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突破瓶颈

1999-09-01 来源:光明日报 AMD Athlon浮点性能大突破 我有话说

提到浮点运算,IT业界内的很多人恐怕立刻就会想到这方面的龙头老大-Intel,不错,在X86平台上,Intel芯片浮点运算单元的性能有口皆碑,Intel的芯片也一直是运行科研、数学运算及工程等应用软件的首选。但是随着AMD公司新一代微处理器Athlon(K7)的推出,Intel芯片传统的浮点优势受到了前所未有的挑战!

由于对浮点运算有强大的需求,因此AMD为这款AMDAthlon处理器设计了一个性能最强劲及结构最先进的浮点运算单元,以满足这方面的需求。AMD这款性能卓越的超标量浮点运算器是第七代AMDAthlon结构的一个主要特色,更确保x86型电脑系统可以发挥出前所未有的浮点运算性能。

AMDAthlon处理器采用同类产品中前所未有的超标量浮点设计,内含3个设有流水线的乱序浮点运算单元(浮点装载、浮点加法、浮点乘法),每次可同时发出处理3个指令,而且每一单元都保持有一周期的传输量。这三条独立的执行“流水线”是:1.浮点载入/储存(STORE)流水线负责有关浮点常数载入、储存及其他杂项工作。2.加法器流水线(FADD)设有3DNow!加法、MMX算术逻辑单元(ALU)/移位器、以及浮点加法执行单元。3.乘法器流水线(FMUL)设有MMX算术逻辑单元、MMX乘法器、互易单元(reciprocalunit)、浮点/3DNow!指令乘法器、以及FDIV指令支持。

AMDAthlon处理器的浮点运算器之所以称为“超标量”及“超流水线”的浮点运算器,都是这三条执行流水线的缘故。所谓超标量是指处理器设有多条指令流水线,可以平行执行指令,确保处理器可以在同一时钟周期内执行多个指令。而超流水线是指流水线分为很多细小的阶段,每一阶段执行一项简单专门的工作,以便充分利用处理器的时钟频率。这种技术可支持较高的时钟频率,并确保浮点运算器可以更快处理复杂的浮点指令以及提高浮点指令的整体传输量。而传统的x86处理器如Intel的PIII却只有一条浮点执行流水线。另外,它还采用了全新的双精度浮点寄存器,和前面的浮点运算单元配合可以发挥前所未有的高性能,大大提高双精度浮点运算性能,以确保x86平台可以支持要求最高的应用程序,相对而言传统的3DNow!和MMX等指令集的采用却只能提高CPU的单精度的浮点运算性能。

AMDAthlon处理器的浮点运算器在设计与性能方面均与其他浮点结构不同,别具一格,可称的上是真正新一代的处理器。比如说,AMDAthlon处理器的最高x87浮点执行速率较英特尔PIII处理器高一倍,即使与目前不少用于工作站及服务器的精简指令集运算(RISC)处理器比较,AMDAthlon处理器的浮点运算性能亦毫不逊色。从现有资料来看,AMDAthlon处理器与PentiumIII处理器加以比较时,AMDAthlon在乘、除及平方根等重要指令方面都明显较PentiumIII更胜一筹。而且它可以和传统的x87结构完全兼容,无论单、双还是扩展精度浮点数据类别都符合目前国际通行的IEEE754和854标准。

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