ภาพรวมของ Athlon XP

Computer Processor Unit หรือที่เราเรียกกันว่า CPU นั้นถือว่าเป็นกุญแจสำคัญในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ ยิ่ง CPU มีความเร็วเท่าไหร่ ยิ่งทำให้คุณสามารถทำงานได้รวดเร็วมากยิ่งขึ้น และก็ทำให้ใช้เวลาในการทำงานน้อยลง โดยมีปัจจัยอยู่ 2 อย่างที่เป็นตัวกำหนดขีดความสามารถและประสิทธิภาพการทำงานของ CPU ประกอบไปด้วย

1. IPC หรือ Instructions per clock cycle ซึ่งก็คือ จำนวนของงานที่โพรเซสเซอร์หรือ CPU สามารถทำให้บรรลุได้ภายในหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกา
2. Frequency หรือความเร็ว (ความถี่) ของสัญญาณนาฬิกา ที่วัดกันเป็นเมกะเฮิรตซ์ หรือกิกะเฮิรตซ์

แต่ทว่าพวกเรามักจะมองประสิทธิภาพกันที่ตัวความเร็วของสัญญาณนาฬิกาของ CPU มากกว่าตัว IPC ซึ่งจริงๆ แล้ว ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาที่แจ้งมาเพียงอย่างเดียวนั้น ไม่อาจที่จะวัดประสิทธิภาพของตัว CPU ได้อย่างแท้จริง จำต้องใช้ค่าของ IPC เข้ามาดูด้วย ดังนั้น ด้วยเหตุนี้ AMD จึงเล็งเห็นคุณค่าเลยปล่อย Athlon XP ซึ่งได้ผนวกเอาคุณสมบัติของสถาปัตยกรรมที่ชื่อว่า QuantiSpeed เข้ามา เพื่อทำให้ระหว่าง IPC และความถี่สัญญาณนาฬิกานั้นเกิดความสมดุลกัน เพื่อที่จะสามารถบรรลุการทำงานในแอพพลิเคชันในโลกของเครื่องคอมพิวเตอร์ได้อย่างแท้จริง

กุญแจหลักที่ทำให้ AthlonXP ผงาดฟ้า !!!

ดังที่ได้พูดถึงเรื่องของสถาปัตยกรรม QuantiSpeed ไปบ้างนิดหน่อยแล้ว ซึ่งสถาปัตยกรรมนี้เป็นกุญแจอีกตัวหนึ่งที่บรรจุอยู่ใน AthlonXP ซึ่งใน QuatiSpeed ยังประกอบไปด้วยคุณสมบัติหลายๆ อย่างเช่น

1. Nine-issue, superscalar, fully pipelined microarchitecture เป็นชุดคำสั่งที่ช่วยให้สามารถจัดการกับแอพพลิเคชัน และงานอื่นๆ ได้อย่างสมบูรณ์ ภายในช่วงของสัญญาณนาฬิกาที่ได้รับ (IPC) นั่นหมายถึงว่าเป็นการจัดการทางด้านของ IPC และความถี่ให้เกิดความสมดุลกันอย่างประณีต ซึ่งได้กล่าวไว้แล้วว่าความถี่สัญญาณ หรือความเร็วสัญญาณนาฬิกาของซีพียูเพียงอย่างเดียวนั้น ไม่สามารถที่จะบรรลุประสิทธิภาพได้สูงสุด เทคโนโลยีนี้จึงเข้าช่วยปรับความสมดุลของปัจจัยทั้งสองด้วย
2. Superscalar, fully pipelined Floating Point Unit (FPU) AthlonXP ได้เพิ่มเติมความสามารถทางด้าน FPU ลงไปในสถาปัตยกรรม x86 ซึ่งทำให้มันสามารถคำนวนผลแอพพลิเคชัน ได้อย่างรวดเร็วมากกว่าเดิม
3. Hardware data Prefetch เป็นชุดคำสั่งอีกหนึ่งอย่างในสถาปัตยกรรมของ QuantiSpeed ที่จัดการในส่วนของหน่วยความจำ L1 Cache โดยเป็นการเพิ่มระยะเวลา Throughput ของระบบทั้งหมดให้มากขึ้น และยังลดเวลาในการรับส่งข้อมูลจากหน่วยความจำหลักและ CPU ทั้งนี้เพื่อให้ประมวลผลแอพพลิเคชันได้เร็วขึ้น
4. Exclusive and specculative Translation Look-aside Buffer (TLBs)TLB เป็นโครงสร้างที่ทำหน้าที่รักษาข้อมูลที่จะส่งมาประมวลผล มันถูกออกแบบมาเพื่อที่จะป้องกัน CPU ไม่ให้เกิดอาการติดขัดในระหว่างที่มีการส่งและประมวลผลของข้อมูล ซึ่ง AthlonXP จะเพิ่มในส่วนของ TLB ให้มีขนาดใหญ่ และลบข้อมูลที่ซ้ำกันในหน่วยความจำ L2 Cache ให้หมดไป และนำข้อมูลอื่นๆ มาใช้งานแทนที่จะใช้จากตัว CPU โดยตรง ซึ่งทำให้ CPU ไปทำหน้าที่อย่างอื่น

พร้อมกันนี้ ยังมีในส่วนเรื่องของความสามารถทางด้าน 3 มิติ ซึ่งมีเทคโนโลยี 3DNow ! เป็นตัวชูโรง โดยดั้งเดิมที่มีชุดคำสั่งอยู่ 21 ชุด และได้เพิ่มเติมคำสั่งในการประมวลผลเข้าไปอีก 19 ชุด ยังผลให้ประสิทธิภาพการคำนวนทางด้านคณิตศาสตร์เพื่อใช้งาน 3 มิติดียิ่งขึ้น และยังมีคำสั่ง DSP อีก 5 คำสั่งที่จะช่วยในเรื่องของทางด้านระบบซาวนด์ และเรื่องการต่อเชื่อมไม่ว่าจะเป็น Soft modem, Soft ADSL, ระบบ Dolby Digital Surround และแอพพลิเคชันในรูปแบบของ MP3 ที่ชัดเจนมากกว่าเดิม นี่ยังไม่ได้รวมกับชุดคำสั่ง SSE (เทคโนโลยีของอินเทล) อีก 52 ชุด ที่ประกอบเข้ามาด้วย และยังรองรับกับระบบปฏิบิติการ Windows XP / 98 /95 /NT 4.x แล้วด้วย

จบจากเรื่อง 3 มิติแล้ว มาดูกุญแจดอกต่อไปที่ว่าด้วยเรื่องของ Bus ที่พัฒนาจาก 200 เมกะเฮิรตซ์ในรุ่น Athlon เดิมไปเป็นแบบ 266 เมกะเฮิรตซ์ ซึ่งสามารถเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลได้สูงถึง 2.1 กิกะบิตต่อวินาที AthlonXP ยังได้เพิ่มเติมหน่วยความจำของแคชระดับ L1 อีก 64 กิโลไบต์ กลายเป็น 128 กิโลไบต์ และพร้อมด้วยหน่วยความจำ L2 ในระดับ 256 กิโลไบต์ และมีขนาด Die Size ประมาณจำนวนทรานซิสเตอร์ถึง 37.5 ล้านตัว ใช้เทคโนโลยีการผลิตด้วยทองแดงแบบ 0.18 ไมครอน