Quand on parle de longévité d'une architecture de processeur, on pense tout de suite au noyau P6 d'Intel, qui vit encore aujourd'hui sous une forme dérivée dans le Pentium M. Le noyau K7 de l'Athlon a également un joli passif, depuis le premier Athlon Slot A jusqu'à l'actuel Barton.

I) Successeur de l'Athlon

Fait notable dans l'évolution de l'Athlon, son noyau n'a que très peu évolué au cours des versions, les seuls changements majeurs concernant le cache L2, puis à partir de l'Athlon XP l'adoption du jeu d'instructions SSE. Il faut dire que l'Athlon a été doté de nombreux attributs qui en ont fait dès sa sortie un processeur d'une grande efficacité. Parmi ceux-ci on peut citer :

• 3 unités de décodage x86
• 3 unités de calcul entier (ALU)
• 3 unités de calcul flottant (FPU)
• Un cache L1 de 128Ko, scindé en 64Ko pour les données et 64Ko pour le code

Une architecture efficace donc, qui, à la différence de la voie suivie par Intel, privilégie l'efficacité au travers du fameux IPC (instructions par cycle). Ses unités permettent ainsi à l'Athlon de traiter jusqu'à 9 opérations par cycle, ce qui donne une idée des performances théoriques maximales du noyau. Un des points forts de l'Athlon réside dans ses trois FPU qui lui ont permis de tenir très longtemps le haut du pavé en calcul flottant. Le Pentium 4 arrive parfois à le détrôner dans ce domaine grâce à son architecture optimisée pour le calcul parallèle en SSE.

Fort de l'efficacité de son noyau K7, AMD s'en est largement inspiré pour son successeur, le K8. Le K8 ne représente pas une évolution radicale en terme d'architecture de processeur, et, mises à part quelques légères améliorations, son noyau est en tout point identique à celui du K7, à tel point que le chapitre qui va suivre décrit d'avantage l'architecture du K7 que celle du K8 !

Mais pour une fois, ce n'est pas l'architecture d'un processeur qui justifie un changement de génération, mais une modification profonde dans la façon de l'exploiter ; je parle bien sûr du mode 64 bits. Il y a deux façons de rendre les ordinateurs plus rapides, la voie matérielle bien sûr, mais également la voie logicielle que nous avons tendance à oublier car beaucoup plus rare ; et beaucoup plus rare car nécessitant une phase de transition assez critique en terme de prise de risque. Nous reviendrons bien sûr là-dessus plus loin dans cet article, mais avant cela sortons notre loupe, et regardons ce que le K8 a dans le ventre.

II) Amélioration annexes

Outre les caches, l'intégration du controleur mémoire et l'AMD64, l'architecture K8 apporte également d'autres améliorations.

• La technologie HyperTransport

L'HyperTransport est l'autre grande innovation apportée avec le K8. Il s'agit d'un protocole de lien entre le proceseur et les périphériques, mais également entre les processeurs eux-mêmes dans un système multi-CPUs. Il permet notamment des liaisons à très faibles latences, ce qui le rend particulièrement intéressant pour la communication des processeurs entre eux. Cadencé à 800MHz sur un bus 16 bits, il permet d'envoyer deux paquets de 2 octets par cycle, ce qui lui donne un taux de transfert de 3,2Go/s. Cela devrait le placer en bonne position lors de l'arrivée du nouveau protocole PCI-X.

• Le Cool'n'Quiet

Le Cool'n'Quiet n'est pas une réelle innovation technique, mais un petit plus qui apporte un réel confort d'utilisation. Il s'agit en fait du mécanisme de régulation de consommation des Athlon XP mobiles, appliqué cette fois à un processeur de bureau.
Il est disponible sur les Athlon 64 et FX, et, en fonction de la charge du processeur, réduit ou augmente l'horloge interne et le voltage. Cela permet de réduire la consommation du PC, de réduire le bruit, et d'augmenter la durée de vie du processeur. Les changements d'état s'effectuant très rapidement, la perte de performance qui en résulte est négligeable.
En bref, une fonctionnalité bien sympathique, et qui méritait qu'on l'évoque.

• L'évolution du K8

De nombreuses critiques émises sur le K7 concernent sa difficulté à monter en fréquence, et le redécoupage du pipeline du K8 risque de ne pas y changer grand chose. Certes, l'efficacité des K7 et K8 réside justement dans la faible profondeur des pipelines, mais la montée en fréquence représente un indice de progression presque indispensable dans l'évolution d'une famille de processeurs. La solution préconisée par AMD consiste à ne pas faire évoluer son processeur par la seule fréquence, mais par d'autres caractéristiques telles que la taille du cache L2 et le nombre de canaux mémoire. Tous ces paramètres se retrouvent ainsi mixés dans un indice de performance accompagnant la désignation de chaque processeur.

Cette méthode présente une certaine confusion au sein de la gamme Athlon 64. Ainsi, la désignation "Athlon 64 3400+" renvoie à trois processeurs différents :

• 2.2GHz, 1Mo de cache L2, interface mémoire 64 bits
• 2.4GHz, 512Ko de cache L2, interface mémoire 64 bits
• 2.2GHz, 512Ko de cache L2, interface mémoire 128 bits

Il faut être sûr du modèle que l'on achète, même si selon AMD les 3 modèles présentent les mêmes performances globales.

Terminons avec la roadmap de l'année 2004 :