Por Dentro da Arquitetura AMD64

Introdução

Neste tutorial explicaremos como a arquitetura AMD64 – que é usada pelos processadores Athlon 64, Athlon 64 X2, Athlon 64 FX, Opteron, Turion 64 e alguns modelos de Sempron – funciona em uma linguagem clara e objetiva. Você aprenderá exatamente como esta arquitetura – também chamada K8 ou Hammer – funciona e poderá compará-la com as arquiteturas rivais da Intel.

Para uma melhor compreensão deste tutorial, sugerimos que você leia antes o tutorial Como os Processadores Funcionam, onde explicamos o funcionamento básico de um processador e onde você encontrará muitos dos conceitos aqui apresentados. Na verdade, podemos considerar o presente tutorial como uma sequência de nosso tutorial Como os Processadores Funcionam. Você também pode ler sobre a arquitetura de outros processadores e comparar a arquitetura da AMD com a da Intel: Por Dentro da Arquitetura do Pentium 4, Por Dentro da Arquitetura do Pentium M e Por Dentro da Microarquitetura Intel Core.

A diferença principal entre a arquitetura AMD64 e a de outros processadores – incluindo os processadores mais antigos da AMD, como o Athlon XP e o Athlon original – é que o controlador de memória está embutido dentro do processador, e não no chip ponte norte da placa-mãe. Em placas-mães voltadas para os processadores baseados na arquitetura AMD64 o chip “ponte norte” funciona simplesmente como uma ponte entre o processador, o barramento gráfico (AGP ou PCI Express) e o chip ponte sul. Como o controlador de memória não está mais no chip ponte norte, fica muito mais simples de desenvolvê-lo e alguns fabricantes de chipsets têm modelos de chipsets com apenas um único chip para processadores utilizando a arquitetura AMD64.

Como o controlador de memória está embutido no próprio processador, as capacidades de memória do sistema – incluindo o tipo suportado e o suporte à tecnologia dual channel – são definidas pelo processador e não pelo chip ponte norte (ou seja, pela placa-mãe), como acontece com processadores baseados em outras arquiteturas. É interessante notar que placas-mães para processadores AMD64 não apresentam uma diferença de desempenho significativa entre elas, visto que todas elas utilizam o mesmo controlador de memória (o que está embutido no processador). Esta afirmativa é válida apenas para placas-mães sem vídeo on-board, já que o controlador de vídeo fica fora do processador e o seu desempenho varia dependendo do controlador de vídeo utilizado.

Na Figura 1 você pode ver a arquitetura usada por outros processadores, enquanto que na Figura 2 você pode ver a arquitetura usada pelos processadores AMD64.

Figura 1: Arquitetura usada por outros processadores.

Figura 2: Arquitetura usada pelos processadores AMD64.

Nós podemos dizer que o chip ponte norte está embutido no processador. Na placa-mãe você encontrará um chip ponte, que fará a comunicação entre o barramento HyperTransport (isto é, o processador), o barramento da placa de vídeo (AGP ou PCI Express x16) e o chip ponte sul. Pode ocorrer dos fabricantes de chipsets integrarem o chip ponte e o chip ponte sul em um único chip. Isto é o que os fabricantes chamam de “solução em um único chip”.

O controlador de memória embutido nos processadores AMD64 pode acessar até quatro módulos de memória por canal. Portanto, em um sistema de dois canais (dual channel) você pode instalar oito módulos de memória. O número de soquetes disponíveis na placa-mãe é limitado pelo fabricante da placa.