Care sunt procesoarele Pentium de a treia generație. Pentium D - o serie de procesoare dual-core: revizuire, specificații, recenzii

• P54CS
• Tillamook

Pentium (pronunţat Pentium) - marcă câteva generații de familii de microprocesoare x86 lansate de Intel Corporation începând cu 22 martie 1993. Pentium este procesorul Intel de a cincea generație și înlocuiește Intel 80486 (adesea denumit pur și simplu 486).

Istorie

Modele

Inițial (22 martie 1993) au fost prezentate doar două modele bazate pe nucleul P5 cu frecvențe de 60 și 66 MHz. Mai târziu, au fost eliberate mai multe procesoare productive Pentium bazat pe nuclee avansate. În plus, au fost prezentate versiunile mobile ale procesoarelor și procesoarelor Pentium OverDrive.

P5

Singurele două modele de procesoare Pentium din prima generație, cu viteze de ceas de bază de 60 și 66 MHz, au fost anunțate pe 23 martie 1993.

Procesorul a fost produs într-un pachet CPGA cu 273 de pini, a fost instalat pe o placă de bază într-un conector de procesor Socket 4 și a necesitat o sursă de alimentare de 5 V. Frecvența magistralei de sistem (FSB) a fost egală cu frecvența de bază, adică multiplicatorul de bază a fost 1,0.

Toate procesoarele Pentium sunt SL Enhanced, ceea ce înseamnă că au un sistem SMM pentru a reduce consumul de energie. Cache-ul L2 era situat pe placa de bază și putea avea o dimensiune de până la 1 MB. Versiunile timpurii ale procesoarelor, cu frecvențe de 60-100 MHz (nucleele P5 și P54C), au avut o eroare în modulul coprocesor matematic, care, în cazuri rare, a dus la o scădere a preciziei operației de divizare. Acest defect a fost descoperit în 1994 și a devenit cunoscut sub numele de „bug-ul Pentium FDIV”.

Procesoarele bazate pe nucleul P5 au fost fabricate folosind o tehnologie de proces de 800 nanometri folosind tehnologia bipolară BiCMOS. Procesorul conține 3,1 milioane de tranzistoare, iar dimensiunea miezului miezului este de 294 mm². Pentium 66 desenează 3.2A și are 16W, ceea ce necesita un ventilator suplimentar. Producția de astfel de procesoare sa dovedit a fi foarte dificilă, iar randamentul cristalelor adecvate a fost prea mic. Mulți experți, subliniind numeroase neajunsuri (a se vedea: F0 0f c7 c8) ale procesoarelor Pentium din prima generație, nu au sfătuit să cumpere aceste modele. Producția trebuia oprită pentru o vreme. Cu toate acestea, în curând a început producția de procesoare îmbunătățite bazate pe nucleul P54C.

P54C

ÎN procesoare Pentium a doua generație folosește multiplicarea ceasului, funcționează mai repede decât magistrala de sistem. Se utilizează un multiplicator pentru a indica de câte ori viteza de ceas a procesorului este mai mare decât frecvența magistralei sistemului. Toate procesoarele bazate pe nucleul P54C au un multiplicator de 1,5.

P54CS

Primele procesoare bazate pe acest nucleu au fost lansate pe 27 martie 1995. De fapt, acest miez este un miez P54C, fabricat folosind tehnologia bipolară 350nm BiCMOS, care a permis reducerea dimensiunii matriței miezului la 91 mm² (procesoare Pentium 120 și 133), dar în curând, ca urmare a optimizării miezului, dimensiunea sa a fost redusă până la 83 mm² cu același număr de tranzistoare. În același timp, Pentium 200 a consumat un curent de 4,6 A, iar energia sa maximă disipată (degajarea căldurii) a fost de 15,5 W.

P55C

La 8 ianuarie 1997, au fost lansate procesoare Pentium bazate pe a treia generație nucleu P5 (P55C). Centrul de cercetare și dezvoltare Intel din Haifa (Israel) a adăugat un nou set de instrucțiuni numit MMX (MultiMedia eXtension) la nucleul P55C, care crește semnificativ (de la 10 la 60%, în funcție de optimizare) performanța unui computer în aplicațiile multimedia. Drept urmare, aceste procesoare sunt denumite tehnologie Pentium w / MMX (de obicei prescurtată în Pentium MMX). Procesor nou include dispozitiv MMX cu conducte, memoria cache L1 a crescut la 32 KB (16 KB pentru date și 16 KB pentru instrucțiuni). Noul procesor este format din 4,5 milioane de tranzistoare și este fabricat folosind o tehnologie CMOS îmbunătățită de 280 nanometri utilizând semiconductori de siliciu, funcționează la o tensiune de 2,8 V. Consumul maxim de curent este de 6,5 A, disiparea căldurii este de 17 W (pentru Pentium 233 MMX ). Suprafața matriței pentru procesoarele Pentium MMX este de 141 mm². Procesoarele erau disponibile într-un pachet CPGA sau PPGA cu 296 pini pentru Socket 7.

Pentium OverDrive

Au fost lansate mai multe generații de Pentium OverDrive.

• În 1995, a fost lansat primul Pentium OverDrive (pe nucleul P24T). A fost proiectat pentru a fi instalat în prizele Socket 2 sau Socket 3 și a funcționat cu o tensiune de alimentare de 5 V, adică a servit la modernizarea sistemelor folosind un procesor 486 fără a înlocui placa de bază. În același timp, acest procesor deținea toate funcțiile procesorului Pentium din prima generație (pe nucleul P5). Au fost lansate două modele, care funcționau la frecvențe de 63 și 83 MHz, cel mai vechi consuma un curent de 2,8 A și avea o disipare a puterii de 14 W. Datorită costului ridicat, acest procesor a plecat înainte să apară. Și, deși după un timp (4 martie 1996), aceste procesoare au fost înlocuite de Pentium ODP5V cu frecvențe de 120 și 133 MHz, pe baza nucleului P5T (de fapt, este nucleul P54CS), de asemenea, nu au devenit populare.
• Pe 4 martie 1996, următoarea versiune a Pentium OverDrive - Pentium ODP3V - a fost lansată pe nucleul P54CT. Acest nucleu se bazează pe nucleul P54CS. Procesorul vine într-un pachet CPGA cu 320 de pini pentru Socket 5 sau Socket 7.
• La 3 martie 1997, au fost lansate două modele Pentium ODPMT (cu frecvențe de 150 și 166 MHz), construite pe nucleul P54CTB (analog cu P55C). Mai târziu, pe 4 august 1997, au fost lansate încă două modele pe același nucleu (cu frecvențe de 180 și 200 MHz). Au fost produse în pachete CPGA cu 320 de pini și au fost proiectate pentru soclul 5 sau soclul 7 (Pentium ODPMT-200 MMX - numai pentru soclul 7).

Tillamook

Procesoarele bazate pe acest nucleu erau destinate laptopuri, folosit în așa-numitul. "Modul mobil" MMC-1 Conector modul mobil cu 280 de pini lucrat împreună chipset Intel 430 TX și 512 KB cache pe placa de bază. Miezul Tillamook (numit după un oraș din Oregon, SUA) este un miez P55C de joasă tensiune - modelul de 300 MHz funcționează la 2,0 V, în timp ce consuma 4,5 A și avea o disipare a căldurii de 8 , 4 W. Modelele mai vechi (233, 266 și 300 MHz) au fost produse folosind o tehnologie de proces de 250 nm și au un cristal de 90 mm², au existat și versiuni cu o frecvență de bază de 166 MHz. Modelele 200 și 233 au fost produse din august 1997, modelul 266 din ianuarie 1998 , iar cel mai vechi model din linie a fost introdus în ianuarie 1999.

(adesea numit pur și simplu 486).

YouTube enciclopedic

1 / 4

De ce erau Pentium 2 "pe cărți? | Nostalgia Nerd

Pentium vs 486 PC (1993)

Armat și dezarmat de un CPU Pentium 4, practică de un student în informatică.

De ce Pentium Kicks 486 Ass (Pipelines & Cache) | Nerd de nostalgie

Subtitrări

Istorie

Procesoarele bazate pe nucleul P5 au fost fabricate folosind o tehnologie de proces de 800 nanometri folosind tehnologia bipolară BiCMOS. Procesorul conține 3,1 milioane de tranzistoare, iar dimensiunea miezului miezului este de 294 mm². Pentium 66 extrage 3,2 A și are 16 W, ceea ce necesita un ventilator suplimentar. Producția de astfel de procesoare sa dovedit a fi foarte dificilă, iar randamentul cristalelor adecvate a fost prea mic. Mulți experți, subliniind numeroase neajunsuri (a se vedea: F0 0f c7 c8) ale procesoarelor Pentium din prima generație, nu au sfătuit să cumpere aceste modele. Producția trebuia oprită pentru o vreme. Cu toate acestea, în curând a început producția de procesoare îmbunătățite bazate pe nucleul P54C.

P54C

A doua generație de procesoare Pentium utilizează multiplicarea ceasului și sunt mai rapide decât magistrala de sistem. Se utilizează un multiplicator pentru a indica de câte ori viteza de ceas a procesorului este mai mare decât frecvența magistralei sistemului. Toate procesoarele bazate pe nucleul P54C au un multiplicator de 1,5.

P54CS

Primele procesoare bazate pe acest nucleu au fost lansate pe 27 martie 1995. De fapt, acest miez este un miez P54C, fabricat folosind tehnologia bipolară 350nm BiCMOS, care a permis reducerea dimensiunii matriței miezului la 91 mm² (procesoare Pentium 120 și 133), dar în curând, ca urmare a optimizării miezului, dimensiunea sa a fost redusă până la 83 mm² cu același număr de tranzistoare. În acest caz, Pentium 200 a consumat un curent de 4,6 A, iar energia sa maximă disipată (degajarea căldurii) a fost de 15,5 W.

P55C

La 8 ianuarie 1997, au fost lansate procesoare Pentium bazate pe a treia generație nucleu P5 (P55C). Centrul de cercetare și dezvoltare Intel din Haifa (Israel) a adăugat un nou set de instrucțiuni numit MMX (MultiMedia eXtension) la nucleul P55C, care crește semnificativ (de la 10 la 60%, în funcție de optimizare) performanța unui computer în aplicațiile multimedia. Drept urmare, aceste procesoare sunt denumite tehnologie Pentium w / MMX (de obicei prescurtată în Pentium MMX). Noul procesor include un dispozitiv MMX cu conductă, iar memoria cache L1 a fost mărită la 32 KB (16 KB pentru date și 16 KB pentru instrucțiuni). Noul procesor este format din 4,5 milioane de tranzistoare și este fabricat folosind o tehnologie CMOS îmbunătățită de 280 nanometri utilizând semiconductori de siliciu, funcționează la o tensiune de 2,8 V. Consumul maxim de curent este de 6,5 A, disiparea căldurii este de 17 W (pentru Pentium 233 MMX ). Suprafața matriței procesoarelor Pentium MMX este de 141 mm². Procesoarele erau disponibile într-un pachet CPGA sau PPGA cu 296 pini pentru Socket 7.

Pentium OverDrive

Au fost lansate mai multe generații de Pentium OverDrive.

• În 1995, a fost lansat primul Pentium OverDrive (pe nucleul P24T). A fost proiectat pentru a fi instalat în prizele Socket 2 sau Socket 3 și a funcționat cu o tensiune de alimentare de 5 V, adică a servit la modernizarea sistemelor folosind un procesor 486 fără a înlocui placa de bază. În același timp, acest procesor deținea toate funcțiile procesorului Pentium din prima generație (pe nucleul P5). Au fost lansate două modele, care funcționau la frecvențe de 63 și 83 MHz, cel mai vechi consuma un curent de 2,8 A și avea o disipare a puterii de 14 W. Datorită costului ridicat, acest procesor a plecat înainte să apară. Și, deși după un timp (4 martie 1996), aceste procesoare au fost înlocuite de Pentium ODP5V cu frecvențe de 120 și 133 MHz, bazate pe nucleul P5T (de fapt, este nucleul P54CS), nici ele nu au devenit populare.
• Pe 4 martie 1996, următoarea versiune a Pentium OverDrive - Pentium ODP3V - a fost lansată pe nucleul P54CT. Acest nucleu se bazează pe nucleul P54CS. Procesorul vine într-un pachet CPGA cu 320 de pini pentru Socket 5 sau Socket 7.
• La 3 martie 1997, au fost lansate două modele Pentium ODPMT (cu frecvențe de 150 și 166 MHz), construite pe nucleul P54CTB (analog cu P55C). Mai târziu, pe 4 august 1997, au fost lansate încă două modele pe același nucleu (cu frecvențe de 180 și 200 MHz). Au fost produse în pachete CPGA cu 320 de pini și au fost proiectate pentru soclul 5 sau soclul 7 (Pentium ODPMT-200 MMX - numai pentru soclul 7).

Tillamook

Procesoarele bazate pe acest nucleu au fost destinate computerelor portabile, au fost utilizate în așa-numitele. Conectorul de modul mobil MMC-1 cu 280 de pini a funcționat cu chipset-ul Intel 430 TX și avea o memorie cache de 512 KB pe placa de bază. Miezul Tillamook (numit după un oraș din Oregon, SUA) este un miez P55C de joasă tensiune - modelul de 300 MHz funcționează la 2,0 V, în timp ce consuma 4,5 A și avea o disipare a căldurii de 8 , 4 W. Modele mai vechi (233, 266 și 300 MHz) au fost produse folosind o tehnologie de proces de 250 nm și au un cristal de 90 mm², au existat și versiuni cu frecvențe de bază de 166 MHz. Modelele 200 și 233 au fost produse din august 1997, modelul 266 din ianuarie 1998 , iar cel mai vechi model din linie a fost introdus în ianuarie 1999.

Puțină lume știe, dar specialiștii și inginerii sovietici au fost la originea creării celui mai faimos procesor Intel Pentium din lume. La un moment dat, URSS a realizat realizări destul de serioase în crearea tehnologiei computerizate. Un exemplu în acest sens este o serie de supercomputere sovietice „Elbrus”, care au fost create la Institutul de Mecanică de Precizie și Informatică (ITMiVT) în anii 1970-90, același nume este dat unei serii de microprocesoare și sisteme create pe baza lor și produse astăzi CJSC MCST (Centrul Moscovei pentru Tehnologii SPARC).

Istoria companiei Elbrus MSCT a început în 1992, când Babayan și colegii săi și cu participarea lui David Diesel, care lucra la Sun Microsystems la acea vreme, a organizat Centrul Moscovei pentru Tehnologii SPARC. Ulterior, cu participarea Babayan, au fost create mai multe companii: Elbrus 2000, Elbrus International, care formează Elbrus MCST.

Compania a funcționat conform comenzilor companiilor străine: Sun, Transmeta (pentru această companie s-a mutat în cele din urmă David Diesel) și, de asemenea, a efectuat lucrări la ordinele guvernului rus. În primul rând, acestea sunt sistemele de calcul Elbrus 90-micro utilizate în armata rusă pe baza propriilor procesoare din seria MCST R. Babayan și colegii săi au primit premii de stat pentru crearea lor.

Cu toate acestea, istoria „Elbrusului” în sinemult mai lung. Primul computer cu acest nume a fost creat în 1978 la ITMiVT im. S.A. Lebedev al Academiei de Științe a URSS sub conducerea B.S. Burtsev și cu participarea lui Boris Babayan, care a fost unul dintre proiectantul șef adjunct. Principalii clienți ai computerelor Elbrus erau, desigur, militarii.

Primul computer Elbrus avea o arhitectură modulară și putea include de la 1 la 10 procesoare bazate pe scheme de integrare medie. Viteza acestei mașini a atins 15 milioane de operațiuni pe secundă. Volum memorie cu acces aleator, care era obișnuit pentru toți cei 10 procesoare, era de până la 2 până la 20 de puteri ale cuvintelor mașină sau, dacă folosim notația acceptată acum, 64 MB. Cu toate acestea, cel mai interesant lucru despre Elbrus-1 a fost arhitectura sa. Supercomputerul creat în URSS a devenit primul computer comercial din lume care a folosit arhitectura suprascalară. Utilizarea sa masivă în străinătate a început abia în anii 90 ai secolului trecut, odată cu apariția pe piață a procesoarelor Intel Pentium la prețuri accesibile.

După cum sa dovedit mai târziu, evoluții similare au existat înainte de „Elbrus” în corporația IBM, dar aceste lucrări au fost închise și nu au dus la crearea unui produs comercial. Este adevărat, într-o serie de publicații existau informații că proiectul Elbrus se bazează pe dezvoltarea firmelor străine. Cu toate acestea, participanții la crearea supercomputerului sovietic nu sunt de acord cu această poziție. Într-un interviu cu V.S. Burtsev, proiectantul șef al Elbrus, a menționat că, atunci când au creat un computer, designerii au încercat să folosească experiența avansată atât a dezvoltatorilor interni, cât și a celor străini. Iar arhitectura Elbrus a fost influențată nu numai de computerele Burroughs, ci și de evoluțiile unor companii precum Hewlett-Packard, precum și de experiența creatorilor BESM-6.

În același timp, o parte considerabilă a dezvoltărilor au fost originale, inclusiv arhitectura suprascalară. În plus, ar putea fi folosite procesoare speciale de intrare-ieșire pentru a organiza transferul fluxurilor de date între dispozitivele periferice și RAM într-un computer. Ar putea exista până la 4 astfel de procesoare în sistem, au funcționat în paralel cu unități centrale de procesare și au posedat o amintire proprie.

Următoarea etapă a lucrării a fost crearea computerului Elbrus-2. Aceste computere au intrat în producția de masă în 1985. În ceea ce privește arhitectura lor internă, acestea nu difereau prea mult de Elbrus-1, dar au folosit o nouă bază de elemente, care a făcut posibilă creșterea performanței maxime până la 125 de milioane de operații pe secundă. Cantitatea de RAM a computerului a crescut la 16 milioane de cuvinte pe 72 de biți sau 144 MB. Randamentul maxim al canalelor de intrare-ieșire Elbrus-2 a fost de 120 MB / s.

Aceste computere au fost utilizate în mod activ în URSS în domenii care necesită o cantitate mare de calcul, în primul rând în industria de apărare. Calculatoarele Elbrus-2 au fost operate în centre de cercetare nucleară din Chelyabinsk-70 și în Arzamas-16 în MCC și, în cele din urmă, acest complex foarte complex, începând din 1991, a fost utilizat în sistemul de apărare antirachetă A-135, precum și în alte facilități militare din țară.
În plus față de cele două computere enumerate mai sus, a fost produs și un computer de uz general „Elbrus 1-KB”, creația acest calculator a fost finalizat în 1988. Până în 1992, 60 dintre aceste computere au fost produse. Acestea se bazau pe tehnologiile Elbrus-2 și erau folosite pentru a înlocui mașinile BESM-6 învechite. În același timp, a existat o compatibilitate completă a software-ului înapoi între Elbrus 1-KB și BESM-6, care a fost completată cu noi moduri de operare cu capacitate crescută de cifre de numere și adrese.

Crearea computerelor Elbrus a fost foarte apreciată de conducerea Uniunii Sovietice. Pentru dezvoltarea „Elbrus-1”, mulți ingineri au primit ordine și medalii. Boris Babayan a fost distins cu Ordinul Revoluției din octombrie, colegul său V.V. Bardij - Ordinul lui Lenin. Pentru dezvoltarea lui Elbrus-2, Babayan și câțiva dintre colegii săi au primit Premiul Lenin, iar designerul general V.S. Burtsev și o serie de alți specialiști - Premiul de stat.

După finalizarea lucrărilor pe computerul Elbrus-2, ITMiVT a preluat dezvoltarea unui computer bazat pe o arhitectură de procesor fundamental nouă. Proiectul, care a fost numit destul de simplu - „Elbrus-3”, a depășit în mod semnificativ evoluțiile similare din Occident. Elbrus-3 a fost primul care a implementat abordarea pe care Boris Babayan o numește „post-suprascalară”. Aceasta este arhitectura pe care ar avea-o în viitor procesoarele Intel Itanium și cipurile Transmeta. Este demn de remarcat faptul că, în URSS, lucrările la această tehnologie au început în 1986, iar Intel, Transmeta și HP au început să implementeze lucrări în această direcție abia la mijlocul anilor 1990.

Din păcate, „Elbrus-3” nu a fost niciodată pus în producție în masă. Singura sa copie de lucru a fost construită în 1994, dar în acel moment nimeni nu avea nevoie de ea. Continuarea logică a muncii pe acest computer a fost apariția procesorului Elbrus-2000, cunoscut și sub numele de E2K.

Potrivit lui Boris Artashovici Babayan, arhitectul șef al liniei supercomputerelor Elbrus, arhitectura suprascalară a fost inventată în Rusia: „ În 1978 am fabricat prima mașină superscalară, Elbrus-1. Acum, în Occident, ei fac supercaruri doar din această arhitectură. Primul superscalar din Occident a apărut în 1992, al nostru în 78. Mai mult, versiunea superscalarului pe care am făcut-o este similară cu Pentium Pro, pe care Intel a realizat-o în anul 95.«.

Se confirmă și superioritatea istorică a lui Elbrus în America. În același articol din Raportul microprocesorului, Keith Diefendorff, dezvoltatorul Motorola 88110, unul dintre primii procesoare suprascalare occidentale, scrie: „ În 1978, cu aproape 15 ani mai devreme decât au apărut primele procesoare suprascalare occidentale, Elbrus-1 a folosit un procesor, cu emiterea a două instrucțiuni pe ciclu de ceas, o modificare a ordinii de execuție a comenzii, redenumirea registrelor și executarea prin presupunere«.

În 1991, domnul Peter Rosenbladt de la Hewlett-Packard a vizitat Elbrus (pe atunci încă ITMiVT) și a primit documentație cuprinzătoare pentru Elbrus-3. Ulterior s-a dezvăluit că atunci HP a început proiectul care a dus la dezvoltarea comună a procesorului EPIC Merced cu Intel. Arhitectura sa este foarte asemănătoare cu Elbrus-3, iar diferențele sunt legate în principal de simplificările făcute în microprocesor de la Intel.

Potrivit lui B.A. Babayan, Peter Rosenbladt a oferit cooperare cu HP. Dar Babayan a ales Sun (prima întâlnire cu conducerea Sun a avut loc în 1989). Și în 1991 a fost semnat un contract cu Sun. Se știe de la oficialii Sun că Elbrus a participat la dezvoltarea microprocesorului UltraSPARC, optimizând compilatoarele, sistemele de operare (inclusiv Solaris), setul de instrumente Java și bibliotecile multimedia.

Proiectul E2k a fost finanțat inițial de Sun. Acum proiectul este complet independent, toată proprietatea intelectuală de pe acesta aparține Elbrus și este protejată de aproximativ 70 de brevete americane. B.A. Babayan explică „ Dacă am continua să lucrăm cu Sun în această zonă, atunci totul ar aparține lui Sun. Deși 90% din muncă a fost făcută înainte de Soare«.

La Sun, din 1992 până în 1995, Elbrus a lucrat cu renumitul arhitect cu microprocesor Dave Dietzel. Potrivit lui B.A. Babayan, " Apoi Dave și-a format propria companie - Transmeta și a început să lucreze la o mașină foarte asemănătoare cu a noastră. Continuăm să păstrăm un contact strâns cu Dietzel. Și chiar vrea să coopereze cu noi". Se știe puțin despre viitorul produs Transmeta. Se știe că este un microprocesor VLIW / EPIC de putere redusă, compatibilitatea binară cu x86 este asigurată prin traducerea dinamică a codului obiect.

E2K vs. Itanium

Procesorul Intel Itanium pe 64 de biți nu a fost la înălțimea așteptărilor și pe hârtie a fost mult inferior Elbrus-2000.

Din 1994 până în 1998, nu s-a auzit nimic despre munca echipei lui Boris Babayan - rușii pregăteau senzația. În 1998, fără prea multe agitații, Babayan și Co (aproximativ 400 de angajați) au fost redenumiți în compania Elbrus.

Între timp, concurenții străini erau treji. În 1989, Intel și Hewlett-Packard și-au unit forțele pentru a crea următoarea generație de procesor Itanium (denumit în cod Merced). Itanium trebuia să încorporeze toate ultimele evoluții și să devină coroana designului procesorului. Mulți se așteptau ca noul procesor să domine serverul, stația de lucru și, eventual, piața desktop-urilor, înlocuindu-le pe toate celelalte. Frecvența de proiectare a Merced a fost de 800 MHz, nivelul de disipare a căldurii a fost de 60 W, iar dimensiunea memoriei cache L3 a fost de la 2 la 4 MB. În acest caz, procesorul a trebuit să devină pe 64 de biți.

Procesorul absolut real R500 de la MCST a fost un ecou slab al promițătorului Elbrus-2000.

Ziua X a venit pe 25 februarie 1999, când la conferința Forumului microprocesorului, Boris Babayan a urcat personal pe podium și a anunțat cu voce tare că compania sa a dezvoltat microprocesorul Elbrus-2000 (E2K), care era cu mult înaintea mult-laudatului Merced în toate caracteristicile sale. Întreaga comunitate de calculatoare a înghețat anticipat. În loc de cele două ore planificate, Babayan a vorbit timp de patru ore. Au fost exprimate răspunsuri la întrebări referitoare la concurența companiilor occidentale și la perspectivele de intrare pe piață a unui microprocesor și a computerelor bazate pe acesta. La un moment dat, Boris Babayan a șocat publicul, afirmând că suma pentru lansarea unui lot de procesare a procesoarelor Elbrus-2000 avea nevoie de 60 de milioane de dolari. Într-adevăr, toate promisiunile lui Babayan erau teorie pură - nu au fost prezentate mostre de inginerie și prototipuri.

Legenda computerelor Gordon Bell, care, în timp ce lucra la DEC, a creat computere pentru liniile PDP și VAX și acum conduce divizia de cercetare Microsoft (Telepresence Research Group), popularizează proiectul Elbrus E2k la conferințe internaționale.

Conferința sa intitulată „Următorii zece ani în supercomputere” a deschis Simpozionul internațional de calcul de înaltă performanță în Japonia la 26 mai 1999 și al 14-lea supercomputer Mannheim la 10 iunie Conferință) în Germania. De ambele ori Dr. Bell a dedicat o parte a prelegerii poveștii despre E2k. Într-un diapozitiv intitulat „Russian Elbrus E2K”, el oferă un tabel în care evaluează E2k și Merced. Mai mult, comparația nu este în mod clar în favoarea ideii Intel.

Mai jos este un tabel din discuția lui Gordon Bell.

Gordon Bell (www.research.microsoft.com/users/gbell/b io.htm) nu este doar un angajat Microsoft la nivel înalt, ci și un consultant și antreprenor influent în lumea computerelor. A înființat mai multe firme private pentru a dezvolta tehnologii promițătoare.

Între timp, caracteristicile declarate au fost impresionante. Compania Elbrus a promis un procesor cu o frecvență de 1,2 GHz, a cărui performanță a fost egală cu 8,9 miliarde de operații pe secundă. În plus, dezvoltatorii au calculat că E2K ar trebui să depășească Merced de trei ori în testele SPECint95 / fp95. În acest caz, zona cristalului a fost de doar 126 mm2 cu o disipare a căldurii de 35 W, în timp ce Merced ocupa 300 mm2, iar disiparea căldurii sale a fost de 60 W.

Compania rusă avea planuri mari pentru producția în serie a acestui procesor, care trebuia să intre în serie în același timp sau chiar mai devreme decât Itanium. Dar din cauza lipsei volumului necesar de investiții, toate aceste planuri nu au fost puse în aplicare și au rămas pe hârtie.

Amprenta rusă în procesoarele Intel

Vladimir Pentkovsky - este un om de știință ruso-american remarcabil, doctor în științe tehnice, care a absolvit facultatea FRTK MIPT. El a fost direct implicat în dezvoltarea procesoarelor Pentium III, Core 2 Duo, HAL9000, Matrix, este dezvoltatorul limbajului de programare de nivel înalt El-76, care a fost folosit în computerele „Elbrus”. Din 1970, a lucrat la Institutul de Mecanică de Precizie și Inginerie Calculatoare, unde a reușit să ia parte la crearea supercomputerelor Elbrus-1 și Elbrus-2. În 1986, Pentkovsky a condus dezvoltarea unui procesor El-90 pe 32 de biți pentru Elbrus-3.

Până în 1987 s-au finalizat lucrările la crearea arhitecturii noului microprocesor, în 1990 au fost lansate primele sale prototipuri. În 1991, a început să lucreze la dezvoltarea El-91C, pe baza versiunii anterioare a procesorului, dar finanțarea pentru acest proiect a fost oprită din cauza prăbușirii țării. Firește, un specialist de acest nivel nu putea fi pierdut. În 1989, Vladimir Pentkovsky a călătorit deja în SUA la centrul de cercetare Intel ca parte a unui program de schimb de experiență. Din 1993, a început să lucreze la Intel, devenind unul dintre inginerii săi de frunte, dezvoltarea celebrelor procesoare Pentium a avut loc cu participarea sa directă. Prezentarea procesorului Pentium a avut loc pe 22 martie 1993, după aproximativ câteva luni, au început să apară primele calculatoare bazate pe acestea.

Vladimir Pentkovsky este unul dintre autorii extensiei de comandă SSE vectorială (SIMD), care a fost folosită pentru prima dată în procesoarele Pentium-III. El este autorul a peste 50 de brevete diferite, dintre care multe sunt încă utilizate în procesoare moderne... În procesoarele Intel, Vladimir Pentkovsky a pus în practică cunoștințele pe care le-a primit în Rusia, s-a gândit mult deja în timpul dezvoltării modelelor. În 1995, o companie americană a introdus un produs Pentium Pro mai avansat, care în caracteristicile sale seamănă cu procesorul El-90. Vladimir Pentkovsky este considerat principalul arhitect al acestui procesor.

În prezent, Pentkovsky continuă să lucreze la Intel. Deci, procesorul pe care rulează computerul personal sau laptopul ar putea avea rădăcini rusești și ar putea fi produs chiar în țara noastră dacă nu ar fi evenimentele notorii din 1991 și consecințele lor.

Elbrus este încă în viață

Deși URSS s-a prăbușit, marca Elbrus este încă în viață. Procesoarele și soluțiile gata făcute pe baza lor sunt promovate în prezent pe piață de MCST. Astăzi calculatoarele companiei MCST sunt destinate în principal: departamentelor militare din Rusia, țările CSI și BRIC; industriile civile de prelucrare; Stație radar de uz civil (transport terestru, maritim și aerian). Pentru întreprinderi și civili care caută computere extrem de fiabile și sigure. Calculatoarele companiei au modele diferite, clase de protecție diferite în funcție de cerințe. Toate au asistență sau capacitatea de a lucra cu GPS și GLONASS, în funcție de nevoile cumpărătorului dispozitivului.

Compania comercializează în prezent cele două microprocesoare principale și dispozitivele bazate pe acestea. Primul este Elbrus-2C +, care este primul procesor hibrid de înaltă performanță al companiei MCST. Procesorul conține două nuclee ale arhitecturii Elbrus și patru nuclee de procesoare digitale de semnal (DSP) de la Elvis. Domeniul său principal de utilizare este sistemele digitale inteligente de procesare a semnalului, care includ analizoare de imagini, radare și alte dispozitive similare.

Al doilea produs este microprocesorul MCST R1000 (denumirea proiectului MCST-4R) - un model quad-core construit pe un cristal cu arhitectură SPARC v.9 pe 64 de biți. Procesorul funcționează la o frecvență de 1 GHz cu o rată de eliberare tehnologică de 90 nm. Fiecare dintre nucleele sale este capabil să decodeze și să trimită spre execuție până la 2 instrucțiuni pe ciclu de ceas. Procesorul acceptă instrucțiuni suplimentare pentru efectuarea operațiunilor combinate și combinate, precum și extensiile vectoriale VIS1 și VIS2.

În decembrie 2012, au fost eliberați primii procesatori ruși, care au fost incluși într-un lot de încercare de monoblocuri Kraftway. Procesoarele din aceste monoblocuri sunt numite „Elbrus”, ei bine, acesta este un nume pur rus. Directorul general al întreprinderii MCST, care dezvoltă procesoare, Alexander Kim, a declarat pentru CNews despre acest lucru.

Planurile de a elibera astfel de computere personale cu procesoare rusești erau cunoscute încă din iulie 2012. Apoi au spus la întreprinderile MCST și Kraftway că era planificat să ia ca bază monoblocul Kraftway Studio, deja complet terminat, care conține un ecran tactil și urma să îl echipeze cu un dispozitiv de dimensiuni mici. placa de baza, care se numește "Monocube", care este dezvoltarea întreprinderii MCST și conține un procesor încorporat "Elbrus-2C +". Acest procesor are două nuclee, care se bazează pe arhitectura Elbrus și au o frecvență de 500 MHz și conține, de asemenea, 4 nuclee DSP, dezvoltate de NCP Elvis, care au o performanță de 28 GFlops.

Potrivit directorului general, Alexander Kim, volumul primului astfel de lot serial, astfel de computere personale, va fi de 50 de bucăți. Și modulele în sine, întreprinderea MCST comandată de compania de producție "Altonika", care se află în Zelenograd.

Directorul general anunță, de asemenea, că aceste module vor fi testate timp de 1-2 luni pentru a identifica calitatea producției lor.

Dacă testele acestor module au succes, întreprinderile MCST intenționează să facă următoarea comandă pentru producția de plăci de bază cu procesoare Elbrus în valoare de 1000.

Alexander Kim susține că există un mare interes pentru aceste computere și acest lot de 1000 de dispozitive ar trebui să fie epuizat destul de repede. Interes pentru computere producția rusă, cu procesoare rusești, sunt afișate în principal de organizațiile din sectorul de apărare. Directorul general al întreprinderii MCST nu spune exact ce organizații.

Aș dori, de asemenea, să menționez că procesoarele Elbrus nu au fost utilizate niciodată în computere utilizatori obișnuiți... Principala piață de vânzare pentru aceste procesoare, așa cum am menționat anterior, a fost sectorul de apărare. Ele aprovizionează aceste sectoare cu așa-numitele sisteme de calcul industriale. Aceste sisteme sunt bine utilizate în apărarea aeriană. De asemenea, MCST are un laptop sigur care poate fi utilizat în condiții „dure”.

Compania MCST spune că împreună cu compania Kraftway vor să demonstreze producția unor astfel de computere pentru cetățenii obișnuiți.

sau de exemplu Și poate cineva nu știe cum s-a dezvoltat? Articolul original este pe site InfoGlaz.rf Link-ul către articolul din care a fost făcută această copie este

Pentium (pronunțat Pentium) este o marcă comercială a mai multor generații de microprocesoare x86, fabricate de Intel din 22 martie 1993. Pentium este un procesor Intel de generația a cincea și înlocuiește Intel 80486 (adesea denumit pur și simplu 486).

Diferențe față de i3 (4) 86:

• memoria adreselor în comparație cu modelul anterior nu s-a schimbat;
• date Shan 64 de biți (dacă Pentium 32 de biți);
• pentru prima dată 2 conducte citesc și procesează în mod independent fluxuri;
• executarea speculativă a comenzilor a apărut pentru prima dată;
• pentru prima dată se folosește o tehnologie precum reordonarea automată a comenzilor:

Ordinea modificată nu afectează nimic. DAR problema este ramura condițională.

ADAUGĂ AX, BX ADĂUGĂ CX, AX YZ M1 MOV DX, 5h

Soluție: se presupune că tranziția s-a finalizat, prin urmare, comanda a fost citită în conductă; dacă se dovedește că totul este corect, execuția continuă, în caz contrar, conducta este resetată și reîncărcată din locația de salt.

Bază pentru presupunere:

• statistici de tranziție (dacă sunt multe, cicluri multiple);
• blocul de predicții folosește statistici: dacă tranziția este condiționată, indică înapoi, atunci cu o mare probabilitate va fi executată. (Exemplu: repetați până). Și dacă înainte, atunci există o mare probabilitate ca aceasta să nu fie îndeplinită.

Pentru prima dată, suport hardware pentru multiprocesare (conexiune utilizând o magistrală specială / interfață specială)

(Magistrala de date 32 ----\u003e 64 din 2 conducte)

Ceas Pentium: 60-150 MHz Ceas MMX: 200 MHz

Există registre suplimentare responsabile pentru numărul de cicluri de ceas scurs de la începutul codului.

Există o comandă CPUID - CPU ID.

Tot felul de registre.

Caracteristică arhitecturală

(înainte de CISC) Există un transcoder intern pentru conversia comenzilor CISC în cod RISC intern în shell-ul CISC.

Întrerupere: anterior -\u003e PIC (controler de întrerupere software).

Anterior, sursa semnalului de întrerupere la nivelul procesorului și adresa tranziției.

APIC: sursă - un mesaj care vine pe un autobuz special.

Procesor Intel Pentium P6200

Intel Pentium P6200 este un procesor entry-level conceput pentru laptopuri. Acesta rulează la 2,13 GHz, dar, din păcate, nu acceptă tehnologia TurboBoost pentru overclocking automat. În plus, nu există funcție de criptare AES și suport multi-threading. CPU acceptă tehnologia Speedstep îmbunătățită, care poate reduce consumul de energie în timpul încărcării reduse a procesorului, dar alte tehnologii de economisire a energiei sunt dezactivate în acest procesor (la fel ca în seria Penryn Pentium).

P6200 se bazează pe microarhitectura Arrandale și, prin urmare, are un controler de memorie integrat și grafică Intel HD (ambele fabricate în 45nm și CPU în 32nm). Placa grafică GMA HD integrată funcționează la 500 MHz și este capabilă de overclocking la 667 MHz datorită tehnologiei Turbo Boost.

Performanța acestui procesor este ușor limitată din cauza vitezei reduse de ceas și a lipsei Turbo Boost și Hyperthreading. Judecând după frecvența în GHz, Pentium P6200 ar trebui să fie puțin mai bun decât Core 2 Duo cu aceeași viteză de ceas datorită controlerului de memorie integrat și îmbunătățirilor minore ale nucleului.

Istoria apariției procesorului Pentium

Într-o duminică dimineață liniștită normală, pe 10 mai 1992, patru ingineri INTEL au ajuns la Aeroportul Internațional San Jose. Instalând echipamentul video, Angela Chang, Eric Dewannain, Avtar Saini și Suhel Zaatri au mers nervos pe hol, așteptând în fiecare minut un avion din Oregon.

Când Mark Hopman, la câteva minute după aterizarea avionului, a ieșit din coridor, ținând în mână o mică valiză albastră, întregul grup de întâlnire s-a îndreptat spre el. Toată atenția s-a concentrat asupra valizei, care conținea produsul dezvoltatorilor celei de-a cincea fabrici din Oregon. Era greu de crezut că această valiză conținea rezultatul a trei ani de muncă a multor oameni, întrupată într-un cip mic. Astfel a început viața procesorului Pentium, care a fost introdus oficial pe 22 martie 1993.

La vremea când Vinod Dam făcea primele schițe, începând cu dezvoltarea procesorului Pentium în iunie 1989, nu avea nicio idee că acest produs anume va fi una dintre principalele realizări ale INTEL. Odată cu apariția procesorului Pentium, piața computerelor s-a schimbat imediat și a început o nouă etapă de concurență. San Microsistems, MIPS și alți furnizori de procesoare RISC care dezvoltă cipuri foarte rapide au recunoscut necondiționat că noul procesor INTEL va deveni standardul pentru noile PC-uri desktop.

Nașterea procesorului Pentium nu a fost ușoară

Conform teoriei, creând un procesor, echipa de dezvoltare creează un concept al proiectului, care definește principalele sale proprietăți și inovații. Apoi, inginerii proiectează logica, care este apoi încorporată în circuite specifice. Odată ce proiectarea schematică este completă, proiectanții topologiei desenează fiecare tranzistor. Ca rezultat al muncii lor, se creează șablonul final, dar în realitate totul era diferit. Procesul tradițional de proiectare a fost revizuit pentru a accelera livrarea proiectului.

De îndată ce echipa de dezvoltare a finalizat o sarcină locală, managerii au alocat resurse. Fiecare inginer a rezolvat o problemă personală. Spiritul de echipă a fost în mod constant provocat de întârzieri și dificultăți, dar calendarul proiectului nu a fost dependent de acest lucru. Cele mai recente progrese în proiectarea asistată de computer au fost utilizate pentru a finaliza toate sarcinile. Experiența acumulată în proiectarea și rezolvarea problemelor similare în procesoarele 286, Intel386 și Intel486 a fost foarte utilă.

De îndată ce etapa următoare a proiectului a fost finalizată, procesul de testare cuprinzătoare a început imediat. A existat dorința de a nu repeta problemele apărute în timp util cu Intel486, care a întârziat lansarea sa în producție. Fiecare eroare a fost urmărită în ordine inversă și cauzele acesteia au fost eliminate. Restul inginerilor au efectuat sute de teste pentru a valida logica, arhitectura și designul general. Au efectuat peste 5.000 de teste rafinate înainte ca procesorul Pentium să-și găsească arhitectura. Pentru testare, a fost dezvoltată o tehnologie specială care a făcut posibilă simularea funcționării unui procesor Pentium utilizând dispozitive programabile conectate pe 14 plăci cu cabluri. Abia când au fost găsite toate erorile, procesorul a reușit să funcționeze în sistemul real. În plus, toți proiectanții și dezvoltatorii majori de computere personale au participat activ la dezvoltarea și testarea procesorului Pentium. software, care a contribuit mult la succesul general al proiectului.

La sfârșitul anului 1991, când mașina procesorului a fost finalizată, inginerii au reușit să ruleze software-ul pe acesta. Proiectoarele au început să examineze traseele de cablare și semnal de-a lungul substratului la microscop pentru a optimiza topologia și a crește eficiența. Designul a fost finalizat în cea mai mare parte în februarie 1992. A început o testare cuprinzătoare a unui lot experimental de procesoare, în timpul căruia au fost testate toate blocurile și nodurile. În aprilie 1992, s-a decis că este timpul să înceapă dezvoltarea industrială a procesorului Pentium. A cincea fabrică din Oregon a fost selectată ca bază industrială principală.

Peste 3 milioane de tranzistori au fost în cele din urmă transferate în șabloane. A început asimilarea industrială a producției și rafinarea caracteristicilor tehnice, care s-a încheiat 10 luni mai târziu, pe 22 martie 1993, cu o prezentare amplă a procesorului Pentium.

Tehnologie modernă de microprocesor de la INTEL

Progresele INTEL în arta proiectării și fabricării semiconductoarelor permit producerea de microprocesoare puternice în pachete tot mai mici. Proiectanții de microprocesoare lucrează în prezent cu un proces complementar de semiconductor de oxid de metal (CMOS) cu rezoluție sub-micron.

Utilizarea tehnologiei submicron permite proiectanților INTEL să plaseze mai mulți tranzistori pe fiecare substrat. Acest lucru a făcut posibilă creșterea numărului de tranzistoare pentru familia X86 de la 29.000 în procesorul 8086 la 1,2 milioane în procesorul Intel486 DX2, cea mai mare realizare într-un procesor Pentium. Construit cu tehnologia BiCMOS de 0,8 microni, conține 3,1 milioane de tranzistoare. Tehnologia BiCMOS combină avantajele a două tehnologii: bipolară (viteză) și CMOS (consum redus de energie). Cu mai mult de două ori numărul de tranzistoare din procesorul Pentium comparativ cu Intel486, dezvoltatorii au plasat componente pe suport care anterior erau amplasate în afara procesorului. Prezența componentelor în interior reduce timpul de acces, ceea ce crește semnificativ productivitatea. Tehnologia INTEL de 0,8 microni folosește metal cu trei straturi și are un nivel mai ridicat decât tehnologia originală de metal cu dublu strat de 1,0 microni utilizată în procesorul Intel486.

INTEL a valorificat cele mai recente progrese în tehnologia de proiectare a microprocesoarelor pentru a obține avantaje comparabile cu arhitecturile alternative utilizate în stațiile de lucru științifice și inginerești, asigurând în același timp compatibilitatea cu software-ul de 50 miliarde USD dezvoltat pentru familia de microprocesoare X86.

Iar software-ul pentru procesorul Pentium în sine a fost dezvoltat folosind o nouă tehnologie. Chiar și în etapa de proiectare a hardware-ului procesorului, experți din toate companiile majore care dezvoltă sisteme de operare și compilatoare - Microsoft, IBM, NeXT, Borland, Watcom, MetaWare și alții - au început să fie implicați în proiect. Acest lucru a făcut posibilă susținerea noilor tehnologii de programare la nivel hardware, ținând cont de identitatea corporativă. furnizorii de software standard. Pe de altă parte, chiar înainte de nașterea noului procesor, au fost folosite metode de optimizare clasică și specială, dezvăluind avantajele specifice ale arhitecturii X86, de exemplu, utilizarea comenzilor de încărcare-scriere, moduri de adresare puternice, eliminarea secțiunilor de cod invariante din bucle etc. Acum, doar recompilând aplicațiile tradiționale, este posibil să le dublăm performanța pe un nou procesor. Niciunul dintre concurenții INTEL nu poate oferi acest lucru în prezent.

Noua generație de procesoare de la INTEL

Combinând peste 3,1 milioane de tranzistoare pe un singur substrat de siliciu, procesorul Pentium pe 32 de biți oferă performanțe ridicate la 60 MHz și 66 MHz. Arhitectura sa superscalară folosește tehnici de proiectare avansate care permit executarea mai multor instrucțiuni la un singur ciclu de ceas, rezultând ca Pentium să poată executa cantități mari de software compatibil cu PC-ul mai repede decât orice alt microprocesor. În plus față de dezvoltările software existente, unitatea aritmetică în virgulă mobilă de înaltă performanță a procesorului Pentium oferă o creștere a puterii de calcul necesare utilizării aplicațiilor tehnice și științifice indisponibile anterior, destinate inițial platformelor stațiilor de lucru. La fel cum rețelele LAN și WAN continuă să înlocuiască rețelele vechi, ierarhice controlate de mainfram-uri, beneficiile multiprocesorului și flexibilității sistemului de operare al procesorului Pentium sunt ideale pentru computerul gazdă pentru aplicațiile moderne client / server din industrie.

Deoarece procesorul Pentium este capabil să atingă niveluri de performanță egale sau mai bune decât stațiile de lucru high-end actuale, are avantaje de care nu au stațiile de lucru convenționale: compatibilitate deplină cu peste 50.000 de miliarde de dolari aplicații software scrise în arhitectura firmei. INTEL. În plus, procesorul Pentium permite toate sistemele de operare majore disponibile pe computerele desktop personale, stațiile de lucru și serverele, inclusiv UNIX, Windows-NT, OS / 2, Solaris și NEXTstep.

Procesor Pentium. Inovații tehnice

Numeroase inovații sunt caracteristice procesorului Pentium ca o combinație unică de înaltă performanță, compatibilitate, integrare a datelor și scalabilitate. Aceasta include:

• Arhitectură suprascalară;
• Memorarea în cache separată a codului și datelor programului;
• Bloc corect de predicție a adresei sucursalei;
• Unitate în virgulă mobilă de înaltă performanță;
• Magistrală de date extinsă pe 64 de biți;
• Suport pentru operarea multiprocesorului;
• Mijloace pentru setarea dimensiunii paginii de memorie;
• Detectarea erorilor și redundanța funcțională;
• Managementul performantei;
• Scalabil cu procesorul Intel OverDrive.

Arhitectura procesorului Pentium

1 - interfață de magistrală pe 64 de biți;
2 - Instrumente pentru memorarea în cache a codului programului;
3 - Tampoane de preluare Feedforward;
4 - bloc ALU întreg pe 32 de biți;
5 - bloc ALU întreg pe 32 de biți;
6 - Un set de registre;
7 - Instrumente de stocare a datelor;
8 - bloc pentru prezicerea adresei de tranziție corecte;
9 - Blocați calculele în virgulă mobilă.

Arhitectura suprascalară

Arhitectura superscalară a procesorului Pentium este o arhitectură industrială INTEL, cu două conducte, care permite procesorului să atingă noi niveluri de performanță executând mai mult de o instrucțiune pe ciclu de ceas. Termenul „superscalar” se referă la o arhitectură cu microprocesor care conține mai multe unități de calcul. Aceste unități de calcul sau conducte sunt nodurile în care are loc toată prelucrarea principală a datelor și comenzilor.

Apariția arhitecturii suprascalare a procesorului Pentium este o dezvoltare naturală a familiei anterioare de procesoare cu arhitectură pe 32 de biți de la INTEL. De exemplu, procesorul Intel486 este capabil să execute câteva dintre instrucțiunile sale într-un singur ciclu de ceas, dar familiile anterioare de procesoare INTEL au necesitat mai multe cicluri de ceas pentru a executa o singură instrucțiune.

Capacitatea de a executa mai multe instrucțiuni într-un singur ciclu de ceas se datorează faptului că procesorul Pentium are două conducte care pot executa două instrucțiuni simultan. La fel ca Intel486 cu o singură conductă, conducta duală a procesorului Pentium execută o comandă simplă în cinci pași: pregătire, prima decodare (decodează instrucțiunea), a doua decodificare (generare adresă), executare și descărcare. Acest lucru permite ca mai multe comenzi să fie în diferite etape de execuție, crescând astfel performanța de calcul.

Fiecare transportor are propria unitate logică aritmetică (ALU), un set de unități de generare a adreselor și o interfață de stocare a datelor în cache. La fel ca procesorul Intel486, procesorul Pentium utilizează execuția de instrucțiuni bazate pe hardware care înlocuiește multe dintre microinstrucțiunile utilizate în familiile de microprocesoare anterioare. Aceste instrucțiuni includ încărcarea, stocarea și operațiile simple ALU care pot fi efectuate de hardware-ul procesorului fără a fi nevoie de microcod. Acest lucru îmbunătățește performanța fără a afecta compatibilitatea. În cazul instrucțiunilor mai complexe, ambele conducte suprascalare sunt utilizate pentru a executa instrucțiuni pentru a accelera și mai mult performanța de execuție a procesorului extins de microcod Pentium.

Ca urmare a acestor inovații arhitecturale, comparativ cu microprocesoarele anterioare, pot fi executate în mod semnificativ mai multe instrucțiuni în același timp.

Memorarea în cache separată a codului și datelor programului

O altă îmbunătățire revoluționară majoră implementată în procesorul Pentium este introducerea cache-ului divizat. Memorarea în cache crește performanța prin activarea spațiului de stocare temporar pentru codul programului și datele utilizate frecvent din memoria rapidă, înlocuind accesul la extern memorie de sistem pentru unele echipe. Procesorul Intel486, de exemplu, conține un bloc de 8 KB de memorie cache integrată care este utilizat simultan pentru a memora în cache codul și datele programului.

Proiectanții INTEL au depășit această limitare utilizând un circuit suplimentar realizat pe 3,1 milioane de tranzistoare de procesor Pentium (pentru comparație, Intel486 conține 1,2 milioane de tranzistoare) creând o cache internă separată a codului programului și a datelor. Acest lucru îmbunătățește performanța prin eliminarea confuziei autobuzului și face ca cache-ul dublu să fie disponibil mai frecvent decât era posibil anterior. De exemplu, în timpul fazei pregătitoare, se folosește codul de instrucțiuni obținut din memoria cache a instrucțiunilor. Dacă există un bloc de memorie cache, poate exista un conflict între procesul de pregătire preliminară a comenzii și accesul la date. Efectuarea memoriei cache separate pentru comenzi și date elimină astfel de conflicte, permițând ambelor comenzi să ruleze simultan. Codul și memoria cache de date ale procesorului Pentium conțin fiecare 8 KB de informații și fiecare este organizat ca un set de cache asociativ cu două canale - conceput pentru a scrie doar segmentul specificat de 32 de octeți previzualizat și mai rapid decât un cache extern. Toate aceste îmbunătățiri ale performanței au necesitat utilizarea unei magistrale de date interne pe 64 de biți, care permite stocarea dublă în cache și suprapunerea conductelor în timp ce se încarcă următoarele date. Cache-ul de date are două interfețe, una pentru fiecare dintre conducte, ceea ce îi permite să furnizeze date către două instrucțiuni separate într-un singur ciclu de mașină. După preluarea datelor din cache, acestea sunt scrise în memoria principală în modul de redare. Această tehnică de cache oferă performanță mai bunădecât simpla memorare în cache directă, în care procesorul scrie simultan date în memoria cache și în memoria principală. Cu toate acestea, procesorul Pentium este capabil să se configureze dinamic pentru a suporta scrierea prin cache.

Astfel, stocarea în cache a datelor utilizează două soluții excelente diferite: o memorie cache de scriere și un algoritm numit protocolul MESI (Modificare, excludere, distribuire, lansare). Memoria cache de scriere vă permite să scrieți în memoria cache fără a accesa memoria principală, spre deosebire de memoria cache simplă utilizată anterior.

Aceste soluții cresc productivitatea prin utilizarea unei magistrale convertite și eliminarea proactivă a blocajului din sistem. La rândul său, protocolul MESI permite date în memoria cache și memorie externa coincidența este o soluție excelentă în sistemele multiprocesor avansate în care diferite procesoare pot utiliza aceleași date pentru a funcționa.

Bloc în virgulă mobilă de înaltă performanță

Valul în creștere al aplicațiilor software pe 32 de biți include multe programe de referință grafice, care consumă multe calcule, care consumă o mulțime de resurse CPU pentru a efectua operații în virgulă mobilă care oferă calcul matematic. Pe măsură ce cerințele de calculatoare personale pentru software cu virgulă mobilă continuă să crească, progresele în tehnologia microprocesorului pot satisface aceste cerințe. Procesorul Intel486 DX, de exemplu, a fost primul microprocesor care a fost integrat pe un singur substrat cu un coprocesor matematic. Familiile anterioare de procesoare INTEL, când a fost necesar să se utilizeze calcule în virgulă mobilă, au folosit un coprocesor matematic extern.

Procesorul Pentium permite calculul matematic avansat utilizând o unitate avansată încorporată în virgulă mobilă care include o conductă de opt cicluri și funcții matematice de bază bazate pe hardware. Instrucțiunile cu punct flotant în patru cicluri în linie completează întregul număr în patru cicluri. Majoritatea instrucțiunilor în virgulă mobilă pot fi executate într-o singură conductă întreagă și apoi alimentate în conducta în virgulă mobilă. Funcțiile comune în virgulă mobilă, cum ar fi adunarea, multiplicarea și divizarea sunt implementate în hardware pentru a accelera calculul.

Ca urmare a acestor inovații, procesorul Pentium execută instrucțiuni în virgulă mobilă de cinci ori mai rapid decât Intel486 DX de 33 MHz, optimizându-le pentru calcul numeric de mare viteză, care este o parte integrantă a aplicațiilor video avansate precum grafica CAD și 3D.

Procesorul Pentium la 66 MHz funcționează ca un „concasor numeric” cu un rating de 64,5 conform testului SPECint92, practic nu inferior procesorului RISC Alpha digital, dar cu o viteză de ceas de două ori mai mare.

Performanța generală a procesorului Pentium este de 6 ori mai mare decât Intel486 SX de 25 MHz și de 2,6 ori mai mare decât Intel486 DX2 de 66 MHz. Indicele iCOMP pentru procesorul Pentium de 66 MHz, care efectuează 112 milioane de operații pe secundă, este de 567. Indicele iCOMP (Intel COmparative Microprocessor Peformance) compară performanța relativă a procesoarelor INTEL pe 32 de biți.

Magistrală de date extinsă pe 64 de biți

Procesorul Pentium este la exterior un dispozitiv pe 32 de biți. Magistrala externă de date-memorie este pe 64 de biți, dublând cantitatea de date transferate într-un ciclu de magistrală. Procesorul Pentium acceptă mai multe tipuri de cicluri de magistrală, inclusiv modul de rafală, în timpul căruia o porțiune de date de 256 de biți apare în memoria cache de date și în timpul unui ciclu de magistrală.

Magistrala de date este autostrada principală care transportă informații între procesor și subsistemul de memorie. Datorită acestei magistrale de date pe 64 de biți, procesorul Pentium îmbunătățește semnificativ viteza de transfer față de procesorul Intel486 DX - 528 MB / s pentru 66 MHz, comparativ cu 160 MB / s pentru procesorul Intel486 DX de 50 MHz. Această magistrală de date extinsă facilitează calculul de mare viteză, susținând calculul superscalar simultan al instrucțiunilor și datelor către unitatea procesorului, obținând astfel performanțe generale mai mari ale procesorului Pentium decât procesorul Intel486 DX.

În general, cu o magistrală de date mai largă, procesorul Pentium asigură cicluri de magistrală conductate, ceea ce ajută la creșterea lățimii de bandă a magistralei. Ciclurile magistralei transportoare permit ciclului al doilea să înceapă înainte de finalizarea primului ciclu. Acest lucru oferă subsistemului de memorie mai mult timp pentru a decoda adresa, permițând componente de memorie mai lente și mai puțin costisitoare, rezultând un cost global mai mic al sistemului. Accelerarea proceselor de citire și scriere, a paralelismului de adrese și date și a decodificării într-un singur ciclu - toate împreună îmbunătățesc randamentul și sporesc capacitățile sistemului.

Multiprocesare

Procesorul Pentium este ideal pentru valul în creștere al sistemelor multiprocesor, precum și pentru cele mai înalte niveluri de performanță și putere de procesare din mediul de calcul actual. Aplicațiile multiprocesor care interconectează două sau mai multe procesoare Pentium sunt bine deservite prin arhitectură avansată de matrițe, cache separat de cod și date la bord și chipset-uri pentru gestionarea cache-ului extern și controale sofisticate de integritate a datelor.

După cum sa discutat mai devreme, procesorul Pentium acceptă cache comandat cu protocolul său MESI. Când un procesor accesează datele stocate în cache într-un alt procesor, acesta poate primi datele corecte. Și dacă datele au fost modificate, toți procesatorii au acces pentru a primi date într-o formă modificată. Cel mai recent procesor Pentium al INTEL determină, de asemenea, ce instrucțiuni sunt recunoscute de sistem în conformitate cu metoda de programare utilizată. Acest lucru sugerează cu tărie modul în care software-ul proiectat pentru un sistem uniprocesor poate funcționa corect într-un mediu multiprocesor.

Mijloace de împărțire a memoriei în pagini

Procesorul Pentium oferă opțiuni pentru a suporta oricare dintre dimensiunile tradiționale ale paginii de memorie de 4 KB sau mai mari, 4 MB de pagini. Această opțiune permite calcularea ratei de schimbare a paginii în aplicații grafice complexe, framebuffere și nuclee de sistem de operare, unde dimensiunea mărită a paginii permite acum utilizatorilor să reprogrameze obiecte mai mari voluminoase inițial. Creșterea paginilor are ca rezultat creșterea productivității, toate acestea fiind reflectate în aplicația software.

Detectarea erorilor și redundanța funcțională

O bună protecție a datelor și integritate prin mijloace interne devine esențială în aplicațiile critice pentru pierderea de date datorită proliferării mediilor moderne client-server. Procesorul Pentium conține două dintre îmbunătățirile tradiționale ale designului mainframe - detecția internă a erorilor și controlul redundanței funcționale (FCR) - pentru a asigura integritatea datelor în sistemele emergente de astăzi bazate pe desktop.

Detectarea erorilor interne adaugă paritate codului intern și stocării în cache a datelor, tabelului asociativ de schimbare a paginii, microcodului și țintei salt pentru a ajuta la identificarea erorilor într-un mod invizibil atât pentru utilizator, cât și pentru sistem. În același timp, controlul redundanței funcționale este optimizat pentru aplicațiile critice de pierdere de date în care procesorul Pentium poate funcționa într-o configurație master / supervizor. Dacă se constată un dezacord între cele două procesoare, sistemul este notificat cu privire la o eroare. Ca urmare, mai mult de 99% din erori sunt detectate.

În plus, un dispozitiv de test încorporat este situat pe substratul procesorului. Autotestul acoperă mai mult de 70% din nodurile procesorului Pentium, nu necesită resetarea cristalului și este o rutină utilizată în mod obișnuit în diagnosticarea sistemului. Alte soluții încorporate sunt implementarea standardului IEEE 1149.1, care permite testarea conexiunilor procesorului extern și modul de depanare, care permite software-ului să vizualizeze registrele și starea procesorului.

Managementul performantei

Managementul performanței este o caracteristică a procesorului Pentium, care permite dezvoltatorilor de sisteme și aplicații să-și optimizeze hardware-ul și software prin identificarea unui potențial blocaj pentru codul programului. iar lucrătorii pot monitoriza și număra ciclurile de ceas pentru evenimente interne ale procesorului, cum ar fi performanța de citire și scriere, memorarea în cache a memoriei, întreruperile și utilizarea autobuzului. Acest lucru le permite să măsoare eficiența pe care o are codul în arhitectura procesorului dual Pentium și în produsele lor și să execute reglaj fin aplicațiile sau sistemele acestora pentru performanțe optime. Beneficiul utilizatorului final este o valoare mai mare și o performanță mai bună, toate printr-o interacțiune bună cu procesorul Pentium, sistemul de utilizator și software-ul aplicației.

Permițând dezvoltatorilor să proiecteze sisteme cu gestionare a energiei, protecție și alte caracteristici, procesorul Pentium acceptă un mod de gestionare a sistemului (SMM) similar cu arhitectura Intel SL.

Scalabilitate

Împreună cu tot ceea ce a fost făcut nou pentru arhitectura microprocesorului pe 32 de biți de la INTEL, procesorul Pentium este proiectat pentru scalabilitate ușoară folosind arhitectura de creștere INTEL. Aceste inovații protejează investițiile utilizatorilor prin îmbunătățiri de performanță care ajută la menținerea sistemelor bazate pe arhitectura procesorului INTEL la un nivel de performanță mai ridicat decât durata de viață a componentelor individuale. Tehnologia de actualizare face posibilă profitarea de majoritatea procesorilor de tehnologie avansată din deja sisteme existente cu o instalare simplă a instrumentului de productivitate cu un singur cip. De exemplu, primul instrument de expansiune este procesorul OverDrive conceput pentru procesoarele Intel486 SX și Intel486 DX, utilizând tehnologia simplă de dublare a ceasului utilizată în microprocesorul Intel486 DX2.

Prin extinderea unuia dintre aceste procesoare suplimentare într-o priză situată în apropierea microprocesorului central pe majoritatea plăcilor de bază Intel486, utilizatorii pot crește performanța generală a sistemului cu peste 70% pentru aproape toate aplicațiile software.

Tehnologia de extindere a procesorului OverDrive este posibilă și pentru sistemele bazate pe familia de procesoare Pentium prin simpla instalare a unui procesor avansat în viitor. La rândul său, tehnologia procesorului Pentium este baza pentru un procesor suplimentar dezvoltat pentru sisteme bazate pe Intel486 DX2.

Procesoare Pentium intel reprezintă a cincea generație de procesoare x86. În ceea ce privește arhitectura de bază de bază și setul de instrucțiuni, acestea sunt compatibile cu procesoarele de 32 de biți descrise mai sus, dar au o magistrală de date pe 64 de biți, deci sunt uneori numite în mod greșit 64 de biți. Comparativ cu generațiile anterioare, procesoarele Pentium au următoarele diferențe calitative:

• Arhitectură suprascalară: Procesorul are două conducte de procesare paralele (o conductă U cu un set complet de instrucțiuni și o conductă V cu un set oarecum limitat), astfel încât să poată executa simultan două instrucțiuni. Cu toate acestea, avantajele acestei arhitecturi sunt realizate pe deplin numai cu un mod special de compilare software.
• Utilizarea tehnologiei de predicție a ramurilor dinamice împreună cu un cache de instrucțiuni intern dedicat de 8 KB asigură încărcarea maximă a conductelor.
• Memoria cache internă (Nivelul 1) în kB, spre deosebire de 486, funcționează cu scriere leneșă (până când magistrala externă este eliberată) și este configurată pentru modul de scriere sau scriere, acceptând protocolul

• Magistrala de date externă este pe 64 de biți pentru a îmbunătăți performanța, ceea ce necesită o organizare adecvată a memoriei.
• Coprocesorul încorporat, datorită îmbunătățirilor arhitecturale (conducte), depășește performanța FPU-486 de 2-10 ori.
• Au fost introduse mai multe instrucțiuni noi, inclusiv recunoașterea familiei și modelului CPU.
• Se aplică detectarea erorilor dispozitivelor interne (controlul intern al parității) și a interfeței magistralei externe, paritatea magistralei de adrese este controlată.
• A fost introdusă posibilitatea construirii unui sistem funcțional redundant cu două procesoare.
• A fost implementată o interfață pentru construirea sistemelor cu procesor dual cu arhitectură simetrică (începând cu a doua generație de Pentium).
• Au fost introduse instrumente de gestionare a energiei.
• Adresarea aplicată prin conducte a ciclurilor de autobuz.
• A redus timpul (numărul de căpușe) de execuție a instrucțiunilor.
• Introducerea urmăririi instrucțiunilor și monitorizarea performanței.
• Capacitățile modului virtual au fost extinse - a fost introdusă virtualizarea semnalizatorului de întrerupere.
• A fost introdusă capacitatea de a opera cu 4 MB de pagini în modul Paging.

Toate procesoarele Pentium au instrumente SMM, ale căror capacități s-au extins pe măsură ce noile modele devin disponibile. Instrumentele de testare includ capacitatea de a efectua autotestul încorporat (BIST), care oferă detectarea erorilor pentru microcod, matrici logice programabile, cache de comenzi, cache de stocare, tampon de transmisie rapidă și ROM. Toate procesoarele au un port de test standard IEEE 1149.1, care permite testarea procesorului utilizând interfața JTAG.

Noi instrumente suplimentare de depanare sunt implementate în procesoare:

• mod Probe, care oferă acces la registrele interne și spațiul I / O al memoriei sistemului procesorului Pentium. Acest mod vă permite să verificați și să schimbați starea procesorului, oferind instrumente pentru depanarea programelor cu capacități similare emulatoarelor din circuit;
• debug Extensions DE (Debug Extensions), care vă permit să setați puncte de control pe adresele I / O;
• contoare interne utilizate pentru monitorizarea performanței și numărarea numărului de evenimente;
• executarea pas cu pas folosind comanda CPUID.

Procesoarele de primă generație Pentium (P5) cu o frecvență de ceas de 60 și 66 MHz au avut o tensiune de alimentare de 5 V, ceea ce a dus la emisii mari de căldură (la o frecvență de 66 MHz - 16 W). Au fost produse în pachete PGA-273 (matrice 21x21), soclul 4 este destinat instalării acestor procesoare.

Primele modele de procesoare au avut o eroare în FPU (defect în virgulă mobilă), care a fost exprimată prin pierderea preciziei la efectuarea divizării cu unele combinații de operanzi. Eroarea ar putea apărea de la locul 4 la locul 19 după punctul zecimal. De la începutul anului 1995, procesoarele au fost produse fără erori. Studiile statistice arată că o eroare poate apărea la fiecare câțiva ani. Cu toate acestea, Intel oferă în continuare înlocuirea gratuită a procesoarelor deja vândute cu o eroare pentru versiunile corectate, dar fără o „actualizare” pentru mai multe modele moderne... Procesoarele eșuate pot fi identificate folosind utilitarul CPUIDF.EXE, care poate fi obținut de pe serverul web al companiei.

Pentium Overdrive 120 și 133 MHz (Overdrive pentru Pentium) este un procesor Pentium de a doua generație (cu consum redus de energie și dublare a frecvenței) destinat înlocuirii procesoarelor Pentium de generația I. Are un pachet PGA-273 instalat în soclul 4. Aceste procesoare sunt mai scumpe decât procesoarele obișnuite Pentium 120 sau 133, utilizarea lor are sens doar atunci când, dintr-un anumit motiv, nu există nicio modalitate de a înlocui o placă de bază veche, iar performanța Pentium 60 sau 66 MHz nu este suficientă. Dar mai mult procesor puternic într-o astfel de taxă tot nu o poți pune.

Procesoarele Pentium de a doua generație (P54) au o sursă de alimentare de 3,3 V sau mai puțin, ceea ce reduce semnificativ disiparea puterii. În același timp, semnalele lor de intrare și ieșire rămân compatibile TTL, cu toate acestea, pentru intrări, nivelul admisibil al semnalului este limitat la 3,3 V (cu excepția intrărilor de ceas CLC și PICCLC, care permit un nivel de până la 5 V). Cele mai avansate modele de a doua generație folosesc VRT (Voltage Reduction Technology). În același timp, tensiunea de alimentare VCC pentru circuitele de interfață rămâne egală cu 3,3 V, iar pentru alimentarea miezului, care consumă aproximativ 90% din putere, VCC este redusă la 2,9 V, ceea ce reduce disiparea puterii.

Procesoarele sunt fabricate în pachete SPGA-296 cu un aranjament eșalonat de pini, mufele 5 și 7 sunt destinate instalării lor. Soclul 7 are două șine de alimentare: VCC2 pentru alimentarea nucleului procesorului și VCC3 pentru alimentarea circuitelor de interfață - și permite instalarea procesoarelor cu tehnologie VRT.

În procesoarele de a doua generație, se folosește multiplicarea internă a frecvenței, în timp ce circuitele de interfață ale magistralei de sistem externe funcționează la 50, 60 sau 66,66 MHz, iar nucleul procesorului funcționează la o frecvență mai mare (75, 90, 100, 120, 133, 150, 166 , 180 și 200 MHz). Separarea frecvențelor permite realizarea progreselor în tehnologia procesorului, depășind semnificativ posibilitățile de creștere a performanței memoriei și a altor componente tradiționale ale computerului. Factorul de multiplicare (1,5, 2, 2,5 sau 3) este setat de o combinație de niveluri de semnal la intrările BF0, BF1 în limitele permise de specificația frecvenței ceasului procesorului. Independența setării frecvenței externe și a factorului de multiplicare permite setarea aceleiași frecvențe interne în moduri diferite. De exemplu, 100 MHz pot fi obținuți atât ca 50x2, cât și ca 66,66x1,5. Această din urmă opțiune este, în general, preferabilă, deoarece magistrala PCI va funcționa la 33 MHz în loc de 25 MHz. Cu toate acestea, există excepții: dacă memoria instalată la 66 MHz necesită mai multe cicluri de așteptare decât la 50 MHz, atunci cel mai probabil este preferabil 50 MHz.

Procesoarele cu viteze de ceas diferite indicate în marcajele de pe carcasă urmează aceleași tipare (diagrame) în cadrul aceluiași grup de pași (vezi mai jos). Marcarea frecvenței se aplică după teste riguroase de screening, în funcție de frecvența la care a trecut complet controlul de ieșire. Acest lucru deschide posibilități pentru procesoarele de „overclockare”, inclusiv re-etichetarea piraților, atunci când o nouă denumire a frecvenței de ceas overclockat este aplicată procesorului. Împotriva reetichetării, în unele modele de procesoare, au fost instalate circuite speciale care nu permiteau overclockarea.

Pentium OverDrive 125, 150 și 166 MHz este o opțiune de a doua generație pentru a înlocui Pentium 75, 90 și 100 MHz. Acestea diferă în principal de cele convenționale printr-un factor de multiplicare a frecvenței fix (instalat în interiorul carcasei). Proiectat pentru instalare în mufa 5 sau 7.

Procesoarele Pentium MMX (P55C) sunt o nouă generație de procesoare bazate pe tehnologia MMX, axate pe aplicații multimedia, grafică 2D și 3D și aplicații de comunicații. Opt arhive pe 64 de biți au fost introduse în arhitectura Pentium (mai precis, a devenit posibil să se utilizeze diferit registrele FPU), 4 noi tipuri de date și 57 mnemonice de instrucțiuni suplimentare pentru prelucrarea simultană a mai multor unități de date (SIMD - Instrucțiune multiplă date). Un cuvânt procesat simultan pe 64 de biți poate conține atât o unitate de procesare, cât și opt operandi de un octet, patru doi octeți sau doi operandi de patru octeți. Alte comenzi oferă compatibilitate Pentium.

Pe lângă extensia MMX, arhitectura Pentium MMX are o serie de îmbunătățiri care îi sporesc performanța în operațiuni comune. Mai Mult metodă eficientă predicția sucursalei împrumutată de la Pentium Pro, dublarea numărului de tampoane de scriere (există patru) și dublarea dimensiunii ambelor părți ale cache-ului L1 (acum 16 + 16 KB), creșterea numărului de etape ale conductei, îmbunătățirea posibilității de calcule paralele (procesorul este capabil să execute două instrucțiuni SIMD din 16 -bite de date pe ciclu de ceas).

Pe sistemele cu procesor dual, Pentium MMX acceptă doar arhitectura simetrică, funcționalitatea controlului redundant (FRC) este eliminată.

S-a aplicat o sursă de alimentare separată la miez (tensiune 2,7-2,9 V, nominal 2,8 V) și circuite de interfață (3,135 - 3,6 V, nominal 3,3 V). Procesorul este compatibil cu pinul cu a doua generație Pentium cu tehnologie VRT și este instalat în soclul 7 (instalarea în soclul 5 este posibilă mecanic, dar inacceptabilă electric).

Procesoarele mobile Pentium au un consum redus de energie prin scăderea tensiunii de bază a procesorului. În plus, suportul pentru sistemele cu două procesoare, APIC-urile și pinii lor externi corespunzători au fost eliminați din aceste procesoare. Procesoarele din această clasă sunt executate în pachete SPGA, precum și în pachete TCP cu pini situate de-a lungul perimetrului pachetului.

Interfață magistrală procesor Pentium

Interfața magistralei procesorului Pentium seamănă cu magistrala i486, dar are diferențe notabile. Noile funcții sunt concepute pentru a sprijini politica de scriere în cache, pentru a îmbunătăți performanța și pentru a oferi funcționalități suplimentare. Dacă magistrala i486 a fost axată pe flexibilitate maximă și ușurință în conectarea dispozitivelor cu adâncimi de biți diferite, atunci magistrala Pentium este axată pe obținerea de performanțe maxime. Magistrala de date a devenit pe 64 de biți pentru a îmbunătăți performanța schimbului de memorie. Capacitatea de a controla dinamic lățimea magistralei (semnalele BS16 # și BS8 #) este eliminată, potrivirea lățimii cu magistralele de interfață este atribuită microcircuitelor chipset-ului.

Atunci când controlul parității datelor este activat (prin semnalul PEN), eroarea cauzează nu numai declanșarea semnalului RSNK #, ci și fixarea adresei și datelor defecte în registrul de control al mașinii. Și dacă bitul MCE al registrului CR4 este setat, excepția 18 este generată pentru această eroare.

În plus față de controlul parității magistralei de date, este introdus controlul parității magistralei de adrese. O magistrală de adrese detectată O eroare de paritate a bitului provoacă numai un semnal de eroare APCNK # care poate fi gestionat de logica sistemului. Buclele batch se efectuează numai la accesarea memoriei, atât la citire (cum a fost cazul 486th), cât și la scriere. Buclele batch sunt asociate numai cu memoria cache, iar cache-ul memoriei implică, de asemenea, suport pentru modul batch. În timpul unui ciclu de rafală, octeții și biții cel mai puțin semnificativi ai adresei A nu se modifică (pachetele sunt întotdeauna aliniate la limitele liniei cache). Ordinea adreselor alternative (Tabelul 1), precum cea a procesorului 486, este optimizată pentru organizarea memoriei cu două bănci. Adresarea conductei pe autobuz a reapărut (ca în 286th și 386th), ceea ce permite ca două cereri deservite să fie prezente simultan pe autobuz. Figurile 1 și 2 prezintă diagrame de sincronizare pentru bucle discontinue simple și pipelate. Un ciclu de rafală (și sfârșitul acestuia) este indicat de semnalul CACHE #. Sistemul extern nu poate întrerupe ciclul de rafală pornit de procesor (în 486 ar putea forța procesorul să convertească orice ciclu de rafală în cicluri obișnuite cu semnalul RDY #). Conducta de conducte este solicitată cu semnalul NA #, ca răspuns la care procesorul va da adresa ciclului următor într-un ciclu. Fără linii de conducte, următoarea adresă (și tipul ciclului) ar fi expusă numai după ce ciclul curent a finalizat transferul de date.

Ca și în cazul procesoarelor anterioare, tipul ciclului de magistrală este setat de semnalele de control M / 10 #, D / C # și W / R #, acționând simultan cu stroboscopul ADS #. În plus față de accesul la memorie, I / O și ciclurile de confirmare a întreruperii, procesorul are cicluri speciale de magistrală identificate printr-o combinație de semnale BE # (Tabelul 2). Aceste cicluri, ca și celelalte, necesită confirmare cu semnalul BRDY #.

Fig. 1. Cicluri simple de citire și scriere pe magistrala Pentium

Fig. 2. Cicluri de citire pe loturi pipelinate pe o magistrală Pentium

Procesorul are o intrare EWBE #, cu care monitorizează starea tampoanelor de scriere externe pentru a asigura succesiunea corectă a ciclurilor de scriere a magistralei. Pentru a menține consistența datelor cache și a memoriei principale, procesorul execută cicluri snoop (cicluri Snoop sau Cicluri de anchetă) inițiate de sistemul extern (pentru acesta). Aceste cicluri, ca în 486th, utilizează semnalele AHOLD #, EADS # și procesorul HIT # și HITM # semnale de răspuns. Semnalul FLUSH # face ca toate liniile modificate ale cache-ului primar să fie eliminate (writeback). Ciclurile de urmărire sunt inițiate de sistem pentru a determina prezența zonei de memorie solicitate într-o linie a oricărei memorii cache și pentru a determina starea acesteia. Procesoarele, începând cu Pentium, acceptă protocolul MESI, numit după stările pe care le definește M (Modificat), E (Exclusiv), S (Partajat) și I (Invalid). Stările sunt definite după cum urmează:

M-state - linia este prezentă într-un singur cache și este modificată, adică diferă de conținutul memoriei principale. Accesul la această linie este posibil fără generarea unui ciclu de acces extern (în raport cu autobuzul local);
Imobiliar - linia este prezentă într-un singur cache, dar nu este modificată. Accesul la această linie este posibil fără generarea unui ciclu de acces extern; atunci când îi scrieți, acesta va intra în starea „M”;
Stare S - un șir poate fi prezent în mai multe cache. Citirea sa este posibilă fără a genera o buclă exterioară, iar scrierea către aceasta trebuie să fie însoțită de o trecere prin scriere în memoria principală, ceea ce va duce la invalidarea liniilor corespunzătoare din alte cache;
Eu-stat - linia nu este în cache, citirea acesteia poate duce la generarea unui ciclu de umplere a liniei. Scrierea către el va fi transmisă și va merge la autobuzul extern.

Procesorul este inițializat cu semnalul RESET, ca și pentru procesoarele anterioare. În plus față de intrarea RESET, este introdus semnalul INIT, prin care procesorul trece la aceeași stare cu semnalul RESET, însă păstrând conținutul registrelor cache și FPU. Acest semnal poate fi utilizat pentru a comuta de la modul protejat la modul real.

În timpul acțiunii semnalului RESET, trebuie stabilite valoarea la intrările de control ale factorului de multiplicare BF și frecvența la intrarea CLC. Fluctuațiile de frecvență de intrare nu pot fi tratate rapid de un circuit multiplicator bazat pe o buclă de blocare a fazei (PLL). Dacă generatorul de frecvență de intrare este instabil, performanța procesorului nu este garantată.

Înmulțirea frecvenței nu a fost utilizată pentru procesoarele din prima generație (KF \u003d 1). Pentru procesoarele cu o frecvență de 75-133 MHz, factorul de multiplicare (1,5 sau 2) a fost determinat oficial de semnalul BF, dar de fapt mulți procesoare au perceput două semnale: BF0 (numit simplu BF) și BF1. Factorii de multiplicare pentru diferite modele Pentium sunt prezentați în Tabelul 3. Până în prezent, acestea diferă doar în interpretarea coeficientului implicit (când ambii pini BF0 și BF1 sunt liberi), dar pentru următorul procesor de 266 MHz, combinația de 10 va însemna probabil un coeficient de 4 (și nu 2, așa cum este indicat în foaia tehnică pentru procesoarele MMX).

Când se termină semnalul RESET, procesorul, pe lângă modul normal de funcționare, poate fi comutat la unul dintre următoarele moduri:

• BIST (Autotest încorporat) - un test inline care durează aproximativ 219 cicluri de ceas de bază și acoperă aproximativ 70% din unitățile de procesor interne. Procesorul nu generează bucle externe în timpul executării testului. După finalizarea testului, procesorul intră în modul de funcționare, rezultatul finalizării poate fi evaluat după conținutul registrului EAX. O valoare zero indică întreținerea, orice altă valoare indică o defecțiune a oricărei unități. Dacă procesorul detectează o eroare de paritate internă în timp ce execută BIST, acesta va afirma IERR # și va încerca ShutDown. BIST este declanșat atunci când semnalul INIT este ridicat în timpul căderii semnalului RESET;
• Mod Tristate Test - modul în care toate (cu excepția TDO) ieșirilor și semnalelor bidirecționale merg în a treia stare, este pornit de un nivel scăzut al semnalului FLUSH # în timpul căderii semnalului RESET;
• FRC - modul în care procesorul funcționează ca verificator într-un sistem dual-procesor redundant funcțional. Se activează când FRCMC # este scăzut în timpul căderii semnalului RESET.

Pentru procesoarele Pentium, sursele de întreruperi declanșate de hardware sunt următoarele semnale de intrare, în ordinea descrescătoare a priorității:

• BUSCHK # - monitorizarea autobuzelor provocând o excepție MCE;
• R / S # - trecerea la modul sondă;
• FLUSH # - ștergerea memoriei cache (poate provoca un flux de scriere);
• SMI # - întreruperea intrării în modul SMM;
• INIT - resetare "soft" a procesorului;
• NMI - întrerupere nemascabilă;
• INTR- cerere de întreruperi mascate;
• STOPCLK # - opriți sincronizarea.

Aici, conceptul de întrerupere este interpretat oarecum mai larg și se referă la toate evenimentele care determină procesorul să genereze cicluri externe în afara ordinii, determinate de secvența de instrucțiuni întreruptă (astfel, se poate determina efectul semnalului FLUSH #). Dacă controlerul APIC este activat în procesor, atunci întreruperile care vin prin magistrala sa înlocuiesc semnalele NMI și INTR din această listă.

Procesoarele de a doua generație au capacitatea de a reordona întreruperile folosind bitul ITR (bitul 9 al TR12). Tabelul 4 prezintă două opțiuni posibile pentru prioritățile de întrerupere.

Modul Probe utilizează portul de testare a accesului la interfața JTAG. Această interfață poate fi utilizată nu numai pentru testare (Boundary Scan), ci și în scopuri de depanare. Pentru a face acest lucru, semnalul R / S # este adăugat la portul TAP; pe marginea sa negativă, procesorul termină executarea instrucțiunii curente și se oprește, raportând acest lucru cu semnalul PRDY. În această stare, prin interfața JTAG, dispozitivul de depanare extern poate „vorbi” cu toate registrele interne ale procesorului, după care, revenind semnalul la starea inactivă ( nivel inalt), „Eliberați” procesorul pentru a continua executarea fluxului de instrucțiuni întrerupt. În ceea ce privește capacitățile de depanare furnizate, modul sondă este echivalent cu un emulator în circuit - visul oricărui dezvoltator al software-ului dependent de hardware. Pentru a conecta portul TAP, Intel propune instalarea unui conector special cu 20 sau 30 de pini pe placa de bază, la care este conectat un cablu de depanare extern. Acest conector transmite semnalele procesorului R / S #, PRDY, TDI, TDO, TMS, TCK și TRST # - tot ce aveți nevoie pentru depanarea în circuit. Dar chiar dacă acest conector nu este pe placa de sistem, vă puteți conecta la terminalele TAP printr-un bloc adaptor special la care este conectată bucla TAP. Blocul este introdus în soclu și în acesta procesorul. Există, de asemenea, tampoane duale pentru depanarea sistemelor cu procesor dual.

Modul SMM este implementat similar procesorilor 386SL și 486SL anteriori, dar începând cu a doua generație este posibil să reporniți instrucțiunile (vezi Tabelul 3.9) și să introduceți SMM folosind un mesaj primit de la magistrala APIC.

Procesoarele Pentium 2 Gen au capacitatea de a reduce consumul de ralanti (Tabelul 5). La semnalul STOPCLK #, procesorul descarcă tampoanele de scriere și intră în modul Stop Grant, în care ceasul majorității nodurilor procesorului se oprește, ceea ce determină o scădere a consumului de energie de aproximativ 10 ori. În această stare, se oprește executarea instrucțiunilor și nu întrerupe service, dar continuă să monitorizeze magistrala de date, monitorizând accesările cache. Procesorul iese din această stare când semnalul STOPCLK # este eliminat. Controlul semnalului STOPCLK # împreună cu utilizarea modului SMM implementează mecanismul de gestionare avansată a energiei APM (Advanced Power Management). În absența activității, circuitul extern (chipset) setează acest semnal printr-o comandă executată în modul SMM. La un eveniment de trezire, circuitul extern (fără participarea procesorului care „dorm”) elimină semnalul și procesorul continuă să funcționeze. În plus, utilizând semnalul STOPCLK #, este posibil să încetiniți procesorul (cu o scădere proporțională a consumului de energie) dacă se aplică un semnal de impuls periodic la această intrare. Ciclul de funcționare va determina raportul de inactivitate al procesorului și, în consecință, performanța acestuia (ca și cum ar reduce condiționalul frecvența ceasului).

Procesorul intră în starea de consum redus Auto HALT PowerDown când se execută instrucțiunea HALT. În această stare, procesorul răspunde la toate întreruperile și continuă, de asemenea, să monitorizeze magistrala. În modul de oprire a sincronizării externe, procesorul consumă energie minimă, dar în acest mod nu îndeplinește nicio funcție, iar alimentarea ulterioară a sincronizării trebuie să fie însoțită de un semnal hard reset RESET.

În prima generație Pentium, există semnale de ieșire care reflectă funcționarea conductelor (IU, IV), fapte de ramificare (IBT) și urmărirea ramificării VTZ-VTO. Cu toate acestea, la procesoarele din a doua generație, aceste concluzii sunt absente - se pare că nu a mai devenit interesant să le observăm. Scopul semnalelor este prezentat în Tabelul 6.

Extensii de arhitectură

Procesoarele Pentium (și mai târziu) au o serie de extensii cu privire la arhitectura subiacentă a procesoarelor pe 32 de biți și evoluția acesteia în procesoarele de a patra generație, care apar pe măsură ce modelele se îmbunătățesc. Pentru a obține informații despre acestea, instrucțiunea CPUID este inclusă în setul de instrucțiuni, care permite programat în orice moment (și nu doar imediat după semnalul RESET) să obțină informații despre clasa, modelul și caracteristicile arhitecturale ale unui anumit procesor. Aplicarea detaliată a acestei instrucțiuni este descrisă în clauza 7.2.

În plus față de arhitectura de bază a procesoarelor pe 32 de biți, Pentium are un set de registre specifice modelului - MSR (Model Specific Registers). Acestea includ un grup de registre de testare (TR1-TR12), instrumente de monitorizare a performanței, adrese și registre de blocare a datelor ale ciclului care au declanșat monitorizarea erorilor mașinii. Numele acestui grup de registre indică posibila lor incompatibilitate pentru diferite clase (Pentium și Pentium Pro) și chiar modele de procesoare. Programul care le folosește trebuie să se bazeze pe informații despre procesor obținute din instrucțiunea CPUID.

Instrumentele de monitorizare a performanței includ temporizatoare în timp real și contoare de evenimente. Contorul de timbru (TSC) este un contor pe 64 de biți care este incrementat cu fiecare ciclu de procesor. Instrucțiunea RDTSC este destinată citirii conținutului acesteia.

Contoare de evenimente CTRO, CTR1, fiecare de 40 de biți, sunt programate pentru a număra evenimente din diferite clase legate de operații de magistrală, execuție de instrucțiuni, evenimente în noduri interne legate de funcționarea conductelor, cache, control punct de întrerupere etc. de la contoare atribuiți independent contorizarea evenimentelor dintr-o listă extinsă. Starea contoarelor poate fi presetată și citită de software. În plus, există semnale PM externe, care sunt programate pentru a indica faptul activării sau revărsării contoarelor corespunzătoare. Deoarece aceste semnale își pot schimba valoarea cu o frecvență care nu depășește frecvența magistralei sistemului, datorită multiplicării frecvenței interne, fiecare apariție a acestor semnale poate reflecta mai multe (până la factorul de multiplicare) fapte de acționare a contorului.

Registrele de testare vă permit să controlați majoritatea unităților funcționale ale procesorului, oferind o oportunitate pentru testarea foarte detaliată a performanței acestora. Folosind biții registrului TR12, puteți dezactiva noile proprietăți arhitecturale (predicția și urmărirea ramurilor, executarea paralelă a instrucțiunilor), precum și funcționarea memoriei cache principale:

• bit 0 - NBP (No Branch Prediction) - interzice umplerea bufferului BPB. În acest caz, aparițiile anterioare continuă să funcționeze; pentru a dezactiva complet predicția, trebuie să încărcați registrul CR3 (acest lucru va determina resetarea tabelei de ramuri);
• bitul 1 - TR - permite formarea unui ciclu special al mesajului ramură;
• bit 2 - SE (Single Pipe Execution) - dezactivează funcționarea celei de-a doua conducte (anulează executarea pereche a instrucțiunilor);
• bit 3 - Cl (Cache Inhibit) - interzice umplerea liniilor cache-ului primar. Spre deosebire de bitul CD al registrului CR0, acest bit nu afectează semnalul PCD, oferind astfel posibilitatea de a opera cache-ul secundar extern atunci când primarul este dezactivat (în scopuri de testare);
• bitul 9 - ITR (U Trap Restart) - permite suport pentru repornirea instrucțiunilor I / O în timpul întreruperilor SMI.

Informațiile tehnice pentru procesoarele Pentium menționează proprietatea „Dimensiune tampon programabil”. Primul lucru care îmi vine în minte atunci când traduci va suna „ca dimensiunea tamponului programabil” și este sugestiv pentru tampoanele de scriere. De fapt, acest lucru nu are nicio legătură cu proprietățile software-ului sau arhitectura logică, ci este capacitatea de a controla proprietățile pur electrice ale circuitelor tampon de interfață.

Sisteme cu procesor dual

Procesoarele Pentium începând cu a doua generație au instrumente de interfață speciale pentru construirea sistemelor cu două procesoare. Interfața permite instalarea a două procesoare pe o magistrală de sistem locală, în timp ce aproape toți pinii lor cu același nume sunt pur și simplu combinați direct. Scopul combinației este fie utilizarea procesării simetrice multiprocesare SMP (Symmetric Multi-Processing), fie construirea sistemelor FRC redundante funcțional (Verificarea funcțională a redundanței).

Într-un sistem SMP, fiecare procesor își îndeplinește propria sarcină atribuită sistem de operare... Astfel de sisteme de operare precum Novell NetWare, Windows NT, Unix au suport SMP. Ambele procesoare partajează resurse computerizate comune, inclusiv memorie și dispozitive externe. La un moment dat, doar un procesor din doi poate controla magistrala; conform anumitor reguli, schimbă rolurile.

Deoarece fiecare dintre procesoare are propriul cache primar intern, sarcina interfeței este de a menține consistența datelor în toate nivelurile ierarhice de RAM (două cache primare, una secundară și memoria principală). Această sarcină este realizată folosind bucle de supraveghere locale percepute de procesor care nu controlează în prezent magistrala pe semnalul ADS # generat de un alt procesor. Semnalele PHIT # și PHITM # sunt răspunsuri la buclele de urmărire locale, dar rolul semnalelor HIT # și HITM # rămâne același - sunt utilizate în buclele de urmărire externe (către ambii procesoare) inițiate de semnalele EADS #.

Hardware-ul tradițional nu mai este potrivit pentru gestionarea întreruperilor hardware în sistemele multiprocesor, deoarece schema anterioară a cererii INTR și transmiterea vectorilor în bucla INTA # se concentrează în mod explicit pe unicitatea procesorului. Pentru a rezolva această problemă, controlerul de întrerupere programabil extins APIC (Advanced Programmable Interruption Controller) a fost introdus în structura procesoarelor Pentium începând cu a doua generație. Acest controler are semnale de întrerupere locale externe LINT și o magistrală de interfață cu trei fire (PICD și PICCLK) prin care ambele procesoare comunică cu APIC pe placa de bază. Cererile de întrerupere locale sunt deservite numai de procesorul ale cărui pini (LINTO, LINT1) își primesc semnalele. Întreruperile partajate (partajate) (inclusiv SMI) vin la procesoare sub formă de mesaje prin intermediul interfeței APIC. În acest caz, controlerele sunt pre-programate, definind funcțiile fiecăruia dintre procesoare în cazul unei întreruperi hardware. APIC-urile fiecărui procesor și controlerul plăcii de bază, conectate prin interfața APIC, efectuează rutare de întrerupere, atât statică, cât și dinamică. Extern, API-ul de întrerupere rămâne compatibil cu controlul controlerului 8259A, făcând prezența APIC transparentă pentru software-ul aplicației. Modul de gestionare a întreruperilor APIC este activat de semnalul APICEN la o resetare hardware, ulterior acesta poate fi dezactivat de software.

Arbitrajul procesoarelor se efectuează utilizând semnale de solicitare privată (PBREQ #) și semnale de confirmare a transferului (PBGNT #) ale controlului autobuzului local. Procesorul - actualul proprietar al autobuzului - va da controlul autobuzului către un alt procesor la cererea acestuia numai după finalizarea operației. Ciclurile interblocate nu pot fi întrerupte de un alt procesor, cu excepția cazului în care accesul la memorie cade în zonă, a cărui imagine modificată se află în memoria cache a altui procesor. În acest caz, indicat de semnalul PHITM #, i se va da controlul pentru a efectua scrierea din cache. Semnalele normale de arbitraj ale sistemului (HOLD, HLDA, BOFF #) într-un sistem cu două procesoare acționează în mod obișnuit, dar sunt percepute și controlate la rândul lor de actualul proprietar al autobuzului local.

În configurația FRC, două procesoare acționează ca un singur logic: o pereche funcțională redundantă master / checker. Procesorul principal (Master) funcționează în modul uniprocesor obișnuit. Procesorul de testare efectuează aceleași operații „în tăcere” fără a controla magistrala și compară semnalele de ieșire ale procesorului principal (testat) cu semnalele pe care le generează singur, efectuând aceleași operațiuni fără a ieși la autobuz. Dacă este detectată o discrepanță, se generează un semnal de eroare IERR, care poate fi tratat ca o întrerupere.

În principiu, sistemele cu procesor dual pot utiliza procesoare cu trepte diferite, dar frecvențele lor de bază trebuie să coincidă (autobuzul, desigur, este sincronizat printr-un semnal comun).

Marcarea și identificarea procesorului Pentium

Procesoarele Pentium au un sistem de etichetare destul de complex. Planul superior al carcasei indică familia căreia îi aparține procesorul, codul produsului și frecvența ceasului.De exemplu, denumirea А80502-90 se referă la al doilea model Pentium cu o frecvență de 90 MHz. Inscripțiile © ’92 ’93 sau © ’92 ’95 din linia de jos nu au nicio legătură cu anul emiterii.

Numărul din trei cifre care urmează SX, SK, SU, SY sau SZ se numește S-BOM, care definește numărul versiunii produsului (pas cu pas) și parametrii săi. Producătorul de trepte (Mfg. Stepping) este codificat cu o succesiune de litere și cifre. Pe măsură ce erorile și modificările minore sunt corectate, cifra crește (adică A1 va fi urmată de A2). Modificările semnificative sunt însoțite de o modificare a literei și de resetarea numărului (de exemplu, după AZ, urmează VO) În cadrul unui singur producător de pași există un grup de produse cu specificații S diferite.

Există următoarele modificări la unii parametri ai procesorului:
STD (Standard) - Putere VCC \u003d 3,135-3,6V pentru procesoarele C2 și mai mari
VR (Volt Reduced) - sursă de alimentare redusă VCC \u003d 3.300-3.465 V;
VRE - pentru C2 și VCC ulterioare \u003d 3,40-3,60 V; pentru pasul B 3.45-3.60V;
MD reprezintă cerințele de sincronizare redusă.

Tensiunea de alimentare este indicată în marcaj în mod explicit (de exemplu, 2,9 V) după specificația S din trei cifre sau codificată în caractere după o bară. În denumirea de tip SK113 / ABC, câmpurile A, B și C conțin următoarele informații:
câmpul A setează domeniul tensiunii de alimentare: S \u003d STD, V \u003d VRE;
câmpul B stabilește specificațiile parametrilor de timp: S - standard, M - cerințe reduse (MD);
câmpul C specifică capacitatea de a lucra într-un sistem cu procesor dual: S - standard, U - un procesor poate funcționa doar într-un sistem cu un singur procesor, nu a fost testat în modul cu procesor dual.

Informațiile despre procesor sunt conținute în registrul EDX după o resetare hard; pot fi obținute și din registrul EAX după executarea instrucțiunii CPUID (rulând, de exemplu, utilitarul CPUID.EXE). Rețineți că informațiile despre frecvența de ceas admisibilă nu sunt stocate în procesor, ci apar doar în marcaj după testele de screening. Tabelul 7 prezintă parametrii procesoarelor fabricate (începând din mai 1997). Primele patru coloane indică biții din registrele EDX sau EAX în care sunt stocate aceste coduri. Tipul 0 se referă la procesorul primar (sau singurul dintr-un sistem uniprocesor), tipul 2 se referă la procesorul secundar al unui sistem cu procesor dual. Familia 5 indică faptul că procesorul aparține clasei Pentium. Modelul indică generația (Pentium 60/66 a reprezentat modelul 1). Pasul producătorului (Mfg. Pasul) reflectă simbolic modelul, pasul numeric și tipul de caroserie. Acest tabel poate fi utilizat pentru a rezolva îndoielile cu privire la utilizarea corectă a unui anumit procesor într-un anumit mediu. Pentru sistemele uniprocesor, nivelul de tensiune de alimentare este de cel mai mare interes.

Tabelul 7. Modificări ale procesoarelor Pentium 75-200 MHz

Procesoarele pentru aplicații mobile au un consum redus de energie și o toleranță mai mare la temperatură, ceea ce le permite să fie utilizate în cazuri destul de înghesuite, cu condiții de ventilație slabe.

Tipuri de socluri pentru procesoare Pentium

Au fost dezvoltate trei tipuri de prize pentru instalarea procesoarelor Pentium - 4, 5 și 7 (tabelele 8 și 9).

Soclul 4 (Fig. 3) este destinat procesoarelor de prima generație (60 și 66 MHz). Are o matrice de 21x21 pini și o sursă de alimentare de 5V.

Socket 5 este destinat procesorilor Pentium de a doua generație cu o frecvență de până la 100 MHz, pentru care factorul de multiplicare este fixat la 1,5 și se utilizează o singură tensiune de alimentare de aproximativ 3,3 V. Ieșirile matricei sale 37x37 sunt eșalonate (Fig. 4).

Tabelul 11. Porniți soclul 7

Procesoare compatibile Pentium

Pe lângă clasicul Pentium de la Intel, procesoarele din a cincea generație includ și o serie de procesoare de la alte companii. Unele dintre ele au unele caracteristici ale procesoarelor din a șasea generație, dar în acest capitol vom lua în considerare procesoarele care au o interfață compatibilă cu procesorul Pentium.

AMD produce două familii de procesoare care sunt compatibile cu pinul cu Pentium - K5 și K6. Procesoarele de acest tip pot fi instalate în soclurile 7, unele versiuni ale K5 pot funcționa în soclurile 5. Procesoarele sunt software compatibile cu familia x86 și au o siglă care indică compatibilitatea cu Windows. Cu toate acestea, pot fi instalate în siguranță numai pe plăcile de bază, în descrierea cărora există o indicație explicită a posibilității de utilizare a acestora. În caz contrar, pot apărea probleme cu memoria cache, care nu sunt detectate de multe programe de testare. Plăcile de bază care acceptă procesoarele AMD iau în considerare unele particularități ale modurilor de operare ale circuitelor de interfață tampon.

Procesoarele AMD, ca întotdeauna, dispun de instrumente avansate SMM și de gestionare a energiei. Prețul acestor procesoare este mai mic decât produsele similare de la Intel.

AMD K5 PR75 / 90/100/120/133/166 și versiuni ulterioare - Procesoare compatibile cu Pentium concepute pentru instalarea în socket 7. Comparativ cu procesoarele Intel, aceste procesoare au unele caracteristici ale celei de-a șasea generații: conducte mai complexe, execuție prin presupunere, schimbare ordinea de executare a instrucțiunilor, redenumirea registrelor și altele. P-Rating este utilizat în desemnarea performanței (a se vedea clauza 7.3), iar frecvența ceasului de bază poate fi mai mică decât desemnarea PR. De exemplu, un procesor cu denumirea AMD-K5 PR133ABQ 100MHz are un rating P de 133 și o frecvență de bază de 100 MHz. Literele care urmează valorii PR reprezintă următorii parametri:

A - tip pachet (SPGA),

V - tensiunea de alimentare.

Opțiuni posibile pentru procesoare cu o singură alimentare:

V \u003d 3,5V (3,45-3,60)

C \u003d 3,3 V (3,30-3,465)

F \u003d 3,3 V (3,135-3,465)

Pentru viitoarele procesoare cu putere separată de bază și interfață:

G \u003d x / y - detectare automată

Q este temperatura corporală admisibilă. Opțiunile sunt:

Uneori aceleași procesoare sunt denumite AMD5K86 75 MHz (90, 100 ...).

Procesoarele au frecvențe externe de 50, 60 și 66,66 MHz, dar utilizează o gamă diferită de factori de multiplicare: 1,5, 1,75, 2, așa cum se arată în Tabelul 12.

Pinul BF (care coincide cu BF0) în primele modele a permis setarea unui factor de 1,5 (BF \u003d 1) sau 2 (BF \u003d 0). Pinii BF vă permit să setați coeficienții 1,5 (BF \u003d 10 sau I), 1,75 (BF \u003d 00). Combinația 11 este rezervată.

Procesoarele acceptă capacitatea de arhitectură cu procesor dual-redundant (FRC), dar nu au o interfață cu sistemele simetrice multiprocesor.

Ca și în generația Pentium 2, interfața JTAG este suplimentată cu semnale R / S # și PRDY, care implementează modul de depanare a probei.

AMD-KB MMX este un procesor cu arhitectură de bază și proprietăți care amintesc de Pentium II (sau Pentium Pro cu suport MMX, care este aproximativ același). Cu toate acestea, spre deosebire de aceste procesoare, AMD-KB MMX nu are un cache secundar intern și este instalat în socketul standard 7, care este o caracteristică foarte atractivă. Întrebarea aplicabilității acestui procesor pe plăcile de bază răspândite se bazează în principal pe suportul unui anumit versiunea BIOSa căror înlocuire la utilizarea memoriei flash nu reprezintă o problemă tehnică majoră. Procesorul are o memorie cache primară separată de date și instrucțiuni, fiecare de 32 KB. Cache-ul de date este cu două porturi, acceptă scrierea. Cache-ul de instrucțiuni are o zonă suplimentară pentru instrucțiuni pre-decodate. Predicția ramurii se realizează într-o schemă în două etape, oferind o încredere de predicție de 95%. Fără a intra în detalii despre soluțiile arhitecturale, putem spune că acest procesor reflectă aproape toate realizările procesorului Pentium AND, inclusiv modurile de consum și controlul ceasului. Spre deosebire de procesoarele Intel P54 și P55, procesorul AMD-KB MMX nu are suport încorporat pentru sistemele multiprocesor, inclusiv APIC. Nu are semnal de verificare a autobuzului (BUSCHK), nu are mod de sondă și nu are semnal de punct de întrerupere (BP) și monitor de performanță (PM).

Sursa de alimentare a miezului (VCC2 \u003d 2,9 V pentru 166 și 200 MHz și VCC2 \u003d 3,2 V pentru 233 MHz) și circuitele de interfață (VCC3 \u003d 3,3 V) sunt separate, ceea ce reduce disiparea puterii, care nu depășește 17,2, 20,0 și 28,3 W pentru procesoare cu frecvențe de 166, 200 și respectiv 233 MHz. În modul Stop Grant, consumul este redus la sute de miliwați.

Frecvența de intrare este de 66,66 MHz, factorul de multiplicare este stabilit de trei semnale BF în conformitate cu datele din Tabelul 13. Procesorul KB are o intrare suplimentară pentru controlul multiplicatorului de frecvență BF2, care este absent în Pentium.

Conform scopului pinilor BF cu BF2 \u003d 1, procesorul coincide cu Intel Pentium MMX; pentru a obține coeficienții 4.5-5.5, placa de bază trebuie să aibă un al treilea jumper.

Procesoarele Cyrix sunt din a cincea generație în arhitectură și în ambele direcții. Ei folosesc arhitectura principală a cache-ului Princeton (instrucțiuni partajate și cache de date) cu unele suplimentare trăsături arhitecturale... Un mecanism special (eliminarea dependenței de date) reduce numărul de opriri ale conductelor procesorului („punct inflamat” al Pentium Pro la aplicațiile pe 16 biți).

Cyrix 6x86 (Ml) - procesoare, compatibile pin cu Pentium, dar având caracteristici arhitecturale ale celei de-a șasea generații de procesoare. Acestea includ redenumirea registrelor, executarea pe speculații, schimbarea ordinii de execuție a instrucțiunilor etc. Cache-ul primar unificat de 16 KB este utilizat atât pentru instrucțiuni, cât și pentru date; în plus, există un cache de instrucțiuni de 256 de octeți. Procesorul este instalat în soclul 7. În ciuda avansului arhitecturii, Windows 95 și unele programe de diagnosticare pot identifica în mod greșit procesorul 6x86 ca fiind 486. Cu toate acestea, dacă BIOS-ul acceptă procesorul Cyrix, ecranul inițial POST detectează tipul corect de procesor. Dacă Windows 95 l-a definit ca un Pentium, este posibil ca programele care utilizează instrucțiuni specifice Pentium să nu funcționeze corect, deoarece nu toate aceste instrucțiuni sunt implementate în procesorul 6x86. La fel ca în procesoarele Cyrix 5x86, există aceeași „durere în creștere” - cu acest procesor unele programe pot „atârna”, în special cele scrise utilizând sistemul Clipper. Ideea este din nou în întârzierile implementate în buclele programului. Pentru a le prelungi, firma oferă programe speciale de întârziere disponibile la ftp://ftp.cjnix.com/tech/pipeloop.exe. Pentru a utiliza pachetul 3D-Studio cu acest procesor, sunt oferite fișiere Patch, disponibile la ftp://ftp.ktx.com/download/patches/3dsr4/fast_cpu/ fstcpufx.exe.

În desemnarea tipului Cyrix 6x86-P120 +, elementul 120+ înseamnă performanța care depășește performanța procesorului Pentium 120 MHz (P-rating). Sunt disponibile procesoare cu performanțe P120 +, P133 +, P150 +, P166 + și P200 +. Trăsătura lor distinctivă este un factor de multiplicare fix de două și viteze de ceas de bază care sunt mai mici decât cele ale procesoarelor Pentium corespunzătoare. Frecvențele procesorului extern sunt 50, 55, 60, 66,66 și 75 MHz, ceea ce creează unele probleme: 55 MHz (pentru P133 +) nu este disponibilă pe toate plăcile de bază datorită utilizării sale de către un singur tip de procesor și 75 MHz (pentru P200 + ) este rar acceptat deoarece placa de bază este încă prea mare pentru multe componente.

Procesoarele 6x86 utilizează sursa de alimentare 3.3 (au elementul С016 în denumire) sau 3.52 V (С028, С052), tensiunea de alimentare poate fi indicată în marcaj și în mod explicit. Consumul de energie ajunge la 25 W (la nivelul Pentium Pro), ceea ce pune cerințe mai stricte în ceea ce privește răcirea procesorului și disiparea puterii regulatorului de tensiune extern. Temperatura maximă admisă a carcasei este de + 70 ° С. Procesoarele 6x86L alimentate separat folosesc 2,8V pentru alimentarea nucleului și 3,3V pentru alimentarea circuitelor de interfață. În ceea ce privește consumul și răcirea, nu există probleme speciale cu acestea.

Cyrix 6x86МХ este o versiune îmbunătățită a procesorului Ml, care include suport pentru ММХ, implementarea instrucțiunilor specifice Pentium (monitorizarea performanței, contor în timp real) și un cache primar unificat extins la 64 KB. Factorii de multiplicare variabili 2, 2,5, 3 și 3,5 facilitează selectarea frecvenței externe (Tabelul 14).

Procesoarele sunt instalate în mufa 7. Sursa de alimentare de bază 2,8 V, circuite de interfață 3,3 V.

Procesoarele Cyrix fabricate la fabricile IBM sunt vândute sub marca IBM.

Procesorul Cyrix MediaGX ™ redefinește arhitectura procesorului PC-ului pentru sistemele portabile și desktop ieftine. În plus față de nucleul obișnuit care implementează setul de instrucțiuni Pentium, procesorul are un controler grafic VGA integrat cu acceleratoare 2D care utilizează o arhitectură de memorie UMA unificată, precum și un canal audio. Procesorul are o memorie dinamică și o interfață de magistrală PCI. Încă un cristal Cx5510 cu controlere ISA, autobuze IDE, toate tradiționale mijloace sistemice Port PC și MIDI.

Procesorul, împreună cu cristalul său însoțitor, este proiectat pentru a fi instalat pe plăci principale specializate. De la începutul lunii iunie 1997, sunt disponibile procesoare cu frecvențe de bază de 120, 133 și 150 MHz.

În puțin mai mult de 10 ani de existență, procesoarele Intel Pentium au parcurs un drum lung. Numai viteza ceasului a crescut de peste 53 de ori, de la 60 MHz la 3200 MHz. Intel este, de asemenea, autorul multor dezvoltări, care ulterior au fost utilizate de companii precum AMD și VIA.

În doar acești 10 ani, au fost lansate următoarele familii de procesoare:

• 1993 - Intel Pentium
• 1995 - Intel Pentium PRO
• 1997 - Intel Pentium MMX
• 1997 - Intel Pentium II
• 1999 - Intel Pentium !!!
• 2000 - Intel Pentium 4

Acum să aruncăm o privire mai atentă pe fiecare dintre ele.

Totul a început pe 22 martie 1993. Atunci Intel introduce primele procesoare sub numele de marcă Pentium, care de mulți ani a devenit sinonim cu procesorul de text.

A fost primul procesor cu o structură cu două conducte. Purta un nume de cod P5... Avea frecvențe de ceas de 60 și 66 MHz. Frecvența autobuzului a coincis cu frecvența ceasului procesorului. Procesoarele conțineau peste 3,1 milioane de tranzistoare și au fost produse folosind tehnologia de 0,80 microni, iar ulterior - tehnologia de 0,60 microni. Memoria cache L1 avea 16 KB - 8 KB pentru date și 8 KB pentru instrucțiuni, în timp ce memoria cache L2 era localizată pe placa de bază și putea avea până la 1 MB. Procesorul a fost produs pentru Socket 4.

Un an mai târziu, în martie 1994 ani Intel lansează a doua generație Pentium (core P54).

Procesorul avea frecvențe de la 75 la 200 MHz. Frecvența autobuzului 50-66 MHz. Dimensiunea cache L1 rămâne aceeași la 16 KB (8 KB pentru date și 8 KB pentru instrucțiuni). Cache-ul L2 a rămas pe placa de bază și ar putea avea un volum de până la 1 MB. Intel folosește un proces de fabricație mai avansat de 0,50 microni pentru acest procesor. Procesorul conținea peste 3,3 milioane de tranzistoare. Produs pentru soclul 5, ulterior soclul 7.

Pentium PRO

1 noiembrie 1995, lansarea procesorului Pentium PRO (nume de cod P6), a început numărătoarea inversă a celei de-a șasea generații de procesoare. Acestea s-au distins de generația anterioară prin utilizarea tehnologiei de execuție dinamică - schimbarea ordinii de execuție a instrucțiunilor și arhitectura unei magistrale duble independente. S-a adăugat o altă magistrală care conectează procesorul la memoria cache L2, care este încorporată în nucleu. Ca urmare, cache-ul L2 a fost utilizat pentru prima dată, funcționând la frecvența procesorului. Dimensiunea inițială a memoriei cache L2 este de 256 KB; până la 18 august 1997 a ajuns la 1024 KB. Dimensiunea maximă este de 2048 Kb. Cache-ul de primul nivel rămâne același: 8 KB + 8 KB. Avea frecvențe de ceas de 150, 166, 180, 200 MHz.

Procesoarele Pentium PRO au fost fabricate în pachete SPGA (Staggered Pin Grid Array) cu o matrice de pini. Au fost instalate două cristale într-un singur pachet - un nucleu de procesor și o memorie cache de nivel secundar din propria noastră producție. Instalat în soclul 8 cu capacitatea de a combina până la 4 procesoare pentru procesarea simetrică multiprocesor. Autobuz 60-66 MHz. În calculul pe 32 de biți și multitasking, a depășit semnificativ performanța Pentium, dar a pierdut în aplicațiile pe 16 biți. Procesorul de 150 MHz a fost produs folosind procesul tehnic de 0,60 µm, modelele mai vechi - 0,35 µm. Pentium PRO consta din peste 5,5 milioane de tranzistoare, plus 15,5 până la 31 de milioane de cache incluse. Pentium MMX

La 8 ianuarie 1997 procesorul a fost lansat Pentium cu tehnologie MMX (nume de cod P55), care este o continuare a liniei Pentium, în care pentru prima dată a fost implementat un nou set de 57 de comenzi MMX (Multi Media eXtention), care crește semnificativ performanța unui computer în aplicațiile multimedia (de la 10 la 60%, în funcție de optimizare).

A fost produs cu frecvențe de ceas de 166, 200 și 233 MHz. A funcționat pe un autobuz de 66 MHz. În comparație cu Pentium, memoria cache L1 a fost dublată la 32 KB. Ca în versiunile anterioare a fost aplicat un cache separat: 16 KB pentru date și 16 KB pentru instrucțiuni. Merită spus că o astfel de diviziune (și dimensiune) a cache-ului L1 a devenit un fel de standard de mulți ani. Cache-ul L2, ca și predecesorul său, a rămas pe placa de bază și ar putea avea un volum de până la 1 MB. Procesoarele au fost produse folosind tehnologia de 0,35 microni și au fost formate din 4,5 milioane de tranzistoare. Proiectat pentru soclul 7.

Pentium II

Primii procesoare numite Pentium II au apărut pe 7 mai 1997. Aceste procesoare combină arhitectura Pentium PRO și tehnologia MMX. Comparativ cu Pentium Pro, dimensiunea cache-ului primar este dublată (16 KB + 16 KB). Procesorul folosește o nouă tehnologie de carcasă - un cartuș cu un conector de margine imprimat, către care este scos magistrala de sistem: S.E.C.C (Single Edge Contact Cartridge). A fost produs în designul Slot 1, care a necesitat în mod natural o actualizare a plăcilor de bază vechi. Cartușul cu dimensiuni de 14 x 6,2 x 1,6 cm conține un microcircuit core procesor (Core Core), mai multe microcircuite care implementează o memorie cache secundară și elemente discrete auxiliare (rezistențe și condensatori).

Această abordare poate fi considerată un pas înapoi - Intel a elaborat deja tehnologia de încorporare a memoriei cache L2 în nucleu. Dar în acest fel a fost posibil să se utilizeze cipuri de memorie de la terți. La un moment dat, Intel considera această abordare promițătoare pentru următorii 10 ani, deși după un timp scurt o abandonează.

În același timp, se păstrează independența magistralei cache secundare, care este strâns legată de nucleul procesorului prin propriul său autobuz local. Frecvența acestui autobuz a fost jumătate din frecvența de bază. Deci, Pentium II avea un cache mare care rulează la jumătate din frecvența procesorului.

Primii procesoare Pentium II (denumite în cod Klamath), care a apărut la 7 mai 1997, avea doar aproximativ 7,5 milioane de tranzistoare nucleul procesorului și au fost efectuate folosind tehnologia 0,35 μm. Aveau viteze de ceas de bază de 233, 266 și 300 MHz cu o magistrală de sistem de 66 MHz. În același timp, cache-ul secundar funcționa la jumătate din frecvența de bază și avea un volum de 512 KB. Pentru aceste procesoare a fost dezvoltat Slot 1, care seamănă foarte mult cu Socket 8 pentru Pentium Pro în compoziția semnalului. Cu toate acestea, Slotul 1 permite combinarea a doar câteva procesoare pentru a implementa un sistem multiprocesor simetric sau un sistem cu control de funcționalitate redundant (FRC). Deci, acest procesor este un Pentium Pro mai rapid cu suport MMX, dar cu suport redus pentru multiprocesare.

Pe 26 ianuarie 1998, a fost lansat un procesor din linia Pentium II cu numele de bază - Deschutes... Din Klamath a fost mai subtil proces tehnologic - 0,25 microni și o frecvență a autobuzului de 100 MHz. Avea frecvențe de ceas de 350, 400, 450 MHz. A fost produs în designul S.E.C.C, care la modelele mai vechi a fost înlocuit cu S.E.C.C.2 - cache-ul se află pe o parte a miezului și nu pe două, ca în Deschutes standard, și un suport de răcire modificat. Ultimul nucleu utilizat oficial în procesoarele Pentium II, deși ultimele modele Pentium II 350-450 a venit cu un nucleu care semăna mai mult cu Katmai - numai, desigur, cu un SSE tăiat. Există încă suport MMX. Cache-ul de primul nivel este același 32 KB (16 + 16). Nici cache L2 nu s-a schimbat - 512 KB funcționează la jumătate de frecvență. Procesorul era format din 7,5 milioane de tranzistoare și a fost produs pentru conectorul Slot 1.

Pentium II OverDrive - acesta este numele procesorului lansat la 11 august 1998 pentru actualizarea Pentium PRO pe plăci de bază vechi și pentru a lucra în Socket 8).

Purta un nume de cod P6T... Avea o frecvență de 333 MHz. Primul cache de nivel a fost de 16 KB pentru date + 16 KB pentru instrucțiuni, cel de-al doilea cache a avut dimensiunea de 512 KB și a fost integrat în nucleu. A funcționat la frecvența procesorului. Autobuz de 66 MHz. Acesta conținea 7,5 milioane de tranzistoare și a fost fabricat folosind tehnologia procesului de 0,25 microni. Suport pentru setul de instrucțiuni MMX.

O nouă ramură în direcția tehnologiei microprocesorului pentru Intel a fost lansarea versiunilor mainstream paralele, „ușoare” și versiuni mai ieftine. Aceasta este seria Celeron... La 15 aprilie 1998 a fost introdus primul procesor, care poartă numele Celeron și a urmărit la 266 MHz.

Nume de cod Covington... Acest procesor este un Pentium II „tăiat”. Celeron este construit deasupra nucleului Deschutes fără cache L2. Ceea ce, desigur, i-a afectat performanța. Dar a accelerat foarte bine (de la o dată și jumătate la două ori). Dacă overclockarea Pentium II era limitată de frecvența maximă a cache-ului, atunci pur și simplu nu era acolo!

Celeron a lucrat pe un autobuz de 66 MHz și a repetat toate caracteristicile principale ale strămoșului său - Pentium II Deschutes: cache de primul nivel - 16 KB + 16 KB, MMX, tehnologie de proces de 0,25 microni. 7,5 milioane de tranzistori. Procesorul a fost produs fără un cartuș de protecție - constructiv - S.E.P.P (Single Edge Pin Package). Conector - Slot 1.

Începând cu o frecvență de 300 MHz, au apărut procesoarele Celeron cu o memorie cache de nivel secundar integrată care funcționează la frecvența procesorului de 128 KB. Nume de cod - Mendocino... Lansat 8 august 1998. Datorită cache-ului cu viteză maximă pe care îl are productivitate ridicatăcomparabil cu Pentium II (presupunând aceeași frecvență a magistralei de sistem). Au fost produse cu frecvențe de ceas de la 300 la 533 MHz. La 30 noiembrie 1998, a fost lansată o versiune a procesorului cu construcția P.P.G.A (Plastic Pin Grid Array), care funcționa în Socket 370.

Până la 433 MHz a fost produs în două construcții: S.E.P.P și P.P.G.A. De ceva timp, variantele Slot-1 (266 - 433 MHz) și Socket-370 (300A - 533 MHz) au existat în paralel, în cele din urmă, prima a fost înlocuită treptat cu cea din urmă.

Noul Celeron a fost un pas către Pentium !!!, dar din moment ce a funcționat pe autobuzul de 66 MHz, nu a putut arăta toate avantajele cache-ului integrat de mare viteză. De când cache-ul a fost integrat în nucleu, numărul tranzistoarelor care alcătuiesc procesorul a crescut semnificativ - 19 milioane Procesul tehnic a rămas același - 0,25 microni.

Pentru computerele puternice, familia este concepută Xeon... Pentium II Xeon este versiunea server a procesorului Pentium II, care a înlocuit Pentium PRO. Produs pe bază Deschutes și s-a diferit de Pentium II prin cache și design L2 mai rapid (full-speed) și mai încăpător (există opțiuni cu 1 sau 2 MB). Produs în design S.E.C.C pentru slotul 2. Acesta este și un conector de margine, dar cu 330 pini, regulator de tensiune VRM, dispozitiv de memorie EEPROM. Capabil să lucreze în configurații multiprocesor. A fost lansat pe 29 iunie 1998.

Cache-ul de al doilea nivel, ca și în Pentium PRO, este cu viteză maximă. Numai aici se află pe aceeași placă cu procesorul și nu este integrat în nucleu. Cache de primul nivel - 16 Kb + 16 Kb. Frecvența autobuzului este de 100 MHz. Set de instrucțiuni MMX acceptat. Procesorul a funcționat la frecvențe de 400 și 450 MHz. A fost produs folosind procesul tehnic de 0,25 microni. și conținea 7,5 milioane de tranzistoare.

Aici se termină dezvoltarea liniei Pentium II. Începând cu Pentium II, Intel a identificat trei domenii principale de fabricație a procesorului: Pentium - procesor performant pentru stații de lucru și uz casnic, Celeron - pentium bugetar pentru birou sau acasă, Xeon - versiune de server cu performanță sporită.

Pentium !!!

Primii procesoare numite Pentium !!! diferă puțin de Pentium II. Au lucrat pe același autobuz cu o frecvență de 100 MHz (ulterior, din 27 septembrie 1999, au apărut modele care funcționau pe un autobuz de 133 MHz), au fost produse în S.E.C.C. 2 și au fost proiectate pentru a fi instalate în slotul 1.

Memoria cache rămâne aceeași: L1 - 16 Kb + 16 Kb. L2 - 512 KB alocați pe placa procesorului și rulează la jumătate din frecvența procesorului. Principala diferență este extinderea setului de instrucțiuni SIMD - SSE (Streaming SIMD Extensions). Setul de instrucțiuni MMX a fost, de asemenea, extins și mecanismul de redare a memoriei a fost îmbunătățit. Numele de cod al nucleului Katmai... Lansat pe 26 februarie 1999. Procesorul funcționa la frecvențe de 450-600 MHz și conținea 9,5 milioane de tranzistori. La fel ca predecesorul - Pentium II Deschutes, a fost produs folosind procesul tehnic de 0,25 microni.

Mină de cupru - acesta a fost numele următorului nucleu al procesorului Pentium !!!, care l-a înlocuit pe Katmai pe 25 octombrie 1999. De fapt, Coppermine este un procesor nou și nu un rafinament al Deschutes. Noul procesor avea o memorie cache L2 de 256 KB integrată în nucleu (Advanced Transfer Cache).

Produs folosind procesul tehnic de 0,18 microni. Subțierea tehnologiei de la 0,25 la 0,18 microni a făcut posibilă adăpostirea unui număr mai mare de tranzistoare pe miez și acum există 28 de milioane dintre ele, față de 9,5 milioane în vechiul Katmai. Cu toate acestea, cea mai mare parte a tranzistoarelor nou introduse aparține cache-ului L2 integrat. Memoria cache L1 a rămas neschimbată. Seturi de comenzi MMX și SSE acceptate. Produs pentru prima dată în S.E.C.C. 2, dar din moment ce memoria cache este acum integrată în nucleul procesorului, placa procesorului nu era necesară și a crescut doar costul procesorului. Prin urmare, în curând au început să apară procesoare în construcția FC-PGA (Flip-Chip PGA). La fel ca Celeron Mendocino, au lucrat în Socket 370.

Cu toate acestea, a existat o compatibilitate limitată cu plăcile de bază mai vechi. Deoarece procesorul funcționa acum la viteze de ceas mai mari, nucleul era situat deasupra și avea contact direct cu radiatorul. Coppermina era cel mai recent procesor pentru Slot 1. A funcționat pe autobuze de 100 și 133 MHz (în numele procesorului, autobuzul 133 a fost notat cu litera B, de exemplu - Pentium !!! 750B). Procesoarele cu miez Coppermine funcționau la viteze de ceas de la 533 la 1200 MHz. Primele încercări de a elibera un procesor pe acest nucleu cu o frecvență de 1113 MHz s-au încheiat cu eșec, deoarece a funcționat foarte instabil în moduri extreme, iar toate procesoarele cu această frecvență au fost reamintite - acest incident a afectat foarte mult reputația Intel.

Nucleu Tualatin a înlocuit Coppermine la 21 iunie 2001. În acest moment, primele procesoare Pentium 4 erau deja pe piață, iar noul procesor era destinat să testeze noul 0,13 microni. tehnologie, precum și pentru a umple nișa procesoarelor de înaltă performanță, deoarece performanța primului Pentium 4 a fost destul de scăzută. Tualatin este denumirea inițială a proiectului global Intel de a muta fabricarea procesorului la tehnologia de 0,13 microni. Procesorii înșiși cu noul nucleu au fost primele produse care au apărut în cadrul acestui proiect.

Nu există multe modificări în nucleul propriu-zis - a fost adăugată doar tehnologia „Data Prefetch Logic”. Îmbunătățește performanța prin preîncărcarea datelor cerute de aplicație în cache. În plus, diferența dintre aceste miezuri constă în tehnologia de producție utilizată - Coppermina este fabricată folosind tehnologia de 0,18 microni, iar Tualatin - 0,13 microni. Conectorul pentru noul procesor a rămas același - Socket 370, dar designul a fost schimbat în FC-PGA 2, care a fost utilizat în procesoarele Pentium 4. Se diferențiază de vechiul FC-PGA în primul rând prin faptul că miezul este acoperit cu o placă de disipare a căldurii, care îl protejează și de deteriorarea la instalarea radiatorului.

Odată cu lansarea Tualatin, linia Pentium !!! „împărțit” în două clase - procesoare desktop și server. În prima, cache-ul L2 a rămas la 256 KB, în cel din urmă, s-a dublat la 512 KB; de asemenea, versiunea desktop a noului P-III (aka Desktop Tualatin) nu avea suport SMP. Cache de primul nivel - 16 Kb + 16 Kb. Trebuie spus că Desktop Tualatin nu a durat mult: a fost furnizat doar producătorilor mari de PC-uri și a fost retras de pe piață pentru a nu concura cu Pentium 4. Dar Pentium !!! Procesoare, deoarece performanța procesoarelor Xeon nu era suficientă, iar Pentium 4 nu avea suport SMP și, într-adevăr, prezenta o performanță destul de scăzută.

După cum s-a menționat mai sus, procesoarele Tualatin au fost produse folosind cel mai avansat 0,13 microni. proces tehnic, a lucrat pe un autobuz cu o frecvență de 133 MHz și consta din 44 de milioane de tranzistoare. Seturi de instrucțiuni acceptate MMX și SSE. Procesorul a funcționat la frecvențe de la 1 GHz la 1,33 GHz (Desktop Tualatin) și de la 1,13 GHz la 1,4 GHz (versiunea server).

Destul de recent am aflat informații destul de interesante - se pare că Intel dezvoltă un procesor care trebuia să fie o continuare a liniei Pentium !!! Acest procesor s-a bazat pe nucleul Tualatin actualizat folosind 0,13 microni. proces tehnic. Principala sa diferență față de Tualatinul obișnuit a fost crescută până la 1024 KB. Cache L2 și magistrală de sistem de 166 MHz! Frecvențele trebuiau să atingă cel puțin 2,0 GHz. Dar Intel, bazându-se pe procesorul Pentium 4, abandonează noul Tualatin. Chiar dacă Celeron Tualatin, fiind overclockat la aproximativ 1,7 GHz, concurează cu ușurință nu numai cu Celeron Willamette, ci și cu Pentium 4, noul Tualatin echipat cu un cache imens și autobuz rapid nu le-ar lăsa nicio șansă.

După lansarea procesoarelor Pentium !!!, Intel, pentru a nu pierde poziții pe piață procesatori de buget, a continuat lansarea liniei Celeron. Acum erau procesoare complet diferite - Intel repetă experiența creării primelor procesoare numite Celeron: folosește nucleul procesorului Pentium !!! cu cache-ul celui de-al doilea nivel tăiat la 128 kb și o magistrală lentă de 66 MHz.

Pe 29 martie 2000, apar primele procesoare Celeron de pe nucleu Coppermine 128 sau Coppermine Lite.

După cum sugerează și numele, procesorul se bazează pe nucleul Coppermine cu jumătate din memoria cache L2. La fel ca fratele mai mare - Pentium !!! Coppermine, noul Celeron, are un set de instrucțiuni SSE suplimentare, memorie cache încorporată rapidă și este fabricat conform aceluiași standard tehnologic (0,18 microni), diferind doar în dimensiunea cache L2 - 128 KB față de 256 KB în Pentium !!! (cel mai jignitor lucru este că memoria cache este prezentă fizic în procesor, este pur și simplu dezactivată). Funcționează în același soclu 370.

Primele procesoare au apărut cu o frecvență de 566 MHz și au funcționat pe o magistrală de 66 MHz. Mai târziu, pe 3 ianuarie 2001, odată cu lansarea versiunii de 800 MHz, Celeron a trecut la o magistrală de 100 MHz mai rapidă. Frecvența maximă a acestor procesoare a fost de 1100 MHz. Cache de primul nivel: 32 KB (16 KB pentru date și 16 KB pentru instrucțiuni). Procesorul era format din 28,1 milioane de tranzistoare.

Niciodată înainte Celeron nu a fost atât de aproape de un procesor Pentium. De la Pentium !!! Desktop Tualatin avea doar o magistrală mai lentă de 100 MHz. În general, lăsând memoria L2 neschimbată și reducând frecvența FSB la 100 MHz pentru nucleul Tualatin pentru utilizarea desktopului, Intel a lansat un „nou Celeron”. Procesoarele au fost produse cu frecvențe de ceas de la 900 MHz la 1400 MHz, constau din 44 de milioane de tranzistoare, suportate MMX, SSE. Procesul tehnic este de 0,13 microni. Produs în design FC-PGA 2 pentru soclul 370.

Odată cu lansarea Pentium !!! Intel continuă să lanseze procesoare de server bazat pe noua generație Pentium. Pe 17 martie 1999 a fost lansat primul procesor din linia Pentium !!! Xeon.

Numele codului nucleului Tăbăcar... A fost construit pe baza Pentium !!! Katmai. Conține 512, 1024 sau 2048 KB cache L2 cu viteză maximă. Cache de primul nivel - 16 Kb + 16 Kb. A fost produs cu frecvențe de 500 și 550 MHz folosind 0,25 microni. proces tehnic și consta din 9,5 milioane de tranzistoare. Operat pe magistrala de sistem de 100 MHz. Produs în designul S.E.C.C pentru Slot 2. Acesta a fost conceput pentru a fi utilizat în servere și stații de lucru cu două, patru, opt procesoare (și mai multe).

Odată cu trecerea la Pentium !!! pe noul nucleu din 25 octombrie 1999 a apărut o modificare a procesorului Xeon cu un nou nucleu Cascade... Practic, a fost nucleul modernizat al Coppermine. Procesorul avea de la 256 KB la 2048 KB de cache L2 și funcționa la frecvențe ale magistralei de sistem de 100 și 133 MHz (în funcție de versiune). Au fost produse procesoare cu frecvențe de la 600 la 900 MHz. Procesoarele cu o frecvență de 900 MHz de la primul lot au fost supraîncălzite și expedierile lor au fost suspendate temporar. La fel ca predecesorul său, Xeon Cascades a fost proiectat pentru a se încadra în slotul 2. A fost produs folosind 0,18 microni. proces tehnic și consta din 28,1 milioane de tranzistoare. Ar putea lucra în servere și stații de lucru cu două, patru și opt procesoare.

Bazat pe nucleu Tualatin Procesoarele Xeon nu au fost lansate. Au fost înlocuite de Pentium !!! - S, pe care le-am menționat mai sus. Procesoare Xeon a acceptat seturile de comenzi MMX și SSE.

Pentium 4

Având multe probleme în timp ce încercați să creșteți frecvența procesorului Pentium !!! pe un nucleu Coppermine peste 1 GHz, inginerii Intel au realizat că vechea arhitectură a procesorului, care nu s-a schimbat de la Pentium Pro, necesită schimbări radicale. Și, deși tranziția producției la 0,13 microni va ajuta Pentium !!! cu aproximativ un an în plus, este destul de demn să-și desfășoare activitatea, potențialul acestei arhitecturi este aproape epuizat și compania a dezvoltat o nouă arhitectură pentru noile sale procesoare pe 32 de biți, pe care le numește Intel NetBurst Micro-Architecture. Pentru ca procesoarele să funcționeze la frecvențe de ordinul câtorva gigaherți, Intel mărește lungimea conductei Pentium 4 până la 20 de pași (Hyper Pipelined Technology), datorită cărora a fost posibil să se realizeze funcționarea procesorului la o frecvență de 2 GHz chiar și cu normele tehnologice de 0,18 microni. Cu toate acestea, datorită unei astfel de creșteri a lungimii conductei, timpul de execuție al unei instrucțiuni în ciclurile procesorului este, de asemenea, mult crescut. Prin urmare, compania a lucrat din greu la algoritmi de predicție de tranziție (Advanced Dynamic Execution).

Memoria cache L1 din procesor a suferit modificări semnificative. Spre deosebire de Pentium !!!, a cărui cache ar putea stoca instrucțiuni și date, Pentium 4 are doar 8 KB de cache de date. Comenzile sunt stocate în așa-numita Trace Cache. Acolo sunt stocate deja în formă decodificată, adică sub forma unei secvențe de micro-operațiuni care sunt trimise unităților de execuție ale procesorului pentru executare. Capacitatea acestui cache este de 12.000 de micro-op-uri.

Tot în noul procesor, setul de comenzi a fost extins - SSE2... În plus față de cele 70 de instrucțiuni SSE, au fost adăugate 144 de instrucțiuni noi. Una dintre numeroasele inovații a fost o magistrală complet nouă de 100 MHz, care transmite 4 pachete de date pe ceas - QPB (Îuad Pumped Bnoi), care dă o frecvență rezultată de 400 MHz.

Primul din linia Pentium 4 a fost un procesor cu un nucleu 423.

Apărute pe 20 noiembrie 2000 cu frecvențe de 1,4 și 1,5 GHz, aceste procesoare, fabricate folosind tehnologia de proces de 0,18 microni, au ajuns la 2 GHz. Procesorul a fost instalat într-un nou soclu Socket 423 și a fost produs în designul FC-PGA 2. Acesta era format din 42 de milioane de tranzistoare.

Memoria cache L2 rămâne aceeași dimensiune - 256 KB. Lățimea magistralei cache L2 este de 256 de biți, dar latența cache-ului a fost redusă la jumătate, ceea ce a făcut posibilă obținerea unei lățimi de bandă cache de 48 GB la 1,5 GHz.

Deoarece arhitectura noului procesor a fost axată în primul rând pe creșterea frecvenței, nu este surprinzător faptul că primele procesoare Pentium 4 prezintă performanțe extrem de scăzute. În majoritatea sarcinilor procesorul de 1,4 GHz a fost inferior Pentium !!! Coppermine funcționează la 1000 MHz.

Mai târziu, pe 27 august 2001, procesoarele cu nucleul Willamette conceput pentru instalarea într-un nou socket - Socket 478. Procesorul a repetat toate caracteristicile strămoșului său, cu excepția constructului - mPGA și Socket 478.

Factorul de formă anterior Socket 423 a fost „de tranziție”, iar Intel nu o va susține în viitor. Dimensiunea procesorului a scăzut datorită faptului că acum concluziile sunt trase direct sub nucleul procesorului. Acest procesor, la fel ca predecesorul său, funcționa la frecvențe de la 1,4 la 2,0 GHz.

Northwood - acesta este numele următorului nucleu, pe care sunt încă produse procesoare Pentium 4.

Mergeți la 0,13 microni. Procesul tehnic a permis creșterea frecvenței ceasului și mai mult și creșterea memoriei cache L2 la 512 KB. Numărul tranzistoarelor care alcătuiesc procesorul a crescut, de asemenea - acum sunt 55 de milioane. În mod firesc, suportul pentru seturile de instrucțiuni MMX, SSE și SSE2 rămâne.

Primele procesoare bazate pe nucleul Northwood au apărut pe 7 august 2001 cu o frecvență de 2,0 GHz și o frecvență a magistralei de sistem de 400 MHz (4 * 100 MHz). Astăzi, procesoarele Northwood funcționează la frecvențe de la 1,6 la 3,2 GHz. Pentru a evita confuzia cu procesoarele care funcționează la aceleași frecvențe, dar cu diferite intel core aplică din nou litere. De exemplu, Pentium 1.8 Aunde scrisoarea A indică un nou nucleu și un cache L2 crescut.

La 6 mai 2002, Intel lansează un procesor bazat pe nucleul Northwood cu o frecvență a magistralei de sistem de 533 MHz (4 * 133 MHz) și o frecvență de ceas de 2,26 GHz. Deoarece modelele cu o frecvență a magistralei de 400 MHz au fost produse cu frecvențe de până la 2,6 GHz, atunci a fost utilizată marcarea literelor. Ca la procesoarele Pentium !!! prezența unui autobuz de 133 MHz a fost indicată prin scrisoare B... De exemplu, Pentium 4 2.4 B.

Dar Intel nu se oprește aici și, pe 14 aprilie 2003, eliberează un procesor bazat pe același nucleu Northwood, dar cu o frecvență a magistralei de sistem de 800 MHz (4 * 200 MHz) și o frecvență de ceas de 3,0 GHz. Mai târziu, procesoarele cu magistrala de sistem de 800 MHz au început să fie lansate cu frecvențe mai mici - de la 2,4 GHz. Litera apare în marcajul procesorului pentru a indica noua magistrală C... De exemplu, Pentium 4 2.4 C... (Astfel, există trei modificări ale procesorului de 2,4 GHz cu frecvențe de autobuz diferite, care diferă de 2 ori!)

Toate procesoarele FSB de 800 MHz acceptă noua tehnologie HT, care înseamnă Hyper-Threading.

Pentium 4 HT

Pe 14 noiembrie 2002, a fost lansat procesorul Pentium 4 cu o frecvență de 3,06 GHz și o frecvență de 533 MHz magistrală de sistem cu suport pentru noua tehnologie Hyper-Threading.

Un procesor fizic cu Hyper-Threading este văzut de sistem ca două, ceea ce optimizează utilizarea resurselor și îmbunătățește performanța. Principiul Hyper-Threading se bazează pe faptul că, la un moment dat, doar o parte din resursele procesorului sunt utilizate în timpul executării codului programului. Resursele neutilizate pot fi, de asemenea, încărcate cu lucru - de exemplu, pot fi utilizate pentru executarea în paralel a unei alte aplicații (sau a unui alt fir al aceleiași aplicații).

HT nu este adevărat multiprocesare, deoarece numărul de blocuri care execută direct comenzi nu s-a modificat. Doar eficiența utilizării lor a crescut. Prin urmare, cu cât un anumit program este optimizat pentru HT, cu atât va fi mai mare câștigul de performanță. Potrivit Intel, avantajul HT poate ajunge la 30%, în timp ce blocurile care îl implementează ocupă mai puțin de 5% din suprafața totală a matriței Pentium 4. Cu toate acestea, chiar și aplicațiile optimizate în mod ideal pot, de exemplu, accesa date care nu se află în cache - memoria procesorului, făcându-l să rămână inactiv. Dacă arhitectura NetBurst în sine a fost concepută pentru a crește numărul de megaherți, atunci Hyper-Threading, dimpotrivă, este concepută pentru a crește munca efectuată pe ciclu.

Unul dintre motivele introducerii relativ târzii a Hyper-Threading în Pentium 4 (suportul există nu numai în nucleul Northwood, ci chiar și în Willamette, dar a fost blocat) a fost prevalența relativ scăzută a Windows XP - singurul sistem de operare Windows care acceptă pe deplin noua tehnologie. De asemenea, tehnologia trebuie să fie susținută de chipset-ul și BIOS-ul plăcii de bază.

Tehnologia Hyper-Threading acceptă în prezent procesorul Pentium 4 3.06GHz cu 533MHz FSB și toate procesoarele FSB de 800MHz.

După lansarea Pentium 4 Willamette pentru Socket 478, cu scopul de a scoate de pe piață procesoarele pentru Socket 370 și, de asemenea, dorind să ocupe nișa de procesoare bugetare (unde era Celeron Tualatin înainte), Intel lansează Celeron bazat pe nucleu 128. Willamette.

Miezul Willamette 128 nu este diferit din punct de vedere arhitectural de miezul Willamette Pentium 4. Organizarea cache-ului și algoritmii săi nu s-au schimbat, singura diferență este în dimensiune - 128 KB de cache L2 în loc de 256 KB în originalul Pentium 4 Willamette.

Bineînțeles, s-a păstrat și factorul de formă Socket 478, pe care Intel îl va folosi mult timp. Astfel, Intel își transferă procesoarele pe o singură platformă, astfel încât, cu o actualizare ulterioară, nu va trebui să schimbați placa de bază împreună cu procesorul.

Pe 15 mai 2002 apare primul procesor numit Celeron bazat pe Pentium 4 cu o frecvență de 1,7 GHz. Mai târziu, pe 12 iunie 2002, apare o versiune de 1,8 GHz.

Noul Celeron, ca și înainte, folosește o magistrală de sistem de 100 MHz, deși acum are 4 semnale pe ciclu de ceas. Cvadruplul FSB de 100 MHz rezolvă în cele din urmă vechea problemă Celeron - lipsa lățimii de bandă FSB.

La fel ca Pentium 4 Willamette, noul Celeron este realizat folosind 0,18 microni. proces tehnic. Constă din 42 de milioane de tranzistoare. Disponibil în frecvențe de 1,7 și 1,8 GHz.

Următorul și ultimul nucleu până în prezent procesor Celeron, aceasta este Northwood (în mod natural, cu cache-ul celui de-al doilea nivel redus la 128 KB). Primul procesor de pe acest nucleu a fost Celeron 2.0 GHz, care a fost lansat pe 18 septembrie 2002. La fel ca Celeron Willamette 128, repetă complet caracteristicile fratelui său mai mare Pentium 4 Northwood, cu excepția autobuzului proiectat exclusiv pentru 400 MHz (4 * 100 MHz) și cache-ul L2 de 128 KB.

Aplicare 0,13 microni. procesul tehnic oferă avantajul sub forma unui overclocking bun. Miezul Northwood are un potențial de frecvență bun (în prezent până la 3,2 GHz), deci este loc pentru overclocking.

De la prima lansarea Intel Pentium II Xeon are puțin sub trei ani. Iar Intel, pe 21 mai 2001, continuându-și cursul de segmentare a procesorului, anunță următoarea generație de procesoare Xeon, care se bazează pe nucleul Pentium 4 Willamette. Procesorul este apelat la vechiul mod, Intel Xeonși este disponibil în trei versiuni: 1,4 GHz, 1,5 GHz și 1,7 GHz. Nucleul procesorului este aproape complet identic cu versiunea obișnuită (desktop) a Pentium 4, cu excepția detaliilor minore. Aceasta înseamnă că noul Xeon are tot ceea ce are Pentium 4 - atât avantajele noii arhitecturi, cât și dezavantajele sale.

Primele modele Xeon au fost produse folosind 0,18 microni. proces tehnic, cu un nucleu care a repetat aproape complet Pentium 4 Willamette și a purtat un nume de cod plasament... Procesorul a fost lansat cu viteze de ceas de până la 2,0 GHz. Compus din 42 de milioane de tranzistori.

Cache L1, ca toate procesoarele Pentium 4 cu arhitectură NetBurst, cache de date de 8 KB. L2 Cache - 256 KB cu Advanced Transfer Cache (256 KB Advanced Transfer Cache). La fel ca în Pentium 4 Willamette, noul Xeon folosește o magistrală de sistem de 400 MHz (4 * 100 MHz), care funcționează sincron cu două canale de memorie la 400 MHz.

Din punct de vedere istoric, linia de procesoare Intel Xeon (adică Pentium II Xeon, Pentium III Xeon) a folosit întotdeauna o construcție diferită de versiunile convenționale ale procesorului. În timp ce procesoarele Pentium II și Pentium III au venit în varianta Slot1 cu 242 de pini, versiunile lor Xeon foloseau conectorul Slot-2 cu 330 de pini. Majoritatea picioarelor suplimentare au fost utilizate pentru a furniza energie suplimentară cipului. Cu doi megabiți de memorie cache L2, Pentium III Xeon a consumat mai multă energie decât omologul său de 256 kilobyte. O situație similară s-a întâmplat cu noul Xeon... În timp ce primele procesoare Pentium 4 Willamette foloseau un conector 423-pini, Xeon utilizează o interfață 603-pini proiectată pentru a fi utilizată în conectorul Socket 603. Procesorul poate funcționa numai în configurații cu un singur procesor sau dual.

La 9 ianuarie 2002 au apărut procesoare Xeon, realizate pe baza miezului Northwood folosind 0,13 microni. proces tehnic și echipat cu o memorie cache de 512 KB a celui de-al doilea nivel. Numele codului nucleului - Prestonia... Se diferențiază de predecesorul său, Xeon Foster, doar prin memoria sa crescută și printr-un proces tehnic mai perfect. Procesoarele funcționează la frecvențe de la 1,8 GHz la 3,0 GHz. Constă din 55 de milioane de tranzistoare. Pentru prima dată, suportul Hyper-Threading a apărut în procesoare cu nucleu Prestonia.

Procesorul Xeon MP a fost lansat pe 12 martie 2002. Fabricat folosind 0,18 microni. și este echipat cu memorie cache L2 de 256 KB. Principala diferență față de procesoarele Xeon Foster este capacitatea de a lucra în sisteme multiprocesor. Operați la frecvențe de la 1,4 la 1,6 GHz. De asemenea, aceste procesoare acceptă tehnologia Hyper-Threading.

La 4 noiembrie 2002 apar procesoarele Xeon MP, fabricate cu 0,13 microni. proces tehnic. Aceste procesoare care funcționează la frecvențe de 1,5 GHz, 1,9 GHz și 2,0 GHz diferă de colegii lor Xeon Prestonia, nu numai prin capacitatea de a lucra în configurații multiprocesor, ci și în prezența unui cache L3 integrat de 1 sau 2 MB. Datorită acestui fapt, numărul tranzistoarelor care alcătuiesc procesorul a crescut la 108 milioane!

La 18 noiembrie 2002, au apărut procesoare Xeon, care funcționau pe magistrala de sistem de 533 MHz (4 * 133 MHz). Aceste procesoare sunt realizate pe nucleul Prestonia, folosind 0,13 microni. proces tehnic și constă din 108 milioane de tranzistoare. L2 cache - 512 KB. Cache-ul de al treilea nivel este de 1 MB. Procesoarele Xeon pe magistrala de 533 MHz sunt disponibile cu viteze de ceas de la 2,0 GHz la 3,06 GHz (lansat pe 10 martie 2003). Recent anunțat este și un procesor de 3,2 GHz.

La sfârșitul anului 2003, Intel va introduce un nou nucleu pentru procesoarele sale - Prescott... Aceste procesoare vor fi fabricate folosind 0,09 microni. (90 nm) tehnologie. Nucleul Prescott va fi format din 125 de milioane de tranzistoare și va conține 1 MB de cache L2. De asemenea, este posibil ca memoria cache de primul nivel să fie în cele din urmă mărită la 32 KB. Bineînțeles, noul nucleu va sprijini tehnologia Hyper-Threading. Doar asta va fi deja Hyper-Threading 2, dezvoltarea ulterioară a "multiprocesării" într-un singur cip. Care va fi diferența lor nu este încă cunoscută, dar există presupuneri (care nu sunt confirmate de nimeni) că noutatea vă permite să vedeți nu doi, ci mai multe procesoare virtuale într-un singur procesor fizic.

De asemenea, va fi adăugat un nou set de instrucțiuni (sau cel existent va fi extins), incluzând 15 instrucțiuni noi pentru convertirea numerelor în virgulă mobilă la numere întregi, aritmetică complexă, instrucțiuni speciale pentru decodarea video, instrucțiuni SIMD pentru formatul în virgulă mobilă și un proces de sincronizare a fluxului.

Primele procesoare cu acest nucleu vor funcționa la 3,2 și 3,4 GHz. Șasiul lor va fi compatibil cu procesoarele Pentium 4 Northwood utilizate în prezent. În viitor, procesoarele Prescott vor fi convertite într-un nou pachet LGA 775 cu 775 pini, care va necesita, de asemenea, noi plăci de bază cu soclu T.

Procesoarele Celeron vor continua, de asemenea, pe baza noului nucleu. Abia acum nu mai este același Celeron ca pe vremuri. Cipurile Celeron bazate pe nucleul Prescott vor fi mai rapide decât predecesorii lor de pe Northwood, nu numai datorită frecvenței crescute a ceasului de bază. Vor suporta magistrala de sistem cu o frecvență de 533 MHz, iar dimensiunea cache-ului lor va crește de la 128 la 256 kb. Primele Celeronuri bazate pe nucleul Prescott vor fi tactate la 2,8 și 3,06 GHz. Neavând timp să lanseze procesoare folosind tehnologia de 90nm, Intel se dezvoltă deja pe deplin generație următoare tehnologii de producție a cipurilor - cu standarde de 65 nm. De asemenea, sunt în curs de dezvoltare și există cipuri de lucru realizate folosind nu numai 0,065 microni. proces tehnic, dar și 45 nm, 32 nm și chiar 22 nm.

Prescott va fi urmat de un nucleu Tejas cu o magistrală de 1066 MHz. Pe baza sa, vor fi prezentate opt procesoare diferite cu frecvențe de ceas de la 6 la 9,2 GHz. Prima dintre ele este programată să fie scoasă la vânzare la sfârșitul anului 2004. După aceea, compania va prezenta nucleul Nehalem, care utilizează o magistrală de sistem de 1200 MHz și vă permite să obțineți o frecvență de funcționare de peste 10 GHz. Nehalem se va baza pe o arhitectură complet nouă. Nu va fi un Pentium 4 modernizat ca Prescott și Tejas. Va folosi sistemul de protecție hardware LaGrande și, conform unor rapoarte, va utiliza o tehnologie de procesare multi-thread mai avansată. Numărul de tranzistoare din cip va fi de aproximativ 150-250 milioane. Pentium Nehalem ar trebui să apară în 2005.

Recent anunțat este și un nou procesor din linia Pentium 4 - Intel Pentium 4 Extreme Edition.

Este echipat cu tehnologie Hyper-Threading, funcționează pe magistrala de sistem de 800 MHz, are o frecvență de ceas de bază de 3,2 GHz. Dar principala sa diferență față de Pentium 4 anterior a fost prezența a 2 MB de memorie cache L3 integrată în cristal! Această memorie cache completează memoria cache standard L2 512 KB și funcționează și la frecvența de bază a procesorului (deși are o latență mult mai mare, deoarece este asincronă și este concepută pentru a accelera lucrul cu datele din zonele cele mai frecvent utilizate ale memoriei sistemului). Astfel, noul Pentium 4 Extreme Edition are o memorie cache de 2,5 MB! Este, de asemenea, singurul procesor desktop cu o memorie cache L3 integrată în kernel.

Procesorul Pentium 4 Extreme Edition este poziționat de Intel în principal pentru piața jocurilor, deși utilizarea sa în stații de lucru productive nu este exclusă. Noul procesor folosește un nucleu de la multiprocesorul Xeon MP cu cache L3 integrat. Acesta a fost ușor modificat pentru a suporta magistrala de sistem de 800 MHz, pentru a reduce consumul de energie etc. și a fost ambalat într-o carcasă standard Pentium 4.

La scrierea acestui material, s-au folosit informații de pe site-urile de internet