AMD K8 SledgeHammer: egy más, de ismerős világ

Mielőtt belemélyednénk az AMD 64 bites processzorának és az x86-64 architektúrának a leírásába, nézzük meg, kik is igényelnek ma ilyen termékeket:

A processzorok fejlődése ma egészen egyszerű utat jár be. A legmagasabb szintű alkalmazásokat kiszolgáló technológiák előbb-utóbb annyira elterjednek, hogy az asztali számítógépekbe is beköltöznek. Tualjdonképpen ez az alapja a 64 bites asztali processzorok megjelenésének.

A 64 bites processzorok vásárlói azok, akik már érzik a 32 bites processzorok korlátait. De kik is ők valójában? Erre a kérdésre az Intel adta meg a legjobb választ: "azért van szükségübk az Itanium-ra, hogy megtervezhessük következő generációs chipjeinket". Valóban, a processzortervezés ma már olyan komplex feladat, hogy egy 64 bites processzor segítsége könnyen elkél.

Hasonlóan ehhez, a műszaki berendezések (autók, repülőgépek, hidak) tervezése szintén profitálhat a 64 bites processzorok erejéből. Az óriási méretű adatbázisok kezelése szintén testhezálló feladat lehet, figyelembe véve a 64 bites címbuszból adódó óriási méretű kezelhető memóriát.

A 64 biten ábrázolt egész számok a titkosításban és kódolásban lehetnek a tudósok és kutatók segítségére. Az AMD és az Intel ezen kívül az internetes tartalomszolgáltatást is olyan feladatként jelölte meg, amely könnyen gyorsítható az új technológiák bevezetésével. És akkor még nem szóltunk a különböző szimulációs feladatokról, mint pl. az időjárás-előrejelzés.

[oldal:AMD és Intel: x86-64 és IA-64]

Az AMD jelenleg nagyon különleges helyzetben van: még kicsi ahhoz, hogy legyőzze az Intelt, de elég nagy, hogy az eltérő megoldásaira felfigyeljen a piac és az ipar. Ezért az Intel és az AMD vetélkedése nem csupán piaci verseny, annál sokkal több.

Az Intel stratégiája nagyon egyszerű: adott a 32 bites processzorainak sorozata (Intel Celeron, Pentium III, Pentium 4) azok számára, akiknek a legjobb 32 bites teljesítményre van szükségük. Ezek a felhasználók nem nagyon tudnák kihasználni a 64 bit által nyújtott előnyöket. Természetesen a 64 bit előbb-utóbb beköltözik az otthoni gépekbe is, de ez csak hosszú évek múlva várható. Azok számára, akiknek fontos a megnövekedett számítási teljesítmény, a nagyobb megcímezhető memória, az Intel az IA-64 processzorokat ajánlja, melynek első példánya az Itanium lesz.

Ennek a megoldásnak a hátránya abban rejlik, ha valakinek egyszerre van szüksége a 64 bit által nyújtott előnyökre, ám ugyanakkor szükséges a 32 bites alkalmazások nagysebességű futtatása. Ideális esetben ez két processzort igényel: egy IA-64 processzort a 64 bites és egy Pentium 4 processzort a 32 bites alkalmazásokhoz, mivel ez utóbbi jóval gyorsabban futtatja a 32 bites programokat, mint az Itanium.

Az AMD-nek egyelőre nincs lehetősége IA-64 processzort fejleszteni és gyártani, ezért két választási lehetősége van: vagy kimarad a 64 bites üzletből egy időre, vagy elkészíti saját megoldását. Gondolom mindenki kitalálta, hogy az utóbbi mellett döntöttek...

Ennek szellemében az AMD ugyanazt csinálja, amit anno az Intel az i386 processzorral. De most nem 32 bites támogatást épített be a 16 bites ISA-ba, hanem 64 bitest a jelenlegi 32 bitesbe, és elnevezte x86-64-nek.

Ennek a megoldásnak a legfontosabb előnye, hogy a legjobb 32 bites teljesítményt nyújtja, amire az AMD ma képes, ráadásul 64-bit kompatibilis. Ezzel folyamatossá tehető a váltás 32 és 64 bit között, ninvcs szükség arra, hogy a cégek megvárják az első 64 bites operációs rendszereket, mert a processzor egyaránt képes 32 és 64 bites alkalmazások gyors futtatására.

A megoldás fő hátránya, hogy az új processzor magán hordozza majd az x86 minden hibáját, betegségét és gyengeségét, bár az AMD szerint "a teljesítmény nem az utasításkészlettől, hanem annak használatától függ".

[oldal:AMD K8 és x86-64]

Az AMD ma jelentette meg az x86-64 specifikációit a fejlesztők számára, hogy elkezdhessék a munkát a programjaikon. A 64 bites kiterjesztés sok új elemet hoz a jelenlegi 32 bites x86 ISA-ba. A legfontosabb újdonságok: 8 darab 64 bites általános célú regiszter (general purpose register, GPR), 64 bites memóriacímzés valamint 64 bites regsizterek és utasításpointer.

Az új 64 bites regisztereken túl az x86-64 a meglevő regisztereket is 64 bitesre bővíti, hasonlóan az i386-ban alkalmazott megoldáshoz. Ezt a REX prefix használatával érik el, például a RAX az EAX regiszter "64 bites változata". Ez azt jelenti, hogy az ADD utasítás elvégzése egy 64 bites regiszteren ugyanúgy működik majd, mint 32 biten.

Az x86-64 architektúra kétfajta módban képes majd működni. Lesz egy "legacy" mód, ahol a processzor képes lesz 16/32 bites operációs rendszerek és programok futtatására, és egy új működési mód a "long mode", amely még további két módra választható el; ezek már 64 bites operációs rendszert igényelnek. Ugyanakkor lehetőség van egy "kompatibilis mód" használatára, ahol a 32 bites alkalmazások 64 bites operációs rendszeren futtathatók majd.

Bár az a leírás nagyon egyszerűsített, az AMD dokumentumai bárki számára hozzáférhetők. De mit is jelent ez a felhasználók számára? Az AMD x86-64 processzorok segítségével tulajdonképpen folyamatos az átmenet a 32 bites és 64 bites alkalmazások és operációs rendszerek között, hiszen a processzor mindkét módban képes működni, ráadásul a (32-64 bit) kompatibilitás érdekében feláldozott teljesítmény nélkül. De vajon hogy néz ez majd ki a gyakorlatban?

Az AMD K8 processzor a pletykákkal ellentétben csak 2001-ben fog megjelenni. Ugyanúgy, mint a jelenlegi Athlon processzorok, ez is több különböző változatban jelenik meg. Az eltérések valószínűleg az órajelben, a front side bus sebességében és a cache méretében keresendők.

A legnagyobb problémát a chipsetek jelentik: az AMD chipkészletek legnagyob gyártója a VIA egyelőre csak olcsó asztali chipkészleteket épít, ezért valószínűtlennek tűnik tőlük egy high-end chipset. A SiS és az ALi talán még annyira sem képes majd megbirkózni ezzel a feladattal, ezért valószínű a chipkészlet problémáját az AMD egyedül lesz kénytelen megoldani.

A cikk az AnandTech írásának nyomán készült.