AMD Athlon e le nuove cpu Intel

Veniamo ora all'analisi delle caratteristiche tecniche della cpu Athlon; gli aspetti qui trattati non sono volutamente sviluppati in profondità, in quanto si andrebbero a utilizzare terminologie e aspetti tecnici noti solo a coloro che conoscono in profondità il funzionamento di un microprocessore; per chi volesse approfondire ulteriormente le caratteristiche tecniche della cpu Athlon è disponibile numerosa documentazione on line, tra la quale segnalo:

• JC-news: analisi dettagliata delle caratteristiche della cpu Athlon; ne vengono trattati in modo dettagliato tutti gli aspetti.
• Ars Technica: sono disponibili due articli introduttivi sulla cpu Athlon (il primo a questo indirizzo, mentre a quest'altro il secondo).
• Sandpile: questo sito tratta in modo estremamente dettagliato le caratteristiche tecniche di tutte le cpu x86; è possibile trovare numerosa documentazione sia sull'Athlon che sulle cpu P6.
• Aceshardware: anche qui sono disponibili due articoli introduttivi sull'Athlon; il primo analizza Slot A, memoria e Ram; il secondo, invece, sviluppa alcuni delle tipiche domande rivolte sull'Athlon.

Altra documentazione è disponibile sul sito AMD, a questo indirizzo; segnalo in particolare due file pdf, il primo con la presentazione dell'Athlon al WinHEC, il secondo la presentazione al Microprocessor Forum.

Unità di calcolo in virgola mobile

L'unità di calcolo in virgola mobile dell'Athlon è di tipo full pipelined e tale da poter eseguire un masimo di tre operazioni in virgola mobile per ciclo di clock. L'FPU è composta da tre differenti unità:

fonte: Ars Technica

L'unità di calcolo in virgola mobile delle cpu Intel Pentium III e Celeron è divisa in due unità, FADD e FMUL; la prima esegue somme in virgola mobile ed è completamente pipelined, mentre la seconda esegue operazioni in floating point più complesse, come moltiplicazioni e divisioni, ma non è completamente pipelined. E' evidente come la presenza di tre unità completamente pipelined, contro le due delle quali solo una full pipelined delle cpu Intel, permetta di ottenere prestazioni sensibilmente superiori con applicazioni floating point intensive; a titolo di esempio, ecco alcuni bench ottenuti eseguendo il rendering di una scena con 3D Studio Max 2:

Passando dal Pentium III 550 Mhz all'Athlon 600 Mhz si ha una riduzione dei tempi di rendering del 37%, contro un incremento della frequenza di clock di poco più del 9%; confrontando il Pentium III a 645 Mhz di clock con l'Athlon 600 Mhz il guadagno prestazionale del secondo è di poco superiore al 26%, contro una frequenza di clock in questo caso inferiore del 7.5%

Bus EV6

Una delle caratteristiche della cpu Athlon della quale più si è discusso è l'impiego del bus EV6, lo stesso utilizzato dalle cpu Alpha; questa scelta ha una finalità ben precisa, quella cioè di dotare l'Athlon di un bus di comunicazione capace di sfruttare al meglio la presenza di due o più processori.
Confrontando il Bus EV6 con quello GTL+ utilizzato dalle cpu Intel Pentium III e Celeron si evidenzia immediatamente come il primo sia del tipo point to point, mentre il secondo no; questo implica che con il bus EV6 ogni processore abbia una banda dedicata che lo collega al system logic, mentre con la soluzione GTL+ la banda è unica e deve essere divisa tra i processori. Questo spiega il perché soluzioni con più di due processori basate su bus GTL+ siano molto difficili da trovare, salvo impieghi specifici: al crescere del numero dei processori diminuisce la bandwidth a disposizione di ognuno, cosa che non accade con il bus EV6. Il massimo numero di processori supportati contemporaneamente dal bus EV6 è pari a 14 ma difficilmente, sia per i costi eccessivi sia per l'incremento di prestazioni non proporzionale, vedremo soluzioni con più di 8 processori, per giunta queste ultime destinate ad impieghi molto specifici.

Il bus di comunicazione tra processore e chipset opera a 200 Mhz, contro gli attuali 100 Mhz del bus GTL+ (passeranno a 133 Mhz con l'introduzione del chipset Intel i820); la frequenza di bus, pertanto la memoria di sistema, è attualmente a 100 Mhz, ma verrà portata in seguito a 133 Mhz e più in avanti sino a 200 Mhz con le successive evoluzioni del processore Athlon.