Мікропроцесор Pentium Pro, Pentium II

Мікропроцесор Pentium Pro представляє собою процесор 6-го покоління, в якому в одному корпусі разом з процесором встановлена ​​кеш-пам'ять другого рівня L2. Процесорний модуль чіпа містить 5,5 млн. транзисторів, кеш-пам'ять L2 ємністю 256КБ побудована на 15,5 млн. транзисторах, а кеш-пам'ять L2 ємністю 512Кб - 31 млн. транзисторів. МП Pentium Pro (P6) щодо класичного процесора Pentium (P5) має наступні удосконалення: реалізовано динамічне виконання, при якому інструкції можуть виконуватися в зміненому порядку з випередженням (спекулятивне виконання), однак послідовність вивантаження результатів обчислень будуть відповідати вихідному програмному коду; застосована архітектура подвійної незалежної шини, що підвищує продуктивність, яка передбачає використання різних шин для з'єднання процесорного ядра з кеш-пам'яттю L2 і основною ОП. Перша шина працює на тактовій частоті процесора, друга на частоті системи. Такий поділ шин дозволяє в три рази прискорити обмін процесора з системною пам'яттю. Структурна схема Pentium Pro представлена на рис. 1.28.

Рис. 1.28. Структурна схема Pentium Pro

Архітектура МП розрахована на однопроцесорні і багатопроцесорні системи, інтерфейс системних шин розрахований на об'єднання до 4-процесорів за допомогою схем арбітражу, в симетричну багатопроцесорну систему (CБC). Якщо в МП Pentium використовувався 5-ступінчастий конвеєр, то в P6 - 14-ступінчастий, за один машинний такт дозволяє виконати до 3-х інструкцій. Кеш даних L1 має довжину 8Б. Кеш даних L1 обсягом 8Кб є двохпортовий: один порт виділяється для запису, інший для читання. Структурна схема МП P6 представлена ​​на рис. 1.10.1, де ППВК - пристрій попередньої вибірки команд, БАП - буфер адрес переходів, ПМК - планувальник мікрокоманд, ТПР - таблиця перейменування регістрів, СР - станція резервування, БЗ - блок завантаження, БГА - блок генерації адреси, КЦА - конвеєр цілочисельної арифметики, КПЗ - конвеєр плаваючої точки, БПР - буфер переупорядкування регістрів.

Довжина рядка кеша складає 32 байта. Пам'ять кожного кешу розбита по 8 банків з чергуванням по межах в 4 байта. ППВК має чотири 32-байтних буфера. Вибірка з буфера виробляється послідовно до появи інструкції галуження. Коли така інструкція з'являється БАП (адрес переходів) пророкує чи буде перехід чи ні. Якщо перехід не передбачається, то продовжується лінійна вибірка. Якщо передбачається перехід, то починає працювати другий буфер, здійснюючи вибірку з точки розгалуження. Якщо передбачене розгалуження не відбулося, конвеєр інструкцій очищається і попередня вибірка здійснюється зново. Конвеєр декодера / команд перетворює кілька інструкцій в набір мікрооперацій (до трьох). Мікрооперації поміщаються в станцію резервування, після чого передаються виконавчим пристроям. Виконані мікрооперації записуються в БПР (буфер переупорядкування).

МП Pentium II, який був випущений в 1997 році, поєднує архітектуру МП Pentium Pro з технологією ММХ. Його кеш L1 збільшено в 2 рази і становить 32КБ обсяг фізичної пам'яті, що адресується становить 64ГБ (шина адреси має 36 - розрядів). Архітектура подвійної незалежної шини вперше застосована в Pentium Pro, реалізована в МП Pentium II (одна шина з'єднує процесорний ядро з кеш-пам'яттю L2, а друга шина з основною оперативною пам'яттю МПС). Зазвичай в МП Pentium II частота роботи процесорного ядра з кешем L2 дорівнює половині тактової частоти процесора.

Також, як в МП Pentium MMX, Pentium II містить блок допоміжних мультимедійних операцій. Його інтерфейс з системною шиною допускає об'єднання лише двох процесорів, а не чотирьох, як в Pentium Pro. У процесорі реалізована нова технологія - картридж з друкованим роз'ємом SECC (Single Edge Contact Cartridge). На картриджі встановлюється кристал процесорного ядра і кілька кристалів, що реалізують вторинний кеш, картридж встановлюється в роз'єм системної плати Slot 1. Процесор випускається з тактовими частотами 233, 266, 300 МГц по ціні майже в два рази нижче Pentium Pro, однак по продуктивності йому поступаються. Реалізація вторинної кеш-пам'яті незалежно від процесорного ядра дозволяє застосовувати промислові набори БІС кеш-пам'яті, застосовувати нові моделі по мірі їх появи на ринку.

У 1998 році компанія Intel випускала МП Pentium-Celeron для систем початкового рівня, середнього рівня - МП Pentium II, що працюють з системною шиною 100МГц і найпотужніших МП Pentium II-Xeon з вбудованою кеш-пам'яттю другого рівня 512МБ-1ГБ з інтерфейсом Slot П, який забезпечує роботу до чотирьох процесорів в системі, а також роботу кеш L2 на частоті процесора. У планах компанії на 1999 рік на зміну МП Хеоп було передбачено випуск МП Tanner, в яких тактова частота системної шини складала 133МГц.

Дата добавления: 2015-10-28