábban a chipkészletek Northbridge moduljában kapott helyet, és lecserélte a K7-es Athlonokban alkalmazott rendszerbuszt. A korábbi párhuzamos rendszerbuszt a soros kommunikációra épülő HyperTransport váltotta fel, amely óriási teljesítménytartalékokkal rendelkezik, és rendkívül rugalmas. A munkaállomásokba és szerverekbe szánt Opteron chipek három HyperTransport csatornát tartalmaznak, az Athlon 64 modellek pedig egyet.



A DRAM memóriavezérlő processzorba való integrálásával az AMD drasztikusan csökkenteni tudta a memóriaelérés késleltetését, amely jótékony hatással van a teljesítményre. Ezzel egyidőben azonban az új DRAM memória technológiák alkalmazásának lehetősége a processzortól vált függővé, amely sokkalta rugalmatlanabb megoldás, mintha egy-egy új chipkészlettel biztosítani lehetne az új memóriaszabványok használatát. Érdemes megemlíteni a két új Athlon 64 változat, az Athlon 64 3200+, illetve az Athlon 64 FX-51 közötti eltérést is. Az Athlon 64 Model 3200+ az a processzor, amelyet az AMD eredetileg elképzelt az első 64 bites asztali rendszerekhez. A 2 GHz-es valós órajelen működő chip egy új, Socket 754 elnevezésű foglalatba illeszkedik, és 64 bit széles, egycsatornás DDR-SDRAM memóriavezérlőt tartalmaz. A gyártó eredetileg DDR333 vezérlővel tervezte kiadni a chipet, de a közel egy éves késés megkövetelte a DDR400 támogatásának implementálását az átlagfelhasználó számára kínált processzorba.


Balra a 940 tűs Athlon 64 FX, jobbra a 754 tűs Athlon 64
A csúcskategóriás, többnyire hardcore játékosoknak és maximális teljesítményt igénylő felhasználóknak szánt Athlon 64 FX-51 az Opteronból már jólismert Socket-940 foglalatot használja. Az FX-51 esetében 2,2 GHz-es órajelen működő chip 128 bites, kétcsatornás DDR400-SDRAM memóriavezérlőt kapott, amely azonban megköveteli a pufferelt (regisztrált) SDRAM modulok alkalmazását. A chip jövőbeli, 90 nm-es csíkszélességgel készülő változata 939 kivezetést fog tartalmazni, és használható lesz a jóval elterjedtebb, hagyományos DDR-SDRAM modulokkal. Az új FX változat eltérő foglalata miatt azonban jelenleg erősen meggondolandó lehet ilyen rendszer vásárlása.

A kissé furcsa helyzetet minden jel szerint az idézte elő, hogy az Athlon 64 közel egy éves késése alatt az Intel általánosan elterjesztette a kétcsatornás DDR400 memóriavezérlőt, 1 MB-ra növelte az L2 (másodszintű) cache méretét, és bevezette a 800 MHz-es rendszerbuszt, drasztikusan növelve ezzel a teljesítményt. Az AMD az idő szorításában DDR400 támogatással látta el az egyprocesszoros Opteron 14x modellt, és 2,2 GHz-re növelte a chip órajelét. A három HyperTransport vonal az FX-51 esetében megmaradt, így a többprocesszoros működés lehetősége is, bár a chip hivalatosan csak egyetlen HyperTransport csatornát tartalmaz.



A regisztrált SDRAM modulok igényét viszont nem sikerült a társaságnak kiküszöbölni, ezért a chipgyártó a későbbiekben, új foglalat bevezetésével tér át az egyetlen HyperTransport csatornás, hagyományos SDRAM modulokkal is működő 64 FX változatokra. Az Athlon 64 FX-51 memória sávszélessége 6,4 GB/s. Mindkét Athlon 64 változat 128 kB elsőszintű (L1), és 1 MB másodszintű (L2) cache memóriát tartalmaz, amelyek együtt a teljes magterület több mint 50 százalékát foglalják el.

Az Athlon 64 FX-51-ben (és az Athlon 64 Model 3200+-ban) található mintegy 105,9 millió tranzisztor összesen 193 négyzetmilliméter helyet foglal el az AMD által jelenleg alkalmazott 130 nm-es csíkszélességű gyártási eljárás mellett. Ez a Barton alapú Athlon XP 101 négyzetmilliméteres méretének közel duplája, de a 237 négyzetmilliméteres Pentium 4 Extreme Edition chipnél sem sokkal kisebb. A szoftverek oldaláról közelítve az Athlon 64 chipeket, az AMD az x86 mag fölé épített egy 64 bites architektúrát. Mindez azt jelenti, hogy továbbra is használható a teljes, MMX, SSE2, és 3DNow!+ bővítéseket is tartalmazó 32 bites x86 utasításkészlet, beleértve természetesen az összes általános célú regisztert, valamint az x87 lebegőpontos regisztereket is. Mivel az AMD szerint ezen utóbbi x87 alapú lebegőpontos számítások már idejétmúltak, a 64 bites üzemmódban mindenképp az SSE2-t kell használniuk a fejlesztőknek. Az SSE2 128 bites regisztereiből azonban kétszer annyi áll rendelkezésre, mint az Intel megoldásaiban.


FMV DESKPOWER Athlon 64-gyel
64 bites üzemmódban az összes általános célú regiszter 64 bitessé válik. Precízebben fogalmazva 32 bites módban a regiszterek felső négy bájtja kihasználatlanul marad csakúgy, mint a Hammer processzorok összes extra regisztere. 64 bites üzemmódban kétszer annyi regiszter áll rendelkezésre, mint 32 bites módban.

A jelenlegi Hammer változatok 48 bites virtuális, valamint 40 bites hardver szintű címzést támogatnak, amely 137 GB RAM alkalmazását teszi lehetővé a számítógépekben. Fennáll azonban a lehetősége a teljes 64 bitre való kibővítésnek, amennyiben a jövőben erre szükség lesz. Viszonyításképp az Itanium 50 bites hardver-, illetőleg 64 bites virtuális memóriacímzést használ.

Az Athlon 64 chipek megjelenésének napján a szoftveróriás Microsoft is kiadta a Windows XP for 64-Bit Extended Machines operációs rendszer bétaváltozatát. A végleges verzió megjelenése jelenleg 2004 első felére várható. A legtöbb felhasználó számára addig maradnak a jelenlegi, 32 bites Windows változatok. Mivel azonban a Hammer chipek natív 32 bites x86 támogatást nyújtanak, a teljesítménnyel ez esetben sem lehet majd probléma.


Screenshot a 64 bites Windows XP bétaváltozatáról
A 64 bites Windows XP változat természetesen alkalmas lesz a jelenlegi 32 bites alkalmazások futtatására, bár az új operációs rendszer teljesítménye ezen a területen várhatóan némileg elmarad majd a 32 bites változattól. A 64 bites XP verzióhoz ráadásul az összes illesztőprogramot le kell cserélni.

64 bites Microsoft Windows már biztosan lesz a Hammer chipekhez, az viszont továbbra is kérdéses, hogy a többi szoftverfejlesztő támogatni fogja-e az AMD64 platformot, mivel az AMD új processzoraiban rejlő képességek igazából csak 64 bites operációs rendszer alatt, 64 bites szoftverrel használhatók ki.



A Microsoft elképzelése a 64 bitre váltásról és a Windows XP termékfelosztása
Ami a jövőt illeti, az AMD a jövő év első felében várhatóan kiadja az Athlon 64 FX 639 kivezetésű változatát, amely hagyományos DDR400-SDRAM memóriákkal is használható lesz, viszont a módosított tokozás miatt új alaplapot fog igényelni. Szintén a jövő évre várhatóak az Athlon 64 alacsony, és ultralacsony fogyasztású notebook változatai, a többmagos Athlon 64 és Opteron chipek kiadására pedig előreláthatólag a 65 nm-es csíkszélesség bevezetésével egyidőben kerülhet sor.

A napokban megjelent Athlon 64 Model 3200+ és FX-51 chipek nagykereskedelmi ára 417, illetőleg 733 dollár.