AMD K5

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ معالج K5 أول معالج x86 من AMD يتم تطويره بالكامل داخليًا . طُرح في مارس 1996، وكان منافسه الرئيسي معالج Pentium من Intel . تميّز K5 بتصميم طموح، أقرب إلى Pentium Pro منه إلى Pentium من حيث الحلول التقنية والبنية الداخلية. مع ذلك، كان المنتج النهائي أقرب إلى Pentium من حيث الأداء، وإن كان أسرع منه في نفس نطاق التردد.

التفاصيل الفنية

مخطط أساسي K5

استند معالج K5 إلى بنية معالج RISC داخلية عالية التوازي مع واجهة أمامية لفك تشفير x86. [ 1 ] قدّم K5 توافقًا جيدًا مع x86، وأثبتت مجموعة الاختبارات المطوّرة داخليًا أهميتها البالغة في المشاريع اللاحقة. احتوت جميع الطرازات على 4.3 مليون ترانزستور ، مع خمس وحدات للأعداد الصحيحة قادرة على معالجة التعليمات خارج الترتيب ، ووحدة واحدة للأعداد العشرية. كان حجم مخزن هدف التفرع أربعة أضعاف حجم مخزن Pentium، وساعدت إعادة تسمية السجلات في التغلب على تبعيات السجلات. [ 2 ] قلّل التنفيذ التخميني للتعليمات في الشريحة من حالات توقف خط الأنابيب. احتوى على ذاكرة تخزين مؤقت  للتعليمات بسعة 16 كيلوبايت ذات أربع مجموعات ترابطية ، وذاكرة تخزين مؤقت للبيانات بسعة 8 كيلوبايت. تم إثبات صحة قسمة الأعداد العشرية ورمز الجذر التربيعي المصغر ميكانيكيًا. [ 3 ] [ 4 ] تم تنفيذ تعليمات الأعداد العشرية المتسامية في الأجهزة، وكانت مطابقة للنتائج الرياضية الحقيقية لجميع المعاملات. [ 5 ] 

أداء

مثّل مشروع K5 فرصة مبكرة لشركة AMD لتنتزع الريادة التقنية من إنتل. ورغم أن الشريحة اعتمدت مفاهيم التصميم الصحيحة، إلا أن التنفيذ الهندسي الفعلي لم يخلُ من المشاكل. ويعود انخفاض تردد الساعة جزئيًا إلى محدودية AMD كشركة تصنيع رائدة في ذلك الوقت، وجزئيًا إلى التصميم نفسه الذي احتوى على مستويات منطقية متعددة بالنسبة لتقنية المعالجة السائدة آنذاك، مما أعاق زيادة تردد الساعة. إضافةً إلى ذلك، ورغم أن أداء K5 في العمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة كان يُعتبر متفوقًا على أداء Cyrix 6x86 ، إلا أنه كان أبطأ من Pentium، مع أنه قدم نتائج أكثر موثوقية في العمليات الحسابية المتسامية. ولأن K5 طُرح في السوق متأخرًا ولم يُلبِّ توقعات الأداء، لم يحظَ بالقبول الذي حظي به Am486 السابق و AMD K6 اللاحق بين كبرى شركات تصنيع الحواسيب .

سمات

المعالجات فائقة القياس + التنفيذ خارج الترتيب + إعادة تسمية السجلات

ذاكرة تخزين مؤقتة ترابطية رباعية الاتجاهات، سعة 16 كيلوبايت من المستوى L1i + 8 كيلوبايت من المستوى L1d، قابلة للكتابة المؤجلة

وحدة فك تشفير التعليمات رباعية الاتجاهات

خط أنابيب من خمس مراحل

وحدتا حساب ومنطق للأعداد الصحيحة + وحدة إزاحة + وحدة تفرع + وحدة معالجة الفاصلة العائمة مدمجة

وحدتا تحميل/تخزين ALU

دبوس متوافق مع اللوحات الأم ذات المقبس 7. [ 6 ] [ 7 ]

نماذج

صدرت نسختان مُعدّلتان من معمارية K5، تُعرفان داخليًا باسم SSA/5 و 5k86 ، وكلاهما يحملان علامة K5. في المجموعة الأصلية من معالجات "SSA/5"، تم تعطيل وحدة التنبؤ بالتفرع وإضافة حالات انتظار داخلية إضافية؛ وتم تدارك هذه المشكلات في معالج "5k86"، مما أدى إلى تحسين الأداء بنسبة تصل إلى 30% لكل دورة ساعة. [ 8 ] [ 9 ] تراوحت سرعة معالجات "SSA/5" بين 75 و100  ميجاهرتز، بينما تراوحت سرعة معالجات "5k86" بين 90 و133  ميجاهرتز. مع ذلك، استخدمت AMD ما أسمته تصنيف PR ، أو تصنيف الأداء، لتصنيف الرقاقات وفقًا لمعادلتها المُقترحة في أداء الأعداد الصحيحة مع معالج Pentium بنفس سرعة الساعة. وهكذا،  تم تسويق رقاقة بسرعة 116 ميجاهرتز من السلسلة الثانية باسم "K5 PR166". تسببت تأخيرات التصنيع في وصول معالج PR200 بالتزامن تقريبًا مع إصدار K6. وبما أن شركة AMD لم ترغب في أن تتنافس الشريحتان، فإن K5-PR200 لم تصل إلا بأعداد قليلة.

SSA/5

AMD 5K86-P90 (SSA/5)
صورة رقاقة AMD K5 PR75 (SSA/5)
  • تم بيعها تحت اسم 5K86 P75 إلى P100، ثم لاحقاً تحت اسم K5 PR75 إلى PR100
  • 4.3 مليون ترانزستور بتقنية 500 أو 350  نانومتر
  • ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الأول: 8 + 16 كيلوبايت (بيانات + تعليمات)
  • المقبس 5 والمقبس 7
  • جهد المعالج: 3.52  فولت
  • ناقل الجانب الأمامي : 50 (PR75)، 60 (PR90)، 66  ميجاهرتز (PR100)
  • تاريخ الإصدار الأول: 27 مارس 1996
  • معدل الساعة: 75، 90، 100  ميجاهرتز

5k86

صورة لشريحة معالج AMD K5 PR150 (5k86)
  • تم بيعها تحت اسم K5 PR120 إلى PR166؛ ثم لاحقاً PR200
  • 4.3 مليون ترانزستور بتقنية 350  نانومتر
  • ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الأول: 8 + 16 كيلوبايت (بيانات + تعليمات)
  • المقبس 5 والمقبس 7
  • جهد المعالج: 3.52  فولت
  • ناقل الجانب الأمامي : 60 (PR120/150)، 66  ميجاهرتز
  • تاريخ الإصدار الأول: 7 أكتوبر 1996
  • معدل الساعة: 90 (PR120)، 100 (PR133)، 105 (PR150)، 116.6 (PR166)، 133  ميجاهرتز (PR200)

مراجع

  1. ↑ دليل المرجع الفني لمعالج AMD-K5 (ملف PDF) . AMD. نوفمبر 1996.
  2. ↑ "ورقة بيانات معالج AMD-K5" (ملف PDF) . AMD. يناير 1997.
  3. ↑ مور، ج. ستروثر؛ لينش، توماس و.؛ كوفمان، مات (سبتمبر 1998). "برهان مُدقَّق آليًا لبرنامج قسمة الفاصلة العائمة AMD5K86TM". معاملات IEEE في الحوسبة . 47 (9). واشنطن العاصمة، الولايات المتحدة الأمريكية: جمعية IEEE للحاسوب : 913-926 . doi : 10.1109/12.713311 .
  4. ↑ روسينوف، ديفيد م. (يناير 1999). "برهان مُدقَّق آليًا لصحة الشفرة المصغرة للجذر التربيعي للنقطة العائمة في AMD K5". الأساليب الرسمية في تصميم الأنظمة . 14 (1). هينغهام، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية: دار نشر كلوير الأكاديمية : 75-125 . doi : 10.1023/A:1008669628911 . S2CID 22941018 . 
  5. ↑ لينش، ت.؛ أحمد، أ.؛ شولت، م.؛ كالاواي، ت.؛ تيسديل، ر. (19-21 يوليو 1995). "الدوال المتسامية K5". وقائع الندوة الثانية عشرة حول الحساب الحاسوبي . واشنطن العاصمة، الولايات المتحدة الأمريكية: جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) . الصفحات 163-170 . doi : 10.1109/ARITH.1995.465368 . ISBN  0-8186-7089-4.
  6. ↑ https://csdl-images.ieeecomputer.org/mags/mi/1996/02/figures/m20161.gif
  7. ↑ "معالج AMD K5" . www.halfhill.com .
  8. ↑ "مرجع وحدة المعالجة المركزية X86 (الجزء 2)" . alasir.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يناير 2022 .
  9. ↑ "تاريخ المعالجات الدقيقة - AMD K5" . مايو 2019.

للمزيد من القراءة

  • AMD: نظرة عامة على معالج AMD-K5
  • نظرة عامة فنية على سلسلة K5
  • صور لرقائق K5 على موقع CPUShack.com
  • معالج AMD K5، شريحة لا تحظى بالتقدير الكافي
  • المواصفات الفنية لمعالج AMD K5