ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第162回

グラフで見るAMD CPUアーキテクチャーとプロセスの進化

　前回はインテルのプロセス技術を軸に、CPU実装の変化を比較してみた。今回はAMDである。対象としたのは表の5グループ20製品である。

K7からZambeziまでのAMD CPUの変遷
製品グループ	コード名	プロセス(nm)	最高周波数(GHz)	ダイサイズ(mm2)	総トランジスター数(万個)	コア数	2次キャッシュ(KB)	3次キャッシュ(KB)
Athlon	K7	250	0.70	184.0	2200	1	－	－
	K75	180	1.00	102.0	2200	1	－	－
	Thunderbird	180	1.40	119.8	3700	1	256	－
	Palomino	180	1.73	128.0	3750	1	256	－
	Thoroughbred	130	2.20	84.0	3760	1	256	－
	Barton	130	2.20	101.0	5430	1	512	－
Athlon 64	SledgeHammer	130	2.40	193.0	10590	1	1024	－
	ClawHammer	130	2.60	193.0	10590	1	1024	－
	Winchester	90	2.20	84.0	6850	1	512	－
	San Diego	90	2.60	112.9	11400	1	1024	－
	Orleans	90	2.60	81.0	8100	1	512	－
	Lima	65	2.80	77.2	12200	1	1024	－
Athlon 64 X2	Toledo	90	2.60	199.0	22300	2	2048	－
	Windsor	90	3.20	218.0	22740	2	2048	－
	Brisbane	65	3.10	118.0	22100	2	1024	－
Phenom	Agena	65	2.60	285.0	45000	4	2048	2048
	Deneb	45	3.70	258.0	75800	4	2048	6144
	Zosma	45	3.50	346.0	90400	4	2048	6144
	Thuban	45	3.70	346.0	90400	6	3072	6144
AMD FX	Zambezi	32	4.50	315.0	120000	8	8192	8192

　「K6」を入れるべきか迷ったのだが、AMDの場合「K7」の世代と「K8」の世代でプロセス技術の断絶がある関係で、メインと言えばK8以降のSOIプロセスであろう。比較対照用にK7は入れたが、K6世代の説明は省略している。またAPUの「Llano」「Trinity」は、総トランジスター数こそ公開されているが、GPUの分がまるで不明である。しかもTrinityはまだモバイル向けのみ公開されていて、デスクトップ向けの動作周波数が不明なので、こちらも除外した。

CTIにより、同じプロセス世代でも
改善を続けるAMDの方針

グラフ1 プロセスルールと最高動作周波数の変化

　まずはプロセスと最高動作周波数の関係を見てみよう(グラフ1)。朱色の破線は前回同様に一次近似を取ってみたものだが、意味が見出せないというか、長期的には直線近似っぽくはなっているが、あまりあてにならない。その理由は「CTI」(Continuous Transistor Improvement)による改善である。CTIというのは、あるプロセスノード(この例なら90nm)が立ち上がったあとでも、引き続きプロセスを改善し続ける技法である。

AMDによる「CTI」の説明図。継続してプロセスを改善すること(2006年1月の記者説明会資料より引用)

　グラフ1で言えば、例えば180nmプロセスを使うAthlonグループの、「K75」から「Palomino」への変化からこの傾向を見て取れる。130nm SOIを使う「SledgeHammer」から「ClawHammer」(Athlon 64グループ)、90nm SOIを使う「Winchester」から「Orleans」まで(同じくAthlon 64)、「Toledo」から「Windosor」(Athlon 64 X2)までも同様だ。

　またグラフ1からは読みにくいが、45nm SOIを使うPhenomグループの「Deneb」から「Thuran」までも、動作周波数こそ上がっていないがコアの数が「4」から「6」へと1.5倍に増えているあたり、トランジスターの改善があったことがうかがえる。