アスロン64
アスロン64
オリジナルロゴ
一般情報
発売2003年9月23日
製造中止2009
共通メーカー
  • AMD
パフォーマンス
最大CPUクロックレート1.0GHz～3.2GHz
HyperTransportの速度800 MT/秒から1000 MT/秒
物理的仕様
コア
  • 1
ソケット
アーキテクチャと分類
テクノロジーノード130nmから65nm
マイクロアーキテクチャK8
命令セットMMX、SSE、SSE2、SSE3、x86-64、3DNow !​
歴史
前任者アスロン
後継アスロン 64 X2

Athlon 64は、 Advanced Micro Devices (AMD)が製造し、2003年9月23日に発売された第9世代のAMD64アーキテクチャマイクロプロセッサである。 [ 1 ] Athlonという名前を冠した3番目のプロセッサであり、 Athlon XPの後継となる。[ 2 ] Athlon 64は、AMD64アーキテクチャを実装した2番目のプロセッサ（Opteronに次ぐ）であり、平均的な消費者を対象とした最初の64ビットプロセッサである。 [ 3 ] Athlon 64の派生型は、Socket 754、Socket 939、Socket 940、およびSocket AM2用に製造された。AMDの主力消費者向けCPUであり、主にIntelのPentium 4、特にPrescottおよびCedar Millコアリビジョンと競合した。

Athlon 64は、AMD初のK8、デスクトップおよびモバイルコンピュータ向けの第8世代プロセッサコアです。[ 4 ]ネイティブ64ビットであるにもかかわらず、AMD64アーキテクチャは32ビットx86命令と下位互換性があります。[ 5 ] Athlon 64ラインは、デュアルコアのAthlon 64 X2およびAthlon X2ラインに引き継がれました。

背景

K8アーキテクチャ

Athlon 64は当初AMDによってClawHammerというコードネームで呼ばれ、 [ 3 ]社内やプレスリリースでもそのように呼ばれていた。最初のAthlon 64 FXは最初のOpteronコアであるSledgeHammerをベースにしていた。130ナノメートルプロセスで製造された両方のコアは2003年9月23日に初めて導入された。最初に利用可能になったモデルはSocket 940に適合するFX-51とSocket 754に適合する3200+であった。[ 6 ]ベースとなったOpteronと同様に、Athlon FX-51はバッファ付きランダムアクセスメモリ（RAM）を必要とし、アップグレードの最終的なコストを増大させた。[ 7 ] Athlon 64の発売の週に、IntelはAthlon 64 FXに対抗するように設計されたCPUであるPentium 4 Extreme Editionをリリースした。[ 8 ] Extreme EditionはAMDの知名度を奪うためのマーケティング戦略だと広く考えられ、一部の人々からはすぐに「緊急版」というあだ名がつけられた。[ 9 ] Athlon 64の需要は非常に高かったものの、AMDは初期の製造上の問題に直面し、Athlon 64の量産が困難だった。Athlon 64の発売当初は、月産10万個しか生産できなかった。[ 10 ]しかし、性能面ではPentium 4と非常に競争力があり、PC World誌は「史上最速」と評した。[ 11 ] Maximum PCによると、Athlon FX-51はQuake III ArenaとUnreal Tournament 2003のベンチマークでPentium 4 3.2Cを上回った。[ 12 ] ClawHammerの直後にリリースされた「Newcastle」は、レベル2キャッシュを半分に減らした。[ 13 ]

シングルコア Athlon 64

AMD Athlon 64 3200+ (2.0 GHz) Clawhammer 、ソケット 754。これは、一般消費者市場で入手可能な最初のx86-64プロセッサの 1 つです。
ソケット754のモバイルAMD Athlon 64

AMDがこれまでに販売した64ビットプロセッサはすべて、K8またはHammerプロジェクトに端を発しています。2004年6月1日、AMDは新たに導入されたSocket 939 （バッファメモリを必要としない改良版Socket 940）向けに、ClawHammerとNewcastleコアの新バージョンをリリースしました。 [ 14 ] Socket 939は、Socket 754に対して2つの主要な改良点を提供しました。メモリコントローラがデュアルチャネルアーキテクチャに変更され、[ 15 ]ピークメモリ帯域幅が倍増し、HyperTransportバスの速度が800MHzから1000MHzに向上しました。[ 16 ] Socket 939は、FXシリーズにもFX-55として導入されました。[ 17 ]同時に、AMDは90ナノメートルプロセスに基づく「Winchester」コアの出荷も開始しました。

コアリビジョン「Venice」と「San Diego」は、2005年4月15日に以前のすべてのリビジョンの後継としてリリースされました。下位のVeniceは、ソケット754と939の両方で製造され、512kB のL2キャッシュを搭載していました。[ 18 ]上位のチップであるSan Diegoは、ソケット939専用で製造され、VeniceのL2キャッシュを1MBに倍増しました 。 [ 19 ]どちらも90nm製造プロセスで製造されました。[ 20 ]どちらもSSE3命令セットのサポートを含んでいました。 [ 21 ]これは、 2004年2月にPrescottコアがリリースされて以来、ライバルのPentium 4に搭載されていた新機能です。[ 22 ]さらに、AMDはこのリビジョンでメモリコントローラを刷新し、パフォーマンスの向上と新しいDDR SDRAMのサポートを実現しました。[ 23 ]

デュアルコア Athlon 64

2005年4月21日、VeniceとSan Diegoのリリースから1週間も経たないうちに、AMDはAthlon 64ラインの次期製品としてAthlon 64 X2を発表しました。[ 24 ] 2005年5月31日にリリースされ、[ 25 ]当初はManchesterとToledoという2つの異なるコアリビジョンが一般に公開されていましたが、これらの間の唯一の顕著な違いはL2キャッシュの量でした。[ 26 ]どちらもSocket 939でのみリリースされました。[ 27 ] Athlon 64 X2は評論家や一般の人々から非常に好評で、AMDのマルチコアの実装は競合のPentium Dよりも優れているという一般的なコンセンサスが生まれました。[ 28 ] [ 29 ]当初、X2プロセッサはAMDの既存のソケット939 Athlon 64が既に占めていた350ドル以上の「愛好家」市場[ 30 ]をターゲットとしていたため、価格面で市場に混乱が生じるのではないかと懸念する声もあった。 [ 31 ] AMDの公式チップ内訳によると、Athlon X2はデジタルメディアファンに加え、 「プロシューマー」と呼ばれるセグメントをターゲットとしていた。 [ 25 ] Athlon 64は一般消費者、Athlon FXはゲーマーをターゲットとしていた。Sempronの低価格プロセッサは価格重視の消費者をターゲットとしていた。[ 32 ] Athlon 64 X2の発売後、AMDは米国での小売販売で一時期インテルを上回ったが、インテルはデルなどの直接販売業者との独占的な関係により、市場全体のリーダーシップを維持した。[ 33 ]

DDR2

Athlon 64は、当時新興技術であり、はるか以前にIntelが採用していたDDR2 SDRAMをサポートしていないという理由で、一部の批評家からしばらくの間中傷されていた。 [ 34 ] AMDの公式見解は、 DDR2のCASレイテンシは、消費者が採用しても有利になるほど進歩していないというものだった。[ 35 ] AMDは最終的に、 2006年5月23日にリリースされた、Socket AM2に適合する最初のAthlon 64である「Orleans」コアリビジョンでこのギャップを埋めた。[ 36 ] Socket AM2用のAthlon 64 X2リビジョンである「Windsor」が同時にリリースされた。OrleansとWindsorはどちらも、コアあたり512kBまたは1MBのL2キャッシュを備えている。[ 37 ] Athlon 64 FX -62もSocket AM2プラットフォームで同時にリリースされた。[ 38 ]ソケットAM2は以前のプラットフォームよりも消費電力が少なく、AMD-Vをサポートしています。[ 39 ]

すべてのDDR2 SDRAM対応プロセッサ（ソケットAM2）で使用されるメモリコントローラは、従来の10列ではなく11列に拡張された列アドレス範囲と、最大2048個の個別エントリをサポートする1​​6KBのページサイズをサポートしています。64ビットオペレーティングシステム向けに最適化されたOCZアンバッファーDDR2キットは、ソケットAM2プロセッサのメモリコントローラが提供する機能を活用するためにリリースされました。これにより、メモリコントローラが同じページに長時間留まるようになり、グラフィックスを多用するアプリケーションにメリットをもたらします。[ 40 ]

サブノートブックスペースへの移動

Athlon アーキテクチャは、2009 年 1 月 9 日のAthlon Neoプロセッサのリリースによりさらに拡張されました。他の Athlon 64 バリアントと同じアーキテクチャをベースとするこの新しいプロセッサは、超ポータブル ノートブック市場をターゲットにした小型パッケージ フットプリントを特徴としています。

AMD Athlon 64 プロセッサ ファミリ
ロゴ デスクトップロゴ ラップトップ
コードネーム コア リリース日 コードネーム コア リリース日
2003年時点のAthlon 64ロゴクローハンマーニューカッスルウィンチェスターベニスマンチェスター*サンディエゴトレド* 130nm 130nm 90nm 90nm 90nm 90nm 90nm 2003年12月 2003年12月 2004年10月 2005年4月 2005年5月2005年5月2005年5月 2003年時点のAthlon 64 Mobileのロゴクローハンマーオデッサオークビルニューアーク 130 nm 130 nm 90 nm 90 nm 2003年12月2004年2月2004年8月2005年4月
2003年時点のAthlon 64 FXロゴスレッジハンマークローハンマーサンディエゴ 130 nm 130 nm 90 nm 2003年9月2004年6月2005年6月
2008年時点のAthlon 64ロゴオルレアン・リマ 90 nm 65 nm 2006年5月2007年2月 2008年時点のAthlon Neoロゴヒューロン 65 nm 2009年1月
* 1つのコアが無効になっているAthlon X2 AMD Athlon 64プロセッサのリスト

特徴

Athlon 64には4つの派生型があり、 Athlon 64 、Athlon 64 FX、Mobile Athlon 64（後に「Turion 64」に改名）、デュアルコアのAthlon 64 X2である。[ 41 ] Athlon 64ラインに共通するのは、 MMX、3DNow!、SSE、SSE2、SSE3など、さまざまな命令セットである。[ 42 ]すべてのAthlon 64は、AMDが「Enhanced Virus Protection」と名付けたセキュリティ機能であるNXビットもサポートしている。 [ 43 ]また、 AMD64アーキテクチャの実装として、すべてのAthlon 64派生型は、プロセッサが実行できる2つの異なるモード、「レガシーモード」と「ロングモード」を通じて、 16ビット、32ビットx86、およびAMD64コードを実行できる。レガシーモードでは16ビットと32ビットのプログラムをネイティブで実行し、ロングモードでは64ビットプログラムをネイティブで実行するだけでなく、64ビットオペレーティングシステム内で32ビットプログラムを実行することもできます。[ 44 ]すべてのAthlon 64プロセッサは128キロバイトのレベル1キャッシュと少なくとも512キロバイトのレベル2キャッシュを備えています 。[ 42 ]

オンダイメモリコントローラ

Athlon 64はオンダイメモリコントローラを搭載しています[ 5 ] 。これは以前はTransmeta Crusoeにのみ搭載されていた機能です。これは、コントローラがCPUと同じクロックレートで動作し、従来のノースブリッジインターフェースと比較して電気信号の物理的な移動距離が短くなることを意味します[ 45 ] 。その結果、メインメモリへのアクセス要求のレイテンシ（応答時間）が大幅に短縮されます[ 46 ]。この低レイテンシは、当時の競合製品に対するAthlon 64のアーキテクチャの優位性の一つとしてしばしば挙げられました[ 47 ] 。

メモリとHTノースブリッジバス

メモリコントローラはCPUダイに統合されているため、システムメモリの速度の基準となるFSBは存在しない。[ 48 ]代わりに、システムメモリの速度は次の式（天井関数を使用）で得られる。[ 49 ]

CPあなた speed⌈CPあなた メートルあなたlt私pl私erDRあM d私v私der⌉＝DRあM speed{\displaystyle {\frac {\mathrm {CPU~速度} }{\left\lceil {\frac {\mathrm {CPU~乗数} }{\mathrm {DRAM~分周器} }}\right\rceil }}=\mathrm {DRAM~速度} }

簡単に言えば、メモリは常にCPU速度の一定の割合で動作し、その除数は整数です。CPU速度を決定するために「FSB」の数値は依然として使用されますが、RAM速度はこの「FSB」（LDTとも呼ばれます）と直接関係なくなりました。

2つ目のバスであるノースブリッジは、CPUをチップセットおよびデバイス接続バス（PCIe、AGP、PCI）に接続しました。これは、新しい高性能規格であるHyperTransportを使用して実装されました。AMDはこれを業界標準にしようと試み、ある程度の成功を収めました。また、追加のグルーチップなしでマルチプロセッサシステムを構築するのにも役立ちました。

翻訳ルックアサイドバッファ

トランスレーションルックアサイドバッファ（TLB）も拡張され（L1キャッシュに40個の4k/2M/4Mエントリ、512個の4kエントリ）、[ 50 ]レイテンシが短縮され、分岐予測が改善され、グローバル履歴カウンタのバイモーダルカウンタの数が4倍になりました。[ 44 ]このこととその他のアーキテクチャの強化、特にSSE実装に関する強化により、以前のAthlon XP世代よりもサイクルあたりの命令数（|IPC）のパフォーマンスが向上しました。 [ 44 ]消費者がこれを理解しやすいように、AMDはAthlon 64をPR（パフォーマンス評価）システムを使用して販売することを選択しました。このシステムでは、数値は実際のクロック速度ではなく、Pentium 4のパフォーマンスにほぼ相当します。[ 51 ]

クールで静か

Athlon 64はCool'n'QuietというブランドのCPU速度スロットリング技術も備えている。これはIntelのSpeedStepに似た機能で、プロセッサのクロック速度を抑制して消費電力と発熱を抑えることができる。[ 52 ]ユーザーが要求の少ないアプリケーションを実行していてプロセッサの負荷が軽い場合、プロセッサのクロック速度と電圧が低下する。これによりピーク時の電力使用量（AMDによって設定された最大熱設計電力（TDP）は89W）が32W（ステッピングレベルC0、クロック速度を800MHzに低下）または22W（ステッピングCG、クロック速度を1GHzに低下）まで低下する。Athlon 64には統合型ヒートスプレッダ（IHS）もあり、ヒートシンクの取り付けおよび取り外しの際にCPUダイが誤って損傷するのを防ぐ。以前のAMD CPUでは、ダイの損傷を心配する人はCPUシムを使用できた。

NXビット

Windows XP Service Pack 2以降のWindows、Linux 2.6.8以降、FreeBSD 5.3以降でサポートされるNo Executeビット（NXビット）も搭載されており、悪意のあるバッファオーバーフローによるセキュリティ脅威からの保護が強化されています。ハードウェアで設定される権限レベルにより、悪意のあるコードによるシステム制御が大幅に困難になります。これは、64ビットコンピューティングをより安全な環境にすることを目的としています。

半導体技術

Athlon 64 CPUは、130nmおよび90nmのSOI（シリコン・オン・インシュレータ）プロセス技術を用いて製造されています。[ 53 ]最新のチップ（Winchester、Venice、San Diegoモデル）はすべて90nmプロセスです。VeniceとSan Diegoモデルには、IBMと共同開発されたデュアル・ストレス・ライナー技術[ 54 ]（歪みシリコンと「スクイーズド・シリコン」を組み合わせた技術で、後者は実際には技術ではありません）も採用されています。[ 55 ]

プロセッサコア

アスロン 64 FX

Athlon 64 FXはハードウェア愛好家向け製品として位置付けられており、AMDは特にゲーマー向けに販売しています。[ 56 ]標準のAthlon 64とは異なり、すべてのAthlon 64 FXプロセッサは乗数が完全にロック解除されています。[ 57 ] FX-60から、FXラインはデュアルコアになりました。[ 58 ] FXはリリース時に常にすべてのAthlonの中で最高のクロック速度を持っています。[ 59 ] FX-70以降、プロセッサラインはNUMAによるデュアルプロセッサセットアップもサポートし、AMD Quad FXプラットフォームと呼ばれます。

アスロン 64 X2

Athlon 64 X2は、AMDが製造した最初のデュアルコアデスクトップCPUです。2007年、AMDはAthlon 64 X2の最終バージョンとして、AMD Athlon 64 X2 6400+と5000+ Black Editionの2種類をリリースしました。どちらのプロセッサも、オーバークロック設定を広範囲に行えるアンロックされた乗数を備えています。6400+は90 nm Windsorコア（3.2 GHz、2 x 1 MB L2、125 W TDP）を搭載し、5000+は65 nm Brisbaneコア（2.6 GHz、2 x 512 kB L2、65 W TDP）を搭載しています。これらのBlack Editionプロセッサは小売販売されていますが、AMDは小売パッケージにヒートシンクを同梱していません。

Turion 64（旧称Mobile Athlon 64）

モデル MT-34
MT-34（下）

以前はMobile Athlon 64として導入されたTurion 64は、現在AMDが64ビット低消費電力（モバイル）プロセッサに付けているブランド名です。Turion 64およびTurion 64 X2プロセッサは、当初はPentium M、後にIntel CoreおよびIntel Core 2プロセッサとなったIntelのモバイルプロセッサと競合します。

初期のTurion 64プロセッサはAMDのSocket 754と互換性があります。新しい「Richmond」モデルはAMDのSocket S1向けに設計されています。512KBまたは1024KBのL2キャッシュ、64ビットシングルチャネルオンダイメモリコントローラ、800MHz HyperTransportバスを搭載しています 。PowerNow !などのバッテリー節約機能は、これらのCPUのマーケティングと実用性において中心的な役割を果たしています。

モデルの命名方法

モデルの命名体系では、ある Turion を別の Turion、さらには Athlon 64 と比較する方法が明確ではありません。モデル名は 2 つの文字、ダッシュ、および 2 桁の数字です (例: ML-34)。2 つの文字を合わせてプロセッサ クラスを指定し、数字はPR 評価を表します。最初の文字は、シングル コア プロセッサの場合は M、デュアル コアTurion 64 X2プロセッサの場合は T です。2 番目の文字がアルファベットの後ろのほうにあるほど、そのモデルはモビリティ (低消費電力) を重視して設計されています。たとえば、MT-30 と ML-34 を考えてみましょう。MT-30 の T は、ML-34 の L よりもアルファベットの後の方にあるため、MT-30 は ML-34 よりも消費電力が少なくなります。ただし、34 は 30 より大きいため、ML-34 は MT-30 よりも高速です。

アスロン ネオ

Athlon Neoプロセッサは、27mm×27mmのサイズ、厚さ2.5mmで、「ASB1」と呼ばれる新しいパッケージ（基本的にはBGAパッケージ）を採用しています。これによりフットプリントが縮小され、ノートパソコンの設計の小型化とコスト削減を実現します。プロセッサのクロック周波数はデスクトップや他のモバイルプロセッサよりも大幅に低く、シングルコアx86-64 CPU（1.6GHz）で最大15Wという低いTDPを実現しています。Athlon Neoプロセッサは、512KBのL2キャッシュと、800MHzで動作するHyperTransport 1.0を搭載しています。

ソケット

2003年9月にAthlon 64が発表された時点では、Socket 754とSocket 940（Opteron）のみが利用可能でした。リリース当時、オンボードメモリコントローラはアンバッファー（非レジスタード）メモリをデュアルチャネルモードで動作させることができませんでした。そのため、一時的な対策として、Athlon 64はSocket 754で導入され、Athlon 64 FXと呼ばれるOpteronの非マルチプロセッサ版がリリースされました。これは、ハイエンド市場向けのIntel Pentium 4 Extreme Editionに匹敵する、Socket 940向けのマルチプロセッサ非対応の愛好家向け製品でした。

2004 年 6 月、AMD はデュアル チャネル メモリ インターフェイスを備えたメインストリームの Athlon 64 として Socket 939 をリリースし、Socket 940 はサーバー市場 (Opteron) 専用に残し、Socket 754 を Sempron およびより低速な Athlon 64 用の価値/予算ラインに格下げしました。最終的に、Socket 754 はSempron 用のSocket Aに取って代わりました。

2006年5月、AMDはDDR2メモリインターフェースをサポートするSocket AM2をリリースしました。これはAMD-Vのリリースでもありました。

2006 年 8 月、AMD はLGAチップ フォーム ファクタを使用するOpteronサーバー CPU用の Socket F をリリースしました。

2006年11月、AMDはQuad FXプラットフォーム上のデュアルソケット、デュアルコアAthlon FXプロセッサ向けに、Socket Fの特殊バージョンである1207 FXをリリースしました。Socket FのOpteronプロセッサは既に4つのプロセッサコアをサポートしていましたが、Quad FXではバッファなしRAMとBIOSによるCPU/チップセットの拡張設定が可能でした。そのため、Socket FとF 1207 FXには互換性がなく、異なるプロセッサ、チップセット、マザーボードが必要になります。

Athlon 64 FX モデル

スレッジハンマー（130 nm SOI）

クローハンマー（130 nm SOI）

サンディエゴ（90 nm SOI）

トレド（90 nm SOI）

デュアルコアCPU

ウィンザー（90 nm SOI）

デュアルコアCPU

Windsor (90 nm SOI) - Quad FX プラットフォーム

デュアルコア、デュアル CPU（合計 4 コア）

Athlon 64 モデル

クローハンマー（130 nm SOI）

AMD Athlon64 3200+ダイ

ニューカッスル（130 nm SOI）

他にも可能: ClawHammer-512 (L2 キャッシュを部分的に無効にした ClawHammer)

ウィンチェスター（90 nm SOI）

ヴェネツィア（90 nm SOI）

サンディエゴ（90 nm SOI）

マンチェスター（90 nm SOI）

オルレアン（90 nm SOI）

リマ（65 nm SOI）

アスロン ネオ

ヒューロン（65 nm SOI）

Athlon X2 デュアルコアプロセッサ L310

Athlon X2 デュアルコアプロセッサ L335

Turion Neo X2 デュアルコアプロセッサ L625

後継者

Athlon 64の後継として、2007年にK10アーキテクチャが採用されました。これにはPhenomプロセッサやPhenom IIプロセッサなどが含まれますが、これらに限定されるものではありません。これらの後継機種は、CPUあたりのコア数が増加し、Hypertransport 3.0とSocket AM2+/AM3を実装しています。

2012年2月時点では、Athlon 64 X2プロセッサはまだ販売されていました。[ 61 ]

参照

参考文献

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