Wat is er nieuw bij de Athlon 4?
Als we naar de veranderingen bij de AMD Athlon 4 ten opzichte van de AMD Athlon 'Thunderbird' kijken, zien we dat AMD zich vooral één ding als doel heeft gesteld: meer snelheid met minder vermogen en warmte. De snelste AMD Athlon 'Thunderbird' processors kunnen tegenwoordig je PC in één klap omtoveren tot een hete lucht oven. Bedenk maar eens dat de AMD Athlon 'Thunderbird' op 1.3 GHz maar liefst 73 Watt warmte produceert! Ongekend veel voor een 'normale' processor.
Een van de belangrijkste zaken die AMD heeft gedaan bij de Athlon 4 is dan ook het optimaliseren van het ontwerp van de processor, zodat er minder warmte ontstaat en minder vermogen benodigd is. Een AMD Athlon 4 verbruikt ongeveer 20% minder vermogen dan een AMD Athlon 'Thunderbird' op gelijke kloksnelheid. De belangrijkste manier om dat te bereiken is door het verlagen van het benodigde voltage. Door de geoptimaliseerde lay-out kan de Athlon 4 op 1.4 Volt zijn werk doen, terwijl de Athlon 'Thunderbird' 1.75 Volt vereist.
Op bovenstaande foto zien we dat de core van de Athlon 4 er duidelijk anders uitziet dan die van de AMD Athlon 'Thunderbird' (zie hier). Daar waar de core van de Thunderbird rechthoekig is, is die van de Athlon 4 meer vierkant. Veel groter is de Athlon 4 echter niet: de core van de Athlon 4 is 128 mm², die van de Athlon 'Thunderbird' is 120 mm². Binnen de core van de Athlon 4 bevinden zich ongeveer 37,5 miljoen transistoren, bij de Athlon 'Thunderbird' zijn dat er 37 miljoen. De half miljoen extra transistoren worden voornamelijk gebruikt voor een aantal nieuwe zaken die de Athlon 4 biedt: data prefetch, 3DNow! professional en AMD PowerNow!.
Data prefetch
Zoals bekend heeft de AMD Athlon in totaal 384 kilobyte aan zogenaamd cachegeheugen aan boord. Dit cachegeheugen, dat zich op de processor zelf bevindt, werkt als buffer voor het RAM-geheugen voor de PC. In vergelijking met de processor is RAM-geheugen immers zeer langzaam, waardoor de processor veel kostbare tijd verknoeit als bij data moet ophalen uit of wegschrijven naar het geheugen. De cache lost dit probleem voor een groot deel op: wanneer er data weggeschreven moet worden naar het geheugen, zet de processor dit eerst in het snelle cachegeheugen. De processor kan dan verder gaan met andere belangrijke zaken, terwijl het cache geheugen er op de achtergrond voor zorgt dat de data in het RAM-geheugen terecht komt. Ook bij het inlezen van data uit het geheugen kan de cache van pas komen. Van data die zeer vaak benodigd is, wordt een kopie in de cache bewaard, die door de processor zeer snel te benaderen is.
Hier heeft AMD nu de zogenaamde 'Data Prefetch' techniek aan toegevoegd. Het Data Prefetch systeem probeert te voorspellen welke data de processor in de nabije toekomst nodig gaat hebben. Deze data wordt dan al van te voren naar de cache gekopieerd, zodat de processor, zodra de data benodigd is, de data zeer snel kan benaderen.
Het Data Prefetch systeem zorgt ervoor dat de Athlon 4 op gelijke kloksnelheid bij normale programmatuur beter presteert dan de Athlon 'Thunderbird'. Helaas hebben we zelf nog geen benchmarks kunnen draaien, maar als we AMD mogen geloven is de Athlon 4 op gelijke kloksnelheid tot 15% sneller dan de Athlon 'Thunderbird'.
3DNow! Professional
3DNow! is AMD's eigen uitbreiding uitbreiding van de standaard x86-instructieset. 3DNow! is speciaal gemaakt voor 3DNow! geoptimaliseerde programmatuur zoals 3D-games, Audio/Video-software, etc. 3DNow! is oorspronkelijk geïntroduceerd bij de K6-2 en ten tijde van de introductie van de Athlon heeft AMD 3DNow! uitgebreid met enkele SIMD instructies onder de naam Enhanced 3DNow! SIMD staat voor 'Single Instruction Multiple Data', wat dus inhoudt dat een bepaalde instructie makkelijk tegelijkertijd op verschillende stukken data moet worden toegepast. Mooi voorbeeld zijn de transformatie-berekeningen bij 3D-beelden: als alle hoekpunten van alle driehoeken binnen een 3D-afbeelding middels dezelfde matrix-berekening getransformeerd moeten worden, is het handig als dat met SIMD kan.
Nu met de Athlon 4 komt AMD met '3DNow! Professional', een nieuwe versie van 3DNow! met 52 nieuwe instructies. Hardwareinfo.net lezers met een goed geheugen hebben dat getal 52 al een keer eerder gehoord. Intel's uitbreiding van de x86-instructieset met nieuwe SIMD instructies, SSE (Streaming SIMD Extensions) genaamd, die Intel een dikke twee jaar geleden introduceerde, bestonden ook precies uit 52 instructies. Hoewel AMD het niet rechtstreeks wil toegeven, zijn de nieuwe 3DNow!-instructies precies dezelfde als de Intel SSE- instructies. Bij navraag zei AMD 'dat de AMD Athlon 4 nu 100% compatible was met SSE', dus dat zegt genoeg. Ik denk dat aangezien Intel patent heeft op de naam SSE, AMD deze term liever niet gebruikt. Ik vind het in ieder geval een goede zaak dat de Athlon nu ook SSE ondersteunt, omdat de geschiedenis heeft uitgewezen dat veel meer programma's zijn geoptimaliseerd voor SSE dan voor 3DNow! In benchmarks waar de Pentium III en 4 beter presteerden als gevolg van SSE optimalisaties, moet de Athlon 4 nu ook zijn krachten kunnen tonen.
