Preliminary Information
AMD Athlon
Processor Model 4
Data Sheet
TM
Publication #
23792
Rev:
H
Issue Date:
March 2001
Preliminary Information
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23792H—March 2001
AMD Athlon™ Processor Model 4 Data Sheet
Contents
Revision History. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1
AMD Athlon™ Processor Model 4 Microarchitecture
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Signaling Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Push-Pull (PP) Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
AMD Athlon System Bus Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2
Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1
2.2
2.3
2.4
3
4
Logic Symbol Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.1
Power Management States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Working State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Halt State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Stop Grant States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Probe State. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Connect and Disconnect Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Connect Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Connect State Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Clock Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2
4.3
5
6
7
Thermal Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
CPUID Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Electrical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
7.12
7.13
Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Interface Signal Groupings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Voltage Identification (VID[4:0]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Frequency Identification (FID[3:0]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
VCCA AC and DC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Decoupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Operating Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Absolute Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
VCC_CORE Voltage and Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
SYSCLK and SYSCLK# AC and DC Characteristics . . . . . . 28
AMD Athlon System Bus AC and DC Characteristics . . . . . 30
General AC and DC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
APIC Pins AC and DC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Contents
iii
Preliminary Information
AMD Athlon™ Processor Model 4 Data Sheet
8
23792H—March 2001
Signal and Power-Up Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.1
Power-Up Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Signal Sequence and Timing Description . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Clock Multiplier Selection (FID[3:0]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Serial Initialization Packet (SIP) Protocol . . . . . . . . . . . . . . . 38
Processor Warm Reset Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
The AMD Athlon Processor Model 4 and Northbridge
Reset Pins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Die Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Pinout Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Socket Tabs for Heatsink Clips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Pin Diagram and Pin Name Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . 45
Pin List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Detailed Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
A20M# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
AMD Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
AMD Athlon System Bus Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Analog Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
APIC Pins, PICCLK, PICD[1:0]# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
CLKFWDRST Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
CLKIN, RSTCLK (SYSCLK) Pins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
CONNECT Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
COREFB and COREFB# Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
CPU_PRESENCE# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
DBRDY and DBREQ# Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
FERR Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
FID[3:0] Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
FLUSH# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
IGNNE# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
INIT# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
INTR Pin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
JTAG Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
K7CLKOUT and K7CLKOUT# Pins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Key Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
NC Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
NMI Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
PGA Orientation Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
PLL Bypass and Test Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
PWROK Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
SADDIN[1:0]# and SADDOUT[1:0]# Pins . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Scan Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
SCHECK[7:0]# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
SMI# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
STPCLK# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
8.2
9
Mechanical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
9.1
9.2
9.3
9.4
10
Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
10.1
10.2
10.3
iv
Contents
Preliminary Information
23792H—March 2001
AMD Athlon™ Processor Model 4 Data Sheet
SYSCLK and SYSCLK# Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
SYSVREFMODE Pin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
VCCA Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
VID[4:0] Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
VREFSYS Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
ZN, VCC_Z, ZP, and VSS_Z Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
11
Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Standard AMD Athlon Processor Model 4 Products . . . . . . . . . . . . . 71
Appendix A Conventions and Abbreviations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Signals and Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Data Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Abbreviations and Acronyms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Contents
v
