|
Читайте также: |
26 січня 1998 року Intel анонсувала процесор Pentium II, побудований на новому ядрі, що носить кодове ім'я Deschutes (рисунок 11). На відміну від Klamath, процесори з ядром Deschutes виготовлялося по 250 нм техпроцесу, напруга ядра була знижена до 2.0 В, що дозволило значно знизити тепловиділення і підняти планку максимальної частоти до 450 Мгц. Більшість процесорів версії Вх здатні працювати і на частотах понад 500 Мгц.
Кеш другого рівня обсягом 512 Кб як і раніше працював на половині частоти ядра, однак був виконаний у вигляді двох мікросхем BSRAM, розташованих по обидві сторони кристала процесора. По деяким даним, це могло приводити до незначних втрат у продуктивності відносно Klamath на рівних частотах. В останніх ревізіях процесора Pentium II і ранніх Pentium III розташування мікросхем було змінено: мікросхеми розташовувалися одна над одною праворуч від кристала.
Піддалася змінам і tag-RAM: замість мікросхеми Intel 82459AB, що мала досить високе тепловиділення, використовуються мікросхеми 82459AC (у процесорах версії А0) і 82459AD. Остання практично не нагрівається і працездатна на частотах понад 500 Мгц.
Ранні процесори з ядром Deschutes, як і Klamath, мали картридж типу SECC. Охолодження кеш-пам'яті в цьому картриджі було проблематичним: пластина тепловідводу не торкалася мікросхем BSRAM, тому спочатку пластина тепловідводу була модернізована (з'явилися виступи, що дозволяли здійснити контакт із мікросхемами), а потім взагалі зникла. Картридж без тепловідвідної пластини одержав найменування SECC2.
Щоб відрізнити моделі, що працюють на однакових частотах (266 і 300 Мгц), але мають різні ядра, у процесорів, побудованих на ядрі Deschutes, наприкінці назви дописували літеру «A». Ранні процесори (з частотами 266, 300, 333, 350 і 400 Мгц) мали розмір кристала 131 мм2, з виходом нової версії розміри кристала зменшилися до 118 мм2. Процесори з частотою 350 Мгц і вище працювали з зовнішньою частотою 100 Мгц. Модифіковане ядро Deschutes, у якому з'явився блок SSE, одержало найменування Katmai і лягло в основу наступного процесора компанії Intel— Pentium III.
3.2.3. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium ІІ
Основними відмінностями процесорів сімейства Pentium II від сімейства Pentium I є збільшений з 16 до 32 Кб кешу першого рівня і наявність блоку SIMD-інструкцій MMX, підвищена продуктивність при роботі з 16-розрядними додатками. У системах, побудованих на базі процесора Pentium II, повсюдне застосування знайшли пам'ять SDRAM і шина AGP.
Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium ІІ по технологічним, конструкторським, фізичним та ряду інших параметрів приведена в таблиці 3.4.
Таблиця 3.4. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium ІІ
| Ім’я ядра | Дата випуску | Тактові частоти (МГц) | Частота системної шини (FSB) (МГц) | Розмір кешу L1 (Кбайт) (для даних)+(для інструкцій) | Розмір кешу L2 (Кбайт) | Напруга живлення (В) | Кількість транзисторів (млн.) | Площа кристалу (мм2) | Максимальне тепловиділення (Вт) | Техпроцес (нм) | Роз’єм | Корпус |
| Klamath | 07.05.97 | 233, 266, 300 | 16+16 | 2,8 | 7,5 | Slot 1 | 528-контактний LGA вміщений у 242-контактний картридж типу SECC | |||||
| Deschutes | 26.01.98 | 266, 300, 333, 350, 400, 450 | 66, 100 | 16+16 | 2,0 | 7,5 | 131 (118) | 27,1 | Slot 1 | 528-контактний LGA вміщений у 242-контактний картридж типу SECC (пізніше в SECC2) |
Дані, які відносяться до усіх моделей сімейства процесорів Pentium ІІ:
- Адресна пам'ять: 64 Гбайт
- Разрядність регістрів: 32
- Разрядність внутрішньої шини: 64
- Разрядність шини адресі: 36
3.3. PENTIUM ІII
Intel Pentium III - процесор архітектури x86, анонсований 26 лютого 1999 року. Ядро Pentium III являє собою модифіковане ядро Deschutes (що використовувалося в процесорах Pentium II).
Процесори Pentium III для настільних комп'ютерів випускалися в трьох варіантах корпусів: SECC2, FCPGA й FCPGA2.
Pentium III у корпусі SECC2 (рисунок 3.10) являє собою картридж, що містить процесорну плату («субстрат») із установленим на ній ядром процесора (у всіх модифікаціях), а також мікросхемами кеш-пам'яті BSRAM й tag-RAM (у процесорах, заснованих на ядрі Katmai). Маркування відображається на картриджі. Процесор призначений для установки в 242-контактний щілинний конектор Slot 1.
 |
 |
Рисунок 3.11 - Загальний вигляд процесора Pentium ІІI у корпусі FCPGA
Кристал захищений від відколів спеціальним покриттям, що знижує його крихкість. Однак, незважаючи на наявність цього покриття, при неакуратній установці радіатора (особливо недосвідченими користувачами) кристал одержував тріщини й відколи (процесори, що одержали такі ушкодження, на жаргоні називалися колотими). У деяких випадках процесор, що одержав істотні ушкодження кристала (відколи до 2-3 мм із кута), продовжував працювати без збоїв, або з незначними збоями.
Процесор призначений для установки в 370-контактний гніздовий роз’єм Socket 370. У корпусі FCPGA випускалися процесори на ядрі Coppermine.
Корпус FCPGA2 відрізняється від FCPGA наявністю теплорозподілювача (металева кришка, що закриває кристал процесора). Маркування наносилося на поверхню теплорозподілювача. У корпусі FCPGA2 випускалися процесори на ядрі Tualatin, а також процесори пізнішої версії ядра Coppermine (відомої як Coppermine-T).
Перші процесори Pentium III (Katmai) (таблиця 3.5) призначалися для настільних комп'ютерів і вироблялися за 250 нм техпроцесом. Подальшим розвитком сімейства настільних Pentium III стало 180 нм ядро Coppermine (таблиця 3.6), а останнім ядром, використаним у процесорах сімейства Pentium III стало 130 нм ядро Tualatin (таблиця 3.7). На базі ядра Katmai випускався також процесор Xeon (ядро Tanner), на базі ядра Coppermine - Xeon (Cascades) і Celeron (Coppermine-128), на базі ядра Tualatin - Celeron (Tualatin-256).
Таблиця 3.5. Процесори Pentium III на ядрі Katmai
| Тактова частота (МГц) | |||||
| Частота FSB (МГц) | |||||
| Анонсований | 26.02.99 | 27.09.99 | 17.02.99 | 2.08.99 | 27.09.99 |
Таблиця 3.6. Процесори Pentium III на ядрі Coppermine
| Тактова частота (МГц) | ||||||||||||||||
| Частота FSB (МГц) | ||||||||||||||||
| Анонсований | 25.10.99 | 20.12.99 | 20.03.00 | 24.03.00 | 08.03.00 |
Таблиця 3.7. Процесори Pentium III на ядрі Tualatin
| Тактова частота (МГц) | |||||
| Частота FSB (МГц) | |||||
| Анонсований | 06.01 |
Кatmai
Перше ядро, використане в процесорах Pentium III – Кatmai (рисунок 3.12), є еволюційним продовженням ядра Deschutes, на якому були засновані процесори Pentium II останніх ревізій.
 |
Рисунок 3.12 - Процесор Pentium Кatmai
У новому ядрі збільшений набір SIMD-розширень (доданий блок SIMD-інструкцій SSE), удосконалений механізм потокового доступу до пам'яті (новий механізм передбачення дозволяє зменшити затримки при послідовному доступу до пам'яті).
Кеш другого рівня обсягом 512 Кб працює на половині частоти ядра й виконаний у вигляді двох мікросхем BSRAM (виробництва Toshiba й NEC), розташованих одна над одною праворуч від кристала процесора. У якості tag-RAM використається мікросхема Intel 82459AD, розташована на звороті процесорної плати під мікросхемами кеш-пам'яті.
Pentium III на ядрі Katmai містив 9.5 млн. транзисторів, площа кристала становила 128 мм2.
Перші процесори на ядрі Katmai працювали із зовнішньою частотою (частотою системної шини) 100 МГц. 27 вересня 1999 року були анонсовані процесори із зовнішньою частотою 133 МГц. Для того щоб відрізняти процесори, що працюють на однаковій частоті, але мають різну зовнішню частоту, наприкінці назви процесорів, що мають зовнішню частоту 133Мгц, додавалася літера «B» (від англ. Bus - шина). Процесори Pentium III на ядрі Katmai випускалися в корпусі SECC2.
Coppermine
25 жовтня 1999 року корпорація Intel анонсувала процесор Pentium III, побудований на новому ядрі, що носить кодове ім'я Coppermine (рисунок 3.13). Процесори на ядрі Coppermine випускалися по 180 нм техпроцесу, мали інтегровану кеш-пам'ять другого рівня, що працює на частоті ядра. Крім того, кеш-пам'ять має 256-бітну шину (на відміну від процесорів на ядрі Katmai, що мали 64-бітну шину кеш-пам'яті), що значно підвищує її швидкодію. За рахунок інтегрованої кеш-пам'яті число транзисторів виросло до 28.1 млн.
Напруга живлення була знижена до 1.6-1.75 В, що дозволило знизити тепловиділення. У сполученні з 180 нм техпроцесом це дозволило підняти максимальну частоту до 1 ГГц (Pentium III із частотою 1 ГГц був анонсований 8 березня 2000 року, однак налагодити випуск таких процесорів вдалося значно пізніше). Pentium III на ядрі Coppermine із частотою 1.13 ГГц був відкликаний через нестабільну роботу.
По ходу випуску в процесори вносилися зміни, спрямовані на виправлення помилок, а також на зменшення площі кристала процесора (що дозволило підняти ефективність виробництва) і зниження тепловиділення (тому що процесори з високою тактовою частотою мали більшу напругу живлення). Процесори версії A2 мали площу кристала 106 мм2, версії B0 - 104 мм2, версії C0 - 90 мм2, версії D0 - 95 мм2.
 |
Рисунок 3.13 - Загальний вигляд процесора Pentium ІІI Coppermine у корпусах SECC2 та FCPGA
Процесори на ядрі Coppermine працювали із зовнішньою частотою 100 МГц й 133 МГц. Для розрізнення рівночастотних процесорів з різною зовнішньою частотою як і раніше використалася літера «B» наприкінці назви. Крім того, для розрізнення рівночастотних процесорів на ядрах Katmai й Coppermine використалася літера «E» (від англ. Enhanced - поліпшений). Можливо також сполучення літер «B» й «E» (так, наприклад, процесор Pentium III 600 заснований на ядрі Katmai і працює із зовнішньою частотою 100 Мгц, а Pentium III 600EB - це Coppermine із зовнішньою частотою 133 Мгц).
Процесори Pentium III на ядрі Coppermine випускалися в трьох варіантах корпусів:
SECC2 - призначені для встановлення в системні плати з роз’ємом Slot 1. У даному корпусі випускалися процесори версій A2, B0 й C0.
FCPGA - призначені для встановлення в системні плати з роз’ємом Socket 370. У даному корпусі випускалися процесори усіх версій.
FCPGA2 - призначені для встановлення в системні плати з роз’ємом Socket 370. У даному корпусі випускалися процесори версії D0, також відомої як Coppermine-T.
Процесори, призначені для встановлення в роз’єм Socket 370, могли також установлюватися в системні плати з роз’ємом Slot 1 за допомогою перехідника Socket 370 - Slot 1 (Slot-to-FCPGA або Slot-to-FCPGA2).
Процесори на ядрі Coppermine-T є перехідними й здатні працювати як із шиною AGTL (1.25 В), яка використовується процесорами на ядрі Tualatin, так і із шиною AGTL+ (1.5 В), яка використовується іншими процесорами Pentium III.
Tualatin
 |
Рисунок 3.14 - Загальний вигляд процесора Pentium ІІI Tualatin
Процесори Pentium III-S мали 512 Кб кеш-пам'яті другого рівня і призначалися для високопродуктивних робочих станцій і серверів. У процесорах Pentium III на ядрі Tualatin 256 Кб кеш-пам'яті були апаратно відключені. Частота системної шини складала 133 Мгц для обох модифікацій.
Процесори на ядрі Tualatin випускалися за 130 нм техпроцесом, містили 44 млн. транзисторів і мали площу кристала 80 мм2. Напруга ядра була знижена до 1.4 — 1.5 В. Також була змінена напруга шини — у процесорах на ядрі Tualatin використовувалася шина AGTL з напругою 1.25 В. Крім того, було змінено призначення деяких контактів роз’єму Socket 370, тому процесори на ядрі Tualatin не сумісні із системними платами з роз’ємом Socket 370, призначеним для роботи з Pentium III на ядрі Coppermine, однак працездатні в більш старих системних платах з роз’ємом Slot 1 за рахунок використання перехідника Socket 370 — Slot 1 (Slot-to-FCPGA2).
3.3.4. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium ІІІ
У порівнянні з попередниками (поколінням РІІ) сімейство процесорів Pentium ІІІ мало розширений набір команд (доданий набір інструкцій SSE) і оптимізована робота з пам'яттю. Це дозволило підвищити продуктивність як у нових додатках, що використовують розширення SSE, так й в існуючих (за рахунок зростаючої швидкості роботи з пам'яттю).
У процесорів Pentium III на ядрі Katmai був введений 64-бітний серійний номер, унікальний для кожного процесора, доступний для зчитування програмним забезпеченням (за допомогою інструкції cpuid).
Останнє нововведення викликало невдоволення в користувачів (серійний номер міг бути зчитаний віддалено, що могло поставити під погрозу приватність роботи в мережі Internet), тому компанія Intel була змушена випустити утиліту, що блокує доступ до серійного номера.
У процесорах, заснованих на ядрі Katmai, кеш-пам'ять другого рівня працює на половині частоти ядра, а у процесорах на ядрі Coppermine - на частоті ядра.
Процесори Pentium III на ядрі Coppermine випускалися в трьох варіантах корпусів: SECC2, FCPGA, FCPGA2.
Основною відмінністю процесорів на ядрі Tualatin від процесорів на ядрі Coppermine стала наявність апаратної попередньої обробки даних (data prefetch logic), що дозволило підвищити продуктивність за рахунок попереднього завантаження даних, необхідних для роботи.
Pentium III був флагманським процесором компанії Intel для настільних комп'ютерів з моменту виходу в лютому 1999 року й до появи на ринку процесора Pentium 4 у листопаді 2000 року. Після виходу процесора Pentium 4 випускалися процесори Pentium III на ядрі Tualatin, однак широкого поширення вони не одержали, хоча значно перевершували Pentium 4 на рівних частотах.
На основі ядра Tualatin розроблялося ядро для перших процесорів Pentium M, призначених для використання в ноутбуках.
Процесори Pentium III на ядрі Tualatin практично не зустрічалися в роздрібному продажі і призначалися для використання в готових комп'ютерах великих виробників.
Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium ІІІ по технологічним, конструкторським, фізичним та ряду інших параметрів приведена в таблиці 3.8.
Таблиця 3.8. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium ІІІ
| Ім’я ядра | Дата випуску | Тактові частоти (МГц) | Частота системної шини (FSB) (МГц) | Розмір кешу L1 (Кбайт) (для даних)+(для інструкцій) | Розмір кешу L2 (Кбайт) | Напруга живлення (В) | Кількість транзисторів (млн.) | Площа кристалу (мм2) | Максимальне тепловиділення (Вт) | Техпроцес (нм) | Роз’єм | Корпус |
| Katmai | 26.02.99 | 450, 500, 533, 550, | 100, | 16+16 | 2.0, 2.05 | 9.5 | 34.5 | Slot 1 | 570-контактный OLGA | |||
| Coppermine (Slot1) | 25.10.99 | 533, 550, 600, 650, 667, 700, 733, 750, 800, 850, 866, 933, 1000, 1133 | 100, | 16+16 | 1.65; 1.7 | 26.1 | Slot 1 | 495-контактный OLGA | ||||
| Coppermine (Socket 370) | 25.10.99 | 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700, 733, 750, 800, 850, 866, 900, 933, 1000, 1100, 1133 | 100, | 16+16 | 1.6; 1.65; 1.7; 1.75; | 37.5 | Socket 370 | 370-контактный FCPGA | ||||
| Tualatin | 21.05.01 | 700, 800, 1000, 1133, 1200, 1266, 1333, 1400 | 100, | 16+16 | 512, 256 | 1.45; 1.5; 1.75 | 32.2 | Socket 370 | 370-контактный FCPGA2 |
Дані, які відносяться до усіх моделей сімейства процесорів Pentium ІII:
- Разрядність регістрів: 32
- Разрядність внутрішньої шини: 64
- Підтримуючий набір інструкцій: IA32, MMX, SSE.
PENTIUM 4
Pentium 4 — x86-сумісний процесор, розроблений Intel. Архітектура процесора була цілком змінена, у порівнянні з попередніми поколіннями процесорів. Нова архітектура одержала нову назву — NetBurst. Оригінальний Pentium 4 носив кодове ім'я «Willamette», працював на частотах 1,4 і 1,5 Ггц і був анонсований 20 листопада 2000 року і призначався для установки в роз’єми Socket 423. Перші процесори, засновані на новій архітектурі, викликали безліч дорікань. По-перше — це продуктивність. Продуктивність Pentium 4 була нижче ніж у Pentium III, що працює на частоті в 1,5 рази меншій. По-друге, для роботи нового процесора була потрібна дорога материнська плата, на чіпсеті і850. По-третє, усі материнські плати призначалися для роботи з дорогою пам'яттю Rambus (RDRAM). По-четверте, для роботи материнської плати була потрібна заміна блоку живлення, а іноді і корпуса.
За більш ніж 5 років була випущена безліч ядер і моделей Pentium 4, заснованих на цих ядрах. Причому з виходом нової моделі до назви процесора додавалися або нова буква, або ще які-небудь цифри, а іноді і те, і інше; усе це істотно заплутує ідентифікацію конкретної моделі.
У цілому, архітектура була націлена для роботи на високих частотах, де у повну силу зміг би запрацювати довгий конвеєр.
Willamette
Уперше ядро Willamette (рисунок 3.15) «засвітилося» у роадмепі (roadmap) Intel ще в 1998 році. Передбачалося, що воно повинне прийти на зміну Pentium II і покорити частоту 1 ГГц. Але процесори на цьому ядрі були анонсовані тільки в 2000 році як Pentium 4. Випущені 20 листопада 2000 року, процесори встановлювалися в роз’єм Socket 423 і випускалися в корпусі тип FC-PGA2. Процесори для Socket 423 не користувалися популярністю, тому що Intel відразу заявила, що цей роз’єм є перехідним, крім того системи на базі Pentium 4 коштували дуже дорого (самі процесори в момент анонсу коштували $644 і $819 за Pentium 4 1,4 і 1,5 ГГц відповідно). Тому що процесор виготовлявся з використанням 180 нм техпроцеса, то на кристалі вдалося розмістити лише 256 Кбайт кеша L2. Більшість експертів розцінило 1,4 і 1,5 ГГц версії проміжними — процесор Athlon від AMD набирав усе більшу популярність, і перевершував по швидкодії Pentium III, а подальше удосконалення архітектури Pentium III тоді було не можливе. Втрачати свою частку ринку Intel не мала наміру, тому вона і випустила ці процесори («сира» технологія виробництва не дозволила тоді випустити більш швидкі моделі). Незважаючи на непопулярність 1,4 і 1,5 ГГц версій, Intel 3 січня 2001 року анонсує 1,3 ГГц версію Pentium 4, що коштувала $409. У різних тестових іспитах ці процесори програвали як Pentium III, так і Аthlоn'ам (а в деяких випадках і Durоn'ам), що працювали на більш низьких частотах. Однак вже в квітні 2001 року виходить Pentium 4 з частотою 1,7 ГГц, а в серпні цього ж року виходить 2 ГГц версія, а так само «нові-старі» процесори для Socket 478, що проіснували більш ніж 2 роки, у цьому ж місяці виходить новий чіпсет від Intel (і845). Новий чіпсет тепер підтримував пам'ять стандарту PC133 SDRAM, що дозволило значно знизити ціни на системи на базі Intel Pentium 4, однак використання даного типу пам'яті трохи зменшувало швидкодію (іноді дуже істотно) системи. Intel для збільшення продажів активно просувала даний процесор — його рекламу можна було побачити як на телебаченні, так і в пресі. Продаж Pentium 4 збільшувався, процесор починав користуватися усе більшою популярністю. Незабаром багато виробників системної логіки представили свої чіпсети для Pentium 4 з підтримкою пам'яті DDR SDRAM, а на початку 2002 року Intel випускає свої чіпсети з підтримкою даного типу пам'яті. Процесор починає заміщати собою Pentium III, а по продуктивності він фактично зрівнявся з Аthlоn'ом. Intel, що тримала пальму першості протягом 16 років, а потім досить швидко втратила її, знову починає відвойовувати своє. А проблеми, що почалися, з відсутністю виробничих потужностей у AMD і випуск Pentium 4 на ядрі Northwood закріпили лідируючі позиції Intel, щоправда, ненадовго.
 |
Рисунок 3.15 - Процесор Pentium Willamette (вигляд зверху та знизу)
Northwood
Перші процесори на даному ядрі анонсовані 7 серпня 2001 року. Ядро мало чим відрізняється від свого попередника, хіба що використанням більш сучасного тех процесу — 130 нм, що дозволило розмістити на кристалі 512 Кб кеша L2 і знизити тепловиділення процесора. Перехід на новий техпроцес дозволив ще більше нарощувати тактову частоту (до 3,4ГГц). Щоб відрізняти процесори на ядрі Northwood (рисунок 3.16) від аналогічних моделей на ядрі Willamette, було вирішено наприкінці назви нових процесорів дописувати букву «A» (наприклад Pentium 4 2,0A побудований на ядрі Northwood).
 |
Рисунок 3.16 - Процесор Pentium Northwood (вигляд зверху та знизу)
14 листопада 2002 року був випущений процесор Pentium 4 3,06ГГц, що мав підтримку Hyper-Threading (уперше використовується в процесорах Xeon). Ця технологія має на увазі під собою наявність двох логічних (емульованих) процесорів.
14 квітня 2003 року Intel випускає процесори з ядром Northwood, у яких частота FSB складала 200МГц (ефективна частота 800МГц), щоб відрізняти їх від процесорів, які використовують шину 533 і 400 МГц наприкінці назви нових процесорів приписувалася буква «C» (наприклад, Pentium 4 2,4C побудований на ядрі Northwood, а частота FSB складає 800МГц). Усі процесори, що використовують 800МГц шину, підтримують технологію Hyper-Threading (узагалі виявилося, що всі процесори на ядрі Northwood підтримують Hyper-Threading, однак, у перших моделях вона була відключена).
Prescott
2 лютого 2004 року був анонсований ряд процесорів, побудованих на новому ядрі, що носило ім'я Prescott (рисунок 3.17) і так само побудоване на архітектурі NetBurst. У порівнянні з оригінальною архітектурою NetBurst у даному ядрі були зроблені деякі зміни:
Конвеєр. У новому ядрі був у 1,5 рази збільшений конвеєр, тепер його глибина складала 31 крок (проти 20 кроків у Northwood). Зроблено це було з метою подальшого збільшення частоти процесора.
Модуль передбачення переходів (розгалужень). Збільшення числа кроків конвеєра зажадало поліпшення модуля передбачення переходів, тому що у випадку неправильного передбачення переходу конвеєр обнулявся, і обробка даних починалася спочатку.
Кеш-пам'ять L1. У новому ядрі був збільшений розмір кешу L1, який зберігав дані до 16 Кбайт. Розмір кешу інструкцій (Trace cache) залишився 12 тисяч мікрооперацій.
SIMD-розширення. У ядро Prescott був доданий новий набір інструкцій (SSE3), що складається з 13 нових інструкцій.
Hyper-Threading. Технологія Hyper-Threading також перетерпіла незначні зміни. Була збільшена кількість ексклюзивних ресурсів для кожного потоку, і покращилася підтримка HT з погляду набору процесорних інструкцій.
У Prescott закладена підтримка набору команд аналогічного AMD x86-64, цей набір команд у Intel назвали EM64T. Правда, у перших процесорах на ядрі Prescott модуль, відповідальний за ці команди, був відключений.
 |
Рисунок 3.17 - Процесор Pentium Prescott (вигляд зверху та знизу)
Дизайн ядра Prescott уперше був цілком автоматизований. Комп'ютер сам вибирав як оптимально розмістити той чи інший блок і як ці блоки з'єднати. Теоретично це повинно скоротити час на передачу даних між окремими блоками.
Крім всього іншого, нове ядро побудоване з використанням 90 нм техпроцеса, що дозволило зменшити TDP процесора і збільшити частотний потенціал нового ядра. І так само був збільшений об’єм кешу L2 до 1024 Кбайт (1 Мбайт).
Після того як світ довідався, якої модернізації піддалася архітектура NetBurst, передбачалося, що новий процесор одержить нове ім'я, імовірніше всього — Pentium 5. Однак, усупереч багатьом очікуванням і прогнозам, цього не відбулося.
2 лютого 2004 року були анонсовані моделі з тактовими частотами 2,8; 3,0; 3,2; 3,4 ГГц, у яких частота системної шини складала 800 МГц. Щоб відрізняти їх від процесорів на ядрі Northwood наприкінці назви цих процесорів була буква «E» (наприклад, Pentium 4 3,0E — ядро Prescott, частота FSB — 800 МГц). У цей же день був випущений процесор, тактова частота якого складала 2,8 ГГц, але він мав частоту FSB рівну 533 МГц, також він не підтримував Hyper-Threading. Щоб відрізнити цей процесор від інших, наприкінці назви цього процесора писали букву «A» (Pentium 4 2,8A). Усі процесори призначалися для Socket 478.
21 червня 2004 року були випущені нові процесори, засновані на ядрі Prescott, що продовжували лінію процесорів E-серії. Ці процесори випускалися в новому типі корпуса — FC-LGA4, він відрізнявся від попереднього покоління корпусів тим, що був позбавлений контактних ніжок. Також нові процесори встановлюються в нові роз’єми — LGA775 (інші назви Socket T чи Socket 775). Крім того, нові процесори використовували нову систему нумерації. Усі випущені процесори були віднесені до сімейства Pentium 5x0. Були випущені моделі з номерами 520, 530, 540, 550, 560.
У серпні 2004 були випущені процесори F-серії, у яких була активована підтримка EM64T, нічим іншим від своїх попередників вони не відрізнялися. Спочатку були доступні моделі з частотами 3,2; 3,4; 3,6 ГГц. У них, чомусь, Intel використовує стару систему позначень (наприклад, Pentium 4 3,4F).
У жовтні 2004 були випущені процесори серії Pentium 5x0J, що відрізнялися від своїх попередників (процесорів серії 5x0) тим, що мали підтримку технології за назвою EDB (Execute Disabled Bit), яку іноді називали XD Bit (eXecute Disable Bit).
У грудні 2004 року вийшли процесори серії 5x5, 5x5J і 5x9J. Процесори продовжували лінію процесорів A-серії (частота FSB 133МГц) для Socket 775, але процесори з індексом «J» мали підтримку технології EDB.
У травні-червні 2005 року вийшли процесори серії 5x1 і 5x6. Перші об'єднали в собі серії 5x0 і 5x0J, а другі серії 5x5 і 5x5J.
3.4.4. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium 4
Основною відмінністю процесорів сімейства Pentium 4 від інших сімейств є те, що він побудований на новій архітектурі — NetBurst. Нижче приведені деякі відмінні риси оригінальної архітектури NetBurst (деякі з них у майбутньому були змінені).
Конвеєр. Довжина конвеєра була збільшена до 20 кроків, тобто для завершення однієї команди процесору було потрібно 20 циклів. Даний крок дозволяв значно легше нарощувати тактову частоту, крім того, у перспективі це дозволяло значно підвищити швидкодію, але продуктивність у розрахунку на 1 МГц була менше, ніж у попередніх процесорів.
Модуль передбачення переходів (розгалужень). Щоб компенсувати недоліки застосування довгого конвеєра інженери Intel поліпшили схему передбачення розгалужень, у результаті правильність переходу передбачалася з імовірністю до 95 %.
Системна шина. У Pentium 4 використовується зовсім нова 128-бітна системна шина з двома 64-бітними лініями. Частота нової шини(FSB) складає 100 МГц (в останніх, тоді, моделей Pentium III вона складала 133 МГц), однак за рахунок передачі за 1 такт одночасно 4 пакетів (QPB — Quad Pumped Bus), ефективна частота шини складала 400 МГц, а пропускна здатність шини складала 3200 Мб/с.
Арифметико-логічний пристрій (АЛУ). В АЛУ обробляються цілочисельні команди. У новому процесорі АЛУ працює на подвоєній частоті ядра (у Pentium 4 1,5ГГц АЛУ працює на частоті 3 ГГц за рахунок використання обох фронтів сигналу). Таким чином, деякі інструкції виконуються за половину такту. У Pentium 4 використовуються два АЛУ.
Кеш-пам'ять першого рівня (L1). Як і колись кеш L1 розділений на дві частини: для команд і для даних. У кеші тепер зберігаються декодовані команди і розташовуються вони в порядку їхнього виконання (технологія Trace Cache), що збільшує продуктивність.
Математичний Співпроцесор (FPU). Математичний співпроцесор містить два модулі для операцій з плаваючою крапкою. Але реальну обчислювальну роботу виконує лише один модуль — це операції додавання (FADD) і множення (FMUL), другий модуль виконує операції обміну між регістрами і пам'яттю (FSTORE). Для процесора Pentium 4 1,4 ГГц співпроцесор забезпечує продуктивність у 1,4 GFLOPS. Приміром, у процесорах Athlon використовується співпроцесор, що складається з трьох модулів (один для операцій типу FSTORE, два інших для операцій типу FADD і FMUL) та який забезпечує продуктивність у 2 GFLOPS (для процесора Athlon 1 ГГц).
SIMD-розширення. У процесор Pentium 4 був доданий новий набір SIMD-розширень (SSE2), що додав 144 нові інструкції (68 цілочисельних інструкцій і 76 інструкцій для обчислень з плаваючою точкою.
Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium 4 по технологічним, конструкторським, фізичним та ряду інших параметрів приведена в таблиці 3.9.
Таблиця 3.9. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium 4
| Ім’я ядра | Дата випуску | Тактові частоти (ГГц) | Частота системної шини (FSB) (МГц) | Розмір кешу L1 (Кбайт) (для даних)+(тис.операцій) | Розмір кешу L2 (Кбайт) | Напруга живлення (В) | Кількість транзисторів (млн.) | Площа кристалу (мм2) | Максимальне тепловиділення (Вт) | Техпроцес (нм) | Роз’єм | Корпус (підтримувані технології) |
| Willamette | 20.11.00 | 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9; 2,0 | 8+12 | 1,7 (1,75) | 75,3 | Socket 423, пізніше Socket 478 | 423-контактний FC-PGA2, 478-контактный mPGA (IA32, MMX, SSE, SSE2) | |||||
| Northwood | 07.08.01 | 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,5; 2,6; 2,8 | 8+12 | 1,475¸1,55 | 146 (131) | Socket 478 | 478-контактний mPGA (IA32, MMX, SSE, SSE2, HT (не всі моделі)) | |||||
| 2,26; 2,4; 2,53; 2,67; 2,8; 3,06 | ||||||||||||
| 2,4; 2,6; 2,8; 3,0; 3,2; 3,4 | ||||||||||||
| Prescott | 02.02.04 | 2,8; 3,0; 3,2; 3,4 | 533, 800 | 16+12 | 1,4 | Socket 478, пізніше LGA775 | 478-контактный mPGA, 775-контактный FC-LGA4 (IA32, MMX, SSE, SSE2) |
Дані, які відносяться до усіх моделей сімейства процесорів Pentium 4:
- Разрядність регістрів: 32.
- Разрядність внутрішньої шини: 128.
Дата добавления: 2015-10-28; просмотров: 100 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Pentium Pro (Р6) | | | PENTIUM EXTREME EDITION |