Athlon
Athlon é o nome de uma série de processadores da plataforma x86 criados pela Advanced Micro Devices (AMD). O processador Athlon original (ou clássico) foi o primeiro processador x86 de sétima geração. A AMD continuou utilizando o nome Athlon nos processadores Athlon 64, processadores de oitava geração(K8) que possuem a tecnologia AMD64, nos processadores de nona geração(K9) - dual core, Athlon X2, e usará em seus produtos de entrada de linha na décima geração(K10).
O Athlon foi lançado no dia
23 de Junho de
1999. O nome "Athlon" foi escolhido pela AMD como um encurtamento para "
decathlon". O núcleo original do Athlon, codinome "K7" (em homenagem ao seu predecessor, o
K6), foi disponibilizado nas frequência de 500 até 700
MHz em seu lançamento e foi vendido mais tarde em frequências de até 1000 MHz (K75). O processador é compatível com as instruções padrão de mercado x86 e conectado à
placa-mãeatravés de um conector denominado (
Slot A) similar mecanicamente (porém não compatível) com o
Slot 1 do
Pentium II.
Internamente, o Athlon é um processador x86 de sétima geração, o primeiro do gênero. A CPU foi desenvolvida por uma combinação de engenheiros da AMD e engenheiros recém-contratados da ex-
DEC, e o resultado foi uma junção de tecnologias das antigas CPUs da AMD e o
DEC Alpha 21264. Assim como o
AMD K5 e o
K6, o Athlon é um micro-processador
RISC que decodifica instruções x86 em suas próprias instruções em tempo de execução. A CPU utilizou novamente o design de execução fora-de-ordem ("out-of-order"), assim como as demais CPUs AMD após o 486. O Athlon utiliza a arquitetura de
barramento DEC Alpha EV7 com tecnologia "
double data rate". Apesar de seu clock externo ser de 100 MHz inicialmente, a característica do barramento permitiu uma taxa de transferência significativamente maior que o barramento Intel GTL+ usados pelo
Pentium III e seus derivados.
O Duron era compatível na pinagem com o Athlon e em todos os outros recursos computacionais deste, utilizando-se na maioria dos casos, as mesmas placas-mãe. O Duron original foi limitado a operar com o barramento de 200 MHz enquanto os Athlons a partir de 1000 MHz rodavam com o
FSB de 266 MHz. Os últimos processadores suportaram o barramento de 266 MHz, quando no Athlon XP rodavam com 333 e 400 MHz. O primeiro núcleo
Spitfire foi fabricado entre 2000 e 2001 com clocks de 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 MHz e foi baseado no núcleo do Athlon
Thunderbird de 180 nm. A segunda geração de codinome
Morgan vinha com uma linha de 1000, 1100, 1200 e 1300 MHz e era baseado no núcleo do Athlon XP
Palomino de 0,18 mícrons. Foram incluídos novos recursos como o suporte total às instruções
SSE da Intel,
TLBs ampliados, pré-busca de dados por hardware e um
diodo térmico integrado. Como o
Palomino, os Durons
Morgantiveram sua taxa de dissipação de
calor reduzida, mesmo com o aumento da voltagem. A última geração chamada de
Applebred às vezes chamada de
Appalbred foi baseado no Duron
Appaloosa que foi baseado no núcleo de 0,13 mícrons do Athlon XP
Thoroughbred. O
Appaloosa nunca foi anunciado oficialmente.
A grande diferença entre um Duron e o Athlon foi a redução do cache nível 2 (L2) para 64
KiB, em contraste aos 256 e 512 KiB. Esse foi uma quantidade de L2 relativamente minúscula, menor que os 128 KiB oferecidos no Intel
Celeron. Entretanto, a arquitetura
K7 desfruta de uma das maiores quantias de cache nível 1 (L1), com 128 KiB (divididos 64+64 KiB) e com a chegada dos Athlon/Duron em soquete, a AMD comutou um projeto exclusivo de cache não incluindo o espelhamento de dados entre os caches L1 e L2 como o fez nos Athlon de slot (
K7 e
K75), uma crítica a apontar numa situação de pouco cache. O projeto exclusivo favorece mais o cache nível 1 como um recurso de caching preliminar enquanto o L2 guarda os blocos de dados para serem escritos de volta na memória principal (LRU). O cache L2 age essencialmente como uma extensão da L1. Por causa da falta de duplicação entre as caches podemos dizer que o Duron possui 192 KiB de cache incluídos, visto que um Athlon de Slot com 512 KiB de cache L2 teria somente na prática um total de 512 KiB (640-128). O Celeron está no mesmo barco, com o total de seu cache de 128 KiB (160-32).
Consequentemente a arquitetura pós-K7-Slot-1 era menos sensível ao tamanho da cache L2. Essa redução em cima do L2 permitiu também que a AMD fizesse seu cache L2 com o tempo de latência maior e diminuir a largura da banda sem ter perdas significativas na performance, reduziu sua complexidade e permitiu rendimentos maiores na fabricação. Os Durons
Spitfire eram apenas 10% lentos em relação ao Athlon
Thunderbird. Segundo o pesquisador Clécio da Silva Ferreira (
UFJF), expressivas melhorias em desempenho seriam alcançadas caso o tamanho da cache L2 fosse reduzido à metade, pois segundo seus cálculos, a largura de banda efetiva poderia alcançar valores até 5 vezes maiores devido a menor dissipação de calor sobre os diodos da porta serial.
O Duron era o processador favorito dos montadores de microcomputadores que procuravam desempenho com baixo
custo(
custo-benefício). Talvez o mais notavelmente, em 2003, o Duron
Applebred estava disponível com frequências de 1,4, 1,6 e 1,8 GHz em um barramento padrão de 266 MHz. Grupos de entusiastas descobriram que esses Durons são núcleos desabilitados do
Thoroughbred A/B com o cache desabilitado (ou às vezes defeituoso). Com alguma pesquisa e testes foi constatado que os
Applebred podem ser mudados para
Thoroughbred com 256 KiB de cache totais com a frequência de cache elevada como o do núcleo
Thoroughbred B. Isto é somente possível com os processadores fabricados nas quatro primeiras semanas. Logo a AMD mudou o método de configuração do processador que o deixou impossibilitado de mudanças.
