مفاهيم كليدي در پردازندهها
http://rayanekhabar.com/Files/Articl.../1001254_b.jpg
اشاره :
در چند سال اخير پيشرفت تكنولوژي در زمينههاي مختلف صنعت بسيار چشمگير بوده، بطوريكه هر ساله شاهد تغييرات عمده در محصولات مصرفي خود هستيم. كامپيوترها و متعلقات آنها نيز در اين چند سال تغييرات عمدهي داشتهاند. يكي از قطعاتي كه در كامپيوترها تغييرات عمده داشته، پردازنده است.
مقدمه
پردازندهها در طي اين چند سال همواره براي رسيدن به كارايي بالاتر، از تكنولوژيهاي مختلفي استفاده كردهاند كه هر يك از اين تكنولوژيها با نامهاي مختلفي شناخته شدهاند.
ما در اين مقاله قصد داريم به معرفي اكثر تكنولوژيهاي بكار گرفته شده در پردازنده هاي دو شركت Intel و AMD بپردازيم.
اصطلاحات مشترک
اما قبل از شروع اجازه دهيد تا شما را با چند اصطلاح اساسي در مورد تمامي پردازندهها آشنا كنيم:
فرآيند ساخت (Process)
فرآيند ساخت و يا تكنولوژي ساخت پردازنده به نحوه توليد پردازنده اشاره ميكند. عموماً فرآيند ساخت بيان كننده اندازه ترانزيستورهاي بكار گرفته شده در هسته پردازنده است. به عنوان مثال يك پردازنده با فرآيند ساخت 90 نانومتر داراي ترانزيستورهاي با اندازه 90 نانومتر ميباشد. در اين چند سال اخير شركت اينتل پردازندههاي با فرآيندهاي ساخت 180، 130، 90، 65 و 45 نانومتر توليد كرده است.
شرکتهاي سازنده در حال کم کردن مقدار فرآيند سخت هستند تا بتوانند با کوچکتر کردن اندازه ترانزيستورها، از ترانزيستورهاي بيشتري در يک پردازنده استفاده کنند .
هسته پردازنده (Core)
پردازندهها توسط واحدي به نام هسته (Core) قادرند عمليات پردازش را انجام دهند. هستههاي پردازندههاي براي پردازش اطلاعات به واحدهاي مختلفي نياز دارند. پردازندههاي رايج در بازار اكنون داراي دو و يا 4 هسته هستند. افزايش تعداد هستهها لزوماً به معناي افزايش كارايي پردازندهها نيست.
حافظه نهان (Cache)
هسته پردازندهها براي کاهش زمان دسترسي به حافظه اصلي از نوعي حافظه بسيار سريع بنام كش استفاده ميكند.
پردازنده براي اجراي برنامهها نياز دارد به حافظه اصلي ( RAM ) دسترسي داشته باشد. حافظه RAM به دليل ماهيتي که دارد نسبت به پردازنده از سرعت کمتري برخوردار است.در پردازنده سيستم هوشمندي طراحي شده است که دستورالعملها و ديتاهايي که پردازنده با آنها بسيار کار دارد را در حافظه نهان ذخيره ميشوند. در اينصورت پردازنده به جاي مراجعه به حافظه اصلي به حافظه نهان ( که نسبت به حافظه اصلي چندين برابر سريعتر است ) مراجعه ميکند.
پردازندههاي كه در حال حاضر توليد ميشوند داراي 1، 2، 4، 6، 8 و 12 مگابايت كش سطح 2 هستند. البته لازم به ذكر است كه تعداد اندكي پردازنده با كش سطح 3 نيز توليد شده است.
دستورالعمل (Instruction)
هر پردازنده براي آنكه بتواند برخي از وظايفش را سريعتر و آسانتر انجام دهد نياز به دستورالعمل دارد. سازندگان پردازندهها و خصوصاً اينتل در طي چند سال اخير مجموعهمختلفي از دستورالعملها را براي پردازندههايشان معرفي كردهاند. اين دستورالعملها علاوه بر اينكه موجب بهبود كارايي پردازندهها ميشوند به برنامه نويسان و توسعهدهندگان بازيها، برنامههاي كاربردي و غيره نيز كمك ميكند تا برنامهها و نرمافزارهاي خود را آسانتر فراهم كنند.
مجموعه دستورالعملهاي SIMD
اين مجموعه دستورالعمل را شركت اينتل فراهم نمود و سپس شركت AMD نيز در پردازندههايش از آنها استفاده كرد. SIMD مخفف عبارت Single Instruction Multiple Data است كه اشاره به اين موضوع دارد كه چندين دستورالعمل و اطلاعات مختلف درون يك دستورالعمل قرار گرفتهاند. به عبارت سادهتر پردازنده با استفاده از اين دستورالعملها براي انجام يك وظيفه خاص نياز به اجراي چندين دستورالعمل و اطلاعات مختلف ندارد و با اجراي يك دستور العمل ميتواند عمليات مربوطه را انجام دهد.
(SSE (Streaming SIMD Extensions
بطور كلي با پيشرفت پردازندهها، مجموعه دستور العملهاي SIMD نيز گسترش پيدا كرد و بسطهاي جديدي (دستورالعملهاي جديدتري) به آن اضافه شد. اين بسطها با عنوان SSE شناخته ميشوند.
مجموعه دستورالعملهاي SSE ميتوانند كارايي را بوسيله اجراي سريعتر محدوده وسيعي از برنامههاي كاربردي شامل ويديويي، صوتي، تصويري، پردازش عكس، رمزگذاري و رمزگشايي، مهندسي و برنامههاي كاربردي مبتني بر علوم مختلف افزايش دهند. پردازندههاي پنتيوم 4 مبتني بر معماري NetBurst در مقايسه با پردازندههاي پنتيوم 3 شامل 144 دستورالعمل SSE جديد شدند كه با عنوان SSE2 شناخته ميشوند.
اينتل در پردازندههاي پنتيوم 4 مبتني بر هسته Prescott از مجموعه دستورالعملهاي SSE3 و پردازندههاي مبتني بر معماري Core از مجموعه دستورالعملهاي SSE4 استفاده كرده است. پردازندههاي Athlon64 X2 مبتني بر سوكت AM2 و 939 ، از دستورالعملهاي SSE3 استفاده ميكنند.
شركتهاي سازنده پردازنده
در حال حاضر شركتهاي اينتل وAMD دو توليد كننده اصلي پردازنده براي كامپيوترهاي خانگي و سرورها هستند و شركتهاي ديگري نظير VIA، IBM و ... سهم اندكي از بازار پردازندهها را به خود اختصاص دادهاند. در اين مقاله ما تنها به بررسي تكنولوژيهاي بكار گرفته شده در پردازندههاي اينتل وAMD ميپردازيم.
پردازندههاي اينتل در طي چند سال اخير براي رسيدن به كارايي بالاتر همواره از تكنولوژيهاي مختلفي استفاده كردهاند. برخي از اين تكنولوژيها موجب افزايش اندك كارايي و برخي ديگر افزايش چشمگيري را به همراه داشته است. در ادامه ابتدا به معرفي انواع پردازندههاي اينتل و سپس به معرفي بعضي از اين تكنولوژيها بکار رفته در اين پرازندهها ميپردازيم.
انواع تکنولوژيهاي
ارائه شده توسط Intel
Intel® NetBurst® micro-architecture
معماري پردازندههاي Pentium 3 موجب شده بود تا شركت اينتل ديگر قادر به افزايش كارايي پردازندههايش نباشد. بنابراين اين شركت تصميم گرفت تا معماري جديدي را براي پردازندههايش معرفي كند. ريز معماري Intel NetBurst در حقيقت معماري است كه در پردازندههاي پنتيوم 4 شركت اينتل بكار گرفته شده است. اين ريز معماري اجازه داد تا پردازندههاي شركت اينتل داراي تکنولوژيهاي Hyper Pipelined ، Rapid Execution Engine، Execution Trace Cache و چند خصوصيت ديگر نظير پشتيباني از مجموعه دستورالعملهاي SSE2 شوند.
Intel® Core micro-architecture
اينتل در حدود دو سال پردازندههاي متعددي مبتني بر معماري NetBurst معرفي كرد. اما اين معماري موجب شده بود تا اينتل يكبار ديگر قادر به افزايش فركانس پردازندههايش نباشد بطوريكه پردازندههاي با فركانس بالاي اين شركت، مصرف توان بالايي داشتند و حرارت زيادي نيز توليد ميكردند (خصوصاً در پردازندههاي دو هستهاي Pentium D). علاوه بر اين، پردازندههايي كه شركت اينتل براي سيستمهاي موبايل معرفي كرده بود از همين معماري NetBrust استفاده ميكردند و مصرف توان بالا و همچنين حرارت توليدي بسيار بالاي اين پردازندهها تبديل به يك معضل بزرگ براي اينتل در سيستمهاي موبايل شده بود. از طرفي ديگر پردازندههاي شركت رقيب يعني AMD با مصرف توان و حرارت توليدي كمتر كارايي بالاتري را نسبت به پردازندههاي پنتيوم شركت اينتل ارايه ميكردند. بنابراين شركت اينتل هيچ راه حلي به جز تغيير در ريز معماري پردازندههايش نداشت. اينتل در يك تحول اساسي ريز معماري Core را براي پردازندههاي موبايل و ريز معماري Core 2 را براي پردازندههاي سيستمهاي خانگي و سرورها معرفي كرد.
معماري Core خصوصيات جديدي مانند كش يكپارچه، دستورالعملهاي جديد، توان مصرفي کم و غيره را به پردازندههاي شركت اينتل افزود.
Intel Hyper-Threading
در حدود سه سال پيش شركت اينتل براي آنكه بتواند كارايي پردازندههاي پنتيوم 4 خود را افزايش دهد تكنولوژي Hyper Threading را معرفي كرد. اين تكنولوژي پردازندههاي اينتل را از نظر منطقي به دو پردازنده مجزا تقسيم مي كرد بنابراين سيستم عامل پردازندههاي تك هستهايي شركت اينتل با تكنولوژي HT را بصورت دو پردازنده مجزا شناسايي و بار پردازشي سيستم را بين آنها تقسيم ميكند. البته لازم بذكر است كه فقط برنامههاي كاربردي كه از تكنولوژي Multi-Thread پشتيباني ميكنند قادر به تقسيم بار پردازشي خود بين اين دو پردازنده خواهند بود.
تكنولوژي Hyper Threading در برخي از پردازندههاي نسل جديد اينتل نيز بكار گرفته شده و پردازندههايي كه بطور مثال داراي دو هسته فيزيكي هستند توسط اين تكنولوژي در سيستم عامل بصورت 4 پردازنده مجزا شناسايي ميشوند.
Virtualization Technology
اين تكنولوژي به پردازندههاي اينتل اجازه ميدهد تا چندين سيستم عامل و برنامههاي كاربردي را در بخشهاي مجزا (Container) اجرا كنند. به عبارت سادهتر توسط اين تكنولوژي كاربران قادر خواهند بود روي كامپيوتر خود چندين سيستم عامل نصب كنند و بدون نياز به راهاندازي مجدد كامپيوتر، از يك سيستم عامل به سيستم عاملي ديگري وارد شوند. نرم افزار Virtual Machine Monitor (VMM) اين اجازه را به كاربران خواهد داد تا كنترل كاملي بر پردازنده و ديگر بخشهاي سخت افزار داشته باشند و از يك سيستم عامل به سيستم عامل ديگر سويچ كنند.
لازم بذكر است هر سيستم عامل از ديگري كاملاً مجزا است و بر روي هر سيستم عامل بايد بطور جداگانه درايورها و نرم افزارهاي كاربردي نصب شود.
Enhanced Intel SpeedStep® Technology
تكنولوژي SpeedStep قادر است تا بطور ديناميكي ولتاژ و فركانس پردازندههاي اينتل را به دو وضعيت متفاوت تغيير دهد. آن دسته از پردازندههاي اينتل كه از چنين ويژگي پشتيباني ميكنند در صورتيكه بار پردازشي كمي داشته باشند و يا در وضعيت بيكاري قرار گرفته باشند فركانس و ولتاژ كاري آنها تغيير پيدا ميكند. بطور مثال يك پردازنده 3.2 گيگاهرتزي Pentium D، زمانيكه در وضعيت بيكاري قرار داشته باشد فركانس آن به 2.8 گيگاهرتز تغيير پيدا ميكند. اين موضوع موجب كاهش مصرف توان و طول عمر بيشتر باتري در سيستمهاي موبايل خواهد شد.
Intel® MMX™ Technology
تكنولوژي MMX كه ابتدا در پردازندههاي پنتيوم 2 بكار گرفته شد، مجموعه دستورالعملهاي است كه به پردازندههاي اينتل اجازه ميدهد تا در برنامههاي چند رسانهايي و ارتباطاتي، عملكرد سريعتري داشته باشند. اين تكنولوژي شامل انواع اطلاعات و دستورالعملهاي جديد است كه به پردازندههاي اينتل اجازه ميدهد تا برنامههاي كاربردي را در سطح جديدي از عملكرد اجرا كنند.
Deeper Sleep
Deeper Sleep يك وضعيت مديريت توان پيشرفته براي پردازندههاي نوت بوك است. اين تكنولوژي موجب ميشود پردازندههاي اينتل توان كمتري مصرف كنند و در نتيجه طول عمر باتري (مدت زمان شارژ باتري) براي نوت بوكها افزايش پيدا كند. Deeper Sleep مصرف توان پردازندههاي اينتل را در مواقعي كه پردازنده مدت زمان زيادي بيكار باشد به حداقل ميزان خود ميرساند. در حقيقت اين تكنولوژي با كاهش ولتاژ پردازنده به حداقل ميزاني كه پردازنده در آن ميتواند عمل كند موجب كاهش مصرف توان پردازنده ميشود. از طرفي ديگر در صورتيكه كاربر شروع به فعاليت روي سيستم خود كند تكنولوژي Deeper Sleep موجب ميشود تا سريعاً و بدون هيچ وقفهايي پردازنده به حالت طبيعي خود باز گردد.
(Intel® Extended Memory 64 Technology (EM64T
اين تكنولوژي به پردازندههاي اينتل اجازه ميدهد تا در محيطهاي 64 بيتي کار كنند. در حقيقت پردازندههاي مبتني بر اين تكنولوژي قادرند در هر دو سيستم عامل 32 و 64 بيت عمل كنند. آن دسته از پردازندههاي اينتلي كه فاقد اين تكنولوژي هستند تنها قادرند در سيستمعاملهاي 32 بيتي عمل كنند. برخي از پردازندههاي مبتني بر معماري NetBurst و كليه پردازندههاي مبتني بر معماري Core شركت اينتل داراي قابليت EM64T هستند.
Execute Disable Bit
(XD-Bit)
Execute Disable Bit يك خصوصيت امنيتي مبتني بر سختافزار است كه سيستمهاي كامپيوتري را در مقابل حملات ويروسها و برنامههاي مخرب محافظت ميكند. اين ويژگي در برخي از پردازندههاي اينتل خصوصاً پردازندههاي حرفهايي اين شركت گنجانده شده است و براي فعال شدن نياز به پشتيباني سيستم عامل دارد.
Intel® Advanced
Smart Cache
اين تكنولوژي در پردازندههاي مبتني بر معماري Core گنجانده شده است. اين تكنولوژي موجب شده تا كش پردازندههاي دو هستهايي مبتني بر معماري Core با همديگر ادغام شوند و يك حافظه كش يكپارچه را ايجاد كنند. بنابراين در پردازندههاي مبتني بر اين معماري، كارايي به دليل كاهش زمان دسترسي به حافظه كش و همچنين عدم كپي اطلاعات يكسان در حافظههاي كش افزايش پيدا كرده است.
Intel® Smart
Memory Access
اين تكنولوژي كارايي سيستم را بوسيله بهينهسازي پهناي باند حافظه و زير سيستم حافظه افزايش ميدهد. Smart Memory Access با كاهش زمان دسترسي به حافظه موجب بهبود كارايي در پردازندههاي مبتني بر معماري Core ميشود.
انواع پردازندههاي Intel
Pentium 4
هفتمين نسل پردازندههاي اينتل، پنتيوم 4 نام دارد و در دو سوكت 478 و 775 قابل دسترس است. اينتل در اين پردازندهها از معماري NetBrust استفاده كرده و در طي چند سال تكنولوژيهايي نظير Hyper Threading ، EM64T ، SpeedStep و ... را به آناضافه نمود. فركانس FSB اين پردازندهها برابر با 400، 533 و 800 مگاهرتز است.
پردازندههاي Pentium D شركت اينتل از دو هسته فيزيكي مجزا تشكيل شدهاند. شركت اينتل در اواسط سال 2005 ، براي آنكه بتواند كارايي پردازندههاي خود را افزايش دهد دو هسته پرازنده پنتيوم 4 را درون يك بستهبندي قرار داد و آن را Pentium D ناميد. هر يك از هستههاي بكار گرفته شده در پردازندههاي پنتيوم D داراي كش مستقل به خود هستند. به عبارت سادهتر يك پردازندهپنتيوم D با 2 مگابايت كش از دو هسته تشكيل شده كه هر هسته داراي يك كش 1 مگابايتي است. بطوركلي اين سري از پردازندهها داراي يك عيب بزرگ هستند بطوريكه اگر يك برنامه Single-Tasking روي آنها اجرا شود، هر دو هسته روشن ميشود.
Core
با توجه به مصرف توان و حرارت بالا در پردازندههاي دوهستهايي Pentium D، شركت اينتل ديگر قادر به استفاده از اين پردازندهها در بخش موبايل نبود. بنابراين اين شركت تصميم گرفت كه معماري پردازندههاي خود را عوض كند. پردازندههاي كه تحت معماري Core شناخته ميشوند شامل تحولات متعددي نسبت به پردازندههاي نسل قبل شدهاند. اين پردازندههاي از دستورالعملهاي SSE4 ، كش يكپارچه، تكنولوژي Smart Cache و ... استفاده ميكنند.
بعد از معرفي پردازندههاي مبتني بر معماري Core براي كامپيوترهاي همراه شركت اينتل تصميم گرفت اين معماري را در پردازندههاي كامپيوترهاي خانگي نيز بكار گيرد. پردازندههاي مبتني بر معماري Core براي كامپيوترهاي خانگي Core 2 نامگذاري شدند. البته لازم بذكر است كه بعد از گذشت چند ماه اينتل نسخه موبايل اين پردازندهها را نيز معرفي كرد. تنها تفاوت بين پردازندههاي Core و Core 2 موبايل در پشتيباني از ويژگي EM64T است. پردازندههاي Core داراي ويژگي EM64T نيستند. پردازندههاي خانواده Core 2 در حال حاضر در دو نسخه دو و چهار هستهايي موجود هستند. اينتل پردازندههاي دو هستهي اين خانواده را Core 2 Duo و پردازندههاي چهار هستهايي را Core 2 Quad نامگذاري كرده است.
Celeron
پردازندههاي سلرون در حقيقت نسخههاي ارزان قيمت پردازندههاي پنتيوم 4 و پنتيوم 3 هستند. اين پردازندهها غالباً نسبت به پردازندههاي سري پنتيوم از حافظه كش كمتر و فركانس FSB پايينتر استفاده ميكنند.
کمپاني AMD
شركت AMD در حال حاضر دومين توليد كننده پردازنده براي كامپيوترهاي خانگي در جهان است. اين شركت ابتدا رقيب جدي براي شركت اينتل به حساب نميآمد اما با گذشت زمان و معرفي تكنولوژيهاي جديد توانست يك رقيب جدي براي شركت اينتل باشد و حتي در يك دوره زماني پردازندههاي قويتر و كارآمدتر نسبت به پردازندههاي اينتل معرفي كرد.
انواع تکنولوژيهاي
ارائه شده توسط AMD
معماري K7
معماري K7 شركت AMD به پردازندههايي اشاره دارد كه مبتني بر سوكت 462 هستند و از دستورالعملهاي MMX و 3DNow پشتيباني ميكنند. فركانس FSB در زمان معرفي پردازندههاي مبتني بر معماري K7 برابر با 266مگاهرتز و ميزان حافظه كش برابر با 256 كيلوبايت بود. اما AMD براي فراهم كردن كارايي بالاتر فركانس FSB و ميزان حافظه كش را در پردازندههاي مبتني بر اين معماري افزايش داد. بطوركلي پردازندههاي مبتني بر معماري K7 داراي فركانس FSB 266، 333 و 400 مگاهرتز و حافظه كشي برابر با 64، 128، 256 و 512 كيلوبايت هستند.
معماري K8
در اواسط سال 2003 ميلادي شركت AMD ديگر قادر به افزايش فركانس و ميزان حافظه كش در پردازندههاي مبتني بر معماري K7 نبود درحاليكه رقيب اصلي اين شركت يعني كمپاني اينتل پردازندههايي با فركانس و حافظه كش بالاتر توليد كرده بود. قويترين پردازنده مبتني بر K7 يعني Athlon XP 3200+ داراي فركانس 2200 مگاهرتز، 512 كيلوبايت كش و FSB 400 مگاهرتز بود كه كارايي آن نسبت به پردازندههاي ماقبل افزايش اندكي و يا بهتر است بگوييم اصلاً افزايش نداشت. بنابراين شركت AMD مجبور به تغيير در معماري پردازندههايش شد. AMD نسل جديد پردازندههاي خود را K8 ناميد و تحولات اساسي در اين نسل ايجاد كرد. يكي از مهترين تحولات ايجاد شده در اين نسل ادغام شدن كنترلر حافظه در پردازنده است. البته پردازندههاي اين نسل داراي تحولات اساسي ديگري نظير پشتيباني از باس HyperTransport و AMD64 شدهاند. پردازندههاي مبتني بر معماري K8 در حال حاضر در سوكتهاي 754، 939 و AM2 (940) معرفي شده است.
3DNow!
شركت AMD براي آنكه كارايي پردازندههاي خود را در بازيهاي سه بعدي و نرمافزارهاي چند رسانهي بهبود بخشد دستورالعملهاي جديدي را در پردازندههايش با نام 3DNow! گنجاند. اين دستورالعملها موجب شد تا پردازندههاي شركت AMD تصاوير شفافتر و با جزئيات بيشتري را در بازيهاي كامپيوتري به نمايش بگذارند و همچنين كارايي بالايي را در آنها ارايه كنند.
AMD Cool'n'Quiet Technology
اين تكنولوژي موجب ميشود تا فركانس و ولتاژ پردازندههاي AMD با توجه به بار اعمال شده به پردازنده، تغيير پيدا كند. در صورتيكه پردازنده بار پردازشي كمي داشته باشد تكنولوژي Cool'n'Quiet با كاهش فركانس و ولتاژ، توان مصرفي پردازنده را كاهش ميدهد. اين تكنولوژي در زمانهاي بيكاري پردازنده موجب كاهش مصرف توان تا ميزان 60 درصد ميشود. پردازندههاي مبتني بر معماري K8 از اين تكنولوژي استفاده ميكنند.
Integrated memory controller
همانطور كه در بالا ذكر شده معماري K8 داراي كنترلر حافظه مجتمع شده در پردازنده است. كنترلر حافظه در تمامي سيستمهاي مبتني بر معماري K7 و پردازندههاي شركت اينتل درون چيپست پل شمالي (South Bridge) مادربرد گنجانده شده است. شركت AMD در يك تحول اساسي كنترلر حافظه را درون پردازندههاي مبتني بر معماري K8 ادغام كرد كه اين موضوع موجب افزايش چشمگير كارايي و كاهش زمانهاي دسترسي به حافظه شد. اما از طرفي ديگر ادغام كردن كنترلر حافظه درون پردازنده موجب شده تا شركت AMD براي پشتيباني از نسلهاي گوناگون حافظه مجبور به تغيير در تعداد پايههاي پردازنده و بالطبع سوكت پردازنده شود. به عنوان مثال اولين پردازنده مبتني بر معماري K8 داراي 754 پين بود و از حافظههاي DDR 400 پشتيباني ميكرد. شركت AMD براي استفاده از حافظههاي Dual Channel DDR مجبور شد تعداد پايههاي پردازندههايش را به 939 عدد تغيير دهد و پردازندههاي 939 را معرفي كند. با معرفي DDR2 شركت AMD يكبار ديگر تعداد پايههاي پردازندههايش را تغيير داد و تعداد آنها را به 940 پايه (AM2) رساند. بطور قطع شركت AMD براي پشتيباني از حافظههاي DDR3 نياز به معرفي پردازندههاي جديد خواهد داشت.
گذرگاه HyperTransport
(HT)
تمامي پردازندههاي مبتني بر معماري K7 و كليه پردازندههاي توليد شده توسط شركت اينتل براي انتقال اطلاعات و ارتباط با ديگر بخشهاي سيستم از گذرگاهي به نام FSB استفاده ميكنند. اين گذرگاه داري عرض باس 64 بيت و فركانسهاي مختلفي است. شركت AMD با معرفي پردازندههاي سري K8 از گذرگاه ارتباطي HyperTransport براي اتصال بين پردازنده و چيپست پل شمالي استفاده كرد. تمامي پردازندههاي مبتني بر معماري K8 داراي گذرگاهHyperTransport با عرض باس 16 بيت هستند اما فركانس اين گذرگاه در پردازندههاي خانواده Athlon 64 برابر با 2000 مگاهرتز و در پردازندههاي Phenom برابر با 5200 مگاهرتز است.
AMD64
تكنولوژي AMD64 به پردازندههاي شركت AMD اجازه پردازش بصورت 64 بيت را ميدهد. پردازندههاي مبتني بر معماري K8 در حقيقت اولين پردازندههاي بودند كه از تكنولوژي AMD64 و قابليت پردازش 64 بيتي براي كامپيوترهاي خانگي پشتيباني كردند. پردازندههاي مبتني بر تكنولوژي AMD64 در صورتيكه همراه با سيستم عاملهاي 64 بيتي استفاده شوند، دادهها را بصورت 64 بيت و در صورتيكه همراه با سيستم عاملهاي 32 بيتي استفاده شوند دادهها را بصورت 32 بيت پردازش خواهند كرد.
AMD Balanced Smart Cache
هستههاي موجود در پردازندههاي چند هستهايي شركت AMD داراي كش مستقل هستند به عبارت سادهتر هر هسته داراي يك كش L2 مستقل است. استفاده از كشهاي مستقل موجب ميشود تا كارايي پردازندهها در برخي از برنامههاي كاربردي كاهش پيدا كند. شركت AMD براي رفع اين مشكل در پردازندههاي Phenom از يك حافظه كش L3 يكپارچه استفاده كرده است. تكنولوژي بكار گرفته شده در اين كش L3 بطور هوشمند عمل ميكند و ميزان فضاي مورد نياز براي برنامههاي كاربردي مختلف را در اختيار آنها قرار ميدهد. پردازندههاي 4 هستهايي Phenom داراي 4 كش L2 با حجم 512 كيلوبايت و يك كش L3 يكپارچه با حجم 2 مگابايت هستند.
AMD CoolCore™ Technology
اين تكنولوژي آن بخشهايي از پردازنده كه مورد استفاده قرار نميگيرند را خاموش ميكند. به عنوان مثال زمانيكه كنترلر حافظه درون پردازنده در حال عمليات خواندن از حافظه است نيازي به روشن بودن هسته نوشتاري كنترلر حافظه نيست. اين تكنولوژي با خاموش كردن بخشهاي بلااستفاده پردازنده در كاربردهاي مختلف موجب كاهش حرارت و مصرف توان ميشود. تكنولوژي CoolCore همچنين ميتواند هستهها و كشهاي بلااستفاده را در پردازندههاي 2 و يا 4 هستهايي خاموش كند.
اين سري از پردازندههاي مبتني بر معماري K7 هستند. فركانس FSB پردازندههاي Athlon XP برابر با 266، 333 و 400 مگاهرتز است و از مجموعه دستورالعملهاي SSE پشتيباني ميكنند. پردازندههاي اين خانواده داراي حافظه كش L2، 256 و يا 512 كيلوبايت هستند.
اولين پردازنده مبتني بر معماري K8 با نام آتلون 64 براي كامپيوترهاي خانگي معرفي شد. پردازندههاي آتلون 64 از تكنولوژي AMD64 و باس HyperTransport استفاده ميكنند. اين پردازندهها داراي كنترلر حافظه مجتمع هستند. پردازندههاي اين خانواده در سوكتهاي 754، 939 و AM2 عرضه شدهاند كه به ترتيب از حافظههاي DDR 400، Dual Channel DDR 400 و Dual Channel DDR2 800 پشتيباني ميكنند.
پردازندههاي دو هستهاي مبتني بر معماري K8 ، Athlon 64 X2 نام دارد. اين پردازندهها در سوكتهاي 939 و AM2 عرضه شدهاند و داراي 1 و يا 2 مگابايت كش L2 هستند.
در ژانويه 2007 ، شرکت AMD ، پردازندهاي مشابه با Athlon 64 X2 عرضه کرد که تنها تفاوت آن ، ولتاژ و توان مصرفي کمتر آن بود که به نام Athlon X2 نامگذاري شد
پردازندههاي Athlon X2 تنها 45 وات توان مصرف ميكنند در حاليكه پايينترين مدل پردازنده Athlon 64 X2 حداقل 65 وات توان مصرف ميكند. پردازندههاي Athlon X2 در حال حاضر تنها در سوكت AM2 عرضه شدهاند و داراي 1 مگابايت كش L2 هستند.
اين پردازندهها هنوز مبتني بر معماري K8 هستند اما شامل پيشرفتهاي متعددي شدهاند. فرآيند ساخت در اين پردازنده از 90 نانومتر به 65 نانومتر كاهش پيدا كرده و كنترلر حافظه مجتمع شده درون پردازنده از حافظههاي DDR2 1066 پشتيباني ميكند. فركانس باس HyperTransport در اين پردازندهها افزايش پيدا كرده و يك حافظه كش L3 يكپارچه با اندازه 2 مگابايت به پردازندههاي اين خانواده اضافه شده است. پردازندههاي Phenom مبتني بر سوكت جديدي با نام AM2+ هستند.
شركت AMD برخي از پردازندههاي ارزان قيمت معماري K7 و كليه پردازندههاي ارزان قيمت معماري K8 را به نام ، Sempron نامگذاري كرده است. پردازندههاي Sempron مبتني بر معماري K7 داراي فركانس FSB 333 مگاهرتز و كش L2 256 كيلوبايت هستند. پردازندههاي Sempron مبتني بر معماري K8 از تمامي ويژگيهاي معماري K8 به استثناي ويژگي AMD64 استفاده ميكنند. اين پردازندهها داراي 128 و يا 256 كيلوبايت كش L2 هستند.
پردازندههاي ارزان قيمت معماري K7 ، Duron نام دارد. اين پردازندهها داراي فركانس FSB 200 و 266 مگاهرتز و كش L2 64 كيلوبايتي هستند. اين پردازندهها در حقيت همان پردازندههاي Sempron با ويژگي AMD64 هستند.
اين پردازندهها مبتني بر معماري K8 هستند و براي كامپيوترهاي همراه طراحي شدهاند. بالطبع مصرف توان اين پردازندهها اندك است و از تكنولوژيهاي مديريت توان ويژهايي استفاده ميكنند.
پردازندههاي ارزان قيمت معماري K7 ، Duron نام دارد. اين پردازندهها داراي فركانس FSB 200 و 266 مگاهرتز و كش L2 64 كيلوبايتي هستند.
