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Articulo de referencia

AMD K5

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El K5 es el primer procesador x86 de AMD desarrollado íntegramente por la propia compañía . Presentado en marzo de 1996, su principal competidor era el microprocesador Pentium de Intel . El K5 fue un diseño ambicioso, más cercano a un Pentium Pro que a un Pentium en cuanto a soluciones técnicas y arquitectura interna. Sin embargo, el producto final se acercaba más al rendimiento del Pentium, aunque era más rápido a la misma frecuencia de reloj.

Detalles técnicos

Diagrama central K5

El K5 se basaba en una arquitectura de procesador RISC interna altamente paralela con un front-end de decodificación x86. [ 1 ] El K5 ofrecía buena compatibilidad con x86 y el conjunto de pruebas desarrollado internamente resultó invaluable en proyectos posteriores. Todos los modelos tenían 4,3 millones de transistores , con cinco unidades de enteros que podían procesar instrucciones fuera de orden y una unidad de punto flotante. El búfer de destino de bifurcación era cuatro veces más grande que el del Pentium y el cambio de nombre de registros ayudó a superar las dependencias de registros. [ 2 ] La ejecución especulativa de instrucciones del chip redujo las paradas de la tubería. Tenía una caché de instrucciones asociativa  de cuatro vías de 16 KB y una caché de datos de 8 KB. El microcódigo de división y raíz cuadrada de punto flotante se probó mecánicamente. [ 3 ] [ 4 ] Las instrucciones trascendentales de punto flotante se implementaron en hardware y fueron fieles a los resultados matemáticos reales para todos los operandos. [ 5 ] 

Actuación

El proyecto K5 representó una oportunidad temprana para que AMD superara el liderazgo tecnológico de Intel. Si bien el chip abordaba los conceptos de diseño correctos, la implementación de ingeniería real tuvo sus problemas. Las bajas frecuencias de reloj se debieron, en parte, a las limitaciones de AMD como empresa de fabricación de vanguardia en ese momento, y en parte al diseño en sí, que tenía muchos niveles de lógica para la tecnología de proceso de la época, lo que dificultaba la escalabilidad de la frecuencia. Además, si bien el rendimiento de punto flotante del K5 se consideraba superior al del Cyrix 6x86 , era más lento que el del Pentium, aunque ofrecía resultados más fiables en las funciones trascendentales. Debido a su tardío lanzamiento al mercado y a que no cumplió con las expectativas de rendimiento, el K5 nunca logró la aceptación entre los grandes fabricantes de computadoras de la que sí gozaron el anterior Am486 y el posterior AMD K6 .

Características

Superescalar + Ejecución fuera de orden + Renombrado de registros

Caché asociativa de escritura diferida de 16 kb L1i + 8 kb L1d de 4 vías

decodificador de instrucciones de 4 vías

Tubería de 5 etapas

2 ALU de enteros + 1 unidad de desplazamiento + 1 unidad de bifurcación + FPU integrada

2 unidades ALU de carga/almacenamiento

Pines compatibles con placas base Socket-7. [ 6 ] [ 7 ]

Modelos

Hubo dos revisiones de la arquitectura K5, llamadas internamente SSA/5 y 5k86 , ambas lanzadas con la etiqueta K5. El conjunto original de CPU "SSA/5" tenía su unidad de predicción de bifurcación deshabilitada y estados de espera internos adicionales; estos problemas se remediaron con el "5k86", lo que resultó en un rendimiento hasta un 30% mejor a la misma frecuencia. [ 8 ] [ 9 ] La línea "SSA/5" iba de 75 a 100  MHz; la línea "5k86" iba de 90 a 133  MHz. Sin embargo, AMD usó lo que llamó una clasificación PR , o clasificación de rendimiento, para etiquetar los chips según su equivalencia sugerida en rendimiento de enteros a un Pentium de esa velocidad de reloj. Así, un  chip de 116 MHz de la segunda línea se comercializó como el "K5 PR166". Los retrasos en la fabricación hicieron que la llegada del PR200 coincidiera casi con el lanzamiento del K6. Dado que AMD no quería que los dos chips compitieran entre sí, el K5-PR200 solo llegó en pequeñas cantidades.

SSA/5

AMD 5K86-P90 (SSA/5)
Disparo del chip AMD K5 PR75 (SSA/5)
  • Vendido como 5K86 P75 a P100, posteriormente como K5 PR75 a PR100
  • 4,3 millones de transistores en 500 o 350  nm
  • Caché L1: 8 + 16 KB (datos + instrucciones)
  • Enchufe 5 y enchufe 7
  • VCore: 3,52  V
  • Bus frontal : 50 (PR75), 60 (PR90), 66  MHz (PR100)
  • Primer lanzamiento: 27 de marzo de 1996
  • Frecuencia de reloj: 75, 90, 100  MHz

5k86

Disparo del chip AMD K5 PR150 (5k86)
  • Se vendía como K5 PR120 a PR166; posteriormente PR200.
  • 4,3 millones de transistores en 350  nm
  • Caché L1: 8 + 16 KB (datos + instrucciones)
  • Enchufe 5 y enchufe 7
  • VCore: 3,52  V
  • Bus frontal : 60 (PR120/150), 66  MHz
  • Primer lanzamiento: 7 de octubre de 1996
  • Frecuencia de reloj: 90 (PR120), 100 (PR133), 105 (PR150), 116,6 (PR166), 133  MHz (PR200)

Referencias

  1. ↑ Manual de referencia técnica del procesador AMD-K5 (PDF) . AMD. Noviembre de 1996.
  2. ↑ "Hoja de datos del procesador AMD-K5" (PDF) . AMD. Enero de 1997.
  3. ↑ Moore, J. Strother; Lynch, Thomas W.; Kaufmann, Matt (septiembre de 1998). "Una prueba verificada mecánicamente del programa de división de punto flotante AMD5K86TM". IEEE Transactions on Computers . 47 (9). Washington, DC, EE. UU.: IEEE Computer Society : 913–926 . doi : 10.1109/12.713311 .
  4. ↑ Russinoff, David M. (enero de 1999). "Una prueba de corrección verificada mecánicamente del microcódigo de raíz cuadrada de punto flotante AMD K5". Métodos formales en el diseño de sistemas . 14 (1). Hingham, MA, EE. UU.: Kluwer Academic Publishers : 75–125 . doi : 10.1023/A:1008669628911 . S2CID 22941018 . 
  5. ↑ Lynch, T.; Ahmed, A.; Schulte, M.; Callaway, T.; Tisdale, R. (19–21 de julio de 1995). «Las funciones trascendentales K5». Actas del 12.º Simposio sobre Aritmética Computacional . Washington, DC, EE. UU.: IEEE Computer Society . págs. 163–170 . doi : 10.1109/ARITH.1995.465368 . ISBN  0-8186-7089-4.
  6. ↑ https://csdl-images.ieeecomputer.org/mags/mi/1996/02/figures/m20161.gif
  7. ↑ "Procesador AMD K5" . www.halfhill.com .
  8. ↑ "Referencia de CPU X86 (Parte 2)" . alasir.com . Archivado del original el 26 de julio de 2017. Consultado el 12 de enero de 2022 .
  9. ↑ "Historia de los microprocesadores - AMD K5" . Mayo de 2019.

Lecturas adicionales

  • Gwennap, Linley (25 de marzo de 1996). "AMD lanza un competidor para Pentium". Microprocessor Report .
  • Slater, Michael (24 de octubre de 1994). "El K5 de AMD diseñado para superar al Pentium". Microprocessor Report .
  • Slater, Michael (8 de mayo de 1995). "El volumen de AMD K5 se retrasa hasta 1996". Microprocessor Report .
  • AMD: Descripción general del procesador AMD-K5
  • Descripción técnica general de la serie K5
  • Imágenes de chips K5 en CPUShack.com
  • El AMD K5, un chip muy infravalorado.
  • Especificaciones técnicas del AMD K5