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Data: 28.06.2000  :. Em Reformulação!
Tipo: Processadores
Fabricante: AMD
Por: Carlos E. Morimoto

 

   O AMD Athlon em Detalhes

Coprocessador Aritmético

O grande problema do K6-x é o desempenho do coprocessador aritmético, disso você já deve estar careca de saber. A grande vantagem do coprocessador aritmético utilizado nos processadores Intel é o fato de utilizarem Pipeline, processando várias instruções simultaneamente em cada unidade de execução, enquanto o K6-x utiliza um coprocessador simples, capaz de processar apenas uma instrução simples por ciclo. No caso do Athlon, a situação se inverte, e o "poderoso" coprocessador do Pentium III começa a apresentar sinais de cansaço.

Não que seja um mau projeto, muito pelo contrário, o problema é que a Intel vem utilizando o mesmo coprocessador desde o Pentium Pro, por isso é natural que ele já esteja ultrapassado.

Tanto no Pentium III quanto no Athlon, o coprocessador aritmético é composto por três unidades de execução, chamadas de FADD, FMUL e FSTORE. "ADD" é a abreviação de adição, "MUL" é a abreviação de multiplicação, e "STORE" significa guardar. Pelos nomes já da para ter uma boa idéia da função de cada uma das unidades de execução, a FADD executa operações de soma, envolvendo números de ponto flutuante, a FMUL executa operações de multiplicação, divisão, instruções MMX e instruções 3D-NOW!, enquanto o FSTORE executa operações de leitura/gravação e mais algumas operações diversas.

Tanto no Pentium III quanto no Athlon, as três unidades de execução de ponto flutuante possuem Pipeline, e como são em mesmo número e executam as mesmas funções, seriam a princípio equivalentes. Apenas a princípio.

No Athlon é possível executar simultaneamente operações de soma, operações de multiplicação e operações de leitura/gravação, pois cada unidade é completamente independente das demais. Isto significa que em situações ideais, o coprocessador aritmético do Athlon é capaz de processar três instruções por ciclo.

Para economizar transístores, os projetistas da Intel optaram por compartilhar as mesmas sub-unidades de execução entre as unidades de soma e multiplicação do Pentium III. Isto significa que apenas uma das duas unidades pode funcionar de cada vez: ou se faz uma multiplicação e mais uma operação de leitura/gravação, ou então se faz uma soma e mais uma operação de leitura/gravação, nunca as três operações ao mesmo tempo. Ao contrário do Athlon, o coprocessador aritmético do Pentium III é capaz de executar apenas duas instruções por ciclo, em condições ideais.

Como disse, o Athlon não foi desenvolvido tendo em mente economia de transístores e sim, apenas desempenho. No caso do Pentium III não se pode dizer o mesmo. No caso do coprocessador aritmético, o motivo da economia é simples: as operações de multiplicação são na verdade sequências de várias operações de soma. Como as duas unidades possuem o mesmo núcleo básico (que faz as somas), é possível criar um projeto onde tanto a unidade de soma quanto a de multiplicação utilizem o mesmo núcleo. Com isso, é possível economizar um grande número de transístores, mas perdemos em desempenho, já que apenas uma das unidades poderá usar o núcleo de soma de cada vez.

Podíamos usar como analogia uma fábrica de automóveis. Imagine que na mesma fábrica tenhamos duas linhas de produção, uma de carros de passeio e outra de caminhões, onde cada linha de produção pode entregar um veículo por hora trabalhando a pleno vapor. Imagine também que esta fábrica está passando por um processo de redução de custos, e por isso demitiu metade dos funcionários.

Os funcionários que ficaram, foram treinados para saber trabalhar tanto na linha de produção de carros, quanto na linha de produção de caminhões, mas, naturalmente, um mesmo funcionário não pode estar nas duas ao mesmo tempo. Ou se produz um carro, ou se produz um caminhão. Na fábrica do Athlon foram mantidos todos os funcionários, e por isso é possível manter ambas as linhas funcionando ao mesmo tempo.

Na prática, o coprocessador do Athlon jamais chega a ser duas vezes mais rápido que o coprocessador do Pentium III, já que é possível utilizar apenas uma instrução de leitura/gravação por ciclo, e por que nem sempre é possível agendar uma instrução de soma e outra de multiplicação num mesmo ciclo, já que a demanda por cada tipo de instrução dependem do aplicativo que estiver sendo executado. De qualquer maneira, o coprocessador do Athlon sempre será capaz de trabalhar de forma mais eficiente.

:. Barramento EV6 »


 

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