Pentium Pro (Р6)

Pentium Pro (рисунок 3.6) — процесор Intel шостого покоління, сумісний з архітектурою, x86. Процесор був анонсований 1 листопада 1995 року, однак, доступний став трохи пізніше. Спочатку планувалося замінити цим процесором усю лінію Pentium, однак, надалі від цих планів Intel відмовилася, і процесор призначався, в основному, як процесор для серверів і робочих станцій. Крім того, процесор міг бути використаний при зборці багатопроцесорної конфігурації (до 4-х процесорів).

Процесори, випущені під маркою Pentium Pro, випускалися тільки на одному ядрі, відомим під кодовою назвою P6 (назва вказувала на приналежність процесора до шостого покоління). Були випущені моделі з тактовою частотою 150, 166, 180 і 200 Мгц. Також був випущений інженерний зразок з частотою 133 Мгц, однак у широкий продаж він не надійшов.

Незважаючи на назву P6, це ядро сильно відрізнялося від усіх попередніх. Крім абсолютно нової архітектури, розробленої незалежно від процесорів п'ятого покоління цей процесор відрізняло застосування технології динамічного виконання (зміни порядку виконання інструкцій) і архітектура подвійної незалежної шини (DIB), завдяки чому зняті обмеження на пропускну здатність пам'яті. Процесор був укладений у 387-контактний корпус типу SPGA, встановлюваний у Socket 8, що механічно не був сумісний з жодним роз’ємом, що раніше випускався. Socket 8 розроблявся з розрахунком того, щоб об'єднати до 4-х процесорів у багатопроцесорну структуру MPS. В одному корпусі розміщалося відразу два кристали — саме ядро процесора і кеш-пам'ять L2. Крім того, була додана ще одна шина, що з'єднувала процесор з кешем L2. У результаті всього цього був уперше застосований кеш L2, що працює на частоті ядра. Кеш першого рівня складав 16Кб, а кеш L2 спочатку мав розмір 256Кб (так само випускався процесор Pentium Pro 200 з кешем L2 обсягом 512Кб), однак, 18 серпня 1997 року був анонсований процесор Pentium Pro 200 з 1Мб кеша L2 на борту. Pentium Pro коштував дуже дорого (Pentium Pro 200 з 1Мб L2 спочатку коштував $2650) через те, що тепер у корпусі знаходилася дорога, по собівартості, кеш-пам'ять L2. Крім того, якщо раптом, у ході виготовлення процесора, з'ясовувалося що один з компонентів (кеш L2 чи ядро процесора) виявлявся забракованим, то забракованим визнавався весь процесор, що так само збільшувало собівартість процесора. Розрядність шини адреси тепер складала 36 біт.

Слід зазначити, що Pentium Pro не підтримував технологію MMX. При 32-бітних обчисленнях і багатозадачності він значно перевершував по продуктивності Pentium, але в 16-бітних додатках програвав йому. Багато в чому, тому багато домашніх користувачів холодно зустріли Pentium Pro (тоді усе ще була популярна 16-бітна операційна система Windows 3.1 і MS-DOS).

Рисунок 3.6 - Процесор Pentium Pro (Р6) (вигляд зверху та знизу)

3.1.6. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium І

Основні відмінностями процесорів сімейства Pentium І від попередніх (486-ого процесора) є:

Суперскалярна архітектура. Завдяки використанню суперскалярної архітектури процесор може виконувати 2 команди за 1 такт. Така можливість існує завдяки наявності двох конвеєрів — u- і v-конвеєрів. u-конвеєр — основний, виконує всі операції над цілими і дійсними числами; v-конвеєр — допоміжний, виконує тільки прості операції над цілими і частково над дійсними. Щоб старі програми (для 486) повною мірою використовували можливості такої архітектури, необхідно було їх перекомпілювати. Pentium є першим CISC процесором що використовує багатоконвеєрну архітектуру.

64-бітна шина даних. Дозволяє процесору Pentium обмінюватися удвічі більшим обсягом даних, з оперативною пам'яттю, чим 486 за один шинний цикл (при однаковій тактовій частоті).

Механізм передбачення адрес розгалужень. Застосовується для скорочення часу простою конвеєрів, викликаного затримками вибірки команд при зміні лічильника адреси під час виконання команд розгалуження. Для цього в процесорі використовується буфер адреси розгалуження BTB (Branch Target Buffer), що використовує алгоритми передбачення адрес розгалужень.

Роздільне кешування програмного коду і даних. У процесорах Pentium використовується кеш-пам'ять першого рівня (кеш L1) обсягом 16Кб, розділена на 2 сегменти: 8Кб для даних і 8Кб для інструкцій. Це поліпшує продуктивність і дозволяє робити подвійне кешування доступним частіше, ніж це було можливе раніш. Крім того, змінений механізм кешування.

Поліпшений блок обчислень з плаваючою комою (FPU, співпроцесор).

Симетрична багатопроцесорна робота (SMP).

Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium І по технологічним, конструкторським, фізичним та ряду інших параметрів приведена у таблиці 3.2.

Таблиця 3.2. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium І

Ім’я ядра	Дата випуску	Тактові частоти (МГц)	Частота системної шини (FSB) (МГц)	Розмір кешу L1 (Кбайт) (для даних)+(для інструкцій)	Напруга живлення (В)	Кількість транзисторів (млн.)	Площа кристалу (мм^2)	Максимальне тепловиділення (Вт)	Техпроцес (нм)	Роз’єм	Корпус
Р5	23.03.93	60, 66	60, 66	8+8		3,1				Socket 4	273-контактный PGA
P54C	07.03.94	75, 90, 100	50, 60, 66	8+8	3,3	3,2		10,1		Socket 5 Socket 7	296-контактный CPGA
P54CS	08.01.97	166, 200, 233		16+16	3,3	3,3	91 (83)	15,5		Socket 5 Socket 7	296-контактный CPGA
P55C	27.03.95	166, 200, 233		8+8	2,8	3,1				Socket 7	296-контактный CPGA/ PPGA
Р6	01.11.95	150, 166, 180, 200	60, 66	8+8	3,1 (3,3)	5,5	195 (306)		350 (600)	Socket 8	387-контактный SPGA

Дані, які відносяться до усіх моделей сімейства процесорів Pentium І:

- Адресна пам’ять: 64 Гбайт

- Разрядність регістрів: 32

- Разрядність внутрішньої шини: 64

- Разрядність шини адресу: 32

- Розмір кешу L2(Кбайт): внутрішній до 1 Мбайт

3.2. PENTIUM ІІ

Intel Pentium II (рисунок 3.7) — процесор архітектури x86, анонсований 7 травня 1997 року. Ядро Pentium II являє собою модифіковане ядро P6 (уперше використане в процесорах Pentium Pro).

Рисунок 3.7 – Загальний вигляд процесора Pentium ІІ

Процесор Pentium II являє собою картридж SECC чи SECC2 (рисунок 3.8) (що відрізняється більш простою конструкцією), що містить процесорну плату («субстрат») із установленими на ній ядром процесора, мікросхемами кеш-пам'яті BSRAM і tag-RAM. Кеш-пам'ять другого рівня працює на половині частоти ядра. Процесор призначений для установки в 242-контактний щілинний конектор Slot 1.

Існує також варіант Pentium II OverDrive у корпусі PGA (встановлюється в гніздові роз’єми Socket 8) з повношвидкісним кешем другого рівня, призначений для заміни Pentium Pro.

Рисунок 3.8 – Основні елементи конструкції картриджів SECC та SECC2

Перші процесори Pentium II (Klamath) (Таблиця 3.3) були призначені для ринку настільних персональних комп'ютерів і вироблялися по 350 нм техпроцесу. Подальшим розвитком сімейства десктопних Pentium II стало 250 нм ядро Deschutes. Через якийсь час вийшли процесори Mobile Pentium II, призначені для установки в ноутбуки, і Xeon, орієнтований на високопродуктивні системи і сервери. На базі ядра Deschutes випускалися також процесори Celeron (Covington), призначені для використання в недорогих комп'ютерах. Вони являли собою Pentium II, позбавлений картриджа і кеша другого рівня.

Таблиця 3.3. Процесори Pentium II для настільних комп'ютерів (desktop)

Кодове ім'я ядра	Klamath	Deschutes
Техпроцес(нм)
Тактова частота ядра (МГц)
Анонсований	07.05.97	01.09.98	26.01.98	15.06.98	24.08.98

Дата добавления: 2015-10-28