AMD Am486

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 20:13, 19 января 2019.
AMD Am486
AMD Am486DX 40MHz 2007 03 27.jpg
Производство: C апреля 1993 года
Производители:
Частота CPU: 33 МГц  — 120 МГц 
Технология производства: CMOS — 32 bit
ISA: 80486
Разъемы:
  • Socket 1, Socket 2, Socket 3
Предшественник Am386
Преемник Am5x86
Варианты корпуса:
  • CPGA-168, SQFP-208

Am486 — это семейство 32-битных микропроцессоров x86 4-го поколения, представленных AMD в 1993 году. Чипы Am486 были совместимы с Intel 80486. Процессоры семейства Am486 являлись функциональными аналогами процессоров 80486 и изначально использовали микрокод процессора Intel 80386 и математического сопроцессора Intel 80287. В некоторых моделях использовался собственный микрокод AMD. [Источник 1]

История

486 появился в 1994 году и стал последним клоном процессора Intel (80486). В связи с юридическими проблемами с Intel, AMD производила модель 486 в двух разных версиях: одну с микрокодом Intel, а вторую с микрокодом AMD. Для модели 486 AMD использовала стратегию, опробованную на процессорах AM386, то есть она заметно повысила тактовую частоту по сравнению с решением Intеl. Самый быстрый чип Intel 80486 достигал 100 МГц, а AMD разгоняла AM486 до 120 МГц.

В 1995 году AMD выпустила версию AMD 5x86. Этот процессор использовал микроархитектуру процессоров AM486 и 80486, но тактовая частота была ещё выше. Розничные модели достигали 133 МГц, а OEM-производители имели доступ к чипам с частотой 150 МГц. Внедрение кэша L1 стало ещё одним заметным изменением линейки процессоров, он помог увеличить производительность по сравнению с более старыми ЦП 80386/AM386. Блок вычислений с плавающей запятой (FPU) был перемещён в корпус ЦП – это также положительно сказалось на производительности. До этого FPU продавались отдельно и соединялись с процессором через системную плату.
В этот период происходило также и бурное развитие программной составляющей, и важным аспектом по выбору той или платформы становилась совместимость. В этот период наборы инструкций все же отличались в деталях, которые могли проявиться в самый неожиданный момент. Именно к концу этого периода диспозиция игроков начала вырисовываться более четко: Intel — подороже и вообще «эталон», а AMD — вечный номер два, который подешевле и, к тому же, не всегда полностью совместим с нужным набором инструкций.[Источник 2]
С появлением первого процессора Intel Pentium компания AMD и другие конкурирующие производители ЦП начали применять систему оценки "P-рейтинг". С помощью этого рейтинга производителям было удобно сравнивать свои процессоры с процессором Pentium Intel и делать соответствующую рекламу. В качестве примера можно взять процессор AMD 5x86 PR 75, который позиционировался как эквивалент ЦП Pentium 75 МГц. [Источник 1]

Общая информация

Рисунок 1 - AMD Am486 и разъём Socket 3

Am486 - это процессоры класса 80486, выпущенные AMD в 1990-х годах. Intel опередила AMD на рынке почти на четыре года, но AMD оценила свои 40 МГц 486 по цене Intel или ниже для чипа 33 МГц, предлагая примерно на 20% лучшую производительность по той же цене. Ранние чипы AMD 486 были заменой для своих аналогов Intel, но более поздние 486-разрядные процессоры AMD работали на 3,3 Вольт вместо 5 Вольт Intel, что ограничивало их пригодность в качестве чипов для обновления, пока на рынке не появились сторонние адаптеры напряжения.   Хотя Am386 в основном использовался небольшими производителями компьютеров, чипы Am486DX, DX2 и SX2 получили признание среди крупных производителей компьютеров, особенно Acer и Compaq, в 1994 году.   Чипы AMD с более высокой тактовой частотой 486 обеспечивают превосходную производительность для многих ранних процессоров Pentium, особенно для продуктов с тактовой частотой 60 и 66 МГц. В то время как эквивалентные чипы Intel 80486DX4 были дорогими и требовали незначительной модификации сокетов, AMD стоил дешево. Чипы Intel DX4 имели вдвое больше кеша чипов AMD, что дало им небольшое преимущество в производительности, но AMD DX4-100 стояли дешевле, чем Intel DX2-66. [Источник 1]

Процессоры семейства Am486 выпускались в двух вариантах корпусов: CPGA (Am486 и Am5x86 для настольных компьютеров) и PQFP (Am486 и Am5x86 для портативных компьютеров). В документации встречаются такие обозначения корпусов, как PDE-208 и CGM-168. Эти обозначения соответствуют корпусам PQFP-208 (см. рисунок 1).

Процессоры Am486 в корпусе CPGA представляют собой керамическую подложку с установленным на её обратной стороне кристаллом, закрытым металлической крышкой и 168 контактами, расположенными в виде матрицы. Ядро располагается в центре между контактами. На гладкой лицевой стороне корпуса процессора, контактирующей с радиатором системы охлаждения всей поверхностью, нанесена маркировка.

Процессоры Am486 (а также Intel 80486, UMC Green CPU и другие совместимые процессоры) предназначены для установки в следующие гнездовые разъёмы:

  • Socket 1 (ZIF или LIF, 169 контактов) — процессоры с напряжением питания 5 В и частотой шины 16—33 МГц.
  • Socket 2 (ZIF или LIF, 238 контактов) — процессоры с напряжением питания 5 В и частотой шины 25—50 МГц.
  • Socket 3 (ZIF или LIF, 237 контактов) — процессоры с напряжением питания 3,3—5 В и частотой шины 25—50 МГц.

Процессоры с пониженным напряжением питания могут быть установлены в разъём, не способный непосредственно работать с такими процессорами. Для этого используются специальные переходники-преобразователи напряжения.

Процессоры Am486 в корпусе PQFP представляют собой квадратный пластиковый корпус с расположенными по краям 208 контактами, предназначены для поверхностного монтажа и распаиваются либо на системной плате, либо на переходнике, позволяющем устанавливать такие процессоры в гнездовые разъёмы.

Модели

Am486DX

AMD Am486DX — клон Intel i486DX4, но, наоборот, более совершенный — его частота могла достигать 120 MHz (для i486DX4 предел составлял 100 MHz). Тайваньская UMC переняла у Intel даже маркировку, разве что только маленькую "i" в начале наименования процессора заменила на большую "U". Кстати, это была первая и, наверное, последняя попытка одного из ведущих чипмейкеров заняться выпуском на своих заводах не "сторонних", а самостоятельно разработанных сложных чипов. Видимо (судя по отсутствию продолжения), попытку сочли неудачной.

Процессор Am486DX является функциональным аналогом процессора Intel 80486. Имеет 8 Кб объединённой (для инструкций и данных) кеш-памяти первого уровня. Кеш второго уровня расположен на системной плате в виде микросхем SRAM.

Am486DX содержит 1,25 млн транзисторов и имеет площадь кристалла 89 мм². Как и Intel 80486, Am486DX является полностью 32-битным процессором, содержит пятиступенчатый целочисленный конвейер и имеет встроенный математический сопроцессор, совместимый по командам с Intel 80387. Частота работы ядра Am486DX совпадает с частотой системной шины и составляет 25—40 МГц. Напряжение питания составляет 3,3—5 В. Напряжение цепей ввода-вывода — до 5 В. Процессор производился по 0,7-мкм (700-нм) техпроцессу. [Источник 3]

Существует также несколько модификаций Am486DX (см. таблицу "Модельный ряд").

Am486SX

Процессор Am486SX представляет собой процессор Am486DX, не имеющий встроенного математического сопроцессора.

Производился Am486SX по 700-нм техпроцессу и имел напряжение питания 3,3—5 В. Спецификации см. в таблице "Модельный ряд".

Am5x86

Процессор Am5x86 известен также как Am486X5 и представляет собой Am486DX с увеличенным до 16 Кб кешем первого уровня и внутренним умножением частоты на 4 (за исключением модели Am5x86-P75+ с коэффициентом умножения 3).

Am5x86 работает на частоте 133=33*4 МГц. Благодаря увеличенному объёму кеш-памяти первого уровня Am5x86 значительно прибавил в производительности по сравнению с предшественниками. На частоте 133 МГц Am5x86 по целочисленным вычислениям примерно соответствовал по производительности процессору Pentium, работающему на частоте 75 МГц, поэтому в наименование процессора был впервые добавлен рейтинг производительности (PR). Процессор Am5x86 133 МГц имел маркировку Am5x86-P75.

Благодаря архитектуре, процессоры Am5x86 могли быть использованы для модернизации систем с процессорами 80486. Некоторые компании выпускали наборы для установки Am5x86 в любые системные платы для процессоров 80486.

Процессор Am5x86 содержит 1,6 млн транзисторов и имеет площадь ядра 43 мм². Техпроцесс — 350 нм. В настоящее время модернизированный Am5x86 выпускается в рамках решения для простых встраиваемых систем — Élan SC520.

Усовершенствованный Am486

Усовершенствованный Am486, построенный на стандартном ядре AMD 486, включает кэш с обратной записью и расширенные функции управления питанием. Эти характеристики сделали их хорошим выбором для настольных систем с пониженным энергопотреблением и для портативного сегмента рынка. Обладая тактовой частотой до 120 МГц, эти 3-вольтные процессоры предлагают отличное соотношение цена / производительность как для настольных, так и для портативных компьютеров, обеспечивая улучшенные функции управления питанием и обратной записи без дополнительной платы.   Усовершенствованные микропроцессоры Am486 обладают улучшенными функциями управления питанием, включая SMM и управление часами. Эти усовершенствования позволяют снизить энергопотребление во время бездействия системы. Функция SMM реализована с помощью стандартного двухконтактного интерфейса. В режиме обратной записи часто используемые данные хранятся в высокоскоростном внутреннем кеше, и к ним осуществляется непрерывный доступ изнутри, пока данные не будут изменены, что повышает производительность ЦП. [Источник 4]

Усовершенствованные модели:

  • Enhanced Am486 DX2-66
  • Enhanced Am486 DX4-75
  • Enhanced Am486 DX2-80
  • Enhanced Am486 DX4-100
  • Enhanced Am486 DX4-120

Модельный ряд Am486

В данной таблице представлен модельный ряд AMD Am486.

Модель Частота FSB Тактовая частота Напряжение ядра CPU Кеш L1 Выпущен
Am486 DX-25 25 МГц 25 МГц 5 В 8 КиБ WT
Am486 DX-33 33 МГц 33 МГц 5 В 8 КиБ WT
Am486 DX-40 40 МГц 40 МГц 5 В 8 КиБ WT Aпр 199
Am486 SX-33 33 МГц 33 МГц 5 В 8 КиБ WT
Am486 SX-40 40 МГц 40 МГц 5 В 8 КиБ WT
Am486 DE2-66 33 МГц 66 МГц 3 В 8 КиБ WT 1996
Am486 DX2-50 25 МГц 50 МГц 5 В 8 КиБ WT Апр 1993
Am486 DX2-66 33 МГц 66 МГц 5/3.3 В 8 КиБ WT Сен 1994
Am486 DX2-80 40 МГц 80 МГц 5/3.3 В 8 КиБ WT Сен 1994
Am486 SX2-50 25 МГц 50 МГц 5 В 8 КиБ WT
Am486 SX2-66 33 МГц 66 МГц 5 В 8 КиБ WT Сен 1994
Am486 DX4-75 25 МГц 75 МГц 3.3 В 8 КиБ WT
Am486 DX4-100 33 МГц 100 МГц 3 В 8 КиБ WT 1995
Am486 DX4-120 40 МГц 120 МГц 3.3 В 8 КиБ WT
Enhanced Am486 DX2-66 33 МГц 66 МГц 3.3/3.45 В 8/16 КиБ WB
Enhanced Am486 DX2-80 40 МГц 80 МГц 3.3/3.45 В 8 КиБ WB
Enhanced Am486 DX4-75 25 МГц 75 МГц 3.3/3.45 В 8 КиБ WB
Enhanced Am486 DX4-100 33 МГц 100 МГц 3.3/3.45 В 8/16 КиБ WB
Enhanced Am486 DX4-120 40 МГц 120 МГц 3.3/3.45 8/16 КиБ WB
WT = Сквозная кэш-память (write-through)
WB = Отложенная кэш-память (write-back)

Положение на рынке и сравнение с конкурентами

На рынке процессоров для персональных компьютеров Am486 присутствовали до выхода процессоров AMD K5 27 марта 1996 года, однако долгое время продолжали использоваться в различных встраиваемых системах, не требующих высокой вычислительной мощности.

Одновременно с Am486 на рынке присутствовали следующие x86-процессоры:

  • Intel 80486. Обеспечивал сопоставимую производительность на равных частотах, однако его стоимость была выше, чем у конкурентов. Вплоть до появления 486DX2-66 различий между процессорами i486 и Am486 не было и программно различить их было невозможно.
  • Cyrix Cx486SLC. К 486 процессорам отношения не имеет. Быстрая версия 80386, предназначенная для установки в гнездо 386SX. Оснащена быстрым умножителем и кеш-памятью первого уровня объёмом от 1 до 4 Кбайт. Встроенного сопроцессора не имеет. Выпускались так же варианты с удвоением частоты (Cx486SLC2). Основное предназначение — дешёвое обновление старых систем.
  • Cyrix Cx486DLC. К 486 процессорам отношения не имеет. Быстрая версия 80386, предназначенная для установки в гнездо 386DX. Оснащена быстрым умножителем и кеш-памятью первого уровня объёмом от 4 до 8 Кб. Встроенного сопроцессора не имеет. Выпускались так же варианты с удвоением (Cx486DLC2) и утроением (Cx486DLC3) частоты. Основное предназначение — дешёвое обновление старых систем.
  • Cyrix Cx486DX. Функциональный аналог Intel 80486. Обеспечивал сопоставимую производительность — несколько проигрывал по целочисленным вычислениям, но имел более быстрый сопроцессор.
  • TI TI486SLC. Лицензионный клон Cx486SLC.
  • TI TI486DLC. Лицензионный клон Cx486DLC.
  • TI TI486DX. Лицензионный клон Cx486DX.
  • SGS Thompson ST486DX. Лицензионный клон Cx486DX.
  • IBM 486BL. Производился по лицензии Intel. Обеспечивал сопоставимую производительность, несмотря на медленную шину. В серии Blue Lightning было довольно много различных процессоров класса 80386 и 80486, базировавшихся на разработках от Intel и Cyrix. К примеру, существовала модель IBM 486BLC3-100, представлявшая собой модификацию Cx486SLC с утроением частоты и кеш-памятью первого уровня 8 Кбайт. Последние процессоры серии Blue Lightning базировались на ядре Cx5x86 (M1sc).
  • UMC Green CPU. Обеспечивал сопоставимую производительность на равных частотах, являлся функциональным аналогом Intel 80486, использовал часть микрокода Intel и был запрещён к продаже на территории США.
  • Intel Pentium (P5). Обладали большей производительностью на равных частотах. Отличались высоким тепловыделением, нестабильной работой, имели серьёзные ошибки (FDIV bug, F0 0F C7 C8) и были очень дорогими.
  • Intel Pentium (P54). Обладали большей производительностью на равных частотах. Процессор Am5x86 с частотой 133 МГц соответствовал процессору Pentium с частотой 75 МГц, а так и не выпущенный Am5x86 160 МГц — Pentium 90 МГц.
  • Intel Pentium ODP (OverDrive Processor, P24T). Ядро P54, адаптированное для установки в гнездо Socket 3. Имел удвоенный объём кеш-памяти первого уровня (32 Кб) с прямой записью и набортный стабилизатор питания, позволяющий запитывать процессор от напряжения 5 В. Выпускался с частотами 63 и 83 МГц и использовал внутреннее умножение ×2,5.
  • Cyrix 5x86 (M1sc). Обеспечивал несколько более высокую производительность, однако, в отличие от Am5x86, не всегда стабильно работал на некоторых системных платах (обычно более старых)

Судебное разбирательство Intel против AMD

В 1982 году между компаниями Intel и AMD было заключено соглашение, по которому компания AMD получала лицензию на производство процессоров Intel x86, а также полную информацию, необходимую для производства микропроцессоров 8086, 80186 и 80286. В 1987 году компания Intel отказала в передаче инженерной документации по процессорам 80386 и в одностороннем порядке разорвала соглашение 1982 года.

Компания AMD обратилась в арбитражный суд, подтвердивший незаконность действий Intel. Это положило начало серии разбирательств, закончившейся в 1994 году подписанием соглашения, дающего компании AMD право на производство и продажу микропроцессоров, содержащих микрокод 80287, 80386 и 80486. [Источник 5]

Ниже перечислены судебные решения и действия компании AMD, касающиеся производства процессоров семейства Am486.

  • В июне 1992 года суд по делу о 80287 выносит решение, что компания AMD не имеет лицензии на микрокод Intel, таким образом математический сопроцессор компании AMD нарушает авторские права Intel на него. В связи с тем, что процессоры Am486DX имеют встроенный сопроцессор, их выход был отложен, а компания AMD начала разработку собственного микрокода (на базе микрокода 80386).
  • В апреле 1993 года суд подтвердил право AMD на использование микрокода 80287, компания AMD объявляет о начале поставок процессоров Am486DX с микрокодом Intel. Компания Intel подаёт иск, объявляющий незаконным семейство Am486 (включая процессоры с собственным микрокодом AMD).
  • В июне 1993 года право компании AMD на использование микрокода 80386 было опровергнуто апелляционным судом. AMD начинает разработку такой версии собственного микрокода, чтобы она не нарушала авторские права компании Intel, однако полученный микрокод на 20 % повторял 80386.
  • 30 декабря 1994 года верховный суд Калифорнии окончательно опровергает право компании AMD на использование микрокода 80386, после чего компании AMD и Intel подписывают соглашение, дающее AMD право на производство и продажу микропроцессоров, содержащих микрокод 80287, 80386 и 80486.

Источники

  1. 1,0 1,1 1,2 История процессоров AMD // Thg. [2017]. Дата обновления:02.02.2017. URL:http://www.thg.ru/cpu/istoriya_processorov_amd/index.html (дата обращения: 24.12.2018)
  2. История процессоров AMD // Zoom.cnews. [1995-2018]. Дата обновления:20.10.2017. URL: http://zoom.cnews.ru/publication/item/55738/3 (дата обращения: 24.12.2018)
  3. Новая история x86 // Ixbt. [1997-2017]. Дата обновления:16.08.2011. URL: https://www.ixbt.com/cpu/x86-cpus.shtml (дата обращения: 24.12.2018)
  4. Am486 - AMD // wikichip. [2019-2019]. Дата обновления: 21.08.2016. URL: https://en.wikichip.org/wiki/amd/am486 (дата обращения: 11.01.2019)
  5. AMD Am486 // Википедия. [2019-2019]. Дата обновления: 08.05.2018. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Am486 (дата обращения: 12.01.2019)

Ссылки

support.amd.com [Электронный ресурс]: User’s Manual of Am486 Microprocessor PCI Customer Development Platform / Дата обращения: 29.12.2018. Режим доступа: http://support.amd.com/TechDocs/22408.pdf