16 Кбайт для данных), второго уровня: 512 Кбайт (половинная тактовая частота процессора)
Разрядность внутренних регистров 32
Разрядность внешней шины данных 64
Разрядность шины адреса 36
Максимальная адресуемая память, Гбайт 64
Максимальная виртуальная память, Тбайт 64
Корпус 242-контактный с односторонним контактом (Single
Edge Contact Cartridge, S.E.C.C.)
Размеры корпуса, см 12,82x6,28x1,64
Сопроцессор Встроенный
Снижение энергопотребления Система SMM (System Management Mode)
Таблица 4. Технические данные процессора Pentium II
Процессор Pentium II ММХ (350, 400 и 450 МГц)
Дата представления 15 апреля 1998 года
Тактовая частота 350 (100x3,5), 400 (100x4) и 450 (100x4,5) МГц
Производительность по тесту iCOMP 2.0 386, 440 и 483 МГц (350, 400 и 450 МГц соответственно)
Количество транзисторов 7,5 млн (0,25-микронная технология) плюс 31 млн кэш-
памяти второго уровня объемом 512 Кбайт
Кэшируемая оперативная память 4 Гбайт
Рабочее напряжение 2,0 В
Тип разьема Slot 2
Размер кристалла Квадрат со стороной 10,2 мм
Мобильный процессор Pentium II (266, 300, 333 и 366 МГц)
Дата представления 25 января 1999 года
Тактовая частота 266, 300, 333 и 366 МГц
Количество транзисторов 27,4 млн (0,25-микронная технология)
Размеры 31x35 мм
Рабочее напряжение 1,6 В
Как видите, процессор Pentium II может адресовать до 64 Гбайт физической памяти. При его создании использовалась архитектура двойной независимой шины. Это значит, что процессор имеет две независимые шины: для доступа к кэш-памяти второго уровня и для доступа к основной памяти. Работают эти шины одновременно, значительно увеличивая проходящий через систему поток данных. Кэш-память первого уровня всегда работает на основной тактовой частоте процессора, потому что она установлена непосредственно на кристалле процессора. Кэш-память второго уровня в Pentium II обычно работает на половине основной тактовой частоты процессора, что позволяет снизить стоимость микросхемы кэша. Например, в Pentium II 333 МГц кэш-память первого уровня работает на тактовой частоте 333 МГц, в то время как кэш-память второго уровня — на тактовой частоте 167 МГц. Хотя кэш-память второго уровня работает не на полной тактовой частоте, как это было в Pentium Pro, ее быстродействие значительно выше по сравнению с кэш-памятью на системной плате, работающей на тактовой частоте 66 МГц (это частота большинства системных плат с гнездом типа Socket 7 для Pentium). Как утверждает Intel, пропускная способность новой двойной шины втрое выше, чем у обычной.
Теперь, перенеся кэш-память из внутреннего корпуса процессора и используя внешнюю микросхему, установленную в одном корпусе, Intel может обходиться более дешевыми микросхемами кэш-памяти и еще больше увеличивать тактовую частоту процессора. Тактовая частота Pentium Pro была ограничена 200 МГц, так как было трудно найти доступную кэшпамять с более высокой частотой. А поскольку тактовая частота кэш-памяти составляет половину тактовой частоты процессора, Pentium II может работать на частоте 400 МГц, что позволяет использовать микросхемы кэш-памяти с номинальной тактовой частотой всего лишь 200 МГц. Чтобы компенсировать половинную тактовую частоту кэш-памяти в Pentium II, Intel удвоила объем кэш-памяти второго уровня (в Pentium Pro стандартный объем равен 256 Кбайт, а в Pentium II — 512 Кбайт).
Обратите внимание, что дескрипторы ОЗУ, имеющиеся в кэш-памяти второго уровня, допускают кэширование оперативной памяти объемом до 512 Мбайт в процессорах Pentium II— от 233 до 333 МГц. В процессорах на 350, 400 МГц и выше дескрипторы ОЗУ расширены, поэтому в таких моделях разрешается кэшировать до 4 Гбайт оперативной памяти. Это очень важно, если вы планируете когда-либо установить память емкостью более 512 Мбайт. В этом случае вам определенно нужен процессор на 350 МГц или выше, иначе снижается эффективность памяти.
Шина системы Pentium П может поддерживать один либо два процессора, при этом не требуются дополнительные микросхемы. Это дает возможность снизить стоимость симметричной многопроцессорной обработки данных, не добавляя дополнительных внешних микросхем, что позволит значительно увеличить эффективность многозадачных операционных систем и многопоточных приложений. В будущем наборы микросхем системной логики будут способны организовать работу четырех или большего количества процессоров Pentium II в единой многопроцессорной системе, прежде всего для использования в качестве файл-сервера.
Имеются версии Pentium II с кодами коррекции ошибок (Error Correction Code — ЕСС) на шине кэша второго уровня (L2). Они разработаны специально для серверов или других систем, выполняющих жизненно важные задачи, в которых большую роль играет надежность и целостность данных. Во всех Pentium II сигналы запроса и выдачи адреса на шину защищены контролем четности и, кроме того, предусмотрен механизм повторения для повышения целостности и надежности данных.
Для установки процессора Pentium II в систему существует специальное крепление. Процессор Pentium II устанавливается в Slot 1 на системной плате так, чтобы быть защищенным от повреждений в результате вибраций и толчков. Крепления разрабатываются изготовителями системных плат. (Например, такие системные платы, как Intel Boxed AL440FX и DK440LX, имеют крепления и другие важные компоненты для сборки системы.)
Pentium II генерирует большое количество тепла, которое необходимо рассеивать. Для этого на процессоре устанавливается теплоотвод (радиатор). Кроме этого, для охлаждения процессоров Pentium II можно использовать активный теплоотвод (вентилятор). В отличие от активных теплоотводов, устанавливаемых раньше для боксированных процессоров Intel, вентиляторы Pentium II получают питание от разъема с тремя контактами на системной плате. Для электрического подключения вентиляторов в большинстве системных плат предусмотр е-но несколько соединителей.
Для теплоотвода на системной плате имеются специальные монтажные отверстия. Обычно пластмассовая опорная стойка вставляется в отверстия теплоотвода около центрального процессора (перед установкой картриджа центрального процессора с теплоотводом). Большинство теплоотводов имеет два компонента: вентилятор в пластмассовом кожухе и металлический радиатор. Радиатор присоединяется к теплоотводящей пластине процессора и не снимается, тогда как вентилятор можно снять и заменить в случае необходимости. На рис. 3.36 показан корпус SEC с вентилятором, проводами, по которым подводится питание, креплениями, разъемами и отверстиями для крепления к системной плате.
Рис.5. Процессор Pentium II и крепление теплоотвода
Чтобы вы могли идентифицировать свой процессор Pentium II, найдите номер спецификации на корпусе SEC. Он находится в изменяемой части метки на верхней стороне модуля процессора. Размещение маркировки показано на рис. 3.37.
Рис. 6. Упаковка процессора Pentium II: корпус с односторонним контактом
По номеру спецификации (фактически это алфавитно-цифровой код) можно точно установить тип процессора (табл. 3.35).
Например, номер спецификации SL2KA идентифицирует процессор как Pentium II 333 МГц (тактовая частота системной шины 66 МГц) с кэш-памятью второго уровня (L2), в которой применяются коды с исправлением ошибок. В этой же таблице указано, что для данного процессора требуется напряжение питания только 2,0 В. Кроме того, указан номер изменения, и вы, воспользовавшись руководством Pentium II Specification Update Manual, изданным Intel, можете точно узнать, какие изменения были внесены.
В
настоящее время существует две модификации
корпуса SECC2.
Более старая модификация
PLGA
использовалась в корпусах SECC.
В настоящее время она заменяется
модификацией
OLGA.
В этой модификации уменьшены размеры
процессора, она проще в производстве
и обеспечивает лучший отвод тепла от
процессора — теплоотводные элементы
монтируются
непосредственно к микросхемам. На рис.
3.38 показаны сторона корпуса SECC2
(модификации
PLGA
и
OLGA),
к которой монтируется теплоотводный
элемент.
Системные платы Pentium II имеют преобразователь напряжения, который служит для подачи нужного напряжения на центральный процессор. Для разных моделей Pentium II требуются различные напряжения, и поэтому преобразователь надо установить так, чтобы обеспечить этому конкретному процессору подачу необходимого напряжения. На платах для Pentium Pro, в отличие от плат для более старых моделей Pentium, нет никаких переходных устройств или переключателей для установки напряжения: эта процедура выполняется автоматически с помощью имеющихся на корпусе процессора контактов идентификации напряжения (VID). В табл. 5 приведены значения устанавливаемого напряжения.
Таблица 5. Устанавливаемое напряжение для Pentium II
Контакты процессора
VID4 VID3 VID2 VID1 VIDO Напряжение, В
0 1 1 1 1 Зарезервировано
0 1 1 1 0 Зарезервировано
0 1 1 0 1 Зарезервировано
0 1 1 0 0 Зарезервировано
Pentium III
Intel Pentium III—процессор Intel для настольных компьютеров, который унаследовал лучшие качества процессоров микроархитектуры Р6, а именно: динамическое выполнение команд, системную шину с множественными транзакциямии технологию Intel MMX для обработки данных мультимедиа.
Этот процессор был анонсирован в феврале 1999 года. В нем реализованы новые поточные SIMD-расширения — 70 новых команд, обеспечивающих улучшенные возможности обработки изображений, трехмерной графики, поточного видео, аудио и распознавания речи. В Pentium III учтены требования пользователей серверов и рабочих станций начального и среднего уровней.
Процессор Pentium III выпускается по 0,25-микронной технологии и содержит 9,5 млн транзисторов. В настоящее время доступны модели с тактовыми частотами 450, 500 и 550 МГц. В Pentium III установлено 32 Кбайт кэш-памяти первого уровня и 512 Кбайт кэшпамяти второго уровня, работающей на половинной частоте процессора. Объем кэш-памяти второго уровня позволяет кэшировать до 4 Гбайт адресуемой памяти. Pentium III может использоваться в двухпроцессорных системах с объемом памяти 64 Гбайт. Процессор выпускается в корпусе SECC2.
Основные особенности Pentium III:
добавлено 70 новых SIMD-инструкций, улучшающих работу с приложениями трех мерной графики, поточного аудио, видео и распознавания речи, а также включены ко манды ММХ;
быстродействие Pentium III с тактовой частотой 500 МГц более чем на 93% превыша ет быстродействие Pentium II с тактовой частотой 450 МГц при работе с трехмерной графикой (по результатам теста 3D WinBench 99) и на 42% — при работе с приложе ниями мультимедиа (по результатам теста MultimediaMark 99);
благодаря использованию архитектуры двойной независимой шины увеличены пропу скная способность и производительность;
совместим с набором микросхем Intel 440BXAGPset;
содержит функцию серийного номера процессора, является первым компонентом сис темы обеспечения безопасности PC, предлагаемой корпорацией Intel.
Во всех процессорах Pentium III кэш-память работает на половине частоты процессора, а в процессорах Pentium III Xeon— на частоте процессора. В табл. 6 приведены технические данные Pentium III.
Таблица 6. Технические данные процессора Pentium III
Процессор Pentium III (550 МГц)
Дата представления 17 мая 1999 года
Тактовая частота, МГц 550
Количество транзисторов 9,5 млн (0,25-микронная технология)
Объем кэш-памяти второго уровня, Кбайт 512
Тип корпуса SECC2
Частота системной шины, МГц 100
Разрядность системной шины 64
Максимально адресуемая память, Гбайт 64
Область применения Рабочие станции и серверы начального и среднего
уровня
Процессор Pentium III (450 и 500 МГц)
Дата представления 26 февраля 1999 года
Тактовая частота, МГц 450 и 500
Количество транзисторов 9,5 млн (0,25-микронная технология)
Обьем кэш-памяти второго уровня, Кбайт 512
Тип корпуса SECC2
Частота системной шины, МГц 100
Разрядность системной шины 64
Максимально адресуемая память, Гбайт 64
Область применения Рабочие станции и серверы начального и среднего
Уровня
Маркировка процессора Pentium III показана на рис. 5.
Рис. 7. Маркировка процессора Pentium III
Обратите внимание, что тактовую частоту процессора Pentium III изменить нельзя. Таким способом Intel предотвращает "разгон" процессора.
Технология динамического выполнения микроархитектуры Р6 включает следующее:
предсказание множественных ветвлений; прогнозирует выполнение программ по не скольким ветвям;
анализ потока данных; оптимизирует и реорганизует последовательность выполнения команд на основе используемых в них данных;
упреждающее выполнение команд, т.е. выполнение команд в оптимальной последова тельности для обеспечения постоянной загрузки выполняющих блоков процессора и повышения общей производительности.
Ниже описаны встроенные средства самотестирования и контроля производительности процессора Pentium III.
Встроенный механизм самотестирования (Built-in Self Test — BIST) обеспечивает посто янный контроль зависаний и сбоев в микрокоде и больших логических матрицах, а также тестирование кэша команд и кэша данных, буферов TLB и сегментов памяти ROM.
Механизм стандартного порта доступа к тестированию и периферийному сканирова нию ШЕЕ 1149.1 позволяет осуществлять проверку каналов связи между процессором Pentium III и системой через стандартный интерфейс.
Встроенные счетные устройства следят за показателями производительности и ведут подсчет событий.
Встроенный в кристалл диод следит за температурой кристалла. Датчик температур, расположенный на системной плате, контролирует температуру кристалла процессора Pentium III, знать которую необходимо для управления температурным режимом.
Pentium IV
Семейство процессоров Intel® Pentium® 4 с поддержкой технологии Hyper-Threading1 (HT) – это самые совершенные и самые мощные процессоры Intel для настольных ПК и рабочих станций начального уровня; эти процессоры созданы на базе микроархитектуры Intel® NetBurst®. Процессор Intel® Pentium® 4 рассчитан на такие приложения и модели использования, где особенно ценится производительность. Спектр таких приложений весьма широк: обработка аудио- и видеопотоков, транслируемых через Интернет, обработка изображений, создание и редактирование видео, передача и обработка речи, трехмерное моделирование, системы автоматизированного проектирования, игры, мультимедийные приложения и многозадачные среды. Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с поддержкой технологии HT имеет 2 МБ
кэш-памяти третьего уровня и предоставляет высочайшую производительность для самых современных игр и ресурсоемких приложений.
Благодаря технологии Hyper-Threading повышается производительность системы и улучшается ее отклик при работе в многозадачных средах. Пользователи домашних ПК могут кодировать аудио- и видеофайлы или запускать программы антивирусного сканирования в фоновом режиме и одновременно играть в свою любимую игру без ущерба для ее качества. Технология HT позволяет IT-менеджерам разворачивать на офисных ПК сервисы типа шифрования, сжатия или резервного хранения данных без заметного влияния на продуктивность пользователей ПК. Кроме того, заметно повышается отклик системы при работе в многозадачной среде, что ведет к повышению продуктивности работы. Таким образом, процессор Intel® Pentium® 4 с поддержкой технологии HT поднимает на новый, более высокий уровень производительность и отклик ПК как для домашних, так и для корпоративных пользователей.
Производительность
Процессор Intel® Pentium® 4 обеспечивает новый уровень производительности при решении задач, требующих высокую производительность. Дополнительную информацию об уровнях производительности этого процессора можно получить на Web-сайте о производительности процессоров Intel по адресу: http://www.intel.com/performance/ .
Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с поддержкой технологии HT и кэш-памятью третьего уровня объемом 2 МБ предоставляет высочайшую производительность для самых требовательных пользователей.
Характеристики
Процессоры Intel® Pentium® 4 с технологией HT1 поддерживают частоту системной шины 800, 533 и 400 МГц. Максимальная тактовая частота процессора составляет 3,60 ГГц.
Процессоры Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,40 ГГц оснащены интегрированной кэш-памятью третьего уровня объемом 2 МБ, поддерживают технологию HT и поставляются с новой системной шиной с частотой 800 МГц.
Процессоры, изготовленные по 90-нм производственной технологии оснащены расширенной кэш-памятью второго уровня объемом 1 МБ, кэш-памятью первого уровня объемом 16 КБ и поддерживают набор потоковых SIMD-расширений 3 (SSE3). В 90-нанометровой производственной технологии используются транзисторы нового поколения с напряженной кремниевой решеткой, что повышает быстродействие и производительность процессоров.
Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition и Intel® Pentium® 4 выпускается с mPGA-478 или FCLGA-775 форм-фактором.
Процессоры Intel® Pentium® 4 созданы на базе микроархитектуры Intel NetBurst® и поддерживают технологию Intel® MMX™. Они предназначаются для установки в однопроцессорные системы и совместимы с существующим ПО для архитектуры Intel®.
Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition поддерживается семействами наборов микросхем Intel® 925X и Intel® 875P. Процессор Intel® Pentium® 4 поддерживается наборами микросхем Intel® 925X, Intel® 9152, Intel® 875P, Intel® 865, Intel® 850 и семейством наборов микросхем Intel® 845.
Процессоры Intel® Pentium® 4 с технологией Hyper-Threading поддерживаются наборами микросхем: Intel® 925X, 915G, 915P, 875P, 865G, 865PE, 865P, 850E, 845GE, 845PE, 845GV, 845G2 и 845E3.
В набор потоковых SIMD-расширений 3 (SSE3) входит тринадцать новых команд, позволяющих уменьшить количество команд, требуемых для выполнения программных задач.
Наиболее совершенный и мощный процессор корпорации Intel для настольных ПК и рабочих станций начального уровня
Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,40 ГГц и процессоры Intel® Pentium® 4 с тактовыми частотами от 3,60 до 2,40 ГГц предназначены для настольных ПК, а также рабочих станций начального уровня. Процессоры совместимы с предыдущим поколением процессоров на базе архитектуры Intel.
Микроархитектура Intel® NetBurst®
Микроархитектура Intel® NetBurst® поддерживает ряд инновационных возможностей, включая технологию Hyper-Threading, технологию гиперконвейерной обработки, частоту системной шины 800, 533 или 400 МГц, кэш-память для хранения истории исполняемых команд, а также расширенную кэш-память для передачи данных, расширенные функции выполнения команд, расширенные функции выполнения операций с плавающей запятой и мультимедийных операций, а также набор потоковых SIMD-расширений 2 (SSE2). Новые процессоры Intel® Pentium® 4, изготовленные по новой 90-нанометровой производственной технологии, поддерживают набор потоковых SIMD-расширений 3 (SSE3). Большинство этих инноваций и достижений стали возможными благодаря развитию технологии производства процессоров и улучшению конструкции микросхем. Ранее их нельзя было использовать в крупномасштабном производстве. Возможности и преимущества этой микроархитектуры описаны ниже.
Технология Hyper-Threading1
Технология Hyper-Threading (HT) – это технология Intel, которая коренным образом изменяет представления об устройстве процессора, позволяя увеличить производительность без увеличения тактовой частоты. С использованием этой технологии программы "видят" два процессора вместо одного, работая более эффективно. Новая технология позволяет процессору исполнять два набора, или потока, инструкций одновременно, таким образом увеличивая производительность и уменьшая время отклика. Процессор Intel® Pentium® 4 с поддержкой технологии Hyper-Threading1 обеспечивает мгновенное увеличение производительности и уменьшение времени отклика существующих приложений в многозадачной среде (т. е. где две или более программы выполняются одновременно) и многих отдельных приложений. Кроме того, процессор Intel® Pentium® 4 с поддержкой технологии HT обладает запасом производительности для будущих приложений.
Технология гиперконвейерной обработки
Технология гиперконвейерной обработки, используемая в микроархитектуре Intel® NetBurst®, повышает пропускную способность конвейера, обеспечивая увеличение производительности, тактовой частоты и масштабируемости процессора. Один из основных конвейеров, конвейер предсказания ветвлений/возвратов ветвления, реализован в процессорах Intel® Pentium® 4, изготовленных по 90-нанометровой технологии, с глубиной конвейерной обработки в 31 шаг, в то время как в процессорах Intel® Pentium® 4, изготовленных по 0,13 микронной технологии, глубина конвейерной обработки составляет 20 шагов.
Системная шина с частотам 800 МГц, 533 МГц или 400 МГц
Процессор Intel® Pentium® 4 поддерживает самую высокопроизводительную системную шину с частотой 800 МГц, обеспечивающую обмен данными между процессором и другими компонентами со скоростью 6,4 ГБ/с. Это происходит за счет использования схемы передачи сигналов, организованной на физическом уровне, позволяющей передавать 4х-кратно увеличенный пакет данных по 200-МГц шине, а также схемы буферизации, обеспечивающие передачу данных с частотой 800 МГц. Такая же схема используется в процессорах Intel® Pentium® 4 с частотой системной шины 533 МГц (4,2 ГБ/с по четырем шинам с частотой 133 МГц) и процессорах Intel® Pentium® 4 с частотой системной шины 400 МГц (3,2 ГБ/с по четырем шинам с частотой 100 МГц). В процессорах Pentium III с частотой системной шины 133 МГц пропускная способность составляет 1,06 ГБ/с.
Кэш-память первого уровня с отслеживанием выполнения команд
Процессор Intel® Pentium® 4, созданный на базе технологии с проектной нормой 90 нм, обладает увеличенным объемом кэш-памяти данных - 16 КБ по сравнению с 8 КБ процессора Intel® Pentium® 4 на базе 0,13-мкм технологии. Помимо кэш-памяти данных, процессор Intel®
Pentium® 4 имеет кэш-память первого уровня с отслеживанием выполнения команд, которая хранит до 12 000 декодированных микроопераций в порядке их выполнения. Это увеличивает производительность за счет исключения декодера из системы основных команд и делает более эффективным использование кэш-памяти, так как команды, имеющие ответвления, не отсылаются в память. В результате удается передать большой объем команд в исполнительные блоки процессора и уменьшить общее время, требуемое на возврат из тех ответвлений, которые были неправильно предсказаны.
Кэш-память с улучшенной передачей данных 2 уровня объемом 512 КБ или 1МБ
Процессоры Intel® Pentium® 4, изготовленные по 90-нанометровой производственной технологии, оснащены расширенной кэш-памятью второго уровня для передачи данных объемом 1 МБ. Процессоры Intel® Pentium® 4, изготовленные по 0,13-микронной производственной технологии - 512 КБ. Расширенная кэш-память второго уровня обеспечивает значительное увеличение пропускной способности канала обмена данными между кэш-памятью второго уровня и ядром процессора. Расширенная кэш-память включает 256-битный (32-байтовый) интерфейс передачи данных. В результате в процессорах Intel® Pentium® 4 с тактовой частотой 3,60 ГГц скорость передачи данных составляет 108 ГБ/с. Для примера - скорость передачи данных процессора Intel® Pentium® III с тактовой частотой 1ГГц составляет 16 ГБ/с. Среди характеристик кэш-памяти с улучшенной передачей данных можно отметить:
Неблокируемая, полноскоростная кэш-память второго уровня
8-канальная организация
256-разрядная шина данных кэш-памяти второго уровня
Ввод/вывод данных в кэш-память на каждом такте
Встроенная кэш-память третьего уровня объемом 2 МБ на процессоре Intel® Pentium® 4 Extreme Edition
Кэш-память 3 уровня объемом 2 МБ имеется только в процессорах Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,40 ГГц. Дополнительный третий уровень кэш-памяти расположен на кристалле процессора и специально предназначен для современных компьютерных игр и других приложений с высокими требованиями к ресурсам. Встроенная кэш-память третьего уровня объемом 2 МБ в сочетании с 800-МГц системной шиной обеспечивает высокопропускной канал доступа к памяти. Встроенная кэш-память третьего уровня предоставляет более быстрый доступ к крупным массивам данных, хранимых в кэш-памяти процессора. В результате в среднем снижаются задержки при обращении к памяти и повышается пропускная способность системы.
Улучшенное динамическое исполнение команд
Блок улучшенного динамического исполнения команд представляет собой весьма сложное устройство, которое состоит из отдельных блоков, отвечающих за выполнение команд. Он также имеет усовершенствованный алгоритм предсказания ветвлений, обеспечивающий уменьшение числа ложных предсказаний.
Улучшенный блок операций с плавающей запятой и обработки мультимедиа
Процессор Intel® Pentium® 4 расширяет регистры операций с плавающей запятой до полных