AMD Athlon 64
Der AMD Athlon 64 (Codename Hammer) ist AMDs erster in AMD64-Architektur (auch als x86-64 bezeichnet) ausgeführter Mikroprozessor für den Arbeitsplatz- und Mobilbereich. Im Gegensatz zum Serverprozessor Opteron ist der Athlon 64 generell nicht multiprozessorfähig. Es gibt ihn in zwei Hauptvarianten, dem "normalen" Athlon 64 und einer vom Opteron abstammenden High End-Version mit dem Namen Athlon 64 FX.Prozessoren in AMD64-Architektur haben weiterhin die uneingeschränkte Fähigkeit, auch Programme für Intel x86-Zentraleinheiten auszuführen. Mit dem Athlon 64 leitet AMD daher den "sanften" Übergang von 32 auf 64 Bit-Umgebungen in Desktop-PCs und Notebooks ein. Der Kunde kann zunächst seine alte 32-Bit-Software weiter benutzen, dann auf ein 64-Bit-Betriebssystem umsteigen, und schließlich seine Anwendersoftware auf 64 Bit migrieren - in diese Richtung zielen zumindest die offiziellen Werbeaktivitäten von AMD in Sachen Athlon 64. Inoffiziell dient der Athlon 64 aber als überfälliger Ersatz für die technisch nicht mehr weiterentwickelbare Athlon XP-Architektur, die bereits seit längerem an der oberen Grenze ihres Maximaltaktes gefahren wird.
Der Athlon 64 erzielt den größten Teil seiner Leistungssteigerung gegenüber dem Athlon XP durch vergrößerte Caches (L1: 128 kB; L2: 1 MB) sowie Verbesserungen an den Vorstufen der Recheneinheiten (TLB-Puffer, Sprungvorhersage etc.). Die AMD64-Architektur reduziert die Wartezeiten auf den Speicher, indem der Speichercontroller aus der Northbridge in den Prozessor selbst verlagert wird. Wenn die CPU im 64-Bit-Modus läuft, kann sie darüber hinaus auch auf zusätzliche Register zurückgreifen, was die Notwendigkeit von Speicherzugriffen weiter reduziert. Trotz allem bleibt abzuwarten, wie weit die erste Athlon 64-Generation tatsächlich trägt; AMD ist sichtlich bestrebt, mehr Leistung nicht durch mehr Takt, sondern durch Erhöhung der IPC-Rate (die Menge an Arbeit, die ein Prozessor pro Takteinheit verrichten kann) zu steigern. Bahnbrechende Verbesserungen, die wesentlich höhere Taktraten als beim Athlon XP ermöglichen würden, gibt es beim Athlon 64 aber noch nicht. Die beiden Prozessoren gleichen sich in ihrem internen Aufbau zu über 90 %. Wesentlich höhere Takte werden erst möglich, wenn AMD die Produktion von 130 nm auf einen 90-nm-Prozess umstellen kann. Eigentlich sollte der Athlon 64 bereits 12 Monate vorher erscheinen (und wäre im Sommer 2002 wahrscheinlich der schnellste x86-kompatible Prozessor gewesen), bereits damals verhinderten jedoch Probleme mit der Taktfestigkeit eine frühzeitige Markteinführung. Weiterhin zögerte AMD, da Microsoft mit einem 64-Bit-Windows nicht fertig wurde (und noch immer nicht fertig ist). Beobachter vermuten, dass der Takt der seit September 2003 auf dem Markt erhältlichen Athlon 64 sehr hoch angesetzt ist und AMD nur unter hohem Ausschuss produzieren kann. Neben schnelleren Modellen könnten daher auch wesentlich langsamere Athlon 64 auf den Markt kommen, um die Prozessorausbeute für AMD zu steigern. Obwohl außer FreeBSD und Linux noch kein Betriebssystem AMD64 nativ unterstützt, hofft AMD auf zwei Gruppen von Kunden, die die ersten Athlon 64 trotzdem kaufen: Zum einen Spieler, die Bedarf nach größtmöglicher Rechenleistung haben, zum anderen experimentierfreudige Anwender (z. B. auch aus dem Linux-Lager), die gerne neueste Technologie einsetzen wollen.
Für den Athlon 64 FX hat sich AMD ein neues Vermarktungskonzept ausgedacht: Da die Taktrate ohnehin nur noch bedingt Aussagekraft über die Leistungsfähigkeit eines Prozessors besitzt, verzichtet man beim Athlon 64 FX völlig auf irgendwelche Taktangaben im Namen und nennt alle derartigen Prozessoren einfach Athlon 64 FX. Der Kunde (vor allem aus der Spielerszene) soll sicher sein, immer den schnellsten Athlon 64 zu kaufen, wenn er einen neuen Athlon 64 FX ersteht. In dem Moment, in dem AMD einen schnelleren Athlon 64 FX bringt, verschwindet sein Vorgänger vom Markt. Da dies nur für Neuware gilt, und ansonsten auf dem Gebrauchtmarkt Chaos eintreten würde, gibt es trotzdem noch eine Modellbezeichnung, die jedoch nichts mehr mit irgendwelchen Taktraten zu tun hat: Der erste FX-Athlon heißt Athlon 64 FX-51(2,2GHz), der nächste FX-53(2,4GHz) usw.
Der "normale" Athlon 64 hat nur ein einkanaliges Speicher-Interface und kommt daher mit 754 Pins ("Sockel 754") und 4-lagigen Hauptplatinen aus. Da er im Gegensatz zum FX auch für "zivile" Menschen mit weniger dickem Geldbeutel gedacht ist, besitzt er zusätzlich noch eine Energiesparfunktion mit dem Namen Cool'n'Quiet. Dabei handelt es sich um eine verbesserte Version des vom Mobile Athlon bekannten PowerNow!, das hier aber erstmals in Arbeitsplatzrechnern zur Anwendung kommt. Kerntakt und -spannung des Athlon 64 lassen sich während des Betriebs durch ein ACPI-kompatibles Betriebssystem in bis zu 32 Stufen regeln. Für Windows Me, 2000 und XP (ältere Systeme sind nicht ACPI-fähig) stellt AMD dazu einen Prozessortreiber (amdk8.sys) zur Verfügung, der es diesen Betriebssystemen ermöglicht, den Prozessor als ACPI-Prozessorobjekt anzusprechen. Auch der Linux-cpufreq-Treiber beherrscht Cool'n'Quiet. Unabhängig vom verwendeten Betriebssystem muss das BIOS des Rechners diesen Stromsparmodus allerdings unterstützen, was nicht grundsätzlich der Fall ist.
Siehe auch: Liste von Nicht-Intel-Mikroprozessoren, Mikroprozessoren von Intel
Athlon 64 und Athlon 64 FX
Der Athlon 64 FX ist eigentlich kein Athlon 64, sondern ein Opteron-Derivat, er teilt sich in seiner ersten Version mit diesem Serverprozessor auch die Bauform des Sockels (940 Pins, "Sockel 940"). Gegenüber dem Athlon 64 bietet er einen zweiten Speicherkanal für DDR400-RAM. Dieses Merkmal hat jedoch seinen Preis: Nicht nur der Prozessor selbst ist dadurch teuer, er benötigte noch dazu die gleichen (Server)-Hauptplatinen wie der Opteron, die in teurer 6-Layer-Technik ausgeführt sind. Um die Kosten für die Käufer zu drücken entwickelte AMD einen neuen Sockel mit 939 Pins in anderer Anordnung, der nur noch 4-lagige Hauptplatinen erfordert. Die ersten Prozessoren dieser Bauform kamen im Juni 2004 in den Handel.Weblinks