K5

K5 - это первый процессор, полностью разработанный собственными силами AMD. Был представлен в марте 1996 года, его основным конкурентом был микропроцессор Intel Pentium.

История. Разработка и выпуск нового и полностью своего процессора задача чрезвычайно сложная. Разработка своей архитектуры у AMD претерпела значительные задержки, сначала из-за проблем с дизайном на раннем этапе, а затем из-за проблем с различными несовместимостями с x86-процессорами. Первые несколько моделей, использующих SSA/5, наконец были выпущены в марте 1996 года.

Первая представленная версия микроархитектуры K5 - SSA/5 имела множество технических улучшений по сравнению с Intel Pentium. У процессора был транслятор инструкций, который преобразовывал инструкции CISC в более простые инструкции RISC. Из-за многочисленных производственных проблем и вариантов конструкции K5 не смог обеспечить ожидаемую производительность. AMD исправила некоторые недостатки дизайна SSA/5 и представила новую версию K5, названную 5k86, в октябре 1996 года. AMD переработала способ доступа к памяти и передачи данных с L1$ на L2$. В результате производительность повысилась на 35%.

Архитектура. K5 был основан на внутренней высокопараллельной архитектуре RISC-процессора с с преобразованием CISC-инструкций. Была обеспечена хорошая совместимость с архитектурой x86. В процессоре было 5 целочисленных блоков, которые могли обрабатывать инструкции не по порядку. Был такжеи блок операций с плавающей запятой. Целевой буфер ветвления был в четыре раза больше, чем у Pentium, а переименование регистров помогло преодолеть зависимость регистров. Спекулятивное выполнение инструкций чипом уменьшило простои конвейера.

Как уже было сказано выше, существовало две версии архитектуры K5, которые внутри компании назывались SSA/5 и 5k86, но обе выпущены с маркировкой K5. В ревизии «SSA/5» блок прогнозирования ветвлений был отключен, и были добавлены дополнительные внутренние состояния ожидания; эти проблемы были устранены в ревизии «5k86», что привело к повышению производительности до 30% на такт. Тактовая частота «SSA/5» варьировалась в диапазоне от 75 до 100 МГц, в зависимости от модели, процессоры «5k86» работали на частоте в диапазоне от 90 до 133 МГц. AMD применила к своим процессорам PR-рейтинг соответствия производительности процессорам Intel Pentium, например процессор AMD с частотой 116 МГц маркировался как «K5 PR166». Появившиеся задержки с производством привели к тому, что появление следующего процессора AMD PR200 почти совпало с выпуском K6. Чтобы исключить внутреннюю конкуренцию, AMD выпустила K5-PR200 в продажу в небольшом количестве.