วิวัฒนาการของ CPU AMD

AMD หรือ Advanced Micro Devices, Inc เป็นผู้ผลิตซีพียูแบบเทียบเท่า(Compatible)กับ X 86 รายแรกที่สามารถเทียบชั้นกับ INTEL ได้ในปัจจุบันที่ผ่านมาAMDเริ่มต้นด้วยการรับจ้างผลิตซีพียูให้กับ INTEL ในยุคของ 80286ที่ INTEL ผลิตเองไม่ทันขายและต่อมาก็ได้มีการพัฒนาซีพียูของตนเองขึ้นมาไล่ตาม INTEL อยู่นานจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้จึงสามารถแข่งขันกับซีพียูรุ่นต่างๆของ INTEL ได้อย่างเต็มที่ ซึ่งรายละเอียดของซีพียูของทาง AMD มีดังนี้

- AMD 286 386 486 586
ซีพียูรุ่นเหล่านี้ ยกเว้น 586 แล้ว ล้วนเป็นการผลิตด้วยสิทธิ์ที่ได้จากทาง INTELทั้งสิ้นจึงไม่มีข้อแตกต่างจากข้อง INTEL เลย เว้นแต่ความเร็วสูงสุดจะเร็วกว่าข้องทาง INTEL อยู่หนึ่งระดับเท่านั้นเนื่องจากมักจะเลิกผลิตที่หลังนั้นเอง คือมี286/20 MHz (INTEL 16MHz) 386/40MHz (INTEL 33 MHz) แต่จะมี586/133 เท่านั้นที่ ส่วนที่ตั้งชื่อว่า 586 เพราะ INTEL ได้ออก Pentiumมาแล้ว ซึ่งความจริง586 ก็คือ 486 ที่ทำงานที่ 133 MHz (33 คูณ 4) นั้นเอง

- K5
K5 เป็นซีพียูรุ่นแรกของ AMD ที่เทียบเท่ากันกับ Pentium ของ Intel ประสิทธิภาพของ K5 จะใกล้เคียงกับ Pentium ทั้งนี้ AMD ไม่ใช้ความถี่ของสัญญาณนาฬิกาเป็นชื่อของรุ่น เปลี่ยนไปใช้คำว่า PR ตามด้วยความเร็วของ Pentium ที่ซีพียูรุ่นนั้น ๆ เทียบเคียงด้วย เนื่องจาก K5 ใช้ความถี่ต่ำกว่า แต่ถ้าเทียบกันแล้วจะสามารถทำงานได้เร็วกว่า Pentium ซึ่งใช้ความถี่เดียวกัน ดังนั้นการใช้คำว่า PR (คือ Pentium Rate) จะให้ผลที่ดีกว่าในทางการตลาด ผู้ซื้อจะได้ไม่รู้สึกว่าซื้อของที่แย่กว่า ซีพียูรุ่นนี้มี 2 รุ่นย่อยคือPR 90 กับ PR 100 ที่เมื่อแรกออกมายังมีปัญหาค่อนข้างมาก ต่อมาได้ปรับปรุงใหม่

- K6
เป็นซีพียูรุ่นแรกในการพัฒนาการของซีพียูในรุ่นที่ 6 ของ AMDและได้ใส่
ความสามารถMMX เข้าไปด้วย ทำให้เมื่อเทียบชั้นกับPentium รุ่นที่เป็น MMX แล้ว
เหนือกว่าเล็กน้อยโดยผ่ายนอกยังคงใช้บัส 66 MHz และแคชขนาด 256 KB ถึง
1MB แต่ความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ใช้เพิ่มขึ้นเป็น 166, 200, 233 และ 266 MHz
ตามลำดับ ส่วนเมนบอร์ด ซ็อคเก็ต และชิพเซ็ตจะใช้เหมือนกับ Pentium ทุกประกา

- AMD K6-2
ซีพียูรุ่นนี้เป็นรุ่นแรกที่ AMD ได้ใส่ชุดคำสั่ง 3Dnow! เข้าไปใน K6 เพื่อเพิ่มประสิทธิ์ภาพในการประมวลผลคำสั่งที่มีข้อมูลมาก เช่นการคำนวณทางด้านสามมิติ โดยการเพิ่มจากชุดคำสั่ง MMX (ที่คอมเพตติเบิลกับของ INTEL) ซึ่งมีอยู่แล้วใน K6 นอกจากนี้ยังใช้บัส100 MHz และใช้ซ็อคเก็ต แบบ Socket 7 หรือ Super 7 แต่อย่างไรก็ตาม K6-2 ยังใช้ แคชระดับสองอยู่ ภายนอกซีพียู โดยมีขนาด 512 KB 1 MB หรือ 2 MB ซึ่งต้องทำงานที่ความเร็วกับบัสภายนอก ทำให้ไม่ได้ประสิทธิภาพเท่าที่ควร หลังจากนั้นไม่นาน AMD ได้ออก K6-3 ที่มีแคชระดับสองอยู่ในตัว ทำให้ทุกสิ่งทุกอย่างดีขึ้น แต่ K6-2 ก็ยังคงมีอยู่มากมายหลายรุ่น ซึ่งราคาถูกมากๆ เหมาะสำหรับผู้ต้องการเริ่มต้นซื้อเครื่องที่ลงทุนน้อยแต่ได้คุณภาพสูงพอสมควร ความเร็วของ ซีพียู รุ่นนี้มีตั้งแต่ 300 MHz ขึ้นไปจนถึง 475 MHz ซีพียูรุ่นนี้แม้จะมีความเร็วในระดับของ Pentium II แต่ก็ยังคงใช้เมนบอร์ดและซ็อคเก็ตแบบเดียวกับ Pentium ธรรมดา (Socket 7) เนื่องจากบัสและแคชมีโครงสร้างแบบเดียวกัน คืออยู่ภายนอกและทำงานที่ 100 MHzทำให้ประสิทธิภาพขึ้นไปเทียบกับ Pentium II ไม่ได้ (แคชทำงานช้ากว่า)จนกระทั่งมี K6-3 ที่มีแคชระดับสองอยู่ภายในออกมา

- AMD K6-3
ซีพียูรุ่นนี้เป็นการนำเอารุ่นเดิมคือ K6-2 มาเพิ่มแคชระดับสองขนาด 256 K เข้าไปในชิปและเพิ่มความสามารถในการรองรับแคชระดับสามที่อยู่ภายนอก (บนเมนบอร์ด) ได้อีกด้วย ทั้งขนาด 512 KB,1 MB,2MB ส่วนแคชระดับหนึ่งมี 32 KB แบบสองทาง บัสที่ใช้ในความถี่ 100 MHz ใช้ซ็อคเก็ตแบบ Super 7 และมีชุดคำสั่ง MMX 3DNow! เช่นเดียวกับ K6-2 ประสิทธิภาพที่ได้ใกล้เคียงกับ Pentium II ที่ใช้ความถี่เท่ากัน

- AMD Athlon (Classic)
โครงสร้างที่ล้ำสมัยกว่า และมีความเร็ว ในทุกๆ ด้านเหนือกว่าซีพียูที่ Intel ที่อยู่ให้ท้องตลาด ณ ขณะนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งทางด้านของหน่วยประมวลผลเลข Floating point ซึ่ง AMD ไม่เคยทำได้เร็วเท่าของ Intel เลยแต่คราวนี้ก็ล้ำนำหน้าไปแล้วด้วยเช่นกัน ส่วนราคาก็ยังคงต่ำกว่าของ Intel อยู่เสมอเมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นอื่นๆ ของ Intel ที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน Athlon มีความเร็วเริ่มต้นที่ 500 MHz ซึ่งเริ่มแรกเมื่อออกสู่ตลาดจะมีรุ่น 500,550, และ 600 จนถึง 850 MHz แล้ว ซึ่ง Athlon รุ่นแรกๆ จะผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบ 0.25 ไมครอน ซึ่งมีลักษณะเป็นแบบตลับ SECC และใช้เทคโนโลยีระบบบัสแบบ EV6 ซึ่งสามารถทำงานทั้งขอบขาขึ้นและลงของสัญญาณนาฬิกาความถี่ 100 MHz จึงเสมือนว่าทำงานที่ระบบบัส 200MHz พร้อมทั้งมีคำสั่ง MMX และ 3DNow! ที่มีการปรับปรุงใหม่ให้มีประสิทธิ์ภาพในการทำงานด้านสามมิติที่ดีขึ้นโดยมีหน่วยความจำแคชรระดับ 1จำนวน 64+64KB และแคชระดับ 2 จำนวน 512KB อยู่บนตัวซีพียูแต่ทำงานที่ความเร็วครึ่งหนึ่งของซีพียู แต่ในรุ่นหลังซึ่งมีความถี่สูงขึ้นก็ได้ปรับเปลี่ยนเทคโนโลยีการผลิตไปเป็น 0.18 ไมครอน เหมือนกับที่ Intel เช่นเดียวกับที่ใช้ใน Pentium III ซีพียูรุ่น Athlon ของ AMD เป็นที่ฮือฮามากตั้งแต่เมื่อปลายปี1999เนื่องจากใครๆ ก็ช่วยกันลุ่นให้ AMD ทำได้ทำสำเร็จเพื่อไม่ให้ Intel ครองตลาดอยู่แต่เพียงผู้เดียวอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม Athlon ก็ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของชิปเซ็ตและเมนบอร์ดที่สนับสนุน เนื่องจากแต่เดิมจะต้องพึ่งพาอาศัยให้ผู้อื่นคือบริษัทในไต้หวันอย่าง VIA และ SiS ผลิตให้ ทำให้ขาดแคลนและเป็นอุปสรรคอย่างยิ่งในการทำตลาด (แถมยังมาเจอแจ็คพ็อตจากแผ่นดินไหวในไต้หวันเมื่อปลายปี พ.ศ. 2542อีก!) หรือไม่ก็ใช้ชิปเซ็ต AMD – 750 ของทาง AMD เอง แต่เมื่อซีพียูเริ่มได้รับความนิยมก็มีผู้เริ่มหันมาผลิตเครื่องและเมนบอร์ดโดยใช้ซีพียูรุ่นนี้ (Athlonจำเป็นต้องใช้เมนบอร์ดที่ทำมาสำหรับซีพียูรุ่นนี้โดยเฉพาะ จะใช้กับเมนบอร์ดSlot1 ทั่วไปไม่ได้ เนื่องจากมีโครงสร้างการออกแบบที่ไม่เหมือนใคร แม้นจะใช้สล็อต ในลักษณะที่คล้ายกันกับ Slot1 ของIntel ก็ตาม แต่ก็ไม่เหมือน จึงตั้งชื่อเป็น Slot A ซึ่งมาจากแบบของชิป Alpha จาก Compaq/Digital ซึ่งทีมวิศวกรของ AMD ได้ต้นแบบชิปมาจากชิปดังกล่าว

- AMD Athlon (thunderbird)
เป็นรุ่นที่ได้การพัฒนาจาก Athlon Classic (รุ่นแรก) ซึ่งผลิตด้วยเทคโนโลยีขนาด 0.18 ไมครอนตัวชิปเป็นแบบ PGA โดยในรุ่นนี้ได้ลดแคชระดับ 2 ลงเหลือ 256 KB แต่อยู่บนซีพียูชิ้นเดียวกับตัวชิปที่เรียกกันว่า on die จึง มีความเร็วเทียบเท่าซีพียูโดยใช้กับเมนบอร์ดที่ใช้ Socket 462 หรือ Socket A แต่ยังคงใช้ระบบบัสแบบ EV6 ซึ่งสามารถทำงานทั้งขอบขาขึ้นและลงของสัญญาณนาฬิกาความถี่ 100 MHz จึงเสมือนว่าทำงานที่ระบบบัส200MHz เหมือนเดิม ต่อมาได้มีการพัฒนาขึ้นโดยใช้สัญญาณนาฬิกาความถี่133 MHz จึงเสมือนว่าทำงานที่ระบบบัส 266MHz และสามารถสนับสนุนหน่วยความจำหลักแบบ DDR SDRAM ทั้งแบบ PC1600 และPC2100 ซึ่งทำให้มีประสิทธิ์ภาพสูงขึ้นมากกว่าเดิม

- AMD Athlon4

แอธลอน4ตัวแรกที่เปิดตัวออกมาไม่ใช่รุ่นสำหรับเดสก์ทอปแต่กลับเป็นว่ากลายเป็นซีพียูสำหรับโน้ตบุ๊คโดยมี 4 รุ่นแรกที่วางตลาดนั้น จะที่ความเร็วตั้งแต่ 850 , 950 และ1 GHz ซึ่งทั้ง 4 รุ่นนั้นทำงานที่แรงดันไฟฟ้า 1.4 โวลต์ และทั้งหมดทำงานที่ FSB200 MHzโดยใช้หน่วยความจำแบบ DDR SDRAM สำหรับขนาดของแคชภายในตัว Athlon 4 ยังคงไม่แตกต่างไปจากเดิม โดยใน Athlon 4 นี้ ยังคงมี แคช L1 อยู่ 64 KB เหมือนเดิมส่วนแคช L2 ก็ยังคงมีขนาดเท่าเดิมคือ128 KB และยังคงมีคุณสมบัติเหมือนเดิมที่ว่าแคช L1 และ L2 นั้นจะมีข้อมูลที่ไม่ซ้ำซ้อนกันนั้นหมายความว่าขนาดแคชโดยรวมของ Athlon 4 ก็คือ 384 KB

AMD AthlonMP
- Athlon MP นั้นจะมาพร้อมเทคโนโลยีชั้นนำมากมายอาทิเช่น Smart MP, สนับสนุนหน่วยความจำแบบ DDR(Double Data Rate), Fully-Pipeline Superscalar Floating Point Engine เป็นต้นซึ่งจะทำให้สามารถสร้างงานที่มีประสิทธิภาพได้อย่างมาก สนับสนุนหน่วยความจำแบบ DDR (Double Data Rate) ระบบแคชความเร็วสูงแบบ Hardware Prefetch Exclusive L2 TLB (Translation Look-aside Buffer) ใน Athlon MP นั้นได้มีการออกแบบระบบแคชแบบใหม่โดยใช้ระบบแคชที่มีคุณสมบัติ Exclusive L2 TLB และ Data Prefetch ซึ่วจะทำให้ระบบข้อมูลส่งข้อมูลมายังโปรเซสเซอร์ก่อนที่จะมีการเรียกใช้งาน ดังนั้นจึงสามารถลดเวลาที่ใช้ในการค้นหาข้อมูล และเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลงานที่ทำได้ สนับสนุนคุณสมบัติ ECC (Error Correcting Code) ของ Advanced266 MHz Front Side Bus ใช้เทคโนโลยี 3DNow!(tm) Professional Athlon MP มีการเพิ่มคำสั่งใหม่เข้าไปถึง 52 คำสั่ง ทำให้แอพพลิเคชั่นต่างๆ ที่ปรับแต่งมาสำหรับเทคโนโลยี 3DNow!(tm) Professional สามารถเพิ่มในการประมวลผลงานต่างๆดีขึ้น ใช้ Fully-Pipeline Superscalar Floating Point Engine เป็นวิธีการประมวลผลเลขทศนิยม (x87 floating point engine ) ที่เร็วที่สุดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการคำนวณเลขทศนิยม ซึ่งจะทำให้คุณสามารถปรับปรุงคุณภาพการสร้างสรรค์งานทางด้านภาพเคลื่อนไหว ด้านการออกแบบ และด้านภาพเหมือนจริงได้โดยประหยัดทั้งเวลาและค่าใช้จ่าย ทำงานบนสถาปัตยกรรมของ Socket A และชิปเซตAMD-760 MP แพลตฟอร์มเพียงหนึ่งคำที่ทำให้สามารถลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนทางด้านดูแลรักษาง่ายต่อการอัพเกรด และสนับสนุนการใช้งานอย่างกว้างขวางในส่วนของชิปเซต AMD-760MP ถือว่าเป็นหัวใจหลักของระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงแบบหน่วยประมวลผลคู่ อย่าง AMD Athlon MP ซึ่งใช้เทคโนโลยี Smart MP มันถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มความสามารถของระบบบัส266 MHz สนับสนุนหน่วยความจำแบบ DDR และการ์ดแสดงผลแบบAGP-4X นอกกจากนี้ยังมีหน่วยควบคุมหน่วยความจำและ I/O อันชาญฉลาดอีกด้วย

- AMD AthlonXP
คือซีพียู AthlonTM 4 ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับคอมพิวเตอร์ระดับเดสก์ทอปนั้นเองโดยที่มีการพัฒนาความถี่ใช้งานให้สูงขึ้น และที่มาของ AthlonTM XP คือการตั้งชื่อให้สอดคล้องกับระบบปฏิบัติการใหม่ของMicrosoft คือ Windows XP นั้นเองเพื่อผลทางการตลาดและจะเห็นได้ว่า AMD ได้มีวิธีการนำเสนอชื่อซีพียูแตกต่างออกไปจากปกตินิยม คือไม่ใช้ความถี่ของสัญญาณมาเป็นชื่อรุ่น ทั้งนี้ทั่งนั้นเพราะเหตุผลการตลาดอีกเพราะว่าถ้าเทียบกันเฉพาะความเร็วของสัญญาณนาฬิกา Athlon กับ Pentium 4 นั้น AMD เป็นรองอย่างเห็นได้ชัด แต่ซีพียูของ AMD รุ่นนี้มุ่งเน้นที่ที่ประสิทธิภาพในการทำงานสูงสุดของตัวประมวลผล ในการทำงานแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกาในการทำงาน มากกว่าที่จะเน้นการเพิ่มความถี่ของสัญญาณนาฬิกาในการทำงาน ซึ่งทาง AMD ได้คุยว่าถ้าเทียบสัญญาณนาฬิกาเดียวกันแล้ว Athlon XP จะเหนือกว่า Pentium 4 ซึ่งจากการทดสอบจากหลายแห่งก็เป็นเช่นนั้น เหตุนี้ทาง AMD จึงตั้งชื่อ Athlon XP ซึ่งมีความถี่สัญญาณนาฬิกา 1.33 GHz ว่า Athlon XP 1500+ เพราะว่า มีประสิทธิภาพการทำงานไม่ด้อยกว่า Pentium 4 1.5 GHz เช่นเดียวกับที่ตั้ง Athlon XPที่ทำงานความถี่ 1400 1467 1533 1600 MHz ว่า Athlon XP 1600+ 1700+ 1800+ 1900+ ตามลำดับ

-AMD Duron (Spitfire)
เป็นซีพียูใน K7 ของ AMD ที่พัฒนาต่อมาจาก Athlon (classic) แต่ผลิตออกมสำหรับตลาดละดับล่างเพื่อแข่งขันกับ ซีพียู Celeron ของ Intel โดยใช้ระบบบัส 200 MHz ซึ่งโครงสร้างจะเหมือนกับ Athlon(thunderbirds) และมีชุดคำสั่ง MMX และ 3DNow! ทำให้มีประสิทธิภาพในการประมวลผลด้านสามมิติ และใช้เทคโนโลยีการผลิตที่ 0.18 ไมครอน มีหน่วยความจำแคชระดับ 1 จำนวน 128KB แต่ได้มีการลดหน่วยความจำแคชระดับ 2 ซึ่งอยู่บนตัวชิป on die เหลือเพียง 64 KB เท่านั้น เพื่อไม่ให้แย่งตลาดของ Athlon (thunderbirds) และยังใช้กับเมนบอร์ด Socket A แต่เมื่อเทียบประสิทธิภาพและราคาแล้วหน้าใช้กว่า Celeron ของ Intel เหลืออาจกล่าวได้ว่าใกล้เคียงPentium III เลยที่เดียว

- AMD DURON (Morgan)

DURON (Morgan) เป็นการพัฒนามาจาก DURON (Spitfire)เดิมโดยได้เปลี่ยน Core ที่ออกแบบมาใหม่ โดยได้เพิ่มความสามารถใหม่ดังนี้
- การสิ้นเปลืองพลังงานและความร้อนที่ลดลง คุณสมบัติใหม่ภายใต้สถาปัตยกรรมใหม่ทีได้ถูกปรับปรุงขึ้นเป็นการประหยัดพลังงานจึงสามารถที่จะลดความร้อนของซีพียูลงได้ถึง 20% เลยที่ดียวเมื่อเทียบกับ DURON รุ่นเก่า และแรงดันจะลดลงโดยอัตโนมัติเมื่อไม่ได้ถูกใช้งาน
- Data Prefectch ทั้ง Palomino และ Morgan ได้รวมเอาความสามารถในการคาดคะเนชุดคำสั่งที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของฮาร์ดแวร์ที่จะต้องถูกประมวลผลมาเก็บไว้ในแคช โดยปกติแล้วชุดคำสั่งเหล่านี้จะถูกเรียกใช้จากหน่วยความจำหลักเมื่อไม่พบข้อมูลในหน่วยความจำแคชดังนั้น หลักการจึงมีอยู่ว่าให้ไปดึงชุดคำสั่งที่คาดว่าจะถูกเรียกใช้ให้ถูกโหลดเข่ามาในแคชก่อน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ให้ทำงานได้เร็วยิ่งขึ้น
- 3DNow! Professional ทาง AMD ได้มีการผนวกชุดคำสั่ง 3DNow! Professional ด้วยการเพิ่มชุดคำสั่งอีก 52 คำสั่ง อีกทั้ง DURON (Morgan) ยังสนับสนุนการทำงานกับชุดคำสั่ง SSE ซึ่งเทียบเท่ากับชุดคำสั่งของ SEE ของ Pentium III นั้นเอง

- Future AMD
Duron (Morgan) จะเพิ่มขนาดของ FSB เป็น 266 - Athlon จะเป็นเทคโนโลยีมาผลิตที่ 0.13 ไมครอนแทน 0.18 ไมครอน ใน Athlon(Palomino) โดยใช้ชื่อว่า Athlon (Thoroughbred) และผนวกกับเทคโนโลยี PowerNow! 2 และหน่วนความจำแคชระดับสองเพิ่มขึ้นเป็น 512 KB - AMD Clawhammer และ Sledgehammer Clawhammer เป็น ซีพียู 64 BIT ตัวแรกที่พัฒนาจากตระกูล Athlon เดิมซึ่งClawhammer และ Sledgehammer จะมีชุดคำสั่ง 64 บิต เพิ่มเข้ามาโดยใช้เทคโนโลยี 0.13 ไมครอน โดยเป็นเทคโนโลยีเดียวกับ Thoroughbred core อีกทั้งยังสนับสนุน SSE II อีกด้วย แม้ว่าจะยังคงใช้Socket A เป็นอินเทอร์เฟซ แต่ระบบบัสถูกเปลี่ยนจาก EV6 ไปเป็น NUMA Bus Protocol ที่จะทำให้การใช้งานซีพียู พร้อมกันได้ถึง 8 ตัวหรือมากกว่า สามารถใช้ Bandwidth ของระบบบัสได้อย่างเต็มที่พร้อมๆ กัน ซึ่งจะรองรับการทำงานแบบ Multi Processor ในอนาคตได้อย่างดีส่วนของหน่วยความจำแคชระดับ 2 ที่คาดว่าจะถูกเพิ่มขึ้นนั้น Clawhammer จะมีแคชระดับ 2 จำนวน 512 KB ซึ่งแตกต่างจาก Sledgehammer จะมีแคชระดับ 2 เพิ่มมากถึง1MB เลยทีเดียว ในซีพียู Athlon หรือ Duron นั้นมีความยาว pipeline เพียงแค่10 pipeline แต่ใน Clawhammer นั้นทาง AMD จะเพิ่มจำนวน pipelineให้เป็น 12 pipelineเป็นผลให้ความเร็วที่ใช้ในการประมวลผลชุดคำสั่งของซีพียูนั้นเพิ่มขึ้นด้วย