Nekoliko dana pred najavljeni početak prodaje novih AMD procesora iz FX serije, upoznati ćemo vas sa arhitekturom kodnog naziva Bulldozer, na kojoj su ovi procesori bazirani. S obzirom da su Bulldozer bazirani procesori namijenjeni serverskom tržištu već neko vrijeme u prodaji, sa nekim karakteristika nove arhitekture ste već sigurno upoznati. Bulldozer je prva nova mikroarhitektura još od AMD64 ili K8 mikroarhitekture, na kojoj su bazirani prvi Athlon 64 procesori. Od 2003. godine i prve varijante Athlon 64 procesora smijenilo se nekoliko generacija procesora, no na nivou mikroarhitekture nije bilo značajnih promjena. S obzirom da ćemo se u ovom tekstu u značajnoj mjeri oslanjati na usporedbe između Bulldozer i ranijih generacija mikroarhitektura AMD procesora, dodatne informacije o K10 mikroarhitekturi možete pronaći u našoj recenziji Phenom X4 9850 procesora.

Neke od ključnih karakteristika K10 mikroarhitektura su zadržane i kod Bulldozer procesora, poput integrisanog memorijskog kontrolera, HyperTransport sabirnice kroz koju se odvija komunikacija između čipseta i procesora, no osim toga radi se o potpuno novom dizajnu. Nakon što je Intel kod Nehalem procesora odlučio primijeniti modularni dizajn, što je omogućilo jednostavno kreiranje različitih verzija procesora, AMD je za Bulldozer odlučio primijeniti istu praksu.

Čip se sastoji od blokova koje AMD naziva Bulldozer moduli. Svaki modul ima dvije integer jegre, koje dijele FPU (floating point unit) jedinicu, L2 cache memoriju i front-end engine, što u osnovi znači da nisu u potpunosti nezavisne. Ovakav dizajn napravljen je s ciljem optimizacije, s obzirom da omogućava proizvodnju procesora sa manje komponenti, što u konačnici znači niže troškove proizvodnje. Također, manji broj komponenti znači i manju potrošnju i zagrijavanje. FPU jedinica može prihvatiti instrukcije od dva nezavisna threada.

Ovakav dizajn u teoriji bi trebao ponuditi bolje heavy-threaded performanse od pojedinačne SMT jezgre, no ipak slabije od dvije nezavisne dedicirane jezgre. Dodatak druge jezgre Bulldozer modulu značajno povećava performanse, uz povećanje dimenzija modula od samo 12%. AMD tvrdi da je dizajn Bulldozer modula idealno rješenje za optimalno iskorištenje hardvera. S SMT dizajnom (Hyper Threading) stvara se preveliko opterećenje na pojedinačnu jezgru, dok kod višejezgrenog dizajna komponente ostaju neiskorištene. Bulldozer procesori mogu imati od jedan do četiri aktivna Bulldozer modula, što znači procesori sa dvije do osam jezgri.

Fetch jedinica je dijeljena između dvije jezgre jednog modula, a uz ovu jedinicu ide i L1 instrukcijski cache, koji je također dijeljen. Za razliku od instrukcijskog cachea, dio L1 cachea namijenjen za podatke je odvojen za svaku jezgru. Identičan princip koristi se i kod Phenom II procesora, razlikom što je L1 cache neovisan za svaku jezgru u potpunosti. Promjena je napravljena u količini raspoložive L1 cache memorije za podatke. Za razliku od dosadašnje prakse, sa 64KB za svaku jezgru, Bulldozer arhitektura nudi tek 16KB po jezgri. Decode jedinica koja prevodi x86 instrukcije u mikroinstrukcije razumljive izvršnoj jedinici procesora (Execution unit) sada sadrži četiri dekodera, za razliku od tri dekodera kod prethone generacije procesora. Iz ove jedinice instrukcije dalje idu na obradu kod tri nezavisna raspoređivača poslova, dva za integer jezgre i jedan za FPU jedinicu.

Raspoređivači poslova su sad unificirani, za razliku od individualnog pristupa kod Phenom II procesora. Svaki integer engine ima po četiri izvršne jedinice (Execution unit), zadužene za različite operacije, kao i Load/Store jedinicu, koja upravlja podacima koji idu u memoriju ili se povlače iz memorije. FPU jedinica također ima četiri izvršne jedinice za izvršavanje floating point instrukcija. Bulldozer procesori nude podršku za SSE instrukcije do verzije 4.2, kao i podršku za AVX instrukcije. Cache memorija drugog nivoa dijeli se između dvije jezgre jednog Bulldozer modula, dok je L3 cache memorija zajednička za sve module, odnosno jezgre.

Uz jednostavniju logiku po nivou pipelinea, AMD je osigurao dostizanje viših radnih taktova u odnosu na Phenom II procesore. Značajne promjene napravljene su i na jedinici za predviđanje grananja. Algoritam za predviđanje stvara nizove prognoziranih fetch adresa, a u slučaju pogrešne prognoze algoritam nastavlja s kreiranjem niza. Logika dalje provjerava ispravnost niza u usporedbi sa instrukcijama, kako bi greške u L1 memoriji bile izbjegnute. Prefetch jedinica usporediva je sa Intelovim rješenju implementiranom kod Core procesora.

Što se tiče upravljanja napajanjem, svaki Bulldozer modul može raditi nezavisno uz različit takt od ostatka čipa. Ovo u praktičnom smislu znači da se moduli mogu isključivati kada nisu u upotrebi, čime se ostvaruju značajne uštede u potrošnji.  Implementirana je i tehnologija slična Intelovoj Turbo Boost tehnologiji, koja omogućava povećanje radnog takta u sve dok procesor ostaje u TDP granicama. Nadzor nad frekvencijama i napajanjem vrši se na nivou modula, no napredak u odnosu na aktuelnu Turbo Core tehnologiju trebao bi biti značajan.

Uz Valencia i Interlagos procesore namijenjene serverskom tržištu, naredne sedmice na tržište stiže i desktop varijanta Bulldozer procesora kodnog naziva Zambezi. Novi procesori dio su nove FX serije, a isporučuju se u AM3+ pakovanju. Neke od starijih AM3 matičnih ploča nude podršku za dolazeće procesore uz nadogradnju BIOS-a. Za razliku od Fusion baziranih procesora (Brazos, Lynx i Sabine platforme), FX procesori nemaju integrisan grafički procesor. Proizvode se 32nm proizvodnim procesom uz korištenje Hi-K Metal Gate tehnologije, a proizvodi ih naravno GlobalFoundries. FX procesori nude podršku za DDR3 memorije brzine do 1866MHz, u dvokanalnom režimu.

FX procesori uskoro stižu na tržište, a tokom naredne sedmice na našoj stranici moći pročitati i recenziju sa detaljnim pregledom performansi.