Athlon 64 FX

Athlon 64 FXは、AMDのx86アーキテクチャのマイクロプロセッサ。

AMD-K8マイクロアーキテクチャによるプロセッサの上位モデル。同じK8マイクロアーキテクチャの製品にはOpteron、Athlon 64、Athlon 64 X2などがある。

1. 概要
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1.1. Athlon 64 FXの位置づけ
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AMDはAMD-K7マイクロアーキテクチャによるAthlonなどの製品を製造していた。これによりAMDは業界トップで競合するインテルのPentium IIIプロセッサに肉薄するまでになった。しかしインテルが新たに開発したNetBurstマイクロアーキテクチャによるPentium 4プロセッサの発売により、その地位が脅かされることとなった。K7の後継となるK8マイクロアーキテクチャ製品で挽回を目指すものの、開発の遅れにより挽回は容易ではなくなってきた。そこで限定的にでもインテル製品を超える製品を販売することで名目上の業界トップの地位を確保することを決めた。それが普及製品Athlon 64に対する当Athlon 64 FXである。Athlon 64 FXのFXとは、SFXを意味しているとAMDは述べており、動画製作に適しているものとしていた。

具体的内容は、OpteronのSledgehammerコアを採用し、Opteronと同じSocket 940に対応していた。その為、ユニプロセッサ向けのOpteron 100に類似性が見出せ、そのため、全体的な構成としてはAthlon 64よりもOpteronに近いと言える。しかし外部接続を行うシステムバスに使用するHyperTransportポートは、マルチプロセッサを想定しているOpteronの3本に対して、ユニプロセッサ専用のAthlon 64とAthlon 64 FXは1本に削減されている。また、Opteronは動作の信頼性を重視してメインメモリにレジスタードメモリを必要としていたことからAthlon 64 FXもレジスタードメモリを使用する必要があった。ただし、競合するインテルのPentium 4プロセッサを採用するシステムはメインメモリのメモリチップにDDR400を採用することから、競合させるためにAthlon 64 FXはレジスタードでDDR400のメモリチップを採用することとなったが、レジスタードでDDR400のメモリチップは規格そのものが存在しなかった。Pentium 4を超える仕様にする為の苦肉の策が窺える。

当初、Athlon 64は競合させるPentium 4と同じシングルチャンネルメモリを採用していたが、インテルはPentium 4にデュアルポートメモリを普及させたことで、競合させていたAthlon 64もデュアルポートに移行する必要に迫られる。当初Athlon 64 FXはOpteronと同じデュアルポートのSocket 940に対応するパッケージを採用していたが、サーバ・ワークステーション向けとされていたSocket 940では利用できるマザーボードが高信頼性ではあるものの高額で且つ種類が少ないという問題があり、Athlon 64は対応するソケットをSocket 939に移行することでAthlon 64 FXもSocket 939により同じマザーボードが利用できるようになった。これにより対応メモリはアンバッファードのものに変更され、Athlon 64 FXはAthlon 64の単純高性能版として位置付けられるようになった。

Toledo世代以降ではデュアルコア化されることとなったが、これは当初の計画通りではなかった。当初の予定ではToledoでAthlon 64 FXをデュアルコア化を計画していた。Athlon 64 FXのFXはSFXを意味していたが、マルチプロセッシングで容易に処理能力を向上が可能なSFX処理を行うにはAthlon 64 FXではなくOpteronが得意とするものであった。Athlon 64 FXは実際にはシングルプロセッシングを得意とすることから、ゲーム用途に最適と考えられるようになった。デュアルコア化にともなう消費電力と発熱によりシングルプロセッシング能力は引き下げざるを得ず、そこでまずAthlon 64 FXではなくその低位製品であるAthlon 64の一部をAthlon 64 X2としてデュアルコア化を行った。これによりAthlon 64の名を冠する製品には二つのトップブランドが存在することとなった。

そしてゲームソフトウェアのマルチコアの対応などを待って十分な期間を置いた後、Athlon 64 FXもデュアルコア化を行った。これによりAthlon 64 FXはAthlon 64を冠するブランドの最上位製品として返り咲くこととなった。

その後、市場の趨勢がDDR2メモリへ移行するに伴い、DDR2に対応するSocket AM2にWindsor世代で対応した。AMD Virtualizationにも対応した。

1.2. Quad FX
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インテルはコンシューマブランド製品であるCore 2 Extreme QX6700およびCore 2 Quadでクァッドコア化したことにより、Athlon 64 FXもクァッドコア化の必要に迫られた。しかし現行のAMD-K8マイクロアーキテクチャ製品では1個のプロセッサでクァッドコア化は難しいことからデュアルコアをデュアルプロセッサ運用することでクァッド化する方式を採用した。

現在では、Quad FX対応のAthlon 64 FXでは、デュアルプロセッサ構成となっており、対応ソケットがOpteronと同じSocket Fに変更、HyperTransportも3本に増加されたが、アンバッファードメモリで動作するという相違点がある。クァッドコアのCore 2と価格的に競合させるために、2個1セットでクァッドコアのCore 2プロセッサと同等という価格設定されており、他のAMD製品と比較すると割安な価格設定となっている。

しかし、AMDはシングルコアのダイを2個を1個のプロセッサ上に実装することでデュアルコア、デュアルコアのダイを2個実装することでクァッドコア化していたインテルの方法を激しく批判していたことから、同様にデュアルコアを2個でクァッド化しているAMD自身の言動に批判が起きている。消費電力の面でも1個で限界に近い状態と考えられていたものを2個使用することから、非現実的で販売量は極めて限られる。また、Windows Vistaの場合、Home Basicおよび同Home Premium の各Editionではマルチプロセッサには対応していない為、Windows Vista Businessや同Ultimate等のEditionを使用する必要がある。

2. 各世代についての詳細
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以下のCPUコアの名称はAMD内部での開発コードネームである。

2.1. Sledgehammer
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130nm SOIで作成された初代Athlon 64 FXプロセッサ。このモデルはOpteronと同じSocket 940上で動作し、レジスタードメモリを必要とするため、Athlon 64よりはむしろOpteronに近いといえる。

リビジョン: SH-C0, SH-CG
製造プロセスルール: 130nm SOI
L1キャッシュ: 64 + 64 KiB
L2キャッシュ: 1024 KiB
拡張機能: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64
対応ソケット: Socket 940
HyperTransport: 800 MHz
コア電圧: 1.50/1.55 V
TDP: 最大89W
リリース: 2003年9月23日
クロック周波数: 2200 MHz , 2400 MHz 
レジスタードDDR SDRAM必須

2.2. Clawhammer
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130nm SOIで作成されたAthlon 64 FXプロセッサ。基本的にClawhammer世代Athlon 64と同じ。また、ソケット形状がSocket 939に変更されており、アンバッファードメモリに変更された。

リビジョン: SH-CG
製造プロセスルール: 130nm SOI
L1キャッシュ: 64 + 64 KiB
L2キャッシュ: 1024 KiB
拡張機能: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, AMD64
対応ソケット: Socket 939
HyperTransport: 1000 MHz
コア電圧: 1.50 V
TDP: 89W 
リリース: 2004年6月1日
クロック周波数: 2400 MHz , 2600 MHz 

2.3. San Diego
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90nm SOIで作成されたAthlon 64 FXプロセッサ。基本的にSan Diego世代Athlon 64と同じ。

リビジョン: SH-E4, SH-E6
製造プロセスルール: 90nm SOI
L1キャッシュ: 64 + 64 KiB
L2キャッシュ: 1024 KiB
拡張機能: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, NX Bit
対応ソケット: Socket 939
HyperTransport: 1000 MHz
コア電圧: 1.35 V または 1.40 V
TDP: 最大104W
リリース: 2005年4月15日
クロック周波数: 2600 MHz , 2800 MHz 

2.4. Toledo
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90nm SOIで作成されたデュアルコアAthlon 64 FXプロセッサ。Athlon 64 FXプロセッサとしては初のデュアルコアプロセッサとなった。基本的な仕様はToledo世代のAthlon 64 X2と同じ。

リビジョン: JH-E6
製造プロセスルール: 90nm SOI
L1キャッシュ: 各コア 64 + 64 KiB
L2キャッシュ: 各コア 1024 KiB
拡張機能: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, NX Bit
対応ソケット: Socket 939
HyperTransport: 1000 MHz
コア電圧: 1.30 - 1.35 V
TDP: 最大110W
リリース: 2006年1月10日
クロック周波数: 2600 MHz 

2.5. Windsor
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90nm SOIで作成されたデュアルコアAthlon 64 FXプロセッサ。ソケット形状がSocket AM2に変更され、メモリもDDR2-SDRAMに変更された。基本的な仕様はWindsor世代のAthlon 64 X2と同じ。

リビジョン: JH-F2
製造プロセスルール: 90nm SOI
L1キャッシュ: 各コア 64 + 64 KiB
L2キャッシュ: 各コア 1024 KiB
拡張機能: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, NX Bit, AMD Virtualization
対応ソケット: Socket AM2
HyperTransport: 1000 MHz
コア電圧: 1.30 - 1.35 V
TDP: 最大125W
リリース: 2006年5月23日
クロック周波数: 2800 MHz 

2.6. Windsor - Quad FX Platform
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90nm SOIで作成されたデュアルコアおよびデュアルプロセッサ専用のAthlon 64 FXプロセッサ。基本的にWindsor世代のAthlon 64 FXおよびAthlon 64 X2と同じだが、デュアルプロセッサに対応するため、HyperTransportインターフェイスが3本に増加し、ソケット形状がOpteronと同じSocket Fに変更され、全体的にOpteronに近い構成となったが、レジスタードメモリではなく、アンバッファードメモリを用いる。

リビジョン: JH-F3
製造プロセスルール: 90nm SOI
L1キャッシュ: 各コア 64 + 64 KiB
L2キャッシュ: 各コア 1024 KiB
拡張機能: MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, NX Bit, AMD Virtualization
対応ソケット: Socket F 
HyperTransport: 1000 MHz
コア電圧: 1.35 - 1.40 V
TDP: 各プロセッサ 最大125W
リリース: 2006年11月30日
クロック周波数: 2600MHz , 2800MHz , 3000MHz 

3. 関連項目
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Cool'n'Quiet

4. 外部リンク
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[1]

en:Athlon 64#Athlon 64 FX