เอดีเอ็ม เค5

ไมโครโปรเซสเซอร์ AMD K5 PR166
ข้อมูลทั่วไป
เปิดตัว	27 มีนาคม 2539 (SSA/5) 7 ตุลาคม 2539 (5k86)
ผู้ผลิตทั่วไป	เอดีเอ็ม
ผลงาน
ความเร็วสัญญาณนาฬิกาCPU สูงสุด	75 เมกะเฮิร์ตซ์ ถึง 133 เมกะเฮิร์ตซ์
ความเร็วFSB	50 เมกะเฮิร์ตซ์ ถึง 66 เมกะเฮิร์ตซ์
ข้อกำหนดทางกายภาพ
ทรานซิสเตอร์	4.3M 500 นาโนเมตร
แกนกลาง	1
เต้ารับ	ซ็อกเก็ต 5 ซ็อกเก็ต 7
แคช
แคช L1	8 KB + 16 KB (ข้อมูล + คำสั่ง)
สถาปัตยกรรมและการจำแนกประเภท
แอปพลิเคชัน	เดสก์ท็อป, ฝังตัว
สถาปัตยกรรมไมโคร	เค5
ชุดคำสั่ง	IA-32 / x86
ผลิตภัณฑ์ รุ่นต่างๆ
แบบอย่าง	ซีรี่ส์ SSA/5 ซีรี่ส์ 5k86
ประวัติศาสตร์
ผู้มาก่อน	AM5x86
ผู้สืบทอด	เค6

K5 เป็น โปรเซสเซอร์ x86ตัวแรกของAMD ที่พัฒนาขึ้นเองทั้งหมด เปิด ตัวในเดือนมีนาคม 1996 โดยมีคู่แข่งสำคัญคือไมโครโปรเซสเซอร์Pentium ของ Intel K5 มีการออกแบบที่ทะเยอทะยาน ใกล้เคียงกับPentium Proมากกว่า Pentium ในแง่ของโซลูชันทางเทคนิคและสถาปัตยกรรมภายใน อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์สุดท้ายกลับมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับ Pentium มากกว่า แม้ว่าจะเร็วกว่า Pentium เมื่อเทียบความเร็วสัญญาณนาฬิกาต่อสัญญาณนาฬิกา

K5 ใช้ สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ RISC แบบขนานสูงภายใน ที่มีส่วนหน้าถอดรหัส x86 ^{[ 1 ]} K5 ให้ความเข้ากันได้กับ x86 ที่ดี และชุดทดสอบที่พัฒนาขึ้นภายในองค์กรพิสูจน์แล้วว่ามีคุณค่าอย่างยิ่งในโครงการต่อมา ทุกรุ่นมีทรานซิสเตอร์ 4.3 ล้านตัว พร้อมหน่วยประมวลผลจำนวนเต็ม 5 หน่วยที่สามารถประมวลผลคำสั่งนอกลำดับและหน่วยประมวลผลจุดลอยตัว 1 หน่วยบัฟเฟอร์เป้าหมายการแตกสาขามีขนาดใหญ่กว่าของ Pentium ถึงสี่เท่า และการเปลี่ยนชื่อรีจิสเตอร์ช่วยเอาชนะการพึ่งพารีจิ สเตอร์ ^{[ 2 ]}การประมวลผลคำสั่งแบบคาดการณ์ของชิป ช่วย ลดการหยุดชะงักของไปป์ไลน์ มี แคชคำสั่ง แบบเซตเชื่อม โยงสี่ทางขนาด 16 KB และแคชข้อมูลขนาด 8 KB ไมโครโค้ดการหารจุดลอยตัวและรากที่สองได้รับการพิสูจน์ทางกลไกแล้ว^{[ 3 ] [ 4 ]} คำสั่งเชิงอติพจน์จุดลอยตัวถูกนำไปใช้ในฮาร์ดแวร์และมีความถูกต้องแม่นยำต่อผลลัพธ์ทางคณิตศาสตร์ที่แท้จริงสำหรับตัวดำเนินการทั้งหมด^{[ 5 ]}

โครงการ K5 เป็นโอกาสแรกๆ ที่ AMD จะได้ก้าวขึ้นมาเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีจาก Intel แม้ว่าชิปจะใช้แนวคิดการออกแบบที่ถูกต้อง แต่การนำไปใช้งานจริงกลับมีปัญหา อัตราความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่ต่ำนั้น ส่วนหนึ่งเป็นเพราะข้อจำกัดของ AMD ในฐานะบริษัทผู้ผลิตที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยในขณะนั้น และอีกส่วนหนึ่งเป็นเพราะการออกแบบเองที่มีตรรกะหลายระดับสำหรับเทคโนโลยีการผลิตในสมัยนั้น ซึ่งขัดขวางการเพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกา นอกจากนี้ แม้ว่าประสิทธิภาพการคำนวณจุดลอยตัวของ K5 จะได้รับการยกย่องว่าเหนือกว่าCyrix 6x86แต่ก็ช้ากว่า Pentium แม้ว่าจะให้ผลลัพธ์การคำนวณฟังก์ชันเชิงอนุพันธ์ที่น่าเชื่อถือกว่าก็ตาม เนื่องจากออกสู่ตลาดช้าและไม่เป็นไปตามความคาดหวังด้านประสิทธิภาพ K5 จึงไม่ได้รับการยอมรับจากผู้ผลิตคอมพิวเตอร์รายใหญ่เหมือนกับAm486 รุ่นก่อนหน้า และAMD K6 รุ่นต่อ มา

ซูเปอร์สเกลาร์ + การประมวลผลนอกลำดับ + การเปลี่ยนชื่อรีจิสเตอร์

แคช L1i ขนาด 16kb + L1d ขนาด 8kb แบบ set associative 4 ทาง พร้อมฟังก์ชัน write-back

ตัวถอดรหัสคำสั่ง 4 ทาง

ท่อส่ง 5 ขั้นตอน

หน่วยประมวลผลเลขคณิตและตรรกะ (ALU) สำหรับจำนวนเต็ม 2 ชุด + หน่วยเลื่อนบิต 1 ชุด + หน่วยแยกสาขา 1 ชุด + หน่วยประมวลผลทศนิยม (FPU) บนชิป

โหลด/จัดเก็บ ALU 2 ตัว

พินเข้ากันได้กับเมนบอร์ด Socket-7 ^{[ 6 ] [ 7 ]}

สถาปัตยกรรม K5 มีการปรับปรุงสองครั้ง โดยเรียกภายในว่าSSA/5และ5k86ซึ่งทั้งสองรุ่นวางจำหน่ายภายใต้ชื่อ K5 ซีพียู "SSA/5" ชุดแรกมีหน่วยทำนายการแตกแขนงถูกปิดใช้งานและมีการเพิ่มสถานะรอภายในเพิ่มเติม ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขใน "5k86" ส่งผลให้ประสิทธิภาพดีขึ้นถึง 30% เมื่อเทียบความเร็วสัญญาณนาฬิกาต่อความเร็วสัญญาณนาฬิกา^{[ 8 ] [ 9 ]}ตระกูล "SSA/5" ทำงานที่ความเร็ว 75 ถึง 100 MHz; ตระกูล "5k86" ทำงานที่ความเร็ว 90 ถึง 133 MHz อย่างไรก็ตาม AMD ใช้สิ่งที่เรียกว่าการจัดอันดับ PRหรือการจัดอันดับประสิทธิภาพ เพื่อติดฉลากชิปตามความเทียบเท่าที่แนะนำในประสิทธิภาพจำนวนเต็มกับ Pentium ที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกานั้น ดังนั้น ชิป 116 MHz จากตระกูลที่สองจึงวางจำหน่ายในชื่อ "K5 PR166" ความล่าช้าในการผลิตทำให้การมาถึงของ PR200 เกือบจะตรงกับการวางจำหน่าย K6 เนื่องจาก AMD ไม่ต้องการให้ชิปทั้งสองรุ่นแข่งขันกันเอง ดังนั้น K5-PR200 จึงวางจำหน่ายในจำนวนจำกัดเท่านั้น

• จำหน่ายในชื่อ5K86 P75 ถึง P100 ต่อมาในชื่อK5 PR75 ถึง PR100
• ทรานซิสเตอร์ 4.3 ล้านตัว ในขนาด 500 หรือ 350 นาโนเมตร
• แคช L1: 8 + 16 KB (ข้อมูล + คำสั่ง)
• เต้ารับ 5และเต้ารับ 7
• แรงดันไฟคอร์: 3.52 โวลต์
• บัสด้านหน้า : 50 (PR75), 60 (PR90), 66 MHz (PR100)
• วางจำหน่ายครั้งแรก: 27 มีนาคม 1996
• อัตราความเร็วสัญญาณนาฬิกา: 75, 90, 100 เมกะเฮิร์ตซ์

• จำหน่ายในชื่อK5 PR120 ถึง PR166; ต่อมาคือ PR200
• ทรานซิสเตอร์ 4.3 ล้านตัวในขนาด 350 นาโนเมตร
• แคช L1: 8 + 16 KB (ข้อมูล + คำสั่ง)
• เต้ารับ 5และเต้ารับ 7
• แรงดันไฟคอร์: 3.52 โวลต์
• บัสด้านหน้า : 60 (PR120/150), 66 MHz
• วางจำหน่ายครั้งแรก: 7 ตุลาคม 1996
• อัตราความเร็วสัญญาณนาฬิกา: 90 (PR120), 100 (PR133), 105 (PR150), 116.6 (PR166), 133 เมกะเฮิร์ตซ์ (PR200)

• Gwennap, Linley (25 มีนาคม 1996). "AMD ส่งคู่แข่ง Pentium". Microprocessor Report .
• สเลเตอร์, ไมเคิล (24 ตุลาคม 1994). "AMD K5 ออกแบบมาเพื่อเอาชนะ Pentium". รายงานไมโครโปรเซสเซอร์ .
• Slater, Michael (8 พฤษภาคม 1995). "ยอดขาย AMD K5 เลื่อนไปปี 1996". Microprocessor Report .

Wikimedia Commons มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับAMD K5

• AMD: ภาพรวมโปรเซสเซอร์ AMD-K5
• ภาพรวมทางเทคนิคของซีรี่ส์ K5
• รูปภาพชิป K5 ที่เว็บไซต์ CPUShack.com
• AMD K5 เป็นชิปที่ถูกประเมินค่าต่ำกว่าความเป็นจริงมาก
• ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของ AMD K5