Un nuovo progetto rivoluziona la famiglia x86. Nel settembre del 2003, l’AMD presenta l’Athlon 64: il primo microprocessore con architettura a 64 bit.
L’architettura dell’Athlon 64, oltre ai 64 bit, implementa soluzioni innovative.
Il memory controller (controller di memoria), che viene integrato nella CPU, ne costituisce un esempio. Questo dispositivo, integrato direttamente nel microprocessore, consente la comunicazione diretta tra la CPU e la memoria, riducendo i tempi di latenza. Infatti, nei modelli precedenti, i segnali prodotti dalla CPU e diretti alla memoria devono percorrere l’FSB (Front Side Bus, bus che mette in comunicazione la CPU con le altre periferiche del sistema), arrivare nel Northbridge (Memory Controller Hub, chipset allocato sulla scheda madre) e raggiungere, successivamente, la memoria.
Una seconda soluzione innovativa è rappresenta dal Cool ‘n’ Quiet. Con questa tecnologia la velocità di clock della CPU e il suo voltaggio vengono ridotti quando i programmi in esecuzione non richiedono la frequenza massima di funzionamento della CPU.
L’AMD presenta, successivamente, altre due versioni dell’Athlon 64.
Nell’anno 2005 introduce sul mercato un sistema dual core rappresentato dall’Athlon 64 X2, che copre gran parte della produzione dell’AMD negli anni 2006 e 2007.
L’Athlon 64 FX è la terza versione: un microprocessore progettato per l’elaborazione multimediale complessa, come ad esempio quella dei videogiochi moderni.
Tutti i modelli Athlon sono in grado di eseguire applicazioni a 16 e 32 bit.
By Echoray, CC BY-SA 3.0, Link
– Foto tratta da wikipedia secondo i termini della GNU Free Documentation License
La Intel, solo nel 2005, riesce a muovere i primi passi verso progetti a 64 bit per la famiglia x86. Nell’anno 2005, con il modello Prescott serie 600 del Pentium 4, introduce la Tecnologia EM64T (Intel Extended Memory 64). Quest’ultimo sistema consente di accedere a quantità maggiori di memoria e supporta sistemi operativi e applicazioni che lavorano a 64 bit. La Intel afferma che l’EM64T non è un’architettura puramente a 64 bit, ma si tratta di una estensione del progetto a 32 bit. I processori della Intel con tecnologia EM64T, quindi, sono in grado di operare su applicazioni e sistemi operativi a 32 e 64 bit. L’EM64T è una tecnologia molto simile a quella implementata nell’Athlon della AMD.
Lontano dalla famiglia x86, la Intel, con l’aiuto dell’azienda Hewlett Packard (HP), nell’anno 2001 ha già introdotto un’architettura interamente a 64 bit. Questo progetto, che prende il nome di IA-64 (Intel Architecture-64), si coniuga con il processore Itanium: realizzato per il mondo dei server e delle workstation, questa CPU compete con quelle prodotte dalle aziende rivali Sun e IBM.
Itanium 2 è il secondo processore della serie, un modello più avanzato del precedente. La serie Montecito rappresenta il primo processore dual core dell’Itanium 2, che prevede una memoria cache di terzo livello di notevole dimensione.
L’Intel e l’AMD non sono le uniche aziende che hanno progettato architetture a 64 bit. Citiamo, come esempio, solo alcuni dei modelli prodotti da altre aziende.
Il PowerPC, un microprocessore con architettura RISC, nasce nel 1991 con la collaborazione di tre note aziende: Apple, IBM e Motorola. Il PowerPC 970, presentato sul mercato dalla IBM alla fine dell’anno 2002, è il primo progetto PowerPC a 64 bit. Questo microprocessore, a singolo core, è in grado di eseguire anche applicazioni a 32 bit.
Un’altra architettura a 64 bit di tipo RISC, che rimarrà nella storia del microprocessore, è la DEC Alpha. Progettata e sviluppata dalla Digital Equipment Corp (DEC) e conosciuta nel mondo dei server. Quest’architettura si caratterizza per le sue prestazioni eccellenti dovute ad un abile lavoro di progettazione.
Nel 1982, il tedesco Andy Bechtolsheim, l’indiano Vinod Khosla, Scott McNealy e il famoso Bill Joy (principale sviluppatore di Berkeley UNIX) fondano la Sun Microsystems. La Sun, nel lontano 1987, realizza la CPU SPARC (Scalable Processor ARChitecture, processore ad architettura scalabile). Questa società, per dare fama al suo prodotto, decide di licenziarlo anche ad altre aziende di semiconduttori. Nascono: il MicroSPARC, l’HyperSPARC, il SuperSPARC e il TurboSPARC. Il progetto SPARC, nella nona versione realizzata nel anno 1995, è strutturato con una architettura a 64 bit e presenta l’UltraSPARC I. Progettato per gestire l’elaborazione complessa dei dati multimediali, il nuovo modello dello SPARC implementa 23 istruzioni nuove chiamate VIS (Visual Instruction Set, insieme di istruzioni multimediali), capaci di gestire funzionalità multimediali generiche. Le istruzioni VIS sono paragonabili, in termini di prestazioni, alle istruzioni MMX della Intel. All’UltraSPARC I, utilizzato in grandi sistemi di calcolo come i server Web a multiprocessore, seguono i successori UltraSPARC II, III e IV, che si distinguono principalmente per la frequenza di funzionamento.
La prima parte di questo viaggio termina qui. Gli articoli sul microprocessore, pubblicati finora, sono frutto di una ricerca che ha arricchito il mio percorso universitario.
Il microprocessore, nonostante il suo enorme percorso evolutivo, è un “cervello” ancora giovane? O ha raggiunto la sua maturità? Lo scopriremo nel prossimo viaggio nel mondo dei microprocessori.
Sommario, Bibliografia e Sitografia
Vincenzo Barile
