O K6-2

Depois das fracas vendas do K5, a AMD decidiu aposentar o projeto, em favor do Nx686, desenvolvido pela equipe da NexGen. Originalmente ele utilizaria um barramento próprio, mas a AMD se apressou em adaptá-lo para utilizar placas soquete 7, se aproveitando da enorme disponibilidade de placas de baixo custo para a plataforma.

Nasceu assim o K6 (lançado em 1997, pouco antes do Pentium II), que oferecia uma arquitetura out-of-order similar à da Pentium Pro, com suporte às instruções MMX (que muitos ainda estavam convencidos que seriam o futuro da computação) e compatibilidade com as placas soquete 7, o que eliminava a necessidade de trocar a placa-mãe.

Por outro lado, o K6 tinha duas deficiências, que eram o coprocessador aritmético mais fraco (o K6 ainda utilizava um coprocessador baseado em um único pipeline, mais fraco até mesmo que o do Pentium original) e a ausência de cache L2 integrado, o que tornava o processador dependente do cache L2 da placa-mãe. Para amenizar o problema, a AMD investiu em um cache L1 de 64 KB (dois blocos de 32 KB para dados e instruções), adotando um meio-termo.

Um terceiro problema (este não relacionado ao processador) era o uso de placas-mãe antigas, que limitavam o desempenho do processador. Na época, as placas para o Pentium II já utilizavam módulos de memória DIMM e placas de vídeo AGP, enquanto as placas soquete 7 ainda usavam módulos de 72 vias e placas de vídeo PCI, o que resultava em um desempenho muito diferente.

Apesar disso, o K6 concorreu com as primeiras versões do Pentium II, oferecendo uma opção de upgrade de baixo custo para quem tinha um Pentium antigo e queria um PC mais rápido sem precisar pagar um braço e duas pernas por um Pentium II e uma nova placa-mãe. Ele fez um certo sucesso, mas acabou sendo prejudicado pelos atrasos e pela dificuldade da AMD em produzir o processador em volume suficiente.

O passo seguinte foi o K6-2, lançado em maio de 1998, que viria a se tornar o primeiro grande sucesso de vendas da AMD.

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AMD K6-2, com o encapsulamento CPGA

Em termos de arquitetura, o K6-2 não era muito diferente do K6 original, trazendo apenas melhorias incrementais no circuito de branch prediction. As duas grandes evoluções ficaram por conta do 3D-Now e da plataforma Super 7, que amenizaram os dois principais problemas do K6 original.

O 3D-Now foi um conjunto de 27 novas instruções desenvolvidas com o objetivo de agilizar o processamento de cálculos de ponto flutuante, melhorando o desempenho sobretudo em jogos. Ele só ajudava em aplicativos otimizados, mas ao contrário do MMX ele era realmente eficiente, o que levou muitas empresas a otimizarem seus títulos para ele.

A plataforma Super 7, por sua vez, foi uma resposta ao problema da plataforma, que consistia em placas soquete 7 modernizadas, com suporte a bus de 100 MHz, módulos de memória DIMM, slots AGP e suporte às tensões e multiplicadores usados pelos novos processadores.

Uma das prioridades da AMD foi manter a compatibilidade com as placas soquete 7 anteriores. Por isso, optaram por vender o K6-2 com o multiplicador destravado. Isso permitia instalar processadores K6-2 em placas antigas, que trabalhavam a apenas 66 MHz, desde que a placa suportasse a tensão de 2.2v (ou 2.4v nas versões mais recentes) utilizada pelo processador.

Um K6-2 de 300 MHz podia ser utilizado tanto numa placa-mãe configurada para operar a 100 MHz com multiplicador de 3x quanto em uma placa configurada para operar a 66 MHz com multiplicador de 4.5x. Naturalmente, o desempenho era melhor na placa de 100 MHz, pela diferença na frequência de operação da memória e do cache L2, mas o esforço em manter compatibilidade com as placas antigas foi louvável.

O K6-2 foi produzido em versões de 300 a 550 MHz, com as versões de 300 e 350 MHz sendo as mais comuns devido à questão do custo. Em 1999 a AMD lançou uma última atualização para a plataforma K6, na forma do K6-3, o primeiro processador AMD a trazer cache L2 integrado. Além de manter os mesmos 64 KB de cache L1 do K6-2, o K6-3 incorporou 256 KB de cache L2 full-speed, assim como os processadores atuais. Ele também aproveitava o cache disponível nas placas soquete 7, que passava a funcionar como um cache L3.

Embora o cache L3 na placa-mãe oferecesse um pequeno ganho de desempenho, ele não era suficiente para justificar o custo de incluí-lo em novas plataformas, por isso o K6-3 acabou sendo um exemplar único. Mais recentemente, o cache L3 voltou a ser usado, mas dessa vez também integrado ao processador. Ele se tornou um componente importante no caso de processadores quad-core, como o Phenom II e o Core i7, pois pode ser compartilhado entre todos os núcleos, servindo como uma área comum de armazenamento de dados.

O K6-3 original era fabricado usando uma técnica de 0.25 micron, assim como o K6-2, mas ele acabou restrito aos 450 MHz, já que a inclusão do cache L2 aumentava bastante a contagem de transistores do processador, aumentando o consumo e a dissipação de calor.

Em 2001 a AMD deu um último fôlego à plataforma, lançando versões de 0.18 micron do K6-2 e do K6-3, batizadas de K6-2+ e K6-3+. Elas eram originalmente destinadas ao uso em notebooks, mas o fato de manterem o uso das placas soquete 7 fez com que elas acabassem sendo usadas também em alguns desktops. Com a nova técnica de fabricação, o K6-3+ foi capaz de atingir os 550 MHz e o K6-2+ ganhou 128 KB de cache L2 integrado, o que resultou em um ganho de desempenho considerável em relação à versão original.

Apesar das vantagens, estas duas versões foram lançadas no finalzinho da era soquete 7, quando a plataforma já caminhava para a obsolência. Eles foram rapidamente substituídos pelos Athlons e Durons, que marcaram a transição do soquete 7 para o EV6 (um barramento desenvolvido pela Alpha Digital), que foi licenciado pela AMD para uso na plataforma K7. A partir daí, nunca mais tivemos um barramento padrão, que permitisse a criação de placas-mãe com suporte a processadores dos dois fabricantes, como na época das placas soquete 7.

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