AMD处理器简介

AMD处理器解决方案

AMD 的嵌入式解决方案以个人电脑以外的上网设备为目标市场，锁定的目标产品包括平板电脑、汽车导航及娱乐系统、家庭与小型办公室网络产品以及通信设备。AMD Geode 解决方案系列不仅包括基于x86的嵌入式处理器，还包括多种系统解决方案。AMD 的一系列 Alchemy 解决方案有低功率、高性能的 MIPS 处理器、无线技术、开发电路板及参考设计套件。随着这些新的解决方案相继推出，AMD 的产品将会更加多元化，有助确立 AMD 在新一代产品市场上的领导地位。

AMD处理器研发情况

为了确保公司产品继续保持其竞争优势， AMD 多年来一直致力投资开发未来一代的先进技术。AMD 已着手开发未来 5 至 10 年都可适用的高性能技术。

AMD 设于美国加州桑尼维尔 (Sunnyvale) 及德国德累斯顿 (Dresden) 的先进技术研发中心分别负责多个研发项目。 此外， AMD 也与 IBM 合作开发新一代的工艺技术。

AMD 的自动化精确生产 (APM) 技术

为了在当今竞争异常激烈的市场中获得成功，跨国电子公司需要值得信赖的供应商和合作伙伴来为他们按时按量地提供他们所需要的解决方案。因此， AMD 采用了一种高效的、基于合作伙伴的研发模式，确保它的产品和解决方案可以始终在性能和功率方面保持领先。借助于行业伙伴的技术和资源， AMD 为它的产品集成了先进的亚微米技术。它的产品通常领先于行业总体水平，而且成本远低于平均成本。

为了在批量生产过程中无缝地采用这些先进的技术， AMD 开发和采用了数百种旨在自动确定最复杂的制造决策的专利技术。这些业界独一无二的功能被统称为自动化精确生产（ APM ）。它们为 AMD 提供了前所未有的生产速度、准确性和灵活性。

AMD处理器产品发展过程可分为五个阶段：

AMD处理器第一阶段

80486至AMD K6阶段。

初期的产品策略主要是以较低廉的产品价格为诉求，虽然最高性能不如同期的Intel产品，但却拥有较佳的价格性能比。

AMD处理器第二阶段

K7阶段

K7的性能尤其是在浮点运算能力方面，受到不少DIY（自行组装计算机）用户的欢迎。由于相对于Intel，AMD对于CPU的倍频锁定限制较松，因此广受许多超频用户的欢迎。但也由于缺乏过热保护，超频过度的K7系列CPU有较高的烧毁风险，导致部分消费者对其稳定度的信心偏低。

AMD处理器第三阶段

K8阶段

由于率先于Intel之前优先投入64位CPU的市场，使得AMD在64位CPU的领域有比较早发展的优势，此阶段的AMD产品仍采取了一贯的低主频高性能策略，解决因为电气性能有限导致CPU不稳定和发热量、耗电功率过大的问题，并导入使用IBM开发的SOI技术，使得K8相较同期Intel公司的P4处理器相同性能上有较低的功耗。

AMD处理器第四阶段

K10阶段

由于原生四核心的设计复杂，加上电路设计Bug，导致AMD初期B2核心步进的Opteron（Barcelona）和Phenom（Agena）性能不彰，时脉提升困难。为此AMD特别发布解决B2核心步进BUG的Patch，名称为“TLB Patch”。AMD接下来还将发布解决TLB Bug问题的B3核心步进，可使AMD K10处理器的整体性能再提升15%。

AMD处理器第五阶段

K10.5阶段

AMD在2007年5月已完成45纳米的SRAM晶圆生产，10月宣布45nm的处理器开始试产。AMD的45nm处理器在德国德累斯顿300mm晶圆厂Fab 36生产，生产制程由AMD与IBM合作开发。譬如沉浸平版印刷术、AMD第四代SOI、Ultra-Low-K等，与Intel的有所不同。AMD认为，即使没有High-K、金属栅极技术也能顺利步入45nm时代，并不是必要的，不过到了32nm就是必需的了。此番展示的处理器包括服务器版本“Shanghai”和桌面版本“Deneb”，均为高端四核心型号。AMD在2008年10月正式发布45nm处理器，首先推出的是“Shanghai”，之后在2009年5月推出了6核心的Opteron，代号“Istanbul”，仍使用Socket F脚位，2009年下半年推出AMD第三代Opteron平台，改用Socket G34脚位，推出代号“Sao Paulo”的6核心Opteron，将支持DDR3存储器与HyperTransport 3.0协议，还会推出12核心Opteron，代号为“Magny-Cours”。

AMD的产品线中，大致分为以下几种。

• Geode 属于低功耗嵌入式处理器，专门使用于嵌入式平台、移动设备和Thin Client。

• Sempron 属于较低级配备,单/双核心技术,性能与时钟频率较差,但温度相对低很多。

• Athlon 64 属于宏内核技术,适用于中低级用户。

• Athlon X2 属于双核心技术,适用于要处理多任务作业的用户。

• Athlon II 属于双/三/四核心45纳米技术,为 AMD 推出的平价产品， 与Phenom系列比较，此产品均不设L3cache，但把旧有的每核 512KB L2 cache，增至每核 1MB(四核仍为 512KB)。

• Turion 64 属于宏内核技术,专门用于一般移动市场。

• Turion 64 X2 属于双核心技术,专门用于高性能移动市场。

• Athlon 64 FX 属于单/双核心技术,运行性能较高,对多媒体处理、3D游戏,FX系列是最佳的选择。

• Phenom 属于三/四核心技术,为 AMD 近期推出的产品。

• Phenom II 属于双/三/四/六核心45纳米技术,为 AMD 近期推出的产品。

• Bulldozer 属于三/四/六/八核心32纳米技术,为 AMD 最新推出的产品,在一般的DIY市场中所贩售的均不锁倍频(黑盒)，而其中最高级的FX-8150在日本有出现连同水冷散热器一起贩售的版本，这是AMD第一次将水冷散热器和处理器同捆贩售。

• Opteron 属于单/双/四/六/十二核心技术,专门用于高性能服务器产品。

• AMD APU 分为A4/A6/A8/A10/E/Athlon/Semprom等系列产品线，属于双/四核心技术，主打入门用户以及一般家用市场，除了AM1低功耗平台推出的Athlon及Sempron CPU外，其他平台中Athlon及Sempron大多遮蔽显示输出功能，而A4/A6/A8/A10都搭配CPU内置显示功能，早期Llano核心采用45nm制程，经历Trinity、Richland等32nm制程，至2015/2016年推出的Kaveri以及Godavari（Kaveri提升频率的版本）则采用格罗方德28nm制程。

• AMD Ryzen 采用14/12nm FinFET制程及超线程技术，最高达三十二核心/六十四线程。2017年3月上市，是近十年来最接近Intel CPU的产品。

AMD处理器发展初期

AMD处理器发展中期

AMD处理器当代

，

微处理器K5

K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU，发布时间在1996年。由于K5在开发上遇到了问题，其上市时间比英特尔的Pentium晚了许多，再加上性能不好，这个不成功的产品一度使得AMD的市场份额大量丧失。K5的性能非常一般，整数运算能力不如Cyrix的6x86，但是仍比Pentium略强，浮点运算能力远远比不上Pentium，但稍强于Cyrix。综合来看，K5属于实力比较平均的那一种产品。K5低廉的价格显然比其性能更能吸引消费者，低价是这款CPU最大的卖点。　AMD 自然不甘心Pentium在CPU市场上呼风唤雨，因此它们在1997年又推出了K6。K6这款CPU的设计指标是相当高的，它拥有全新的MMX指令以及64KB L1 Cache（比奔腾MMX多了一倍），整体性能要优于奔腾MMX，接近同主频PⅡ的水平。K6与K5相比，可以平行地处理更多的指令，并运行在更高的时钟频率上。AMD在整数运算方面做得非常成功，K6稍微落后的地方是在运行需要使用到MMX或浮点运算的应用程序方面，比起同样频率的Pentium 要差许多。

微处理器K6

K6拥有32KB数据L1 Cache,32KB指令L1 Cache,集成了880万个晶体管,采用0.35微米技术,五层CMOS,C4工艺反装晶片,内核面积168平方毫米(新产品为68平方毫米),使用Socket7架构。　Cyrix 也算是一家老资格的CPU开发商了，早在x86时代，它和英特尔，AMD就形成了三雄并立的局面。

微处理器K6－2

AMD于1998年4月正式推出了K6－2微处理器。它采用0.25微米工艺制造，芯片面积减小到了68平方毫米，晶体管数目也增加到930万个。另外，K6－2具有64KB L1 Cache，二级缓存集成在主板上，容量从512KB到2MB之间，速度与系统总线频率同步，工作电压为2.2V，支持Socket 7架构。

K6－2是一个K6芯片加上100MHz总线频率和支持3D Now！浮点指令的“结合物”。3D Now！技术是对x86体系的重大突破，它大大加强了处理3D图形和多媒体所需要的密集浮点运算性能。此外，K6－2支持超标量MMX技术，支持100MHz总线频率，这意味着系统与L2缓存和内存的传输率提高近50%，从而大大提高了整个系统的表现。　作为Cyrix公司独自研发的最后一款微处理器，Cyrix MⅡ是于1998年3月开始生产的。除了具有6x86本身的特性外,该微处理器还支持MMX指令，其核心电压为2.9V，具有256字节指令;3.5X倍频;核心内集成650万个晶体管,功耗20.6瓦；64KB一级缓存。

微处理器K6－Ⅲ

AMD于1999年2月推出了代号为“Sharptooth”(利齿)的K6－Ⅲ，它是该公司最后一款支持Super 7架构和CPGA封装形式的CPU，采用0.25微米制造工艺、内核面积是135平方毫米，集成了2130万个晶体管，工作电压为2.2V/2.4V。

微处理器Athlon（K7）

相对于K6－2而言，K6－Ⅲ最大的变化就是内部集成了256KB二级缓存（新赛扬只有128KB），并以CPU的主频速度运行。K6－Ⅲ的这一变化将能够更大限度发挥高主频的优势。此外，该微处理器还带有64KB一级缓存（32KB用于指令，另32KB用于数据），而且在主板上还集成了以系统总线频率同步运行的三级缓存，其容量大小从512KB到2MB之间。　1999年6月23日，AMD公司推出了具有重大战略意义的K7微处理器，并将其正式命名为Athlon。K7有两种规格的产品：第一种采用0.25微米工艺制造，使用K7核心，工作电压为1.6V(其缓存以主频速度的一半运行)；第二种采用0.18微米工艺制造，使用K75核心；工作电压有1.7V和1.8V两种。上述两种类型的K7微处理器内部都集成了2130万个晶体管，外频均为200MHz。

Athlon包含128KB的L1 Cache(PⅡ/PⅢ只有32KB)；512KB～1MB L2 Cache的片外缓存。同时，它还采用了全新的宏处理结构，拥有三个并行的x86指令译码器，可以动态推测时序，乱序执行；K7拥有一个强劲的浮点处理单元，在3DNOW！指令的帮助下会有更进一步的3D和多媒体处理能力，这个先进的FPU使K7拥有超越其他x86微处理器2倍的性能！另外，K7采用了一种类似于Slot 1的全新的Slot A架构，从物理结构上两者可以互换，但后者的电器性能和前者完全不兼容。在总线方面，使用的是Digital公司的Alpha系统总线协议EV6，外频达200MHz；Athlon是AMD第一个具有SMP（对称多微处理器技术）能力的桌面CPU，即使用者可以用Athlon构建双微处理器甚至4微处理器系统！　AMD公司在2000年6月份连续推出了新款的Thunderbird（雷鸟）、Duron（毒龙）微处理器，再次向英特尔Coppermine（铜矿）核心的微处理器发出了强有力的挑战。

微处理器Thunderbird（雷鸟）

Thunderbird是AMD面向高端的Athlon系列延续产品，采用0.18微米的制造工艺，共有Slot A和Socket A两种不同的架构，但它们在设计上大致相同：均内置128KB的一级缓存和256KB的二级缓存，其二级缓存与CPU主频速度同步运行；工作电压为1.70V～1.75V，相应的功耗也比老的Athlon要小;集成3700万个晶体管，核心面积达到120平方毫米。

另外，Thunderbird微处理器支持200MHz系统总线频率，提供巨大的带宽，且支持Alpha EV6总线协议，具有多重并行x86指令解码器。

微处理器Duron（毒龙）

Duron微处理器是AMD首款基于Athlon核心改进的低端微处理器，它原来的研发代号称为“Spitfire”。Duron外频也是200MHz，内置128KB的一级缓存和64KB的全速二级缓存，它的工作电压为1.5V，因而功耗要较Thunderbird小。而且它核心面积是100平方毫米，内部集成的晶体管数量为2500万个，比K7核心的Athlon多300万个。这些特点符合了AMD面对低端市场的策略，即低成本低功耗而又高性能。在浮点性能上，基于K7体系的Duron明显优于采用P6核心设计的Intel系列微处理器，它具有三个全流水乱序执行单元，一个用于加/减运算，一个用于复合指令还有一个是浮点存储单元。

打桩机是一种AMD微处理器架构，来自推土机架构的改进。

中文名

AMD 打桩机

外文名

AMD Piledriver

类型

AMD微处理器架构

制程

32nm SOI

新的“打桩机”皓龙处理器在频率上将有所提升，著名的“走鹃”超级计算机发布的文档中透露了这一信息： 这份“走鹃”的说明文档中透露，基于“打桩机”架构的“阿布扎比”皓龙处理器将在2012年第二季度推出，有200MHz的性能提升。“阿布扎比”采用了和之前一样的TDP封装，85W、115W和140W。

那么可以来推测一下，皓龙6282SE主频为2.6GHz、TDP为140W，6284SE主频为2.7GHz，那么未来的16核心皓龙6300SE主频可能能够达到2.9GHz主频，TDP 140W;标准版的16核心皓龙6300主频为2.6GHz，TDP 115W。以此类推，95W封装的8核心皓龙4300主频能够达到3.6GHz，65W封装的6核心皓龙4300HE主频在3.1GHz左右。

看上去频率提升的并不多，一直以来AMD皓龙都是低主频、多核心的路线，如果继续增加核心，AMD不得不采用新的接口，但从上面的文档能看出，新的“打桩机”皓龙还是采用和“推土机”相同的接口，故而推测“打桩机”在核心数量上不会有太大变化。

根据Fudzilla的报道，AMD正在加紧的准备代号为Vishera的下一代打桩机处理器，作为推土机的继任者，它依然采用32nm工艺制造，架构方面相对于推土机进行了一定的修改，但封装接口依然是AM3 。据悉首批打桩机将会和当初的推土机一样拥有三款型号，分别是FX-8350、FX-6300以及FX-4320。 FX-8350将会作为FX-8150的继任者，依然是八颗物理核心，不锁倍频，默认频率4GHz，动态加速频率4.2GHz，二级缓存8MB，TDP依然是125W。

FX-6300拥有六核物理核心，默认频率3.5GHz，动态加速频率4.1GHz，二级缓存6MB，三级缓存8MB，TDP95W。

FX-4320拥有四颗物理核心，默认频率4GHz，动态加速频率4.2GHz，TDP也是95W。

FX-8300拥有八颗物理核心，默认频率3.3GHz，动态加速频率4.2GHz，TDP相比同为Vishera的FX8350降低了30W，仅为95W。

从TDP方面来看，AMD的代工厂GlobalFoundries的32nm制造工艺依然是大雷，漏电率较高等问题还没有得到有效的解决，在32nm工艺推出一年多以后还出现这种情况真的是不应该。