Lược sử CPU: 31 năm tiến hóa x86 - phần 2

Với khả năng nâng cấp dễ dàng cho máy tính 486, Am5x86 của AMD thực sự là một con chip 486DX với số nhân x4 bên trong, cho phép nó chạy ở tần số 133MHz và tương thích với hầu hết các bo mạch chủ 486 hiện có
AMD Am5x86

Với khả năng nâng cấp dễ dàng cho máy tính 486, Am5x86 của AMD thực sự là một con chip 486DX với số nhân x4 bên trong, cho phép nó chạy ở tần số 133MHz và tương thích với hầu hết các bo mạch chủ 486 hiện có, trong khi vẫn đảm bảo tốc độ tương đương, có khi còn cao hơn Pentium 75 của Intel.    

Nhưng điều nổi bật nhất về Am5x86 là nó đã trở thành loại chip đầu tiên tận dụng thang đánh giá hiệu suất PR  (PR – Performance Rating ) của AMD, một chiến thuật mà sau này cả các hãng lớn cũng phải học tập. Trong trường hợp này, AMD đặt tên bộ xử lý này là Am5x86-P75, tức nó có tốc độ tương đương Pentium 75.   

\"\"

Ngày phát hành: 1995
Tốc độ xung nhịp: 133MHz

Bạn có biết?

Hệ thống PR của AMD vẫn được sử dụng cho đến khi dòng Athlon 64 X2 ra đời.

AMD K5

Sau khi khơi mào cuộc cạnh tranh bằng hợp đồng bản quyền chéo giúp dọn đường cho các loại chip nhái sau này, Intel quyết không lặp lại sai lầm này với dòng Pentium. Do đó AMD và các công ty khác không thể nhái theo khuôn của Intel được nữa. Vậy là K5 – nỗ lực đầu tiên của AMD trong việc tự tạo ra thế hệ CPU tiếp theo .

Ngay từ đầu, các vấn đề về mặt thiết kế đã buộc AMD phải hoãn việc phát hành K5. Sau khi khắc phục mọi thứ, AMD phát hành K5 vào năm 1996. Xét về mặt kỹ thuật, K5 trội hơn Pentium với 4.5 triệu transistor, 5 đơn vị xử lí số nguyên , một đơn vị dự đoán nhánh lớn hơn nhiều, và 16KB cache – gấp đôi trên Pentium. 

Nhưng không may cho AMD, K5 có tốc độ xung nhịp thấp và đã không thể đánh bại được Pentium, và sản phẩm này cũng không thành công về mặt doanh thu. 

\"\"

Ngày phát hành: 1996
Tốc độ xung nhịp: 75MHz - 133MHz

Bạn có biết?

Chữ ‘K’ trong K5 và các bộ xử lý sau đó của AMD được gợi cảm hứng từ Kryptonite trong Superman.

Cyrix 6x86 và MII

Ban đầu được gọi là M1, Cyrix 6x86 tương thích cả về chân cắm lẫn điện thế với Pentium của Intel. Tuy nhiên nó không phải là sản phẩm nhái Pentium mà được thiết kế nguyên gốc, vì thế không thể tương thích 100% với Pentium.  

Các bản ban đầu với 16KB cache đạt tốc độ kiểm định khá tốt, thường là vượt cả các chip Pentium đã overclock. Điều này khiến Cyrix quyết định áp dụng cơ thế đánh giá tốc độ Performance/Pentium Rating của riêng mình, mặc dù có hiệu suất xử lí các phép tính dấu phảy động FPU khá thấp. 

Còn các bản sau này của 6x86 lại được đổi tên thành MII. Bản MII tỏa ít nhiệt hơn lại có tốc độ xung nhịp cao hơn. Đôi khi điều này phải đánh đổi cho tính tương thích bởi nó yêu cần tốc độ bus phi tiêu chuẩn ở 75MHz hoặc 83MHz trên bo mạch 7 khe cắm. 


\"\"

Ngày phát hành: 1996
Tốc độ xung nhịp: 80Mhz - 385MHz

Bạn có biết?

Có ba phiên bản Cyrix 6x86 khác nhau: bản một hiệu điện thế ban đầu, bản tiết kiệm điện với nhân tách đôi, và bản khác hỗ trợ với tập lệnh MMX cao cấp. 

AMD K6

Tuy K5 là một sản phẩm mà AMD chỉ muốn quên cho nhanh, nhưng K6 lại ra mắt suôn sẻ hơn và được đón nhận nhiệt tình hơn nhiều, một phần là nhờ nỗ lực hợp tác phát triển của Vinod Dham, người còn được biết với cái tên “Cha đẻ của Pentium” nhờ những đóng góp trong việc phát triển CPU Pentium. Dham rời Intel năm 1996 trước khi đến với NexGen – công ty được AMD mua lại sau đó. Chính NexGen đã thiết kế K6, trong đó có những lệnh MMX và một FPU. 

Ra mắt tháng 4 năm 1997, K6 đóng vai trò như vật thay thế cho bo mạch chủ Socket 7 của Pentium. K6, cùng với việc mua lại NexGen, lại một lần nữa củng cố vị trí của AMD như một hãng chip xứng tầm cạnh tranh với Intel. 

 \"\"

Ngày phát hành: 1997
Tốc độ xung nhịp: 166MHz - 300MHz

Bạn có biết?

K6 sử dụng hệ thống đánh giá dựa trên PR Pentium II (PR2), nhưng thiết kế này cuối cùng cũng bị hủy bỏ. 

Intel Pentium II và Pentium II Xeon

Để cải thiện doanh thu, Intel đã chuyển cache L2 sang một chip cache ngoài, cache này có tốc độ bằng một nửa tốc độ của CPU – một điều Intel đã cố thực hiện bằng cách tăng gấp đôi dung lượng cache L2 từ 256KB lên 512KB đối với sản phẩm thấp nhất trong dòng Pentium II. Điều này không chỉ giúp hạ giá thành (Pentium II có giá khá cao khi mới phát hành) và giúp tạo ra những PC giá dưới $1000, mà còn thúc đẩy Intel gói bộ xử lý mới này vào một vỏ kiểu Single Edged Contact Cartridge để cắm vào Motherboard Slot1 mới.

Từ quan điểm thiết kế thì Pentium II ban đầu sử dụng quy trình sản xuất 0.35 micron, sau đó giảm xuống 0.25 micron, chứa 7.5 Transistro và có thể địa chỉ hoá tới 64GB bộ nhớ. 

Thêm vào đó Pentium II còn sản sinh ra các bộ xử lý mang nhãn hiệu Xeon đầu tiên phát hành năm 1998. Nhưng khác với Pentium II thông thường, bản Xeon chạy cache L2 với tốc độ đầy đủ và có dung lượng lên tới 2MB. 


\"\"

Ngày phát hành: 1997 (Xeon trong năm 1998)
Tốc độ xung nhịp: 233MHz - 450MHz (Xeon 400MHz - 450MHz)

Bạn có biết?

Mật danh của Pentium II là Klamath và Deschutes dành cho hệ thống để bàn, và TongaDixon cho máy tính xách tay.   

Cyrix Media GX (National Semiconductor)

Gặp khó khăn về tài chính, Cyrix cuối cùng được National Semiconductor mua lại vào năm 1997. Nó cũng thay đổi triết lý kinh doanh của mình bởi National Semiconductor quan tâm tới giá trị thị trường hơn là việc cố cạnh tranh trên thị trường cao cấp. Kết quả là Media GX, một bộ xử lý dựa trên Cyrix 5x86 với đồ họa tích hợp, mạch điều khiển bộ nhớ và mạch điều khiển PCI . Nó đi kèm theo với một chip có chứa mạch điều khiển IDE, chức năng âm thanh và các chức năng khác.  


\"\"

Ngày phát hành: 1997
Tốc độ xung nhịp: 120MHz - 300MHz

Bạn có biết?

Bộ xử lý MediaGX chỉ có thể chạy trên những bo mạch chủ được thiết kế đặc biệt cho bộ xử lý cùng model. 

Centaur Technology WinChip

Không biết bạn có còn nhớ WinChip hay đúng hơn là theo dõi những mối quan hệ mua bán sát nhập lằng nhằng giữa VIA, Cyrix, National Semiconductor, IDT, và Centaur Technology hay không. 

Trong trường hợp này, Centaur Technology đã sản xuất và bán WinChip, một bộ xử lý sử dụng Socket 7. Khác với thiết kế bộ xử lý x86 truyền thống , Centaur sử dụng những gì họ biết về bộ xử lý RISC và tạo ra một con chip có số cổng nhỏ hơn và kích thước khuôn bé hơn. Đây là một thiết kế đơn giản và tiết kiệm điện, phù hợp với các công việc không đòi hỏi cao. Nó không có cache L2 nhưng có 64KB cache L1, hỗ trợ cả MMX và 3DNow!, nhưng cuối cùng bộ xử lý Celeron của Intel với giá thấp hơn và tốc độ cao hơn đã chấm dứt mọi hy vọng của Centaur về WinChip.

\"\"

Ngày phát hành: 1997
Tốc độ xung nhịp: 180MHz - 250MHz

Bạn có biết?

Centaur được bán lại cho VIA năm 1999, và các thành phần của WinChip giờ đã được sử dụng trong dòng Cyrix III của công ty này.

Intel Celeron

Intel đã phục vụ rất tốt thị trường máy chủ và máy tính cao cấp bằng hai dòng sản phẩm Pentium II và Pentium II Xeon, nhưng công ty này lại thiếu một loại chip bình dân nhằm vào thị trường PC giá rẻ . Vậy là Celeron, một loại chip có hiệu suất làm việc thấp hơn và giá cả thấp hơn nhiều đã xuất hiện lần đầu năm 1998.    

Sau đó trong cuộc chơi x86, một số model Celeron thực sự trở thành sản phẩm phù hợp cho những người dùng mong muốn tiết kiệm chút tiền mà không phải hy sinh quá nhiều tốc độ, đặc biệt là với những ai sẵn sàng overclock, nhưng các Celeron đầu tiên dựa trên nhân Pentium II lại nhận được phản hồi khá thờ ơ từ nhóm người dùng thông thường . Một phần là do nó thiếu cache L2 – một yếu tố giúp tăng tốc độ. Sau đó Intel phát hành bản 128KB cache L2 và điều này đã giúp tăng 2 lần tốc độ so với bản không cache. Sự kết hợp giữa cache L2 đầy đủ tốc độ với khả năng chạy trên tốc độ ban đầu đã khiến chip Celeron thành công vang dội.   

Suốt nhiều năm sau đó , dòng Celeron của Intel luôn đi kèm với các bộ xử lý chủ đạo của công ty này, và chip Celeron mới nhất được xây dựng trên cấu trúc Allendale với hai lõi .

 \"\"

Ngày phát hành: 1998
Tốc độ xung nhịp: 266MHz - 3.2GHz

Bạn có biết?

Mendocino Celeron, còn được gọi là 300A, vô cùng nổi tiếng trong giới Overclock và có thể chạy ổn định ở tốc độ 450MHz.

AMD K6-2 và K6-2+

Tiếp theo sự thành công của K6, AMD tung tiếp K6-2 vào năm 1998, đưa thêm một bộ phận xử lí lệnh MMX và một tập lệnh SIMD mới nổi tiếng với cái tên 3DNow! Điều này giúp AMD cất cánh nhanh chóng qua một loạt ứng dụng 3D trước khi bị Intel phản pháo bằng tập lệnh SSD. K6-2 đặc biệt phù hợp như một lựa chọn nâng cấp giá rẻ cho những người đang sở hữu bo mạch chủ Super Socket 7.

Sau này, AMD làm tương tự với K6-2+, thêm 128KB cache L2 và có quy trình sản xuất nhỏ hơn (180nm so với 250nm).

\"\"

Ngày phát hành: 1998
Tốc độ xung nhịp: 233MHz - 50MHz

Bạn có biết?

SIMD, còn gọi là 3Dnow!, là viết tắt của “Single Instruction , Multiple Data .” Nó còn được biết đến với cái tên “những lệnh vector – Vector Instruction”   

AMD K6-3

Sản phẩm cuối cùng trong dòng K6 là  K6-3, xuất hiện hồi đầu năm 1999 và là bộ xử lý Socket 7 cuối cùng được sản xuất. K6-3 không có nhiều thời gian tỏa sáng bởi Intel đã phát hành một bộ xử lý mới mang tên Pentium III chỉ vài ngày sau AMD.   

Bản chất là một K6-2 với 256KB cache L2 và hơn gấp đôi số transistor (21.3 triệu so với 9.3 triệu), K6-2 ban đầu rất thành công nhưng rồi nhanh chóng bị lãng quên khi AMD phát hành dòng Athlon. 

\"\"

Ngày phát hành: 1999
Tốc độ xung nhịp: 350MHz - 570MHz

Bạn có biết?

Mật danh của K6-3 là "Sharptooth" (Răng sắc).

Intel Pentium III và Pentium III Xeon

Mọi thứ bắt đầu trở nên sáng sủa với Intel khi họ phát hành Pentium III năm 1999. Việc thêm tập lệnh SSD đã giúp họ xử lý tới 4 số dấu phẩy nổi chính xác đơn cùng một lúc. Pentium III cũng xử lý 3D, hình ảnh, nội dung và các ứng dụng multimedia tốt hơn so với Pentium II. 

Sau này Intel phát hành thêm Pentium III Coppermine. Coppermine có 256KB cache L2 tích hợp với tốc độ đầy đủ, Pipeline cải tiến và các điều chỉnh khác giúp tăng tốc độ lên khá nhiều so với Pentium III ban đầu.   

Tuy nhiên một chip PIII khác mang tên Tualatin lại xuất hiện với tốc độ cao hơn, cache lớn hơn, kích thước nhỏ hơn và tỏa nhiệt ít hơn. Tualatin là nền tảng ban đầu cho bộ xử lý Pentium-M của Intel, sau này gợi cảm hứng cho CPU Core i7. 

Còn với Pentium III Xeon, chip máy chủ này của Intel không khác mấy so với người anh em để bàn của nó, mặc dù PIII Xeons sau này có cache lớn hơn (tới 2MB) và hỗ trợ cấu hình 4 bộ xử lý.   

\"\"

Ngày phát hành: 1999
Tốc độ xung nhịp: 450MHz -1.4GHz

Bạn có biết?

Máy Xbox ban đầu dùng một phiên bản của bộ xử lý Pentium III Celeron theo dạng Micro-PGA2.

AMD Athlon (Classic và Thunderbird)

Đây có thể coi là serie lớn nhất trong lịch sử CPU của AMD, và cũng là serie quan trọng nhất trong những năm gần đây của AMD. Dòng Athlon của AMD đã vượt qua tượng đài Intel và trở nên thành công đến nỗi ngay cả những khách hàng trung thành của Intel cũng phải đổ xô đi mua AMD lần đầu tiên trong đời. Dirk Meyer, người mà sau này được thăng chức lên CEO của AMD, đã lãnh đạo bộ phận thiết kế phát triển Athlon, ban đầu chỉ là một bộ xử lý với 512KB cache L2. Với tốc độ khởi điểm 500MHz, AMD đã đánh bại Intel và vươn lên ngưỡng 1GHz với bộ xử lý Athlon, một dấu mốc quan trọng vào thời điểm đó.

 Cùng với thời gian, AMD cũng cải tiến Athlon trở nên tốt hơn, khởi đầu bằng Thunderbird. Phiên bản mới này có cache nhanh hơn cùng một số tính năng khác khiến nó cũng thành công không kém. Bộ xử lý này còn khơi mào cho Socket A (462) của AMD, một trong những socket bo mạch chủ thành công nhất mọi thời đại. 


\"\"

 Ngày phát hành: 1999
Tốc độ xung nhịp: 500MHz - 1.4GHz

Bạn có biết?

Athlon Thunderbird là sản phẩm thành công nhất của AMD kể từ Am386 10 năm trước đó. Trong tiếng Hy Lạp, Athlon có nghĩa là “cuộc thi.” 

 

 \"\"\"\"