Neuer Artikel: 64-Bit Prozessoren im Detail
- Ersteller Nero24
- Erstellt am
- Mitglied seit
- 01.07.2000
- Beiträge
- 24.066
- Renomée
- 10.446
Welch ein Timing! Da tippt unser D'Espice, Moderator im Forum und ehemaliger Redakteur von Taktsucht.de, seit Wochen einen Artikel über 64-Bit Prozessoren und ausgerechnet heute am Tage der Fertigstellung des Artikels zeigt AMD zum ersten mal ein lauffähiges Sample des 64-Bit Boliden Hammer. So muß das laufen 
Der Artikel führt den Leser über insgesamt 23 Seiten erstmal sanft in die Geheimnisse eines Universal-Rechners und der x86-Architektur ein. Er beleuchtet die letzte große Zäsur in der x86-Historie, den Schritt vom 16-Bit 80286 auf den 32-Bit 80386. Anschließend wird die Architektur des Pentium 4 und des Athlon XP auseinandergenommen, um davon die Überleitung zur x86-64 Hammer-Architektur zu wagen. Letztendlich kommt natürlich auch die Programmierung der 64-Bitter Hammer und Itanium nicht zu kurz. Hier ein kleiner Auszug aus dem Artikel:<ul><i>Der Long-Mode ist die Besonderheit am Hammer. Hierbei verhält sich der Mikroprozessor wie ein 64 Bit Mikroprozessor. Das Betriebssystem muss für diesen Betriebsmodus im 64 Bit Maschinencode vorliegen, da der Virtuelle Adressraum mit 64 Bit adressiert wird.
Dem Programmierer stehen acht zusätzliche GPRs zur Verfügung, mit jeweils 64 Bit Länge. Ebenso sind alle weiteren General Purpose Register 64 Bit lang.
Ein partieller Zugriff auf die Register ist weiterhin möglich, über EAX werden die untersten 32 Bit des RAX-Registers adressiert, über AX die untersten 16 Bit, über AH und AL die jeweils untersten 8 Bit.</i></ul>So, dann stellt Euch schon mal Cola und Chips bereit, denn das dauert länger:<ul><li><a href="http://www.planet3dnow.de/artikel/diverses/64bitpreview/index.shtml">64-Bit CPUs für's Wohnzimmer : Innovation oder Marketinggeblubber?</a></li></ul>Viel Vergnügen beim Lesen und a big THX an D'Espice...
Der Artikel führt den Leser über insgesamt 23 Seiten erstmal sanft in die Geheimnisse eines Universal-Rechners und der x86-Architektur ein. Er beleuchtet die letzte große Zäsur in der x86-Historie, den Schritt vom 16-Bit 80286 auf den 32-Bit 80386. Anschließend wird die Architektur des Pentium 4 und des Athlon XP auseinandergenommen, um davon die Überleitung zur x86-64 Hammer-Architektur zu wagen. Letztendlich kommt natürlich auch die Programmierung der 64-Bitter Hammer und Itanium nicht zu kurz. Hier ein kleiner Auszug aus dem Artikel:<ul><i>Der Long-Mode ist die Besonderheit am Hammer. Hierbei verhält sich der Mikroprozessor wie ein 64 Bit Mikroprozessor. Das Betriebssystem muss für diesen Betriebsmodus im 64 Bit Maschinencode vorliegen, da der Virtuelle Adressraum mit 64 Bit adressiert wird.
Dem Programmierer stehen acht zusätzliche GPRs zur Verfügung, mit jeweils 64 Bit Länge. Ebenso sind alle weiteren General Purpose Register 64 Bit lang.
Ein partieller Zugriff auf die Register ist weiterhin möglich, über EAX werden die untersten 32 Bit des RAX-Registers adressiert, über AX die untersten 16 Bit, über AH und AL die jeweils untersten 8 Bit.</i></ul>So, dann stellt Euch schon mal Cola und Chips bereit, denn das dauert länger:<ul><li><a href="http://www.planet3dnow.de/artikel/diverses/64bitpreview/index.shtml">64-Bit CPUs für's Wohnzimmer : Innovation oder Marketinggeblubber?</a></li></ul>Viel Vergnügen beim Lesen und a big THX an D'Espice...
BlackBirdSR
Commodore Special
Alle Achtung,
ein sehr gelungener Artikel.
Jedoch sind mir beim durchlsesn bis jetzt etwas aufgefallen, das eventuell etwas unverständlich sind.
Pipelines:
Beim K7 wird erwähnt das die Pipelines gesplittet sind 10/15
für mich klang das so, als ob dies nur beim K7 so wäre, und es ausserdem noch 2 Pielines geben würde,
ich leg mich da nicht fest aber ich dachte bisher das die die FPU Stufen der Pipeline an der 10 Stufigen generllen/Integer Pipeline dranhängen, also für 10 + 5 Stufen für
FPU Befehle.
Desweiteren bin ich mir sicher das auch beim P3 und P4 die Pipelines für FP Befehle um einiges länger sind als die integer pipeline.
Wie gesagt , für mich klingt es so als ob nur K7 längere FPU Pipeline hat.
Nochwas:
ich weiss es ist ein sehr leidiges Thema;
aber was macht den K7 zu einer 6.ten Generation und den P7 zu einer 7.ten Generation?
Der Begriff CPU Generation stammt ja von Intel, aber was genau bestimmt hier einen Fortschritt?
Der P7 ist im Grunde immernoch eine CPU die auf dem P6 basiert,
klar wurden viele Sachen verändert, und keiner will besteiten dassder P7 eine Intel CPU der 7.ten Generation ist.
Aber kann man das auf AMD anwenden?,
Wenn es keine Festlegung gibt ab wieviel Prozent änderung zur original Architektur ein Generationswechsel kommt, ist es doch nicht möglich zu sagen, Athlon war gegen P3 bestimmt, also ist er 6.te Generation?
Von der Leistung und Taktrate ist ein 7.te Generation allemal drin,
und hinsichtlich der AMD zählung der "eigenen" Generationen sowieso.
Also, sorry dieses Thema nochmal aufzugreifen, aber gibt es sowas wie eine Regel die besagt, das und das macht ne näcste CPU generation aus? (ausser Intels willen)
Nach den Pipelines kanns auch nicht gehen, da diese beim K7 /K8 kürzer sind als Intels)
l
ein sehr gelungener Artikel.
Jedoch sind mir beim durchlsesn bis jetzt etwas aufgefallen, das eventuell etwas unverständlich sind.
Pipelines:
Beim K7 wird erwähnt das die Pipelines gesplittet sind 10/15
für mich klang das so, als ob dies nur beim K7 so wäre, und es ausserdem noch 2 Pielines geben würde,
ich leg mich da nicht fest aber ich dachte bisher das die die FPU Stufen der Pipeline an der 10 Stufigen generllen/Integer Pipeline dranhängen, also für 10 + 5 Stufen für
FPU Befehle.
Desweiteren bin ich mir sicher das auch beim P3 und P4 die Pipelines für FP Befehle um einiges länger sind als die integer pipeline.
Wie gesagt , für mich klingt es so als ob nur K7 längere FPU Pipeline hat.
Nochwas:
ich weiss es ist ein sehr leidiges Thema;
aber was macht den K7 zu einer 6.ten Generation und den P7 zu einer 7.ten Generation?
Der Begriff CPU Generation stammt ja von Intel, aber was genau bestimmt hier einen Fortschritt?
Der P7 ist im Grunde immernoch eine CPU die auf dem P6 basiert,
klar wurden viele Sachen verändert, und keiner will besteiten dassder P7 eine Intel CPU der 7.ten Generation ist.
Aber kann man das auf AMD anwenden?,
Wenn es keine Festlegung gibt ab wieviel Prozent änderung zur original Architektur ein Generationswechsel kommt, ist es doch nicht möglich zu sagen, Athlon war gegen P3 bestimmt, also ist er 6.te Generation?
Von der Leistung und Taktrate ist ein 7.te Generation allemal drin,
und hinsichtlich der AMD zählung der "eigenen" Generationen sowieso.
Also, sorry dieses Thema nochmal aufzugreifen, aber gibt es sowas wie eine Regel die besagt, das und das macht ne näcste CPU generation aus? (ausser Intels willen)
Nach den Pipelines kanns auch nicht gehen, da diese beim K7 /K8 kürzer sind als Intels)
l
bonbonfoni
Grand Admiral Special
64 bit wird sich wohl durchsetzen
und danach eben 128
aber bis es nur noch 64 bit systeme gibt werden noch viele jahre ins land gehen
ist wie in der evolution, nur man kann sie hier live miterleben
und danach eben 128
aber bis es nur noch 64 bit systeme gibt werden noch viele jahre ins land gehen
ist wie in der evolution, nur man kann sie hier live miterleben
mj
Technische Administration, Dinosaurier, ,
Die Generationenfrage ist tatsächlich eine sehr kontrovers diskutierte Sache. Es gibt zwei Lager beim K7, das eine Lager das AMD folgt, und behauptet der K7 sei ein Mikroprozessor der 7. Generation, und das andere Lager das ihn zur 6. Generation zuordnet.
Ich persönlich gehöre zum zweiten Lager, der AMD Athlon ist ein Mikroprozessor der 6. Generation, und meine Begründung lautet wie folgt:
Der Mikroprozessor ist vollständig kompatibel zum 6x86-Befehlssatz, den Intel mit dem Pentium Pro eingeführt hat. Der Standard x86-Befehlssatz ist jedoch nicht erweitert worden, die Erweiterungen betreffen einzig und allein die 3DNow! Erweiterungen der CPU.
Im direkten Vergleich ist der Athlon dem Pentium III sehr ähnlich, was sie in meinen Augen auf eine gemeinsame Generationsstufe stellt:
- Gleiche Cache - Struktur und Architektur, nur Größen unterschiedlich
- Dreistufiger Decoder, der nach gleichem Befehlsprinzip arbeitet
- Dreifach Superskalare Arbeitsweise, d.h. drei Befehle können gleichzeitig decodiert und ausgeführt werden
- Mehrere Recheneinheiten für ein und dieselbe Aufgabe, beispielsweise hat der Athlon drei FPUs, der P6 drei ALUs.
- Identisches Befehlsschema bei optimiertem Code --> Gleiche Code - Basis
Insofern kann man beim Pentium 4 von einem Mikroprozessor der 7. Generation sprechen. Ich denke mal, entscheidend ist der letzte Punkt: Um optimale Leistung zu erlangen, besitzen beide CPUs das gleiche Befehlsschema. Ein auf 6x86 optimierter Maschinencode läuft jedoch auf einem Pentium 4 nicht unbedingt schneller oder gar gleichschnell, es gibt Fälle in denen er deutlich langsamer läuft (Beispielsweise die im Artikel angesprochenen SHIFT - Operationen).
Generell gesagt gibt es keine festen Regeln, wie die Generationeneinteilung von statten geht. Wäre der Hammer vor dem Pentium 4 gekommen, so gäbe es von keiner Seite Zweifel ob der Zugehörigkeit zur 7. Generation der Mikroprozessoren, auch wenn AMD in den Werbeblättern und Präsentationen gerne von einem Mikroprozessor der 8. Generation spricht. Und auch hier scheiden sich die Geister, zum einen ist er AMDs 7. Generation, aber aufgrund der großen Unterschiede zwischen dem Pentium 4 und dem Hammer definiert er im Prinzip bereits eine neue Generation.
Ich denke mal das der Mittelweg in diesem Falle der gesündeste sein wird, im 32 Bit Legacy-Mode handelt es sich beim Hammer um einen Prozessor der 7. Generation, im 64 Bit Long-Mode um einen der 8. Generation.
BlackBirdSR
Commodore Special
Thx für die Antwort,
ich bin zwar immernoch nicht ganz mit der generellen Einteilung von AMDs CPUs in Intel Schema einverstanden,
aber immerhin hat Intel X86 nicht nur erfunden, Intel ist X86 gewesen
Ich hoffe das in Zukunft das Generationschema einfach weggelassen wird, denn so langsam kann man doch erkennen das die CPUs "etwas" auseinander driften
Noch ein Punkt zum Artikel:
Ist 128Bit DDR Dual Channel memory Bus nicht doppel gemoppelt? also 2 x 5.4Gb/s?
Klar, momentan herscht chaos, und keiner kann genau sagen wie das Speicherinterface nun wirklich aussieht, aber zumindest eine Clawhammer Version mit 64Bit Speicheranbindung schein es zu geben, sieht aber auch nach single channel aus (2.7GB/s max).
Nun die Frage, eine 128Bit Anbindung zwingt doch automatisch einen EInsatz zweier 64Bit breiter Module?
Ist das schon die Definition eines Dualchannel Buses?
Und haben die "großen" hammer, nun 2x64Bit also Dualchannel im herkömlichen Sinne, oder 1 x 128Bit?,
wie gesagt, die Frage ist was ist da DualChannel und was nicht,
aja, und ob 128Bit Dualchannel nicht einmal zuviel doppelt ist?
cya
ich bin zwar immernoch nicht ganz mit der generellen Einteilung von AMDs CPUs in Intel Schema einverstanden,
aber immerhin hat Intel X86 nicht nur erfunden, Intel ist X86 gewesen
Ich hoffe das in Zukunft das Generationschema einfach weggelassen wird, denn so langsam kann man doch erkennen das die CPUs "etwas" auseinander driften
Noch ein Punkt zum Artikel:
Ist 128Bit DDR Dual Channel memory Bus nicht doppel gemoppelt? also 2 x 5.4Gb/s?
Klar, momentan herscht chaos, und keiner kann genau sagen wie das Speicherinterface nun wirklich aussieht, aber zumindest eine Clawhammer Version mit 64Bit Speicheranbindung schein es zu geben, sieht aber auch nach single channel aus (2.7GB/s max).
Nun die Frage, eine 128Bit Anbindung zwingt doch automatisch einen EInsatz zweier 64Bit breiter Module?
Ist das schon die Definition eines Dualchannel Buses?
Und haben die "großen" hammer, nun 2x64Bit also Dualchannel im herkömlichen Sinne, oder 1 x 128Bit?,
wie gesagt, die Frage ist was ist da DualChannel und was nicht,
aja, und ob 128Bit Dualchannel nicht einmal zuviel doppelt ist?
cya
Mastermind
Grand Admiral Special
nicht schlecjt, auch wenn ich net alles kapiert habe 
Grundsätzlich ist es klar, daß früher oder später der Schritt auf 64bit Prozessoren auch im Heimanwender PC Markt vollzogen muß.
Denn bekanntlich wurde bisher mit der Zeit der Code immer umfangreicher, und somit reichen früher oder später die 4GB nicht mehr aus, von denen ja eigentlich nur 2GB im Userspace, d.h. für die Programme im Speicher verfügbar sind.
Dann stellt sich die Frage wie man den Übergang vollzieht.
Ich persönlich finde es von Intel mutig, richtig und unterstützenswert, endlich Abschied von der X86 Architektur und deren komplizierter Programmierung zu nehmen und mit IA64 eine gänzlich neue, sauberere Archtitektur und eben nicht eine auf 64bit aufgebohrte x86 Linie fortzuführen.
Am Anfang ist der Umstieg auf diesem Weg natürlich für den Anwender/Programmierer nicht so angenehm. Ich denke jedoch, daß es sich früher oder später in jedem Fall auszahlen wird.
So war ich eigentlich schon froh, als ich hörte, Intel wolle endlich mit einer ganz neuen Architektur die 64bit Linie eröffnene und nicht zum x-ten mal das alte x86 Konzept aufbohren.
Ich finde es nun Schade, daß ausgerechnet AMD, die wirklich tolle Prozessoren herstellen, vielleicht dafür sorgt, daß es wieder mit x86 weitergeht, wo es doch endlich sogar Intel gewagt hat, endlich das alte Eisen aussterben zu lassen.
Kurzfristig ist AMD's Weg sicher einfacher, aber auf lange Sicht, denke ich, ist ein grundsätzlicher Wechsel dringend erforderlich.
Denn bekanntlich wurde bisher mit der Zeit der Code immer umfangreicher, und somit reichen früher oder später die 4GB nicht mehr aus, von denen ja eigentlich nur 2GB im Userspace, d.h. für die Programme im Speicher verfügbar sind.
Dann stellt sich die Frage wie man den Übergang vollzieht.
Ich persönlich finde es von Intel mutig, richtig und unterstützenswert, endlich Abschied von der X86 Architektur und deren komplizierter Programmierung zu nehmen und mit IA64 eine gänzlich neue, sauberere Archtitektur und eben nicht eine auf 64bit aufgebohrte x86 Linie fortzuführen.
Am Anfang ist der Umstieg auf diesem Weg natürlich für den Anwender/Programmierer nicht so angenehm. Ich denke jedoch, daß es sich früher oder später in jedem Fall auszahlen wird.
So war ich eigentlich schon froh, als ich hörte, Intel wolle endlich mit einer ganz neuen Architektur die 64bit Linie eröffnene und nicht zum x-ten mal das alte x86 Konzept aufbohren.
Ich finde es nun Schade, daß ausgerechnet AMD, die wirklich tolle Prozessoren herstellen, vielleicht dafür sorgt, daß es wieder mit x86 weitergeht, wo es doch endlich sogar Intel gewagt hat, endlich das alte Eisen aussterben zu lassen.
Kurzfristig ist AMD's Weg sicher einfacher, aber auf lange Sicht, denke ich, ist ein grundsätzlicher Wechsel dringend erforderlich.
Ray
Grand Admiral Special
Zuerst mal viel Lob an D'Espice für den sehr informativen Artikel.
Ich denke mal AMD ist auf dem richtigen Weg. Und was den IA64 betrifft, bis der richtig in die Hufe kommt, gibt es bestimmt schon den Hammer II
Was ich aber überhaupt nicht verstehe: Warum wird denn die PC-Architektur, und zwar unabhängig von der 32- oder 64-Bittigkeit, nicht endlich mal grundsätzlich renoviert? Ich denke da vor allem an eine sinnvolle Umsetzung der Interrupt-Leitungen. Jeder kennt das Problem mit dem IRQ-Sharing. Wann gibt es endlich mal vernünftige und ausreichende Anzahl IRQs, wie sie bei vielen Embedded-Controllern schon lange anzutreffen sind?
Greetz
Ich denke mal AMD ist auf dem richtigen Weg. Und was den IA64 betrifft, bis der richtig in die Hufe kommt, gibt es bestimmt schon den Hammer II
Was ich aber überhaupt nicht verstehe: Warum wird denn die PC-Architektur, und zwar unabhängig von der 32- oder 64-Bittigkeit, nicht endlich mal grundsätzlich renoviert? Ich denke da vor allem an eine sinnvolle Umsetzung der Interrupt-Leitungen. Jeder kennt das Problem mit dem IRQ-Sharing. Wann gibt es endlich mal vernünftige und ausreichende Anzahl IRQs, wie sie bei vielen Embedded-Controllern schon lange anzutreffen sind?
Greetz
Ähnliche Themen
