AMD K8 C n Q驅動64位版

AMD K8 C n Q驅動64位版

K8 是 K7(Athlon) 的派生產品，其實 K7 本身也是一個64位的處理器。K8的開發有點類似 K6-2。當初的K6-2被評價為是一款效率很高的CPU，但AMD認為其還有潛力可供挖掘。因此，AMD決定繼續發展其核心技術，擴充其性能，以使得它成為一款性能更強大的CPU。所以他們把與K6-2相同的設計觀念放在了K8的制造上。老K7具有更多的潛力，所以AMD只是在其基礎上把功能和內核結構做了進一步的增強和完善。
[性能分析]

誰從64位技術里獲益？

? 從高性能的服務器、數據庫管理系統、CAD工作站到普通的桌面PC都將從64位技術里獲益。K8 能夠支持極大容量的內存，并且提供最新優化的處理能力。K8把可用的CPU寄存器的由32位擴展到了64位，同時芯片體積也相應增大，這樣就使得其計算性能比以往的CPU更快。不僅如此，這款處理器還加強了軟件功能。

K8 規格

<> 支持x86-64位平臺
<> 向下兼容 x86-32 模式: 支持16位和32位操作系統
<> 支持更高位模式: 允許64位操作系統，可運行16位和32位應用軟件
<> 64位長模式:支持64位尋址操作, 并支持Via x86-64
<> 64位虛擬地址空間；
<> x86-64 寄存器擴充: - 8個新的常規寄存器 – 擴充到64位的常規寄存器 – 8個新的128位單指令多數據流寄存器
<> 64位指令指針：指令指針數據尋址模式
<> 普通尋址模式: 用于單個編碼、數據和堆棧信息的空間尋址

操作模式

? x86平臺將提供兩種獨特的操作模式：64位模式和32位模式。64位模式提供對所有64位操作的支持，同時也向下兼容已有的16/32位軟件的支持。當然系統必須使用64位的操作系統。正因為AMD能提供在64模式下對所有的16位、32位和64位 x86 體系軟件的支持，K8才有可能成為性能、兼容性和穩定性方面的霸主。

? 32位模式兼容傳統的16位和32位操作環境，比如，Windows 98 和IBM OS/2。此外還支持x86體系下現實、虛擬和保護模式的軟件。AMD正在繼續研究，以求能做到對所有軟件的支持。
寄存器擴充

? K8將裝配64位解碼器和執行子系統，這是為了發揮其最大性能而做的改進。新增的幾個CPU級的寄存器能提供更快的執行效率。寄存器是CPU內部的快速存儲器，它是用來產生和存儲CPU的操作結果和其它運算數據的。

? 標準的32位x86體系平臺包含有8個常規寄存器，但AMD在K8里把這個數字增加到16個。同時，還加進了8個128位的XMM/SSE寄存器，為單指令多數據處理計算提供了更多的空間，而這正是多媒體、圖形和游戲軟件所需要的。其實，所有的CPU寄存器都能處理64位操作，AMD只是提供了更多的寄存器空間，這使得K8能夠更有效的處理數據，而且，在每個時鐘頻率下傳輸的信息更多。

? 也許有些讀者會問：”為什么不增加更多的寄存器來提高性能呢？”AMD曾就寄存器增加的數量和增加的花費之間的關系做仔細的研究，其結果是16個常規寄存器是最有效、最經濟的設計。增加過多的寄存器并不能帶來相等比例的性能提升，而只會增加CPU設計的制造的成本。

單指令多數據流支持

? 目前，AMD和Intel的努力使得單指令多數據流技術（SIMD）成為了傳統的x86浮點單元設計的取代者了。SIMD允許多個浮點操作在一個CPU時鐘頻率里結合執行。8個XMM寄存器的增加將把SIMD性能提升到一個極高的水平。這些128位的寄存器將提供在矢量和標量計算模式下進行128位雙精度處理。從這項技術中獲益的軟件還不少，比如有：CAD，3D建模、矢量分析和虛擬現實。

? 目前有兩個不同的SIMD指令集可供使用，那就是Intel的 SSE 和 AMD 的 3Dnow!。這兩種標準提供了相似的技術，但是它們彼此不兼容。許多軟件開發者現在都做到了對SIMD的支持，但這兩種互不相讓的標準也使他們很難從中做出選擇。不過AMD已取得了Intel的SSE和升級的SSE-2指令集的使用權，所以他會在K8里加入對這個指令集的支持，同時，K8也能執行3Dnow指令，這樣一來，其兼容性就是最大的了。

內存尋址

目前x86-32: 4,294,967,296 Bytes (~4 GB)
新的x86-64: 4,503,599,627,370,496 Bytes (~4,500TB)

? 64位平臺提供了更快的處理速度。此時CPU能對64位的內存地址空間進行尋址。網絡和數據庫服務器系統要求有大容量的內存來高效地處理大量的信息。目前的40億字節的約束限制了當前的處理速度。

? 全新的x86-64位設計提供了近4.5TB的尋址能力，如此大量的內存足夠滿足目前和以后的軟件需要了。AMD還將在K8生產線上提供真64位內存尋址，但這將限制早期的40位（48位虛擬）內存的地址分配空間。隨著內存技術的發展和軟件不斷增加的要求，普通的桌面PC用戶可能要到數年后才會考慮幾千億字節的內存是否夠用。

閃電式數據傳輸總線

? K8架構提供了一個令人激動的閃電式數據傳輸（LDT）總線。LDT 總線能提供更大的帶寬(6.4gb/s)來連接北橋控制器和南橋芯片。LDT允許在處于兩流水線單向布局的設備間建立2到32位的連接。LDT支持微軟的即插即用。隨著對稱多處理技術(SMP)成為主流的驅動引擎，LDT設計的幾個功能成為了可能。LDT總線能夠為多芯片組提供高速的連接，并使每個芯片組能與CPU相連。多芯片組架構允許設計師在一個結構里實現整體并行的計算系統。