AMD Duron (МФА: , «Дюрон»; от «твёрдый», «крепкий») — линейка x86-совместимых микропроцессоров, выпускавшаяся компанией AMD в 2000—2004 годах и ориентированная на потребительский рынок.
Процессор Duron основан на архитектуре K7. Был анонсирован 19 июня 2000 года и нацелен на рынок недорогих компьютеров, где составлял конкуренцию процессорам Intel Celeron. Единственным отличием ядра процессоров Duron от более дорогих AMD Athlon и Athlon XP был уменьшенный до 64 кБ размер кэша второго уровня. Изначально процессоры Athlon и Duron имели одинаковую частоту системной шины, а в более поздних моделях Athlon шина работала на большей частоте, чем у Duron.
Общая информация
Процессоры Duron выполнены в корпусе типа FCPGA и предназначены для установки в системные платы с 462-контактным гнездовым разъёмом Socket A.
Корпус процессоров Duron представляет собой подложку из керамического (ядра Spitfire и Morgan) или органического (зелёного или коричневого цвета) материала (ядро Applebred) с установленным на ней открытым кристаллом на лицевой стороне и контактами на обратной (453 контакта). На стороне кристалла расположены SMD-элементы, а также контакты, задающие напряжение питания, частоту и размер включённой кэш-памяти второго уровня (обычно называемые мостиками). Контакты располагаются группами, которые имеют обозначения L1 — L7 в процессорах на ядре Spitfire, L1 — L11 в процессорах на ядре Morgan и L1 — L12 в процессорах на ядре Applebred. В поздних процессорах на ядре Applebred использовалась также «безмостиковая» упаковка, в которой конфигурационные контакты скрыты под слоем лака.
Маркировка процессоров на ядрах Spitfire и Morgan нанесена на кристалл процессора, а процессоров на ядре Applebred — на наклейку, расположенную возле кристалла.
Изначально кристалл не был защищён от сколов, которые могли происходить в результате перекоса радиатора при его неправильной установке неквалифицированными пользователями, однако вскоре появилась защита от перекосов в виде четырёх круглых прокладок, расположенных в углах подложки. Несмотря на наличие прокладок, при неаккуратной установке радиатора неопытными пользователями кристалл всё же мог получать трещины и сколы (процессоры с такими повреждениями обычно назывались «ко́лотыми»).
В ряде случаев процессор, получивший существенные повреждения кристалла (сколы до 2—3 мм с угла), продолжал работать без сбоев или с редкими сбоями, в то же время, процессор с незначительными сколами мог полностью выйти из строя.
Простейшим способом проверки на «колотость» процессора (без использования лупы и микроскопа) была «проверка ногтем» — по граням кристалла проводили ногтемПроверка ногтем на примере Intel Celeron (видео). В случае наличия сколов палец явно ощущал шероховатость. Сколы углов кристалла определялись визуально. Однако соблюдение мер предосторожности при сборке или установка опытным сборщиком, вместо самостоятельной установки, исключали механические повреждения процессоров с открытым ядром, таких, как процессоры семейства AMD K7 или Intel Pentium III и Celeron с ядром Coppermine.
Особенности архитектуры
Модели
Первые процессоры Duron (Spitfire) предназначались для недорогих настольных компьютеров и производились по 180-нм технологии. Они отличались от процессоров AMD Athlon (Thunderbird) уменьшенным до 64 Кб кэшем второго уровня. На базе ядра Spitfire производились также процессоры для ноутбуков — Mobile Duron, отличавшиеся пониженным напряжением питания и наличием энергосберегающей технологии PowerNow!.
Дальнейшим развитием семейства десктопных Duron стало ядро Morgan (180 нм), отличавшееся от предшественника наличием блока инструкций SSE. Ядро Morgan было создано на основе ядра Palomino процессоров AMD Athlon XP и отличалось от него уменьшенным до 64 Кб кэшем второго уровня и меньшей частотой системной шины – 100 МГц против 133 МГц у процессоров Athlon XP. Ядро Camaro, предназначенное для мобильных компьютеров, отличалось от ядра Morgan пониженным напряжением питания и наличием энергосберегающей технологии PowerNow!.
Последним ядром, использованным в процессорах семейства Duron стало ядро Applebred (130 нм), представлявшее собой ядро Thoroughbred (Athlon XP) с частично отключённым кэшем второго уровня.
В 2004 году на смену процессорам Duron пришло семейство процессоров AMD Sempron. + Процессоры Duron на ядре Spitfire Тактовая частота (МГц) 600 650 700 750 800 850 900 950 Частота FSB (МГц) 200 Анонсирован 19 июня 2000 5 сентября 2000 17 октября 2000 8 января 2001 2 апреля 2001 6 июня 2001
+ Процессоры Duron на ядре Morgan Тактовая частота (МГц) 1000 1100 1200 1300 Частота FSB (МГц) 200 Анонсирован 20 августа 2001 1 октября 2001 15 ноября 2001 21 января 2002
+ Процессоры Duron на ядре Applebred Тактовая частота (МГц) 1400 1600 1800 Частота FSB (МГц) 266 Анонсирован 21 августа 2003
+ Процессоры Mobile Duron на ядре Camaro Тактовая частота (МГц) 800 850 900 950 1000 1100 1200 1300 Частота FSB (МГц) 200 Анонсирован 14 мая 2001 20 августа 2001 12 ноября 2001 17 декабря 2001 30 января 2002
Duron
Spitfire (Model 3)
Первое ядро, использованное в процессорах Duron, представляет собой ядро процессора AMD Athlon с уменьшенным до 64 кБ объёмом кэш-памяти второго уровня. В отличие от кристалла процессоров Celeron, представлявших собой Pentium III с частично отключённым кэшем, кристалл процессора Duron содержит лишь необходимые 64 кБ. Это позволило сократить количество транзисторов и уменьшить площадь кристалла, тем самым увеличив выход годных кристаллов и удешевив производство.
Как и процессор Athlon, Duron имеет кэш-память первого уровня объёмом 128 кБ (64 кБ — кэш инструкций и 64 кБ — кэш данных), что вдвое превышает объём кэш-памяти второго уровня.
Такое уменьшение объёма кэш-памяти второго уровня в процессорах Duron возможно за счёт использования эксклюзивной архитектуры кэш-памяти, когда данные, хранящиеся в кэше первого уровня, не дублируются в кэше второго уровня. Таким образом, эффективный объём кэш-памяти в процессорах Duron составляет 192 кБ, в то время как эффективный объём кэш-памяти процессоров Celeron, имеющей инклюзивную архитектуру, равен объёму кэша второго уровня — 128 кБ. Благодаря более эффективной архитектуре кэш-памяти, влияние объёма кэш-памяти на производительность в процессорах архитектуры K7 менее заметно. Это позволяет использовать память с более высокими задержками и с меньшей пропускной способностью без потери производительности.
Процессоры Duron, как и Athlon Thunderbird, имеют 16-канальный ассоциативный кэш второго уровня, в то время как степень ассоциативности кэш-памяти второго уровня процессоров Celeron (4 канала) вдвое уменьшена по сравнению с процессорами Pentium III. Таким образом, эффективность кэширования у процессоров Duron снижается только за счёт уменьшения объёма кэш-памяти второго уровня.
Недостатками процессоров Duron являются более высокая латентность кэш-памяти по сравнению с процессорами Celeron, а также небольшая ширина шины кэш-памяти второго уровня — 64 бит (Celeron имеет 256-битную шину), что несколько снижает производительность подсистемы памятиОбзор процессора AMD Duron 650 .
Как и AMD Athlon, процессоры Duron работают с системной шиной Alpha EV6, лицензированной компанией AMD у DEC. Отличительной особенностью этой шины является передача данных по обоим фронтам тактового импульса. Таким образом, эффективная частота шины в два раза превышает базовую.
Процессоры Duron на ядре Spitfire выпускались по 180-нм технологии, содержали 25 млн транзисторов, площадь кристалла составляла 100 мм². Системная шина работала на частоте 100 МГц (эффективная частота — 200 МГц). Напряжение питания составляло 1,6 В. Максимальное тепловыделение составляло 41,5 Вт.
Процессоры Duron, как и Athlon, не имели встроенных средств измерения температуры ядра. Измерение осуществлялось с помощью датчика, расположенного под процессором («подсокетный датчик») и отличалось низкой точностью. Зачастую датчик не контактировал с корпусом процессора, а измерял температуру воздуха возле процессора. Эффективность термозащиты в процессорах Duron на ядре Spitfire была недостаточной в ситуации включения без радиатора или в маловероятной ситуации разрушения его крепления, что при установке процессора неопытными пользователями могло привести к выходу его из строя в результате перегрева.
Morgan (Model 7)
20 августа 2001 года компания AMD анонсировала процессор Duron, построенный на новом ядре — Morgan. Это ядро представляет собой ядро процессора AMD Athlon XP (Palomino) с уменьшенным до 64 кБ объёмом кэш-памяти второго уровня.
Процессор AMD Duron на ядре Morgan вышел раньше, чем Athlon XP на ядре Palomino. До этого момента процессоры, нацеленные на рынок высокопроизводительных систем выходили раньше, чем процессоры для недорогих компьютеров, созданные на их основе. В случае с ядром Palomino первыми процессорами на этом ядре были мобильные Athlon 4, анонсированные 14 мая 2001 года. 5 июня вышли серверные процессоры Athlon MP, а 20 августа — Duron на ядре Morgan. Процессоры Athlon XP были анонсированы 9 октября 2001 года.
Основными нововведениями, представленными в ядре Morgan, являются наличие блока инструкций SSE, а также наличие механизма аппаратной предвыборки данных (hardware prefetch). Благодаря этим нововведениям производительность процессоров Duron на ядре Morgan на 2—5 процентов превышает производительность процессоров на ядре Spitfire при одинаковой тактовой частоте.
Кроме того, процессоры Duron на ядре Morgan имеют встроенный датчик температуры (термодиод), что позволяет при использовании системной платы, поддерживающей работу с этим датчиком, организовать более эффективную защиту от перегрева, чем при использовании внешнего термодатчика. Однако в связи с тем, что некоторые производители системных плат, особенно в первое время после начала выпуска процессоров Athlon XP и Duron со встроенным датчиком температуры, нарушали рекомендации AMD по термозащите, защита могла быть неэффективной при включении без радиатора или разрушении его крепления. Тем не менее эффективность термозащиты в процессорах Duron была достаточной для защиты процессора в обычных условиях эксплуатации, защищая от таких ситуаций, как остановка кулера.
Процессоры Duron на ядре Morgan по-прежнему выпускались по 180-нм технологии, содержали 25,2 млн транзисторов, площадь кристалла составляла 105,68 мм². Системная шина, как и в процессорах на ядре Spitfire, работала на частоте 100 МГц (эффективная частота — 200 МГц). Напряжение питания для обеспечения стабильной работы на более высоких частотах (до 1,3 ГГц) было повышено до 1,75 В. В связи с этим возросло и тепловыделение процессоров (до 60 Вт), несмотря на проведённый редизайн ядра, направленный на его снижение.
Предполагалось, что дальнейшим развитием линейки Duron станет 130-нм ядро Appaloosa, однако в начале 2002 года это ядро исчезло из официальных планов компании AMD. Была выпущена лишь небольшая партия инженерных образцов.
Applebred (Model 8)
21 августа 2003 года были анонсированы последние представители линейки бюджетных процессоров AMD Duron. Они представляли собой процессоры Athlon XP на ядре Thoroughbred с частично отключённым кэшем второго уровня и отличались от предшественников повышенной до 266 МГц частотой системной шины, несколько меньшими напряжением питания (1,5 В) и тепловыделением (57 Вт).
Процессоры Duron на ядре Applebred, как и Athlon XP на ядре Thoroughbred, выпускались по 130-нм технологии, содержали 37,2 млн транзисторов (часть из которых приходилась на отключённый кэш), площадь кристалла составляла 80,89 мм² у ядра ревизии A0 и 84,66 мм² у ядра ревизии B0.