AMD K6, K6-2 und K6-III: Die drei Generationen des „NexGen Nx686“
Ursprünglich noch von NexGen als Nx686 entwickelt, sollte der AMD K6 der erste Prozessor einer neuen CPU-Familie sein, die insgesamt drei Generationen brauchte um zu überzeugen. Erst die Serien AMD K6-III und der K6-III+ sollten annähernd dazu in der Lage sein, mit der Konkurrenz eines Pentium II und Pentium III mitzuhalten.
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AMD K6, K6-2 und K6-3
Nachdem AMD am 16. Januar 1996 das US-Unternehmen NexGen, einen Entwickler für Mikroprozessoren, übernommen und in den Konzern integrierte hatte, überführte das Unternehmen auch den bereits entwickelten und am 10. Oktober 1995 erstmals als Muster vorgestellten x86-Prozessor NexGen Nx686 und portierte die CPU auf den seinerzeit für den Intel Pentium und pinkompatible Prozessoren wie dem K5 eingesetzten Sockel 7. Zudem erhielt der Nx686 die MMX-Erweiterung.
Der erste AMD K6 („Model 6“) wurde in 300 nm gefertigt und erschien am 2. April 1997 als Prozessor-Familie bestehend aus den drei CPU-Modellen AMD K6-166, K6-200 und K6-233, die gegen den Intel Pentium MMX und den Pentium II positioniert wurden.
Auf den AMD K6-2 von 1998 mit später bis zu 550 MHz folgten von 1999 bis ins Jahr 2001 noch der AMD K6-2+, K6-3 und K6-3+. Anschließend übernahm mit dem legendären AMD K7 der Athlon, der für Spieler lange Zeit die Nummer 1 war.
AMD K6 (1997 bis 1999): Model 6 und Model 7
Die erste Generation des K6 wurde 1997 als Model 6 mit drei Modellen eingeführt und bereits 1998 durch vier weitere, jetzt in 250 nm gefertigte und mit weniger Spannung betriebene, Modelle erweitert. Bereits zu Beginn litt der K6 an seiner leistungsschwachen Gleitkommaeinheit, die ohne eine entsprechende Pipeline ausgeführt war.
Da der K6 noch auf einem NexGen-Design basiert, besaß er fast keine Gemeinsamkeiten mit seinem Vorgänger K5.
Neben der fehlenden Pipeline in der Gleitkommaeinheit, die dem K6 insbesondere bei FPU-lastigen Anwendungen wie etwa 3D-Spielen zu schaffen machte, sah sich die neue CPU-Serie plötzlich auch dem schnellen L2-Cache des Intel Pentium II hilflos gegenüber.
Am Ende konnte der K6 nicht auf Augenhöhe mit dem Intel Pentium MMX sowie dem Pentium II konkurrieren und war insbesondere in Spielen immer die 2. Wahl.
Spezifikationen
Die ersten Generation der K6-Prozessoren von AMD stellte sich mit insgesamt sieben Modellen auf, die über die folgenden Spezifikationen verfügten.
| Modell | Architektur | L1-Cache | L2-Cache | Spannung | TDP |
|---|---|---|---|---|---|
| AMD K6-166 | K6 Model 6 |
32 + 32 Kilobyte Daten + Instruktionen |
– | 2,9 V | 17,5 Watt |
| AMD K6-200 | 3,0 V | 20,0 Watt | |||
| AMD K6-233 | 3,2 V | 28,5 Watt | |||
| AMD K6-200 | K6 Model 7 („Little Foot“) |
32 + 32 Kilobyte Daten + Instruktionen |
– | 2,2 V | 12,5 Watt |
| AMD K6-233 | 13,5 Watt | ||||
| AMD K6-266 | 14,5 Watt | ||||
| AMD K6-300 | 15,5 Watt | ||||
Spätestens nach der Vorstellung des Intel Pentium II wurde AMD klar, dass mit der ersten CPU-Generation auf Basis der K6-Architektur gegen Intel kein Land zu sehen sein wird. Der Nachfolger des K6 musste her, doch bereits jetzt war abzusehen, dass die Architektur nur sehr schlecht mit hohen Taktfrequenzen skalieren würde.
AMD K6-2 (1998 bis 2000): K6-3D erstmals mit 3DNow!
Am 28. Mai 1998 stellte AMD mit den K6-3D („Chomper“) bereits die 2. Generation des K6-Prozessors als AMD K6-2 vor.
Erneut für den von Intel mittlerweile vernachlässigten Sockel 7 konzipiert und mit einem 66 respektive 100 MHz schnellen Front Side Bus (FSB) betrieben, kam neben der von Intel übernommenen MMX-Technologie auch erstmals das gemeinsam mit Cyrix entwickelte 3DNow! als Befehlssatzerweiterung zum Einsatz.
Die vier Modelle K6-2-233, K6-2-266, K6-2-300 und K6-2-333 wurden am 27. August 1998 zudem um das neue Spitzenmodell K6-2-350 ergänzt. Zu Preisen, die sich teils deutlich unter denen des Pentium II bewegten, konnte der K6-2 nicht nur den Pentium MMX schlagen, sondern war auch dem Pentium II im Alltag gewachsen. In Spielen und anderen Szenarien, die eine starke Gleitkommaeinheit voraussetzten, blieben Mikroprozessoren von Intel allerdings weiterhin das Maß aller Dinge.
Im November 1998 reagierte AMD mit einer weiteren Ausbaustufe, dem Chomper-XT, der bereits auf die verbesserten CPU-Kerne setzen sollte, die ab 1999 im K6-3 zum Einsatz kamen, jedoch noch nicht über dessen L2-Cache verfügten.
Mit höheren Taktfrequenzen, die noch im November 1998 erstmals die Marke von 400 MHz und bereits im August 1999 von 500 MHz erreichten, blieb AMD zumindest in Schlagweite zur Konkurrenz von Intel.
Der noch in 250 nm gefertigte AMD K6-2 sollte bis Februar 2000 bis zu 550 MHz bei einer TDP von 25 Watt erreichen und anschließend vom AMD K6-III abgelöst werden, der seinerseits den fehlenden L2-Cache nachreichen sollte.
Spezifikationen
Die zweite Generation der K6-Prozessoren von AMD stellte sich mit insgesamt siebzehn Modellen auf, die über die folgenden Spezifikationen verfügten. Im Vergleich zum AMD K6 erhöhte sich die Anzahl der Transistoren von 8,8 auf 9,3 Millionen Transistoren.
| Modell | Architektur | L1-Cache | L2-Cache | Spannung | TDP |
|---|---|---|---|---|---|
| AMD K6-2-233 | K6-3D („Chomper“) |
32 + 32 Kilobyte Daten + Instruktionen |
– | 2,4 V | 13,5 Watt |
| AMD K6-2-266 | 14,5 Watt | ||||
| AMD K6-2-300 | 17,5 Watt | ||||
| AMD K6-2-333 | 19,0 Watt | ||||
| AMD K6-2-350 | 20,0 Watt | ||||
| AMD K6-2-266 | K6-3D („Chomper-XT“) |
32 + 32 Kilobyte Daten + Instruktionen |
– | 2,4 V | ??? |
| AMD K6-2-300 | ??? | ||||
| AMD K6-2-333 | ??? | ||||
| AMD K6-2-350 | ??? | ||||
| AMD K6-2-366 | 20,5 Watt | ||||
| AMD K6-2-380 | 21,5 Watt | ||||
| AMD K6-2-400 | 23,0 Watt | ||||
| AMD K6-2-450 | 28,5 Watt | ||||
| AMD K6-2-475 | 30,0 Watt | ||||
| AMD K6-2-500 | K6-3D („Chomper-XT²“) |
32 + 32 Kilobyte Daten + Instruktionen |
– | 2,2 V | 20,5 Watt |
| AMD K6-2-533 | 21,5 Watt | ||||
| AMD K6-2-550 | 25,0 Watt | ||||
Nachdem AMD den Rückstand auf den Pentium II mit dem K6-2 immer noch nicht aufholen konnte und bei Intel bereits der Pentium III in den Startlöchern stand, legte der Hersteller bereits Anfang 1999 mit dem K6 der 3. Generation, dem K6-III, nach und ging auch das Thema L2-Cache endlich entsprechend an.
AMD K6-III (1999 – 2001): K6-3D+ als letzte Stufe vor dem Athlon
Wie bereits sein Vorgänger, der K6-2, verfügte auch der am 22. Februar 1999 erstmals vorgestellte K6-III über insgesamt 64 Kilobyte schnellen L1-Cache.
War der K6-2 noch auf einen verhältnismäßig langsam angebundenen L2-Cache auf dem Mainboard angewiesen, was gegenüber dem Pentium II und dem Celeron („Mendocino“) zu teils deutlichen Leistungsnachteilen führte, besaß der K6-III endlich einen mit vollem CPU-Takt betriebenen L2-Cache, welcher direkt auf dem Chip untergebracht wurde.
Den L2-Cache auf dem Mainboard degradierte der AMD K6-III zu einem zusätzlichen L3-Cache, was ebenfalls dazu beitragen sollte, den Rückstand auf Intel weiter zu verkürzen.
Doch auch mit der 3. Generation blieb es dabei: Intel-CPUs galten zu dieser Zeit als deutlich überlegen bei Gleitkomma-Berechnungen, während der K6-III bei den Integer-Berechnungen die Nase vorne hatte.
In Sachen Taktfrequenz ging mit dem 3. Entwurf der K6-Architektur nicht mehr viel und so mussten die CPUs zu Beginn sogar mit leicht geringerem Takt betrieben werden. Schlussendlich sollte der AMD K6-III bis zu 570 MHz erreichen, war aber mit 21,3 Millionen Transistoren auch deutlich komplexer als der K6 und K6-2.
| Generation | Transistoren | Takt |
|---|---|---|
| AMD K6 | 8,8 Millionen | 166 bis 300 MHz |
| AMD K6-2 | 9,3 Millionen | 233 bis 550 MHz |
| AMD K6-III | 21,3 Millionen | 333 bis 570 MHz |
Als letzte Ausbaustufe der K6-Architektur und zudem als Grundlage für den K6-2+ und K6-III+ konnte der AMD K6-III mit den folgenden Spezifikationen aufwarten, bevor AMD alle seine Bemühungen auf den Athlon („K7“) ausrichtete.
Spezifikationen
Der K6-III und der K6-III+ besaßen anders als seine beiden Vorgänger K6 und K6-2 erstmals einen mit vollem CPU-Takt angebundenen und 256 Kilobyte großen L2-Cache auf dem Chip. Der K6-2+, der nicht mit dem K6-2 vergleichbar und insbesondere für Notebooks vorgesehen war, verfügte hingegen über 128 Kilobyte L2-Cache.
Die ersten K6-III wurden noch in 250 nm produziert, während der K6-2+ und der K6-III+ bereits im fortschrittlichen Prozess in 180 nm vom Band liefen.
Erstmals fand zudem die von AMD entwickelte Energiesparfunktion PowerNow! seinen Weg in die Serie der K6-Prozessoren.
| Modell | Architektur | L1-Cache | L2-Cache | Spannung | TDP |
|---|---|---|---|---|---|
| AMD K6-III-333 | K6-3D+ („Sharptooth“) |
32 + 32 Kilobyte Daten + Instruktionen |
256 Kilobyte mit vollen CPU-Takt |
2,0 – 2,4 V | 18,0 Watt |
| AMD K6-III-350 | 19,0 Watt | ||||
| AMD K6-III-366 | 19,5 Watt | ||||
| AMD K6-III-380 | 20,0 Watt | ||||
| AMD K6-III-400 | 21,0 Watt | ||||
| AMD K6-III-433 | 23,5 Watt | ||||
| AMD K6-III-450 | 25,0 Watt | ||||
| AMD K6-III-475 | 29,5 Watt | ||||
| AMD K6-III+-400 | K6-3D+ („Sharptooth“) |
32 + 32 Kilobyte Daten + Instruktionen |
256 Kilobyte mit vollen CPU-Takt |
2,0 | ??? |
| AMD K6-III+-450 | ??? | ||||
| AMD K6-III+-500 | ??? | ||||
| AMD K6-III+-550 | ??? | ||||
| AMD K6-2+-350 | K6-3D+ („Sharptooth“) |
32 + 32 Kilobyte Daten + Instruktionen |
128 Kilobyte mit vollen CPU-Takt |
2,0 | ??? |
| AMD K6-2+-400 | |||||
| AMD K6-2+-450 | |||||
| AMD K6-2+-475 | |||||
| AMD K6-2+-500 | |||||
| AMD K6-2+-550 | |||||
| AMD K6-2+-570 | |||||
Mit maximal 570 MHz im K6-2+ war aus der K6-Architektur Anfang des neuen Jahrtausends sprichwörtlich die Luft raus. Das Nachfolge-Design K7 hingegen skalierte über die Jahre bis weit über 2 GHz hinaus.
Der für seine hochwertigen Retro-Inhalte bekannte YouTube-Kanal „PhilsComputerLab“ lässt in einem seiner Videos einen AMD K6-2 mit 500 MHz gegen einen Pentium II antreten.
Noch heute sind insbesondere der erste K6 sowie dessen Vorgänger, der AMD K5, als Basis für auf Retro Games ausgelegte Retro-PC mit MS DOS, Windows 95 sowie Windows 98 sehr beliebt.
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