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AMD Athlon (K7)

Der Athlon K7 wurde von AMD im Juli 1999 eingeführt. Dier erste Version benötigten zum ersten Mal einen eigenen Slot, den Slot A. Taktraten waren von 500 bis 1000 MHz, bei einem Speicherbus von 200 MHz(2 x 100 MHz mit DDR) möglich. Als Weiterentwicklung folgte der AMD Athlon Thunderbird mt integriertem L2-Cache.

AMD Athlon K7

AMD Athlon K7 Thunderbird

Technische Daten der AMD Athlon-Prozessoren

Technische Daten der AMD Athlon Thunderbird-Prozessoren

Der Prozessorkern des AMD Athlon wurde in 0,18 µm Technologie gefertigt und verfügene über 3 parallel arbeitende x86 Instruction Decoder und 3 vollständig arbeitende FPU-Pipelines. Der Athlon war mit einem L1-Cache in der Größe von 128 kB ausgestattet. Jeweils 64 kByte für Daten- und Befehlscache. Damit war der Athlon auchfür hohe Taktraten ausgelegt. Da der Prozessor auf einer Slot-Karte montiert war, fand sich hier genug Platz für den L2-Cache, der in einer Größe von 512 kByte mit maximal der halben Prozessor-Taktrate betrieben wurde. Der Athlon war multiprozessorfähig, und die Multimediaerweiterung 3DNow! konnte auf drei superskalare Multimedia-Pipelines zugreifen. Der Athlon unterstützte 3D-Now!, und das direkt aus dem Betriebssystem heraus. Windows 95/98-Anwendungen profitieten durch DirectX 6.0 von der Multimedia-Erweiterung. Im Gegensatz zu SSE von Intel war der Athlon nicht auf Erweiterungen in den Anwendungsprogrammen angewiesen. Zusätzlich kamen aber immer mehr Programme und Spiele auf den Markt, die speziell 3D-Now! unterstützen.
Der AMD Athlon Thunderbird war eine Weiterentwicklung des Athlons. Der Thunderbird war ab einer Taktrate von 650 MHz erhältlich. Der Prozessorkern wurde kaum verändert. Stattdessen wurde der L2-Cache mit einer Größe von 256 kByte in das Die integriert. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger wurde dieser also mit vollem Prozessortakt betrieben. Zusätzlich wurde das L2-Cache-Interface von 64 Bit auf 256 Bit erhöht. Dadurch erhöht sich die Performance zwischen L2-Cache und Prozessorkern erheblich.
Durch die Integration des L2-Caches in das Die erhöht sich die Die-Größe von 102 mm2 auf 117 mm2.

Den Thunderbird gab es für den Sockel A und, da sich der Sockel A nicht so schnell durchsetzen konnte, die Modelle von 650-1000Mhz noch parallel für den Slot A. Bei der Slot A Ausführung gab es allerdings Probleme mit einigen Chipsätzen.

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Der Athlon Slot A

Der erste AMD K7 Athlon wurde mit einer Taktrate von 500Mhz ausgeliefert. Er passte in einen eigens für ihne entwickelten Sockel, den Slot A.

Der erste Athlon-Prozessor wurde von AMD im August 1999 veröffentlicht. Der AMD K7 Athlon Prozessor, war das erste AMD Modell, das mit Intel-Prozessoren nichts mehr gemeinsam hatte. Bis zum erscheinen dieses Prozessors mußten die AMD-Prozessoren mit den Intel-Prozessoren kompatibel sein, da AMD auf den Sockel der Intel-Prozessoren angewiesen war. Mit diesen Prozessor gelang es AMD, einen eigenen Sockel und eigene Chipsätze bei den Mainboardherstellern zu etablieren. Der erste AMD K7 Athlon wurde mit einer Taktrate von 500Mhz ausgeliefert. Performancemäßig gelang es AMD, die zu dieser Zeit aktuellen Pentium III-Prozessoren des Konkurenten Intel zu schlagen.

Der Prozessor saß in einem Slot, dem Slot A. Der Vorteil des eigenen Prozessor-sockels war die unabhängigkeit von Intel und die damit gewonne Zeit. Bis zur Einführung des eigenen Sockels konnte AMD erst Modelle auf den Markt bringen, als Intel seine eigene Prozessoren und Chipsätze schon auf dem Markt etabliert hatte. Erst dann war es AMD möglich, den Alternativ-Prozessor für die auf dem Markt befindlichen Chipsätze fertigzustellen. Diese zeitliche Differenz führte dazu, dass AMD immer Prozessoren veröffentlichte, für die es bei Intel schon einen Nachfolger gab. Das beste Beispiel sind die K6-Modelle. AMD präsentierte im April 1997 den ersten K6 mit 166 Mhz für den Sockel 7, der dem Intel Pentium Konkurrenz machen sollte. Nur einen Monat nach der Veröffentlichung des AMD-Prozessors brachte Intel jedoch den Pentium 2 auf den Markt. AMD entwickelte trotzdem die K6-Serie bis zu einer Taktrate von 300 Mhz weiter, ohne jemals die Performance der Pentium 2 Prozessoren zu erreichen. Einziges Kaufargument war zu dieser Zeit der günstige Preis.

Motherboard für den Athlon K7.

Mit dem neuen Slot A-Sockel gab es jetzt auch für den Prozessor optimierte eigene Chipsätze. AMD konnte Chipsatz-Hersteller wie Via und SiS davon überzeugen, Chipsätze für die AMD-Mainboards herzustellen.

Der Athlon "Classic"-Prozessor befand sich wie der Intel Pentium III auf einer Platine, welche von einer Cartridge, geschützt wurde. Auf der Cartridge wurde ein großer Kühlkörper befestigt.

Die ersten Athlon "Classic" Prozessoren in den Taktraten von 500 bis 700 Mhz besaßen den Pluto-Prozessorkern, der in 0,25µm-Technik hergestellt wurde. Um thermisch Probleme zu vermeiden wechselte man dann von 0,25 auf 0,18µm Fertigungstechnik, Taktraten bis zur 1000 Mhz Grenze waren möglich. Die in 0,18µm Technik gefertigten Prozessoren verfügten über den Orion-Kern(AMD Athlon K75). Pluto- und Orion-CPU unterscheiden sich im letzten Buchstaben der Kennziffer, "C" für den Pluto-, und "A" für den Orion-Kern.

AMD Athlon K7 Platine: In der Mitte erkent man deutlich den Prozessor, links und rechts den externen L2 Cache.

Der Athlon K7 erhielt einen 128 KB L1 Cache, der L2-Cache war mit 512 KB sehr groß, wurde aber nicht mit vollem Prozessortakt betrieben. Bei den verschiedenen AMD Athlon K7 Prozessoren gab es die Verhältnisse 1:2, 2:5, 1:3 (L2-Caches Takt zu Prozessortakt). Der L2- befand sich in Form von zwei Speicherbausteinen auf der Prozessorplatine.

Der Athlon "Classic" bestand aus 22 Millionen Transistoren. Vor allem die Erweiterung der 3dNow!-Technologie und die superskalare Fließkomma-Recheneinheit waren der Grund für die komplexe Chiparchitektur. Mit 3DNow! hat AMD den ersten superskalare SIMD-Befehlssatz für x86 Prozessoren implementiert (zunächst 21 Befehle). Der Enhanced 3DNow!-Befehlsatz ergänzt 3DNow! mit weiteren 24 Befehlen. Davon sind 19 zur Beschleunigung von Integer- und Verschiebe-Operationen und 5 DSP-Erweiterungen für Soft-Modem, Soft-ADSL, Dolby Digital und MP3. Auch hier gelang es AMD, die Intel-Konkurenztechnologie bei den Softwareherstellern zu etablieren, so daß die neu auf dem Markt erscheinenden Programme meist MMX und 3DNow! unterstützten.

Der AMD Athlon K7 wurde erstmals mit 200 Mhz (später auch mit 266 Mhz) Systemtakt betrieben, Systemtakt war doppelter FSB Takt 2*100 Mhz = 200 Mhz Systemtakt). Er war in der Lage, zwei Datenwörter mit 64Bit Breite pro Takt zu übertragen. Die Daten wurden dazu in einem Prozessoreigenen DDR-RAM abgelegt und dort für die Abfrage durch die Peripherie bereitgehalten.

Übertakten

AMD Athlon K7 Platine mit Golden finger auf dem linken oberen Steckplatz.
Der AMD Athlon eignete sich nicht zum Übertackten, Multiplikator und Front-Side-Bus (FSB)-Takt waren Hardwaremäßig fest eingestellt. Zum Übertakten mussten deshalb bestimmte Widerstände auf der Prozessorplatine umgelöten werden oder ein "Golden Finger", einen Adapter für die Platine benutzt werden.

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Technische Daten der einzelnen Modelle:

AMD K7 Athlon (Classic)
Modell	FSB	Multi	Kern	L2-Cache	Cache-Speed	Mikron	Temp	Sockel	V-Core	Watt
K7 Athlon 500 Mhz	200 Mhz	5,0	K7 Pluto	512 KB	250 Mhz	0,25 µm	70°C	Slot A	1,6V	42,0
K7 Athlon 550 Mhz	200 Mhz	5,5	K7 Pluto	512 KB	275 Mhz	0,25 µm	70°C	Slot A	1,6V	46,0
K7 Athlon 550 Mhz	200 Mhz	5,5	K75 Orion	512 KB	275 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,6V	31,0
K7 Athlon 600 Mhz	200 Mhz	6,0	K7 Pluto	512 KB	300 Mhz	0,25 µm	70°C	Slot A	1,6V	50,0
K7 Athlon 600 Mhz	200 Mhz	6,0	K75 Orion	512 KB	300 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,6V	34,0
K7 Athlon 650 Mhz	200 Mhz	6,5	K7 Pluto	512 KB	325 Mhz	0,25 µm	70°C	Slot A	1,6V	54,0
K7 Athlon 650 Mhz	200 Mhz	6,5	K75 Orion	512 KB	325 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,6V	36,0
K7 Athlon 700 Mhz	200 Mhz	7,0	K7 Pluto	512 KB	350 Mhz	0,25 µm	70°C	Slot A	1,6V	50,0
K7 Athlon 700 Mhz	200 Mhz	7,0	K75 Orion	512 KB	350 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,6V	39,0
K7 Athlon 750 Mhz	200 Mhz	7,5	K75 Orion	512 KB	300 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,6V	40,0
K7 Athlon 800 Mhz	200 Mhz	8,0	K75 Orion	512 KB	320 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,7V	48,0
K7 Athlon 850 Mhz	200 Mhz	8,5	K75 Orion	512 KB	340 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,7V	50,0
K7 Athlon 900 Mhz	200 Mhz	9,0	K75 Orion	512 KB	300 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,8V	60,0
K7 Athlon 950 Mhz	200 Mhz	9,5	K75 Orion	512 KB	317 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,8V	62,0
K7 Athlon 1000 Mhz	200 Mhz	10,0	K75 Orion	512 KB	333 Mhz	0,18 µm	70°C	Slot A	1,8V	65,0

Quellen:
http://www.amd.com
http://www.pc-erfahrung.de
http://de.wikipedia.org

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Der Athlon K7 Thunderbird

Neben dem Duron-Prozessor veröffentlichte AMD im Juni 2000 auch den Nachfolger des ersten Athlon-Prozessors, den Athlon Thunderbird.

Der Juni 2000 erschienene Athlonprozessor mit Thunderbird-Kern in Sockelbauweise für den Sockel A.

Mit einer Taktrate von 1000 Mhz war die maximalen Geschwindigkeit erreicht, mit der die Orion Kerne des ersten Athlons betrieben werden konnten. Da es inzwischen günstiger war, den L2 Cache im Prozessor zu integrieren, trennte man sich von der Cartridge-Bauweise und dem Slot A und entwickelte für dir Thunderbird-Prozessoren einen neuen Sockel, den Sockel A. Erhältlich waren die Athlon-T-Bird-Prozessoren in den Taktraten von 650 bis 1400 Mhz. Da sich der Sockel A jedoch nicht so schnell durchsetzen konnte, produzierte AMD die Modelle von 650-1000Mhz noch parallel für den Slot A. Diese Slot A-Prozessoren waren normle Thunderbird-Prozessoren, die auf einer Platine saßen. Dazu setzte man den vorhandenen Prozessor samt Keramikgehäuse auf eine Slot A-Platine und machte ihn so kompatibel zu dem etablierten Steckplatz.

Athlonprozessor mit Thunderbird-Kern in Slotbauweise.Gut zu erkennen der fehlende L2Cache auf der Platine, der nun in den Prozessor integriert ist.

Natürlich gab es deshalb keinen exteren L2-Cache auf der Platine, wie es bei den Athlon K7-Modellen üblich war. Der in den Prozessor integrierten L2-Cache hatte 256 KB und lief mit voller Prozessortaktrate. Die ersten Athlon Prozessoren (k7 Classic) hatten noch 512 KB L2-Cache, dieser befand sich extern auf der Cartridge-Platine und wurde deshalb nicht mit voller Taktrate betrieben.
Auch die Chiparchitektur wurde komplexer. Der Athlon T-Bird besteht aus 37 Millionen Transistoren. Er unterstütz die Multimedia-Befehlserweiterungen MMX+ und 3dNow!+ . Der Thunderbird-Kern wurde in 0,18µm-Technologie hergestellt was bei einem 1400-MHz-Prozessor zu einer maximale Verlustleistung von 72,1 Watt führet.

Großaufnahme der Die eines Athlonprozessor mit Thunderbird-Kern und 100 MHz FSB-Takt, erkennbar am Buchstaben B am Ende des Produktcodes.

Vom Athlon Thunderbird gab es zwei Versionen, die sich durch den FSB Takt unterscheiden. Prozessoren, bei denen der Produktcode mit "B" endet weurden mit 100 Mhz FSB-Takt betrieben, endet der Produktcode mit "C" sind 133 Mhz FSB-Takt erlaubt. Die Kernspannung betrug 1,7 bzw 1,75 V. Der AMD Athlon Thunderbird wurde mit 200 Mhz oder 266 Mhz Systemtakt betrieben, Systemtakt war doppelter FSB Takt 2*100 Mhz = 200 Mhz Systemtakt). Er war in der Lage, zwei Datenwörter mit 64Bit Breite pro Takt zu übertragen. Die Daten wurden dazu in einem Prozessoreigenen DDR-RAM abgelegt und dort für die Abfrage durch die Peripherie bereitgehalten.

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Technische Daten der einzelnen Modelle:

AMD K7 Athlon Thunderbird
Modell	FSB	Multi	Kern	L2-Cache	Cache-Speed	Mikron	Temp	Sockel	V-Core	Watt
Athlon Thunderbird 650	200 Mhz	7,0	Thunderbird	256 KB	650 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,7V	36,1
Athlon Thunderbird 700	200 Mhz	7,0	Thunderbird	256 KB	700 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,7V	38,3
Athlon Thunderbird 700	200 Mhz	7,0	Thunderbird	256 KB	700 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,75V	40,0
Athlon Thunderbird 750	200 Mhz	7,5	Thunderbird	256 KB	750 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,7V	40,4
Athlon Thunderbird 750	200 Mhz	7,5	Thunderbird	256 KB	750 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,75V	43,0
Athlon Thunderbird 800	200 Mhz	8,0	Thunderbird	256 KB	800 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,7V	42,6
Athlon Thunderbird 800	200 Mhz	8,0	Thunderbird	256 KB	800 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,75V	45,0
Athlon Thunderbird 850	200 Mhz	8,5	Thunderbird	256 KB	850 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,7V	44,8
Athlon Thunderbird 850	200 Mhz	8,5	Thunderbird	256 KB	850 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,75V	47,0
Athlon Thunderbird 900	200 Mhz	9,0	Thunderbird	256 KB	900 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,75V	49,7
Athlon Thunderbird 950	200 Mhz	9,5	Thunderbird	256 KB	950 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,75V	52,0
Athlon Thunderbird 1000	200 Mhz	10,0	Thunderbird	256 KB	1000 Mhz	0,18 µm	70/90°C	Sockel A	1,75V	54,3
Athlon Thunderbird 1000	266 Mhz	7,5	Thunderbird	256 KB	1000 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	54,0
Athlon Thunderbird 1100	200 Mhz	11,0	Thunderbird	256 KB	1100 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	55,1
Athlon Thunderbird 1100	200 Mhz	11,0	Thunderbird	256 KB	1100 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	60,0
Athlon Thunderbird 1133	266 Mhz	8,5	Thunderbird	256 KB	1130 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	63,1
Athlon Thunderbird 1200	200 Mhz	12,0	Thunderbird	256 KB	1200 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	65,8
Athlon Thunderbird 1200	266 Mhz	9,0	Thunderbird	256 KB	1200 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	???
Athlon Thunderbird 1300	200 Mhz	13,0	Thunderbird	256 KB	1300 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	68,0
Athlon Thunderbird 1333	266 Mhz	10,0	Thunderbird	256 KB	1333 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	70,0
Athlon Thunderbird 1400	200 Mhz	14,0	Thunderbird	256 KB	1400 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	72,0
Athlon Thunderbird 1400	266 Mhz	10,5	Thunderbird	256 KB	1400 Mhz	0,18 µm	95°C	Sockel A	1,75V	73,9

Quellen:
http://www.amd.com
http://www.elektronik-kompendium.de
http://www.pc-erfahrung.de
http://de.wikipedia.org

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AMD Desktop-Prozessoren:
AMD K5
AMD K6, K6-2, K6-III
Athlon
Athlon XP
Athlon 64, Athlon 64 FX
Athlon 64 X2
Duron
Sempron

AMD Server-Prozessoren:
Athlon MP
Opteron

AMD Mobile Prozessoren:
Mobile K6
Mobile Athlon
Athlon XP-M
Mobile Athlon 64
Athlon Turion 64
Mobile Duron
Mobile Sempron

Übersicht AMD-Prozessoren

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