Bus de Sistema del Procesador AMD Athlon TM

Transcripción

1 Bus de Sistema del Procesador AMD Athlon TM El primer bus de sistema de 200 MHz para plataformas de computación x86: ofreciendo ancho de banda de sistema sin precedentes y desempeño escalable ADVANCED MICRO DEVICES, INC. One AMD Place Sunnyvale, CA Contacto: Drew Prairie Relaciones Públicas (408) drew.prairie@amd.com Página 1 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999

2 Introducción: permitiendo el mayor ancho de banda de sistema para plataformas x86 La industria de computación está sobrepasando rápidamente sus estándares en periferícos y plataformas de sistema de alto desempeño. Estos avances están orientando la necesidad de mejorar significativamente el ancho de banda de movimientos de datos de la arquitectura de sistema x86. Las mejorías en los sistemas de bus anteriores han duplicado las velocidades de bus PCI de 33 a 66 MHz y aumentaron las velocidades de bus AGP de 66 a 133 MHz. Tecnologías avanzadas, como Rambus, memória DDR e IEEE 1394, están siendo incorporadas a los diseños de sistema. Los OEMs de sistemas y fabricantes de hardware también son pioneros en la creación de nuevas tecnologías de bus con gran ancho de banda, como PCI-X y Future I/O, capaces de brindar más de 1-Gbyte/seg en el ancho de banda máximo de movimiento de datos. Aunque los procesadores de sexta generación han aumentado las frecuencias operacionales del núcleo a más de 700 MHz y han añadido instrucciones dedicadas para acelerar el movimiento de datos, el crucial bus de sistema permanece entre 66 y 133 MHz. Esto suministra un ancho de banda máximo de movimiento de datos de 1,06 Mbytes/seg a 133 MHz con un ancho de banda de movimiento de datos sostenido mucho menor, debido al protocolo del bus de sexta generación. Este ancho de banda relativamente pequeño del bus es inadecuado para atender las necesidades de las nuevas tecnologías de gran ancho de banda, como se ilustra en la Figura 1 que aparece a continuación: CPU 6th Generation Frontside Bus: Today: 8B x 133MHz = 1.06 GB/sec Today s Simplified Maximum Bandwidth Requirements: AGP 2x = 533 MB/sec 4x = 1.06 GB/sec Chipset I/O PCI, PCI-64/66, 1394 System Memory MB/sec High-End System Configuration - Memory (8B x 133MHz) = 1.06 GB/s - 2x AGP (66MHz x 2 x 4B) = 533 MB/s - PCI (33MHz x 4B) = 133 MB/s Total = GB/s Tomorrow s Simplified Maximum Bandwidth Requirements: - Memory (2 x 800MHz) = 1.6 GB/s - 4x AGP (66MHz x 4 x 4B ) = 1.06 GB/s - I/O (various) ~ = 0.5 GB/s Total ~ = 3.2 GB/s Figura 1: Requisitos de anchos de banda máximos de hoy y de mañana Página 2 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999

3 Para atender a los requisitos de ancho de banda de sistema de hoy y de mañana, la arquitectura y el bus de sistema del procesador x86 deben ser revolucionados. Para responder a ese desafío, AMD ha diseñado el procesador de séptima generación AMD Athlon para incluir en él la más avanzada arquitectura de bus de sistema que se haya implementado en un procesador x86, proporcionando el mayor ancho de banda de sistema para plataformas de computación x86. La implementación de bus de alto desempeño, escalable y de bajo costo de AMD para el procesador AMD Athlon se basa en la tecnología de bus Alpha EV6, con licencia de Digital Equipment Corporation. La AMD seleccionó esa tecnología avanzada para permitir implementaciones ideales del procesador AMD Athlon en plataformas x86 que varían de sistemas desktop de última generación a estaciones de trabajo y servidores con uno o más procesadores. El bus de sistema del procesador AMD Athlon, que opera a 200 MHz, es capaz de suministrar un ancho de banda de datos de 1,6 Gbytes/segundo, y puede ser escalable a un ancho de banda de datos de 3,2 Gbytes/segundo a 400 MHz. Como el primer bus de 200 MHz para plataformas x86, el bus de sistema del procesador AMD Athlon brinda un ancho de banda escalable y características de próxima generación que no están disponibles en otras plataformas basadas en implementaciones de bus de 133 MHz y ni siquiera en procesadores x86 mejorados de generación anterior, como el procesador Pentium III de Intel. Visión general de la arquitectura del bus de sistema del procesador AMD Athlon La arquitectura del bus de sistema del procesador AMD Athlon fue diseñada para brindar un ancho de banda de movimiento de datos sin precedente para plataformas x86 de próxima generación, además del alto desempeño y confiabilidad requeridos por aplicaciones de softwares profesionales que se ejecutan en servidores de multiprocesamiento. La arquitectura del bus de sistema está compuesta por tres canales de alta velocidad (un canal unidireccional de pedidos del procesador, un canal unidirecional de acceso y un canal de datos bidireccional de 72 bits, que incluye protección de corrección de código de error [ECC] de 8 bits), clock sincrónico con el origen y un protocolo basado en paquetes. El bus de sistema también es compatible con diversas señales de clock, de control y de sistemas anteriores. Las señales de la interfaz usan una tecnología de señalización de baja amplitud de voltaje de tipo HSTL contenida dentro del conector mecânico Slot A, que es mecánicamente compatible con el conector Slot 1 estándar de la industria. La implementación inicial de producto del procesador AMD Athlon incluye un bus de sistema de 200 MHz que ofrece hasta 50 por ciento más de ancho de banda máximo que cualquier otro bus de sistema x86. A medida que la frecuencia de clock del procesador Página 3 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999

4 AMD Athlon aumenta, la frecuencia del bus de sistema puede también aumentar para suministrar un ancho de banda de datos aún mayor para configuraciones de sistema mayores y más poderosas. Debido a que el bus de sistema del procesador AMD Athlon usa clock sincrónico con el origen, puede alcanzar tasas de datos de más de 400 MHz, resultando en un ancho de banda de datos máximo de 3,2 Gbytes/segundo. El bus de sistema del procesador AMD Athlon usa un protocolo basado en paquetes, en vez del limitado protocolo de bus P6 en pipeline, para transferir pedidos del procesador al chipset del sistema. Un protocolo basado en paquetes minimiza la utilización de ancho de banda del sistema y admite un número mayor de transacciones importantes, de forma que el procesador raramente espera por datos críticos del sistema. El bus de sistema del procesador AMD Athlon permite que cada procesador tenga 24 transacciones importantes tres veces más transacciones que los procesadores Pentium III más nuevos de Intel. Las aplicaciones que dependen de datos críticos de la memoria del sistema se beneficiarán directamente de las transferencias más grandes de conjuntos de 64 bytes y de la protección ECC de todos los datos permitida por el bus de sistema del procesador AMD Athlon de alta velocidad. Además, la arquitectura del bus de sistema del procesador AMD Athlon es capaz de tener acceso a más de 8 terabytes de direcciones de memoria física, comparados con los 64 gigabytes que permite la arquitectura del bus Intel P6. Estas y otras ventajas del bus de sistema aparecen en la lista de la Tabla 1 que aparece más adelante. Combinando la arquitectura de próxima generación del procesador AMD Athlon con la nueva arquitectura de bus de sistema de alta velocidad de AMD, las plataformas x86 de alto desempeño basadas en el procesador AMD Athlon pueden brindar desempeño, recursos y escalabilidad superiores para aplicaciones basadas en el uso intensivo de datos y de transacciones. Tabla 1. Ventajas del Bus de Sistema de 200 MHz del procesador AMD Athlon TM Séptima Generación de AMD Generación anterior de Intel Generación Anterior de AMD Característica AMD Athlon (Slot A) Pentium III (Slot 1) AMD-K6 -III (Super7 ) Número de pinos Frecuencia de operación del 200 a 400+ MHz 66 a 133 MHz 66 a 100 MHz bus Ancho del bus de datos 64 bits 64 bits 64 bits Integridad del bus de datos ECC de 8 bits ECC de 8 bits Paridad Tecnología de clock Sincrónica con el origen Común Común Ancho de banda máximo 1,6 a 3,2 GB/s+ 533 MB/s a 1,06 GB/s 533 MB/s a 800 MB/s Multiprocesamiento Sí, punto-a-punto Sí, compartido Sí, compartido Máx. procesadores del Ilimitado (por el chipset) Ilimitado (por el chipset) Ilimitado (por el chipset) Página 4 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999

5 sistema Canal de acceso dedicado Sí No No Política de control de caché MOESI/MESI MESI MESI Transacciones importantes 24 por procesador 4-8 por procesador total de 2 Arquitectura de Sí Sí Sí comprobación de máquina Soporte de memoria física 8 TB* 64 GB 4 GB Tamaño de transacción de 64 bytes 32 bytes 32 bytes grupos *El tamaño de la memoria física depende del procesador específico y de la implementación de chipset. Ancho de banda mayor con clock sincrónico con el origen Una técnica innovadora de clock usada en el procesador AMD Athlon y denominada "clock sincrónico con el origen", permite grandes aumentos en el ancho de banda de movimiento de datos. Esta técnica de clock permite que los datos sean transferidos punto a punto a través de un canal de alta velocidad entre el procesador y la lógica del sistema. Con transferencias de clock sincrónico con el origen, el remitente (como el procesador) brinda al destinatario un clock de alta velocidad junto con los datos, de forma que el clock y los datos se reciben al mismo tiempo, independientemente del ruteamiento de señales y de la demora de transporte por la placa de sistema. Debido a que el clock y los datos viajan la misma distancia y con el mismo ruteamiento a través de la placa de sistema, la frecuencia de las transferencias sincrónicas con el origen no está limitada por el tiempo que los datos llevan para viajar del emisor al receptor, como ocurre con el método de clock común usado por el bus Intel P6. Con transferencias de clock común sólo hay un clock entre el emisor y el receptor, el cual debe ser usado por todas las transferencias. Este clock común usualmente opera en una frecuencia baja, como 133 MHz, debido a la demora de transporte en la placa de sistema el tiempo que los datos llevan para viajar del emisor al receptor. Sin embargo, el bus de sistema del procesador AMD Athlon está provisto de varios clocks independientes de alta velocidad dedicados, para pedidos y transferencias de datos, brindando así transferencias rápidas desde y hacia el procesador. Características del bus de sistema del procesador tipo servidor La arquitectura del bus de sistema del procesador AMD Athlon ofrece características y recursos específicamente proyectados para configuraciones de estaciones de trabajo y servidores de alto desempeño. Entre sus numerosos recursos de "tipo servidor", la arquitectura de bus de sistema del procesador AMD Athlon usa canales punto-a-punto de alta velocidad sincrónicos con el origen, en vez de la tecnología más antigua y más lenta de bus compartido, con clock común, usada en la arquitectura del bus Intel P6 (Ver en la Tabla 2, más adelante, la comparación entre las características de los bus.) Página 5 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999

6 Los canales sincrónicos con el origen ofrecen muchas ventajas en relación a la tecnología con clock común, de bus compartido, como menos pinos de señales para paquetes de bajo costo o paquetes con múltiples canales, además de conexiones punto a punto que son eléctricamente más limpias que el bus, permitiendo así frecuencias de bus mayores. Por tanto, aplicaciones que se ejecutan en estaciones de trabajo y servidores pueden beneficiarse inmediatamente del aumento significativo en el ancho de banda que permite la arquitectura del bus de sistema del procesador AMD Athlon. Como la arquitectura del bus de sistema del procesador AMD Athlon usa una topología punto-a-punto para todos los canales, el bus del sistema no tiene las desventajas potenciales de desempeño de una topologia de bus compartido como la usada en la arquitectura del bus Intel P6. Por ejemplo, si existen cuatro procesadores Intel compartiendo un bus Intel P6 de 100 MHz capaz de brindar 800MB/s de ancho de banda de datos, cada procesador está limitado a apenas 200MB/s de ancho de banda de datos. Con la topología de bus de punto-a-punto de AMD, cada procesador AMD Athlon en una configuración de sistema de cuatro vías tiene 1,6GB/s de ancho de banda de datos ocho veces mayor que el ancho de banda de una topología de bus compartido de cuatro vías Intel P6. Tabla 2: Comparación de ancho de banda de multiprocesamiento de 4 vías del bus del procesador Séptima generación de AMD Bus de sistema del procesador AMD Atlhon Ancho de banda del bus de 200 MHz (el doble del ancho de banda máximo de procesadores de sexta generación), escalable a 400 MHz Arquitectura punto-a-punto dedicada, basada en la tecnología Alpha EV6 Digital una solución de bus con mayor amplitud de banda para plataformas de multiprocesamiento Clock sincrónico con el origen (repetición de clock) 1,6 Gbytes/segundo por ancho de banda de procesador para configuración de sistema de cuatro vías Generación anterior de Intel Bus del Pentium III (P6) Ancho de banda del bus de 100 MHz El ancho de banda disponible del bus es compartida, lo que limita la frecuencia del clock El clock común limita la frecuencia 200 Mbytes/segundo por ancho de banda de procesador para configuración de sistema de cuatro vías 24 transacciones importantes por procesador 4-8 transacciones importantes por procesador Página 6 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999

7 4-way AMD Athlon Point-to-Point Bus 4-way Pentium III P6 Shared-Bus Pentium III Pentium III Pentium III Pentium III AMD Athlon AMD Athlon AMD Athlon AMD Athlon 800 MB/s 1.6 GB/s 1.6 GB/s 1.6 GB/s 1.6 GB/s System Logic System Logic La arquitectura del bus de sistema del procesador AMD Athlon usa transferencias de datos en conjuntos de 64 bytes, brindando por consiguiente hasta 50 % más de ancho máximo de banda que cualquier otro bus de sistema x86. Además de suministrar un ancho de banda de datos significativamente mayor, el bus de sistema del procesador AMD Athlon permite una utilización más eficiente del caché definiendo una política flexible de control de caché, que es gerenciada por el chipset del sistema. Incluyendo la política de control de caché dentro del chipset del sistema, los fabricantes de chipsets pueden diseñar una variedad de características o configuraciones de nivel de sistema para diferentes mercados. El bus de sistema del procesador AMD Athlon también implementa uma política de control de caché MOESI (Modify, Owner, Exclusive, Shared, Invalid) - la primera implementación de ese tipo para procesadores x86. Debido a que el bus de sistema del procesador AMD Athlon tiene canales separados de alta velocidad dedicados para pedidos del procesador al sistema y pedidos de acceso del sistema, los procesadores AMD Athlon no están limitados al protocolo estricto y lento de arbitraje-transferencia de dirección-respuesta de acceso-transferencia de datos usado por el bus Intel P6. Los procesadores AMD Athlon pueden enviar al sistema hasta 24 paquetes de transferencia importantes tres veces más que el bus Intel P6 más reciente sin esperar una respuesta del sistema. Esta capacidad superior de transferencia de paquetes amplía la capacidad de estaciones de trabajo y servidores basados en el procesador AMD Athlon, de brindar servicio ininterrumpido mientras ejecutan aplicaciones o realizan transferencias de datos. En configuraciones de servidor de multiprocesamiento, el tráfico de acceso puede limitar seriamente el desempeño global al usar un protocolo estricto como el del bus Intel P6. El procesador AMD Athlon fue diseñado para no incurrir en esas limitaciones de desempeño, porque cada procesador contiene un canal dedicado para atender los accesos del sistema. Página 7 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999

8 Para configuraciones de servidores de grandes empresas, la arquitectura del bus de sistema del procesador AMD Athlon fue proyectada para permitir que las CPUs accesen hasta 8 terabytes de direcciones de memoria física, mientras que la tecnología de bus Intel P6 admite apenas 64 gigabytes de memoria física. Debido a que el bus de sistema del procesador AMD Athlon usa paquetes en un canal de pedidos de alta velocidad, pueden implementarse más bits de dirección física, permitiendo implementaciones escalables y de diseño flexible. Los procesadores AMD Athlon incluyen una arquitectura de comprobación de máquina para permitir a los administradores de sistema monitorear el comportamiento del sistema y detectar sus fallas antes de que afecten los usuarios finales. Esta arquitectura de comprobación de máquina brinda un mecanismo para que el software detecte e informe errores de hardware, como errores externos al bus de sistema y errores internos del procesador. El bus de sistema del procesador AMD Athlon también brinda protección completa ECC (código de corrección de errores) de 8 bits para obtener transferencias de datos confiables hacia y desde el sistema. El ECC brinda corrección de bit único y detección multibit usando la arquitectura de comprobación de equipo. Aprovechando la infraestructura físico-mecánica existente Aunque el nuevo bus de sistema del procesador AMD Athlon necesite una nueva implementación de placa de sistema que incorpore la infraestructura Slot A de AMD, esta empresa ha creado un diseño de placa de sistema que mantiene considerable compatibilidad mecánica con la infraestructura de PC existente. Las placas de sistema Slot A optimizadas para los procesadores AMD Athlon usan el mismo diseño mecánico y conector que el Slot 1 Intel, así como DIMMs DRAM PC-100 estándares, soporte para buses E/S estándares (como ISA, PCI, AGP y USB), soporte para el teclado, mouse, E/S serial y paralela estándares, y soporte para fuentes de alimentación, ventiladores y gabinetes de hardware para PCs fácilmente disponibles. Resumen: Ancho de banda mayor y espacio escalable para el futuro Cuando AMD comenzó a diseñar el primer procesador x86 de séptima generación del mundo, quedó claro que ninguno de los buses de sistema actuales ofrecía el ancho de banda requerido para una nueva arquitectura de procesador que ofreciera el desempeño definitivo para aplicaciones de software de punta. Además, el bus de sistema común de hoy de 133 MHz no ofrece el "espacio necesario para acompañar las necesidades de las nuevas tecnologías de E/S de gran ancho de banda y alta memoria de sistema. La solución de AMD fue implementar un nuevo bus de sistema de alta velocidad dotado de recursos de aumento del ancho de banda, como repetición de clock, política de coherencia para el caché MOESI y protección ECC recursos que complementarían las Página 8 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999

9 altas velocidades de clock y capacidades de procesamiento líderes de la industria del procesador AMD Athlon. En vez de crear un diseño de bus de sistema enteramente nuevo, AMD obtuvo la licencia de la tecnologia de interfaz de alto desempeño Alpha EV6 de Digital para el procesador AMD Athlon e implementó el primer bus de sistema x86 de la industria que opera a 200 MHz y brinda un ancho de banda de datos de 1,6 Gbytes/segundo (escalable hasta 3,2 Gbytes/segundo a 400 MHz). Al aprovechar la tecnología Alpha EV6, el procesador AMD Athlon ofrece un desempeño superior y espacio escalable para aplicaciones, de hoy y de mañana, basadas en transacciones, de movimiento intenso de datos. El procesador AMD Athlon, por tanto, tiene una arquitectura de bus de sistema diseñada para adaptarse a una gama completa de plataformas de sistema de próxima generación, desde sistemas desktop de alto desempeño hasta servidores empresariales de multiprocesamiento. Visión General de AMD AMD (NYSE: AMD) es un proveedor global de circuitos integrados para los mercados de comunicaciones y de computadores personales y en red. AMD produce procesadores, memorias flash y productos para comunicaciones y aplicaciones en redes. Como segundo mayor productor mundial de procesadores compatibles con Windows, AMD ha expedido más de 120 millones de microprocesadores x86, incluyendo más de 90 millones de CPUs compatibles con Windows. Creada en 1969 y establecida en Sunnyvale, California, AMD tiene oficinas de ventas y mercadeo en todo el mundo y recursos de manufactura en Sunnyvale; Austin, Texas; Bangkok, Tailandia; Penang, Malasia; Singapur y Aizu- Wakamatsu, Japón. AMD tuvo ingresos de US$ 2,5 mil millones en Declaración Este Boletín Técnico contiene pronósticos que son hechos conforme a las recomendacióes de seguridad de Private Securities Litigation Reform Act de Los pronósticos generalmente son precedidos por palabras como espera, planea, cree, anticipa o pretende. Los inversionistas están prevenidos de que todos los pronósticos en este boletín técnico involucran riesgos e incertezas que pueden hacer que los resultados reales difieran materialmente de las expectativas actuales. Los pronósticos en este documento sobre el procesador AMD Athlon incluyen el riesgo de que el bus de sistema AMD Athlon no se adapte a las exigencias de las plataformas de sistema de próxima generación; de que AMD puede no conseguir desarrollar una infraestructura para dar apoyo al procesador; de que terceros pueden no brindar periféricos o la infraestructura para dar asistencia al procesador y al bus de sistema del procesador; y de que el procesador no consiga la aceptación del consumidor y del mercado. Aconsejamos a los inversionistas rever detalladamente los riesgos e incertezas en los archivos de Securities and Exchange Commission de la empresa, incluyendo el último Form-10K archivado. AMD, el logotipo AMD, AMD Athlon y sus combinaciones, 3DNow! y Super7 son marcas comerciales, y AMD K6 es marca registrada de Advanced Micro Devices, Inc. Windows es marca comercial registrada de Microsoft Corporation. Pentium es marca registrada de Intel Corporation. Alpha es marca comercial de Digital Equipment Corp. Otros nombres de productos usados en esta publicación lo son para propósitos de identificación apenas y pueden ser marcas registradas de sus respectivas empresas. Página 9 Bus de Sistema AMD Athlon 52595A 6 de diciembre, 1999