Intel Pentium - Nacionalna knjižnica. N. E. Bauman

Obitelj procesora Intel Pentium Proizvodnja: od 1993. do 1999. godine Proizvođač: Intel CPU frekvencija: 60-300 MHz FSB frekvencija: 50-66 MHz Tehnologija proizvodnje:
800-250 nm Skupovi instrukcija: IA-32, MMX Priključci: Jezgre:

P54CS
Tillamook

Pentium(izgovara se Pentium) - zaštitni znak nekoliko generacija mikroprocesora obitelji x86, koje proizvodi Intel od 22. ožujka 1993. godine. Pentium je Intelov procesor pete generacije i zamijenio je Intel 80486 (često se naziva jednostavno 486).

Priča

Modeli

U početku (22. ožujka 1993.) predstavljena su samo dva modela, temeljena na jezgri P5 s frekvencijama od 60 i 66 MHz. Kasnije su objavljeni snažniji Pentium procesori temeljeni na poboljšanim jezgrama. Osim toga, predstavljene su mobilne verzije procesora i Pentium OverDrive procesora.

Pentium procesori za desktop računala(stolno računalo)

Kodni naziv kernela	P5		P54C			P54CS					P55C
Procesna tehnika, nm	800		600			350
Taktna frekvencija jezgre, MHz	60	66	75	90	100	120	133	150	166	200	166	200	233
Najavljeno	23. ožujka 1993. godine		10. listopada 1993. godine	7. ožujka 1994. godine		27. ožujka 1995. godine	12. lipnja 1995. godine	4. siječnja 1996. godine		10. lipnja 1996. godine	8. siječnja 1997. godine		2. lipnja 1997. godine

P5

Jedina dva modela prve generacije Pentium procesora, s radnim taktom jezgre od 60 i 66 MHz, najavljena su 23. ožujka 1993. godine.

Procesor je proizveden u 273-pinskom CPGA kućištu, instaliran na matičnoj ploči u procesorskoj utičnici Socket 4 i zahtijevao je napajanje od 5 V. Frekvencija sistemske sabirnice (FSB) bila je jednaka frekvenciji jezgre, odnosno množitelj jezgre bio je jednako 1,0.

Svi Pentium procesori klasificirani su kao SL Enhanced, što znači da imaju SMM sustav koji smanjuje potrošnju energije. Predmemorija druge razine nalazila se na matičnoj ploči i mogla je biti veličine do 1 MB. Rane verzije procesora, s frekvencijama od 60-100 MHz (jezgre P5 i P54C), imale su grešku u modulu matematičkog koprocesora, što je u rijetkim slučajevima dovelo do smanjenja točnosti operacije dijeljenja. Ovaj nedostatak je otkriven 1994. i postao je poznat kao "Pentium FDIV bug".

Procesori temeljeni na P5 jezgri proizvedeni su 800-nanometarskom procesnom tehnologijom, koristeći bipolarnu BiCMOS tehnologiju. Procesor sadrži 3,1 milijun tranzistora, a veličina jezgre je 294 mm². Pentium 66 troši 3,2 A i ima snagu od 16 W, što je zahtijevalo dodatni ventilator. Proizvodnja takvih procesora pokazala se vrlo teškom, a iskorištenje odgovarajućih kristala premalo. Mnogi stručnjaci, ističući brojne nedostatke (vidi: F0 0f c7 c8) Pentium procesora prve generacije, nisu savjetovali kupnju ovih modela. Proizvodnja je morala biti prekinuta na neko vrijeme. Međutim, ubrzo je započela proizvodnja poboljšanih procesora temeljenih na jezgri P54C.

P54C

Pentium procesori druge generacije koriste množenje takta i brži su od sistemske sabirnice. Množitelj se koristi za označavanje koliko je puta frekvencija takta jezgre procesora veća od frekvencije sabirnice sustava. U svim procesorima koji se temelje na jezgri P54C, množitelj je 1,5.

P54CS

Prvi procesori temeljeni na ovoj jezgri objavljeni su 27. ožujka 1995. godine. Zapravo, ova jezgra je P54C jezgra proizvedena korištenjem 350nm bipolarne BiCMOS tehnologije, što je omogućilo smanjenje veličine matrice jezgre na 91 mm² (procesori Pentium 120 i 133), ali ubrzo, kao rezultat optimizacije jezgre, njegova veličina je smanjena na 83 mm² s istim brojem tranzistora. Pritom je Pentium 200 trošio struju od 4,6 A, a maksimalna disipirana energija (disipacija topline) bila mu je 15,5 W.

P55C

Dana 8. siječnja 1997. pušteni su Pentium procesori temeljeni na trećoj generaciji P5 jezgre (P55C). Intelov centar za istraživanje i razvoj u Haifi (Izrael) je jezgri P55C dodao novi set instrukcija, nazvan MMX (MultiMedia eXtension), koji značajno povećava (od 10 do 60%, ovisno o optimizaciji) performanse računala u multimedijskim aplikacijama. Zbog toga se ovi procesori nazivaju Pentium w/MMX tehnologija (obično skraćeno na Pentium MMX). Novi procesor uključuje MMX uređaj s naredbenim cjevovodom za obradu, L1 predmemoriju povećanu na 32 KB (16 KB za podatke i 16 KB za upute). Sastoji se od novi procesor od 4,5 milijuna tranzistora i proizveden je naprednom 280-nanometarskom CMOS tehnologijom uz korištenje silicijskih poluvodiča, radi na naponu od 2,8 V. Maksimalna potrošnja struje je 6,5 A, rasipanje topline je 17 W (za Pentium 233 MMX). Površina matrice Pentium MMX procesora je 141 mm². Procesori su proizvedeni u 296-pinskom CPGA ili PPGA paketu za Socket 7.

Pentium Over Drive

Objavljeno je nekoliko generacija Pentium OverDrivea.

Godine 1995. izdan je prvi Pentium OverDrive (temeljen na jezgri P24T). Namijenjen je za ugradnju u utičnice tipa Socket 2 ili Socket 3 i radio je s naponom napajanja od 5 V, odnosno služio je za nadogradnju sustava koji koriste 486 procesor bez zamjene matične ploče. U isto vrijeme, ovaj procesor je imao sve funkcije Pentium procesor prve generacije (na jezgri P5). Puštena su dva modela, koji su radili na frekvencijama od 63 i 83 MHz, stariji je trošio struju od 2,8 A i imao je disipaciju snage od 14 vata. Zbog visoke cijene, ovaj procesor je otišao prije nego što se pojavio. I iako su nakon nekog vremena (4. ožujka 1996.) ovi procesori zamijenjeni Pentium ODP5V s frekvencijama od 120 i 133 MHz, temeljenim na jezgri P5T (u stvari, to je jezgra P54CS), oni također nisu postali popularni.
Dana 4. ožujka 1996., sljedeća verzija Pentium OverDrive - Pentium ODP3V - objavljena je na jezgri P54CT. Ovaj kernel se temelji na P54CS kernelu. Procesor je proizveden u 320-pinskom CPGA paketu za Socket 5 ili Socket 7.
3. ožujka 1997. objavljena su dva modela Pentiuma ODPMT (s frekvencijama od 150 i 166 MHz) temeljena na P54CTB jezgri (analogno P55C). Kasnije, 4. kolovoza 1997., objavljena su još dva modela na istoj jezgri (s frekvencijama od 180 i 200 MHz). Proizvedeni su u 320-pinskim CPGA paketima i dizajnirani su za Socket 5 ili Socket 7 (Pentium ODPMT-200 MMX - samo Socket 7).

Tillamook

Procesori temeljeni na ovoj jezgri bili su namijenjeni prijenosnim računalima i korišteni su u tzv. "mobilni modul" MMC-1 konektor mobilnog modula s 280 pinova radi zajedno s Intelov čipset 430 TX sa 512 KB predmemorije na matičnoj ploči. Jezgra Tillamook (nazvana po gradu u Oregonu, SAD) je P55C jezgra smanjenog napona - model od 300 MHz radio je na 2,0 V, trošio je 4,5 A i imao je rasipanje topline od 8,4 W. Stariji modeli (s frekvencijom od 233, 266 i 300 MHz) proizvedeni su pomoću 250-nm procesne tehnologije i imali su matricu s površinom od 90 mm², postojale su i verzije s frekvencijom jezgre od 166 MHz Modeli 200 i 233 proizvodili su se od kolovoza 1997., model 266 od siječnja 1998., a najstariji model u liniji predstavljen je u siječnju 1999.

(koji se često naziva jednostavno 486).

Enciklopedijski YouTube

1 / 4

Zašto su Pentiumi 2 bili na karticama? | Nostalgični štreber

Pentium protiv 486 PC-a (1993.)

Armado y desarmado de un CPU Pentium 4, práctica de un estudiante en informática.

Zašto Pentium rastura 486 (cjevovodi i predmemorija) | Nostalgični štreber

titlovi

Priča

Procesori temeljeni na P5 jezgri proizvedeni su 800-nanometarskom procesnom tehnologijom, koristeći bipolarnu BiCMOS tehnologiju. Procesor sadrži 3,1 milijun tranzistora, a veličina jezgre je 294 mm². Pentium 66 troši 3,2 A i ima snagu od 16 W, što je zahtijevalo dodatni ventilator. Proizvodnja takvih procesora pokazala se vrlo teškom, a iskorištenje odgovarajućih kristala premalo. Mnogi stručnjaci, ukazujući na brojne nedostatke (vidi: F0 0f c7 c8) prve generacije Pentium procesora, nisu preporučili kupnju ovih modela. Proizvodnja je morala biti prekinuta na neko vrijeme. Međutim, ubrzo je započela proizvodnja poboljšanih procesora temeljenih na jezgri P54C.

P54C

P54CS

P55C

Dana 8. siječnja 1997. pušteni su Pentium procesori temeljeni na trećoj generaciji P5 jezgre (P55C). Intelov centar za istraživanje i razvoj u Haifi (Izrael) je jezgri P55C dodao novi set instrukcija, nazvan MMX (MultiMedia eXtension), koji značajno povećava (od 10 do 60%, ovisno o optimizaciji) performanse računala u multimedijskim aplikacijama. Zbog toga se ovi procesori nazivaju Pentium w/MMX tehnologija (obično skraćeno na Pentium MMX). Novi procesor uključuje MMX uređaj s naredbenim cjevovodom za obradu, L1 predmemoriju povećanu na 32 KB (16 KB za podatke i 16 KB za upute). Novi procesor sastoji se od 4,5 milijuna tranzistora i proizveden je naprednom 280-nanometarskom CMOS tehnologijom uz korištenje silicijskih poluvodiča, radi na naponu od 2,8 V. Maksimalna potrošnja struje je 6,5 A, rasipanje topline je 17 W (za Pentium 233 MMX). Površina matrice Pentium MMX procesora je 141 mm². Procesori su proizvedeni u 296-pinskom CPGA ili PPGA paketu za Socket 7.

Pentium Over Drive

Objavljeno je nekoliko generacija Pentium OverDrivea.

Godine 1995. izdan je prvi Pentium OverDrive (temeljen na jezgri P24T). Namijenjen je za ugradnju u Socket 2 ili Socket 3 socket te je radio s naponom napajanja od 5 V, odnosno služio je za nadogradnju sustava koji koriste 486 procesor bez zamjene matične ploče. Ujedno je ovaj procesor imao sve funkcije Pentium procesora prve generacije (na jezgri P5). Puštena su dva modela, koji su radili na frekvencijama od 63 i 83 MHz, stariji je trošio struju od 2,8 A i imao je disipaciju snage od 14 vata. Zbog visoke cijene, ovaj procesor je otišao prije nego što se pojavio. I iako su nakon nekog vremena (4. ožujka 1996.) ovi procesori zamijenjeni Pentium ODP5V s frekvencijama od 120 i 133 MHz, temeljenim na jezgri P5T (u stvari, to je jezgra P54CS), oni također nisu postali popularni.
Dana 4. ožujka 1996., sljedeća verzija Pentium OverDrive - Pentium ODP3V - objavljena je na jezgri P54CT. Ovaj kernel se temelji na P54CS kernelu. Procesor je proizveden u 320-pinskom CPGA paketu za Socket 5 ili Socket 7.
3. ožujka 1997. objavljena su dva modela Pentiuma ODPMT (s frekvencijama od 150 i 166 MHz) temeljena na P54CTB jezgri (analogno P55C). Kasnije, 4. kolovoza 1997., objavljena su još dva modela na istoj jezgri (s frekvencijama od 180 i 200 MHz). Proizvedeni su u 320-pinskim CPGA paketima i dizajnirani su za Socket 5 ili Socket 7 (Pentium ODPMT-200 MMX - samo Socket 7).

Tillamook

Procesori temeljeni na ovoj jezgri bili su namijenjeni prijenosnim računalima i korišteni su u tzv. "Mobilni modul" MMC-1 Mobile Module Connector s 280 pinova radio je zajedno s Intel 430 TX čipsetom i imao je 512 KB predmemorije na matičnoj ploči. Jezgra Tillamook (nazvana po gradu u Oregonu, SAD) je P55C jezgra smanjenog napona - model od 300 MHz radio je na 2,0 V, trošio je 4,5 A i imao je rasipanje topline od 8,4 W. Stariji modeli (s frekvencijom od 233, 266 i 300 MHz) proizvedeni su pomoću 250-nm procesne tehnologije i imali su matricu s površinom od 90 mm², postojale su i verzije s frekvencijom jezgre od 166 MHz Modeli 200 i 233 proizvodili su se od kolovoza 1997., model 266 od siječnja 1998., a najstariji model u liniji predstavljen je u siječnju 1999.

U nešto više od 10 godina postojanja, Intelovi procesori Pentium prešli su dug put. Samo je frekvencija takta porasla za više od 53 puta, sa 60 MHz na 3200 MHz. Također, Intel je autor mnogih razvoja koje su kasnije koristile tvrtke kao što su AMD i VIA.

Ukupno su u ovih 10 godina izdane sljedeće obitelji procesora:

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

Sada pogledajmo svaki od njih detaljnije.

Sve je počelo 22. ožujka 1993. godine. Tada je Intel predstavio prve procesore pod zaštitnim znakom Pentium, koji je godinama postao sinonim za program za obradu teksta.

Bio je to prvi procesor s dvocijevnom strukturom. Imao je kodno ime P5. imao taktne frekvencije 60 i 66 MHz. Frekvencija sabirnice podudarala se s brzinom takta procesora. Procesori su sadržavali više od 3,1 milijuna tranzistora i proizvedeni su tehnologijom od 0,80 mikrona, a kasnije - 0,60 mikrona. Veličina predmemorije prve razine L1 bila je 16 KB - 8 KB za podatke i 8 KB za upute, dok se predmemorija druge razine nalazila na matičnoj ploči i mogla je biti do 1 MB. Procesor je proizveden za socket 4.

Godinu dana kasnije, u ožujku 1994., Intel je izdao drugu generaciju Pentiuma (core P54).

Procesor je imao frekvencije od 75 do 200 MHz. Frekvencija sabirnice 50-66 MHz. Veličina L1 predmemorije ostala je ista - 16 KB (8 KB za podatke i 8 KB za upute). Predmemorija druge razine ostala je na matičnoj ploči i mogla je imati volumen do 1 MB. U proizvodnji ovog procesora Intel koristi napredniju procesnu tehnologiju od 0,50 mikrona. Procesor je sadržavao preko 3,3 milijuna tranzistora. Proizvedeno za Socket 5, kasnije Socket 7.

Pentium PRO

1. studenog 1995., s izdavanjem procesora Pentium PRO (kodno ime P6), počelo je odbrojavanje šeste generacije procesora. Od prethodne generacije razlikovali su se korištenjem tehnologije dinamičkog izvršavanja - mijenjanjem redoslijeda izvršavanja instrukcija i arhitekturom dvostruke neovisne sabirnice. Dodana je još jedna sabirnica koja povezuje procesor s predmemorijom druge razine, koja je ugrađena u jezgru. Kao rezultat toga, prvi put je korištena L2 predmemorija koja radi na frekvenciji procesora. Početna veličina L2 predmemorije je 256 KB; do 18. kolovoza 1997. dosegla 1024 KB. Maksimalna veličina je 2048 Kb. Predmemorija prve razine ostala je ista: 8 KB + 8 KB. Imao je taktne frekvencije od 150, 166, 180, 200 MHz.

Pentium PRO procesori su se proizvodili u SPGA (Staggered Pin Grid Array) paketima s pin matricom. U jedno kućište ugrađena su dva kristala - jezgra procesora i predmemorija druge razine vlastite proizvodnje. Instaliran u Socket 8 s mogućnošću kombiniranja do 4 procesora za simetrično višeprocesiranje. Sabirnica 60-66 MHz. S 32-bitnim računalstvom i multitaskingom značajno je nadmašio Pentium, ali je izgubio od njega u 16-bitnim aplikacijama. Procesor od 150 MHz proizveden je procesnom tehnologijom od 0,60 mikrona, a stariji modeli - 0,35 mikrona. Pentium PRO sastojao se od više od 5,5 milijuna tranzistora, plus od 15,5 do 31 milijuna uključenih predmemorija. Pentium MMX

8. siječnja 1997. procesor je pušten u prodaju Pentium s MMX tehnologijom(kodno ime P55), koji je nastavak Pentium linije, u kojoj je prvi put implementiran novi set od 57 MMX (Multi Media eXtention) naredbi, čime se značajno povećavaju performanse računala u multimedijskim aplikacijama (od 10 do 60%, ovisno o optimizaciji).

Proizvodio se s frekvencijama takta od 166, 200 i 233 MHz. Radio je na sabirnici od 66 MHz. U usporedbi s Pentiumom, udvostručena je veličina predmemorije prve razine koja je iznosila 32 KB. Kao iu prethodnim verzijama, korištena je zasebna predmemorija: 16 KB za podatke i 16 KB za upute. Vrijedno je reći da je takva podjela (i veličina) L1 predmemorije postala svojevrsni standard već dugi niz godina. Predmemorija druge razine, kao i prethodnik, ostala je na matičnoj ploči i mogla je imati volumen do 1 MB. Procesori su proizvedeni prema 0,35 mikronskoj tehnologiji, a sastojali su se od 4,5 milijuna tranzistora. Dizajnirano za Socket 7.

Pentium II

Prvi procesori s imenom Pentium II pojavili su se 7. svibnja 1997. godine. Ovi procesori kombiniraju Pentium PRO arhitekturu i MMX tehnologiju. U usporedbi s Pentiumom Pro, veličina primarne predmemorije je udvostručena (16 KB + 16 KB). Procesor koristi novu tehnologiju paketa - uložak s otisnutim rubnim konektorom, na kojem je prikazana sistemska sabirnica: S.E.C.C (Single Edge Contact Cartridge). Proizveden je u dizajnu Slot 1, što je naravno zahtijevalo nadogradnju starih matičnih ploča. Spremnik veličine 14 x 6,2 x 1,6 cm ima čip jezgre procesora (CPU Core), nekoliko čipova koji implementiraju sekundarnu predmemoriju i pomoćne diskretne elemente (otpornike i kondenzatore).

Ovaj pristup se može smatrati korakom unatrag - Intel je već razradio tehnologiju ugradnje predmemorije druge razine u jezgru. Ali na ovaj način bilo je moguće koristiti memorijske čipove trećih strana. Svojedobno je Intel ovaj pristup smatrao obećavajućim za sljedećih 10 godina, iako se nakon kratkog vremena od njega odustaje.

Istodobno je očuvana neovisnost sekundarne sabirnice predmemorije, koja je usko povezana s procesorskom jezgrom vlastitom lokalnom sabirnicom. Frekvencija ove sabirnice bila je upola manja od frekvencije jezgre. Tako je Pentium II imao veliku predmemoriju koja radi na upola manjoj brzini procesora.

Prvi procesori Pentium II (kodno ime Klamath), koji se pojavio 7. svibnja 1997., sastojao se od oko 7,5 milijuna tranzistora samo u jezgri procesora i izveden je pomoću tehnologije od 0,35 mikrona. Imali su taktove jezgre od 233, 266 i 300 MHz s frekvencijom sistemske sabirnice od 66 MHz. U isto vrijeme, sekundarna predmemorija radila je na pola frekvencije jezgre i imala je volumen od 512 KB. Za ove procesore razvijen je Slot 1, koji po sastavu signala jako podsjeća na Socket 8 za Pentium Pro. Međutim, Slot 1 dopušta kombinaciju samo nekoliko procesora za implementaciju simetričnog višeprocesorskog sustava ili sustava s redundantnom kontrolom funkcionalnosti (FRC). Dakle, ovaj procesor je brži Pentium Pro s podrškom za MMX, ali sa smanjenom podrškom za više procesora.

26. siječnja 1998. godine izašao je procesor iz linije Pentium II s nazivom jezgre - Deschutes. Iz Klamath razlikovao se u tanjem tehnološkom procesu - 0,25 mikrona i frekvenciji sabirnice od 100 MHz. Imao je taktne frekvencije od 350, 400, 450 MHz. Proizveden je u dizajnu S.E.C.C, koji je kod starijih modela promijenjen u S.E.C.C.2 - cache s jedne strane jezgre, a ne s dvije, kao kod standardnog Deschutesa, te modificirani nosač hladnjaka. Posljednja jezgra službeno korištena u procesorima Pentium II, iako su najnoviji modeli Pentiuma II 350-450 dolazili s jezgrom koja je više ličila na Katmai - samo, naravno, sa smanjenim SSE-om. Preostala podrška za MMX. Predmemorija prve razine je ista 32 KB (16 + 16). Predmemorija druge razine također se nije promijenila - 512 KB radi na upola manjoj frekvenciji. Procesor se sastojao od 7,5 milijuna tranzistora i proizveden je za konektor Slot 1.

Pentium II Overdrive- ovo je bio naziv procesora koji je izdan 11. kolovoza 1998. za nadogradnju Pentiuma PRO na stari matične ploče ah, i radi u Socketu 8).

Imao je kodno ime P6T. Imao je frekvenciju od 333 MHz. Predmemorija prve razine je 16 KB za podatke + 16 KB za upute, predmemorija druge razine imala je veličinu od 512 KB i integrirana je u kernel. Radio je na frekvenciji procesora. Sabirnica 66 MHz. Sadržao je 7,5 milijuna tranzistora i proizvodio se po 0,25 mikronskoj tehnologiji. Podržava MMX skup instrukcija.

Nova grana u smjeru mikroprocesorske tehnologije za Intel bilo je izdavanje paralelnih mainstream, "laganih" i jeftinijih opcija. Ovo je serija Celeron. 15. travnja 1998. prvi procesor nazvan Celeron i radi na radnom taktu od 266 MHz.

kodno ime Covington. Ovaj procesor je vrhunski Pentium II. Celeron je izgrađen na vrhu kernela Deschutes nema predmemorije druge razine. Što je, naravno, utjecalo na njegovu izvedbu. Ali ubrzao je sasvim dobro (od jedan i pol do dva puta). Ako Pentium overclocking II je bio ograničen maksimalnom frekvencijom predmemorije, ovdje je jednostavno nije bilo!

Celeron je radio na sabirnici od 66 MHz i ponovio sve glavne karakteristike svog pretka - Pentium II Deschutes: L1 predmemorija - 16 KB + 16 KB, MMX, 0,25 mikronska procesna tehnologija. 7,5 milijuna tranzistora. Procesor je proizveden bez zaštitnog uloška - konstruktivnog - S.E.P.P (Single Edge Pin Package). Priključak - utor 1.

Počevši od frekvencije od 300 MHz, pojavili su se procesori Celeron s predmemorijom druge razine integriranom u jezgru, koja radi na frekvenciji procesora, veličine 128 KB. kodno ime - Mendocino. Objavljen je 8. kolovoza 1998. Zbog predmemorije pune brzine, ima visoke performanse usporedive s Pentiumom II (pod pretpostavkom iste frekvencije sistemske sabirnice). Proizvodili su se s taktnim frekvencijama od 300 do 533 MHz. Dana 30. studenog 1998. objavljena je verzija procesora s dizajnom P.P.G.A (Plastic Pin Grid Array) koji je radio u Socket 370 socketu.

Do 433 MHz proizvodio se u dva dizajna: S.E.P.P i P.P.G.A. Neko su vrijeme varijante Slot-1 (266 - 433 MHz) i Socket-370 (300A - 533 MHz) postojale paralelno, na kraju je prva glatko zamijenjena potonjom.

Novi Celeron bio je korak prema Pentiumu!!!, ali kako je radio na sabirnici od 66 MHz, nije mogao pokazati sve prednosti integrirane brze predmemorije. Budući da je predmemorija integrirana u jezgru, broj tranzistora koji čine procesor značajno se povećao - 19 milijuna.Tehnički proces je ostao isti - 0,25 mikrona.

Za moćna računala namijenjena obitelj xeon. Pentium II Xeon je poslužiteljska varijanta procesora Pentium II koja je zamijenila Pentium PRO. Proizvedeno na jezgri Deschutes i razlikovao se od Pentiuma II bržom (punom brzinom) i prostranijom (postoje opcije s 1 ili 2 MB) predmemorije druge razine i dizajnom. Proizveden je u dizajnu S.E.C.C za Slot 2. Ovo je također rubni konektor, ali s 330 pinova, VRM regulatorom napona i EEPROM uređajem za pohranu. Mogućnost rada u višeprocesorskim konfiguracijama. Objavljen je 29. lipnja 1998. godine.

Predmemorija druge razine, kao u Pentium PRO, je pune brzine. Samo što je ovdje na istoj ploči s procesorom, a nije integriran u jezgru. Predmemorija prve razine - 16 KB + 16 KB. Frekvencija sabirnice - 100 MHz. Podržava MMX skup instrukcija. Procesor je radio na frekvencijama od 400 i 450 MHz. Proizvedeno postupkom od 0,25 mikrona. i sadržavao je 7,5 milijuna tranzistora.

Tu završava razvoj linije Pentium II. Počevši od Pentiuma II, Intel je identificirao tri glavna pravca u proizvodnji procesora: Pentium– procesor visokih performansi za radne stanice i kućnu upotrebu, Celeron- proračunska verzija pentiuma za ured ili dom, xeon- verzija poslužitelja s povećanom izvedbom.

Pentium!!!

Prvi procesori sa imenom Pentium!!! ne razlikuje se mnogo od Pentiuma II. Radili su na istoj sabirnici s frekvencijom od 100 MHz (kasnije, od 27. rujna 1999., pojavili su se modeli koji rade na sabirnici od 133 MHz), proizvedeni su u S.E.C.C. 2 i dizajnirani su za ugradnju u utor 1.

Cache memorija ostaje ista: L1 - 16 KB + 16 KB. L2 - 512 Kb, nalazi se na procesorskoj ploči i radi na pola frekvencije procesora. Glavna razlika je proširenje skupa SIMD instrukcija - SSE (Streaming SIMD Extensions). Skup MMX naredbi također je proširen, a mehanizam za streaming pristup memoriji je poboljšan. Kodni naziv kernela Katmai. Objavljeno 26. veljače 1999. Procesor je radio na frekvencijama od 450-600 MHz, sadržavao je 9,5 milijuna tranzistora. Kao i njegov prethodnik - Pentium II Deschutes, proizveden je po 0,25 mikronskoj tehnologiji.

Bakreni rudnik- ovo je bio naziv sljedeće Pentium procesorske jezgre !!!, koja je zamijenila Katmai 25. listopada 1999. Zapravo, Coppermine je novi procesor, a ne revizija Deschutesa. Novi procesor imao je L2 predmemoriju pune brzine integriranu u jezgru veličine 256 KB (Advanced Transfer Cache).

Proizvedeno postupkom od 0,18 mikrona. Stanjivanje tehnologije s 0,25 na 0,18 mikrona omogućilo je postavljanje na jezgru više tranzistora i sada ih ima 28 milijuna, naspram 9,5 milijuna u starom Katmaiju. Istina, najveći dio novopredstavljenih tranzistora odnosi se na integriranu L2 predmemoriju. L1 predmemorija je ostala nepromijenjena. Podržani skupovi instrukcija MMX i SSE. Prvi put proizveden u S.E.C.C. 2, ali budući da je predmemorija sada ugrađena u jezgru procesora, procesorska ploča je bila nepotrebna i samo je povećala cijenu procesora. Stoga su uskoro procesori počeli izlaziti u FC-PGA (Flip-Chip PGA) dizajnu. Kao i Celeron Mendocino, radili su u Socketu 370.

Istina, postojala je ograničena kompatibilnost sa starijim matičnim pločama. Budući da je procesor sada radio na višim taktovima, jezgra je bila smještena na vrhu i imala je izravan kontakt s hladnjakom. Coppermine je bio posljednji procesor za Slot 1. Radio je na sabirnici od 100 i 133 MHz (u nazivu procesora 133. sabirnica je označavana slovom B, na primjer - Pentium !!! 750B). Procesori s jezgrom Coppermine radili su na radnom taktu od 533 do 1200 MHz. Prvi pokušaji izdavanja procesora temeljenog na ovoj jezgri s frekvencijom od 1113 MHz završili su neuspjehom, jer je radio vrlo nestabilan u ekstremnim načinima rada, a svi procesori s ovom frekvencijom su povučeni - ovaj je incident uvelike okaljao Intelov ugled.

Jezgra Tualatin zamijenio je Coppermine 21. lipnja 2001. U to su vrijeme prvi procesori Pentium 4 već bili na tržištu, a novi procesor je bio namijenjen testiranju novih 0,13 mikrona. tehnologije, kao i za popunjavanje niše procesora visokih performansi, budući da je izvedba prvog Pentiuma 4 bila prilično niska. Tualatin je izvorni naziv Intelovog globalnog projekta prelaska proizvodnje procesora na tehnologiju od 0,13 mikrona. Sami procesori s novom jezgrom bili su prvi proizvodi koji su se pojavili u sklopu ovog projekta.

Malo je promjena u samoj jezgri - dodana je samo tehnologija "Data Prefetch Logic". Poboljšava izvedbu unaprijed učitavanjem podataka koje aplikacija treba u predmemoriju. Osim toga, razlika između ovih jezgri leži u korištenoj proizvodnoj tehnologiji - Coppermine se proizvodi tehnologijom od 0,18 mikrona, a Tualatin - 0,13 mikrona. Socket za novi procesor ostao je isti - Socket 370, ali je dizajn promijenjen u FC-PGA 2, koji se koristio u procesorima Pentium 4. Od starog FC-PGA razlikuje se prije svega po tome što je jezgra prekrivena ploča za raspršivanje topline, koja ga također štiti od oštećenja tijekom postavljanja radijatora.

Izlaskom Tualatina, linija Pentiuma!!! "podijelili" u dvije klase - desktop i server procesore. Za prve, volumen L2 predmemorije ostao je na 256 KB, za druge se udvostručio na 512 KB; također desktop verzija novog P-III (zvanog Desktop Tualatin) nije imala SMP podršku. Predmemorija prve razine - 16 KB + 16 KB. Treba reći da Desktop Tualatin nije dugo trajao: isporučivan je samo velikim asemblerima osobnih računala, a povučen je s tržišta kako ne bi konkurirao Pentiumu 4. Ali Pentium !!!-S, poslužiteljska verzija procesora , trebao je zauzeti nišu moćnih poslužiteljskih procesora, budući da performanse Xeon procesora više nisu bile dovoljne, a Pentium 4 nije imao SMP podršku i općenito je pokazao prilično niske performanse.

Kao što je gore spomenuto, Tualatin procesori proizvedeni su korištenjem naprednijeg 0,13 mikrona. procesne tehnologije, radio je na sabirnici s frekvencijom od 133 MHz i sastojao se od 44 milijuna tranzistora. Podržani skupovi instrukcija MMX i SSE. Procesor je radio na frekvencijama od 1 GHz do 1,33 GHz (Desktop Tualatin), te od 1,13 GHz do 1,4 GHz (server verzija).

Nedavno sam saznao prilično zanimljive informacije - pokazalo se da je Intel razvijao procesor koji je trebao biti nastavak linije Pentium !!!. Ovaj se procesor temeljio na nadograđenoj Tualatin jezgri koja koristi 0,13 µm. tehnički proces. Njegova glavna razlika od uobičajenog Tualatina je povećana na 1024 KB. L2 cache i sistemska sabirnica od 166 MHz! Frekvencije su morale doseći najmanje 2,0 GHz. Ali Intel, oslanjajući se na procesor Pentium 4, odbija novi Tualatin. Uostalom, čak i ako se Celeron Tualatin, overclockan na frekvencije od oko 1,7 GHz, lako natječe ne samo s Celeronom Willametteom, već i s Pentiumom 4, tada ih novi Tualatin, opremljen ogromnom predmemorijom i brzom sabirnicom, ne bi napustio bilo koja šansa.

Nakon izdavanja procesora Pentium !!!, Intel je, kako ne bi izgubio svoju poziciju na tržištu proračunskih procesora, nastavio s izdavanjem linije Celeron. Sada su to bili potpuno drugačiji procesori - Intel ponavlja iskustvo stvaranja prvih procesora s imenom Celeron: koristi Pentium procesorsku jezgru !!! s L2 predmemorijom skraćenom na 128 KB i sporom sabirnicom od 66 MHz.

29. ožujka 2000. pojavljuju se prvi Celeron procesori na jezgri Rudnik bakra 128 ili Coppermine Lite.

Kao što naziv implicira, procesor je izrađen na Coppermine jezgri s upola manjom predmemorijom druge razine. Kao stariji brat - Pentium !!! Coppermine, novi Celeron, ima skup dodatnih SSE naredbi, brzu ugrađenu cache memoriju i proizvodi se prema istom tehnološkom standardu (0,18 mikrona), a razlikuje se samo u veličini cache-a druge razine - 128 KB naspram 256 KB za Pentium !!! (najviše smeta što je cache fizički prisutan u procesoru, jednostavno je onemogućen). Radi u istom socketu 370.

Prvi procesori pojavili su se s frekvencijom od 566 MHz i radili su na sabirnici od 66 MHz. Kasnije, 3. siječnja 2001., izdavanjem verzije od 800 MHz, Celeron je prešao na bržu sabirnicu od 100 MHz. Maksimalna frekvencija ovih procesora bila je 1100 MHz. Predmemorija prve razine: 32 KB (16 KB za podatke i 16 KB za upute). Procesor se sastojao od 28,1 milijuna tranzistora.

Celeron nikad nije bio toliko blizak Pentium procesoru. Od Pentiuma!!! Stolni Tualatin, razlikovao se samo po sporijoj sabirnici od 100 MHz. Općenito, ostavljajući nepromijenjenu veličinu L2 predmemorije i snižavajući FSB frekvenciju na 100 MHz za jezgru Tualatin za desktop aplikacije, Intel je izdao "novi Celeron". Procesori su proizvedeni s taktnim frekvencijama od 900 MHz do 1400 MHz, sastoje se od 44 milijuna tranzistora, podržavaju MMX, SSE. Tehnički proces je 0,13 mikrona. Proizvedeno u FC-PGA 2 dizajnu, za Socket 370.

Izlaskom Pentiuma!!! Intel nastavlja s izdavanjem poslužiteljski procesori temeljen na novoj generaciji Pentiuma. 17. ožujka 1999. pušten je u prodaju prvi procesor iz linije Pentium !!! xeon.

Kodni naziv jezgre Tanner. Izgrađen je na bazi Pentiuma!!! Katmai. Sadrži L2 predmemoriju pune brzine od 512, 1024 ili 2048 KB. Predmemorija prve razine - 16 KB + 16 KB. Proizvedeno s frekvencijama od 500 i 550 MHz koristeći 0,25 mikrona. procesne tehnike, a sastojao se od 9,5 milijuna tranzistora. Radio je na sistemskoj sabirnici od 100 MHz. Proizveden je u dizajnu S.E.C.C za Slot 2. Bio je namijenjen za korištenje u poslužiteljima i radnim stanicama s dva, četiri, osam (ili više) procesora.

Uz prijelazni Pentium !!! na novoj jezgri 25. listopada 1999. pojavila se modifikacija procesora Xeon s novom jezgrom Kaskade. Zapravo, radilo se o nadograđenoj Coppermine jezgri. Procesor je imao od 256 KB do 2048 KB predmemorije druge razine, radio je na frekvencijama sistemske sabirnice od 100 i 133 MHz (ovisno o verziji). Proizvedeni su procesori s frekvencijama od 600 do 900 MHz. Procesori s frekvencijom od 900 MHz iz prvih serija su se pregrijali i njihove isporuke su privremeno obustavljene. Kao i njegov prethodnik, Xeon Cascades dizajniran je za ugradnju u utor Slot 2. Proizveden je pomoću 0,18 mikrona. procesne tehnike i sastojao se od 28,1 milijuna tranzistora. Može raditi u poslužiteljima i radnim stanicama s dva, četiri i osam procesora.

Temeljeno na jezgri Tualatin nijedan Xeon procesor nije objavljen. Njihovo mjesto zauzeo je Pentium !!!-S, koji sam gore spomenuo. Xeon procesori podržava MMX i SSE skupove instrukcija.

Pentium 4

Suočen s mnogim problemima pri pokušaju povećanja frekvencije Pentium procesora !!! na Coppermine jezgri iznad 1 GHz, Intelovi inženjeri su shvatili da stara arhitektura procesora, koja se nije mijenjala od vremena Pentiuma Pro, zahtijeva radikalne promjene. I iako će prijelaz proizvodnje na 0,13 mikrona pomoći Pentiumu !!! oko godinu dana sasvim je vrijedan obavljati svoj posao, potencijal ove arhitekture gotovo je iscrpljen i tvrtka je razvila novu arhitekturu za svoje nove 32-bitne procesore, koju je nazvala Intel NetBurst Micro-Architecture. Kako bi procesori radili na frekvencijama reda veličine nekoliko gigaherca, Intel povećava duljinu cjevovoda Pentiuma 4 na 20 stupnjeva (Hyper Pipelined Technology), zahvaljujući čemu je bilo moguće postići rad procesora na frekvenciji od 2 GHz čak i s tehnološkim standardima od 0,18 mikrona. Međutim, zbog takvog povećanja duljine cjevovoda, vrijeme izvršenja jedne instrukcije u procesorskim ciklusima također se jako povećava. Stoga je tvrtka naporno radila na algoritmima za predviđanje prijelaza (Advanced Dynamic Execution).

L1 predmemorija u procesoru je pretrpjela značajne promjene. Za razliku od Pentiuma !!!, čija je predmemorija mogla pohranjivati upute i podatke, Pentium 4 ima samo 8 KB predmemorije podataka. Naredbe se pohranjuju u takozvani Trace Cache. Tamo su već pohranjeni u dekodiranom obliku, tj. u obliku niza mikrooperacija koje dolaze na izvršenje izvršnim uređajima procesora. Kapacitet ove predmemorije je 12 000 µops.

Također u novom procesoru, skup instrukcija je proširen - SSE2. Uz 70 SSE instrukcija, dodane su 144 nove instrukcije. Jedna od mnogih inovacija bila je potpuno nova sabirnica od 100 MHz koja prenosi 4 paketa podataka po satu - QPB (Q uad P umped B us), što daje rezultirajuću frekvenciju od 400 MHz.

Prvi iz linije Pentium 4 bio je procesor s jezgrom Willamette 423.

Predstavljeni 20. studenog 2000. s frekvencijama od 1,4 i 1,5 GHz, ovi procesori, proizvedeni korištenjem 0,18 mikronske procesne tehnologije, dostigli su frekvenciju od 2 GHz. Procesor je ugrađen u novi socket Socket 423 i proizveden u dizajnu FC-PGA 2. Sastojao se od 42 milijuna tranzistora.

Predmemorija 2. razine ostala je iste veličine - 256 KB. L2 sabirnica predmemorije široka je 256 bita, ali je latencija predmemorije prepolovljena, što omogućuje propusnost predmemorije od 48 GB na 1,5 GHz.

Budući da je arhitektura novog procesora bila usmjerena prvenstveno na povećanje frekvencije, ne čudi da prvi Pentium 4 procesori pokazuju izuzetno niske performanse. U većini zadataka procesor od 1,4 GHz bio je inferioran u odnosu na Pentium !!! Rudnik bakra radi na 1000 MHz.

Kasnije, 27. kolovoza 2001., procesori s jezgrom Willamette namijenjen za ugradnju u novi socket - Socket 478. Procesor je ponovio sve karakteristike svog pretka, osim dizajna - mPGA i socket 478.

Prethodni faktor forme Socket 423 bio je "prijelazni" i Intel ga neće podržavati u budućnosti. Veličina procesora se smanjila zbog činjenice da se sada zaključci izvode izravno ispod jezgre procesora. Ovaj procesor, kao i njegov prethodnik, radio je na frekvencijama od 1,4 do 2,0 GHz.

Northwood- ovo je naziv sljedeće jezgre, na kojoj se do danas proizvode Pentium 4 procesori.

Prijelaz na 0,13 µm. Tehnički proces omogućio je daljnje povećanje frekvencije takta i povećanje predmemorije druge razine na 512 KB. Povećao se i broj tranzistora koji čine procesor - sada ih ima 55 milijuna, naravno ostala je podrška za MMX, SSE i SSE2 skupove instrukcija.

Prvi procesori temeljeni na jezgri Northwood pojavili su se 7. kolovoza 2001. s frekvencijom od 2,0 GHz i frekvencijom sistemske sabirnice od 400 MHz (4 * 100 MHz). Danas Northwood procesori rade na frekvencijama od 1,6 do 3,2 GHz. Kako bi se izbjegla zabuna s procesorima koji rade na istim frekvencijama, ali s drugom jezgrom, Intel ponovno koristi slovne oznake. Na primjer, Pentium 1.8 A, gdje je slov A označava novu jezgru i povećanu L2 predmemoriju.

6. svibnja 2002. Intel izdaje procesor temeljen na Northwood jezgri s frekvencijom sistemske sabirnice od 533 MHz (4 * 133 MHz) i radnim taktom od 2,26 GHz. Budući da su modeli s frekvencijom sabirnice od 400 MHz proizvedeni s frekvencijama do 2,6 GHz, ovdje je također korištena oznaka slova. Baš kao u Pentium procesorima!!! prisutnost sabirnice od 133 MHz označena je slovom B. Na primjer, Pentium 4 2.4 B.

Ali Intel se tu ne zaustavlja, a 14. travnja 2003. izdaje procesor temeljen na istoj Northwood jezgri, ali s frekvencijom sistemske sabirnice od 800 MHz (4 * 200 MHz) i taktom od 3,0 GHz. Kasnije su se procesori sa sistemskom sabirnicom od 800 MHz počeli proizvoditi s nižim frekvencijama - od 2,4 GHz. Za označavanje nove sabirnice, u oznaci procesora pojavljuje se slovo C. Na primjer, Pentium 4 2.4 C. (Dakle, postoje tri modifikacije procesora od 2,4 GHz s različitim frekvencijama sabirnice koje se razlikuju za faktor 2!)

Svi procesori s frekvencijom sistemske sabirnice od 800 MHz podržavaju novu tehnologiju HT, što znači Hyper Threading.

Pentium 4HT

14. studenog 2002. Pentium 4 procesor je izdan s frekvencijom od 3,06 GHz i frekvencijom sistemske sabirnice od 533 MHz s podrškom za nova tehnologija Hyper Threading.

Jedan fizički procesor s Hyper-Threadingom sustav vidi kao dva, što vam omogućuje optimiziranje opterećenja njegovih resursa i poboljšanje performansi. Načelo rada Hyper-Threadinga temelji se na činjenici da se u bilo kojem trenutku koristi samo dio resursa procesora prilikom izvršavanja programski kod. Neiskorišteni resursi također se mogu učitati s radom - na primjer, još jedna aplikacija (ili druga nit iste aplikacije) može se koristiti za paralelno izvođenje.

HT nije pravi višeprocesni jer se broj blokova koji izravno izvršavaju naredbe nije promijenio. Povećala se samo učinkovitost njihove upotrebe. Stoga, što je određeni program bolje optimiziran za HT, to će biti veći dobitak performansi. Prema Intelu, prednost HT-a može doseći 30%, dok blokovi koji ga implementiraju zauzimaju manje od 5% ukupne površine čipa Pentium 4. Međutim, čak i savršeno optimizirane aplikacije mogu npr. podaci koji nisu u cache -CPU memoriji, uzrokujući njezin mirovanje. Ako je sama NetBurst arhitektura dizajnirana za povećanje broja megaherca, onda je Hyper-Threading, naprotiv, dizajniran za povećanje rada po ciklusu.

Jedan od razloga prilično kasnog uvođenja Hyper-Threadinga u Pentium 4 (podrška postoji ne samo u jezgri Northwooda, već čak i u Willametteu, ali je bila blokirana) bila je relativno niska rasprostranjenost Windowsa XP - jedinog OS-a Windowsa obitelj koja u potpunosti podržava novu tehnologiju. Također, tehnologiju moraju podržavati čipset i BIOS matične ploče.

Trenutno Hyper-Threading tehnologiju podržava procesor Pentium 4 3,06 GHz s frekvencijom sistemske sabirnice od 533 MHz, kao i svi procesori s frekvencijom sabirnice od 800 MHz.

Nakon izlaska Pentiuma 4 Willamette za Socket 478, kako bi istisnuo procesore za Socket 370 s tržišta, a također želeći zauzeti nišu proračunskih procesora (gdje je bio Celeron Tualatin), Intel izdaje Celeron na temelju jezgre Willamette 128.

Willamette 128 jezgra se arhitektonski ne razlikuje od Pentium 4 Willamette jezgre. Organizacija predmemorije i njeni algoritmi nisu se promijenili, jedina razlika je veličina - 128 KB predmemorije u drugoj razini umjesto 256 KB u originalnom Pentiumu 4 Willamette.

Naravno, zadržan je i faktor forme Socket 478, koji će Intel koristiti još dugo vremena. Tako Intel svoje procesore prenosi na jednu platformu, tako da naknadnom nadogradnjom neće biti potrebno mijenjati matičnu ploču uz procesor.

15. svibnja 2002. pojavljuje se prvi procesor nazvan Celeron, izgrađen na bazi Pentiuma 4, s frekvencijom od 1,7 GHz. Kasnije, 12. lipnja 2002., pojavljuje se verzija od 1,8 GHz.

Novi Celeron, kao i prije, koristi sistemsku sabirnicu od 100 MHz, ali sada uz prijenos 4 signala po taktu. Četverostruka sistemska sabirnica od 100 MHz konačno rješava stari Celeronov problem nedostatka FSB propusnosti.

Kao i Pentium 4 Willamette, novi Celeron izrađen je pomoću 0,18 mikrona. tehnički proces. Sastoji se od 42 milijuna tranzistora. Dostupan s frekvencijama od 1,7 i 1,8 GHz.

Sljedeća i posljednja jezgra Celeron procesora do danas je Northwood(naravno, uz L2 predmemoriju smanjenu na 128 KB). Prvi procesor baziran na ovoj jezgri bio je Celeron 2.0 GHz, koji je izašao 18. rujna 2002. godine. On, kao i Celeron Willamette 128, u potpunosti ponavlja karakteristike svog starijeg brata Pentium 4 Northwood, osim sabirnice dizajnirane isključivo za 400 MHz (4 * 100 MHz) i 128 KB L2 predmemorije.

Nanošenje 0,13 µm. procesna tehnologija daje prednost dobre overclockabilnosti. Northwood jezgra ima dobar frekvencijski potencijal (danas do 3,2 GHz), pa ima prostora za overclocking.

Prošlo je nešto manje od tri godine od prvog izdanja Intel Pentium II Xeon. A Intel, 21. svibnja 2001., nastavljajući svoj put segmentiranja svojih procesora, najavljuje sljedeću generaciju Xeon procesora, koji se temelji na Pentium jezgra 4 Willamette. Procesor se zove na starinski, Intel Xeon, a dostupan je u tri verzije: 1,4 GHz, 1,5 GHz i 1,7 GHz. Jezgra procesora gotovo je potpuno identična običnoj (stolnoj) verziji Pentiuma 4, osim manjih detalja. To znači da novi Xeon ima sve što i Pentium 4 – kako prednosti nove arhitekture tako i mane.

Prvi Xeon modeli proizvedeni su s 0,18 µm. procesne tehnologije, s jezgrom koja je gotovo u potpunosti ponovila Pentium 4 Willamette i nosila je kodno ime Foster. Procesor je proizveden s radnim taktom do 2,0 GHz. Sastoji se od 42 milijuna tranzistora.

Cache memorija prve razine, kao i svi procesori Pentium 4, s NetBurst arhitekturom, 8 KB predmemorije podataka. Predmemorija druge razine - 256 KB s poboljšanim prijenosom podataka (256 KB Advanced Transfer Cache). Baš kao i Pentium 4 Willamette, novi Xeon koristi sistemsku sabirnicu od 400 MHz (4 * 100 MHz) koja radi sinkronizirano s dva memorijska kanala na 400 MHz.

Povijesno gledano, linije procesora Intel Xeon (tj. Pentium II Xeon, Pentium III Xeon) uvijek su koristile različite regularne verzije procesor konstruktivan. Dok su procesori Pentium II i Pentium III dolazili u 242-pinskoj Slot1 varijanti, njihove Xeon verzije koristile su 330-pinski Slot-2 konektor. Većina dodatnih nogu korištena je za opskrbu čipa dodatnom snagom. S dva megabajta L2 predmemorije, Pentium III Xeon trošio je više energije nego njegov parnjak od 256 kilobajta. Slična se situacija dogodila i s novim Xeonom. Dok su rani procesori Pentium 4 Willamette koristili 423-pinski konektor, Xeon koristi 603-pinsko sučelje dizajnirano za korištenje u Socket 603. Procesor može raditi samo u konfiguracijama s jednim ili dva procesora.

9. siječnja 2002. pojavljuju se Xeon procesori, napravljeni na temelju jezgre Northwood koristeći 0,13 mikrona. procesne tehnologije, te opremljen s 512 KB L2 cache memorije. Osnovno kodno ime - Prestonia. Od svog prethodnika - Xeon Foster, razlikuje se samo u povećanom cacheu i naprednijem tehničkom procesu. Procesori rade na frekvencijama od 1,8 GHz do 3,0 GHz. Sastoji se od 55 milijuna tranzistora. Podrška za Hyper-Threading prvi se put pojavila u procesorima s jezgrom Prestonia.

12. ožujka 2002. pušten je procesor Xeon MP. Proizvedeno od 0,18 µm. te je opremljen s 256 KB L2 cache memorije. Glavna razlika u odnosu na procesore Xeon Foster je mogućnost rada u višeprocesorskim sustavima. Rade na frekvencijama od 1,4 do 1,6 GHz. Ovi procesori također podržavaju Hyper-Threading tehnologiju.

Dana 4. studenog 2002. pojavljuju se Xeon MP procesori izrađeni pomoću 0,13 mikrona. tehnički proces. Ovi procesori koji rade na frekvencijama od 1,5 GHz, 1,9 GHz i 2,0 GHz razlikuju se od svojih kolega Xeon Prestonia ne samo po mogućnosti rada u višeprocesorskim konfiguracijama, već i po prisutnosti integrirane L3 predmemorije od 1 ili 2 MB. Zahvaljujući tome, broj tranzistora koji čine procesor porastao je na 108 milijuna!

18. studenog 2002. pojavili su se procesori Xeon koji rade na sistemskoj sabirnici od 533 MHz (4 * 133 MHz). Ovi procesori izrađeni su na Prestonia jezgri, koristeći 0,13 µm. procesne tehnologije i sastoje se od 108 milijuna tranzistora. Cache memorija druge razine - 512 KB. Predmemorija treće razine 1 MB. Xeon procesori na sabirnici od 533 MHz dostupni su s radnim taktom od 2,0 GHz do 3,06 GHz (objavljeni 10. ožujka 2003.). Nedavno je najavljen i procesor od 3,2 GHz.

Krajem 2003. Intel će predstaviti novu jezgru za svoje procesore - Prescott. Ovi procesori će se proizvoditi pomoću 0,09 µm. (90 nm) tehnologija. Prescott jezgra će se sastojati od 125 milijuna tranzistora i sadržavati 1 MB L2 predmemorije. Također, moguće je da će se predmemorija prve razine konačno povećati na 32 KB. Naravno, nova jezgra će imati podršku za Hyper-Threading tehnologiju. Samo ovo će biti Hyper Threading 2, daljnji razvoj"multiprocesora" u jednom čipu. Koja će biti njihova razlika još nije poznato, ali postoje pretpostavke (nitko nije potvrdio) da novost omogućuje da vidite ne dva, već nekoliko virtualnih procesora u jednom fizičkom procesoru.

Dodat će se i novi skup uputa (ili proširenje postojećeg), uključujući 15 novih uputa za pretvaranje brojeva s pomičnim zarezom u cijele brojeve, aritmetiku složenih brojeva, posebne upute za video dekodiranje, SIMD upute za format s pomičnim zarezom i proces sinkronizacije niti.

Prvi procesori s ovom jezgrom radit će na 3,2 i 3,4 GHz. Njihova kućišta bit će kompatibilna s onima koja se trenutno koriste u procesorima Northwood Pentium 4. Ubuduće će Prescott procesori biti prebačeni na novi 775-pinski LGA 775 paket, koji će također zahtijevati nove Socket T matične ploče.

Na temelju nove jezgre nastavit će se i proizvodnja procesora Celeron linije. Samo što sada nije isti Celeron koji je bio prije. Celeron čipovi temeljeni na jezgri Prescott bit će brži od svojih prethodnika temeljenih na Northwoodu ne samo zbog povećane frekvencije takta jezgre. Podržavat će sistemsku sabirnicu frekvencije 533 MHz, a veličina predmemorije će im se povećati sa 128 na 256 KB. Prvi Celeroni temeljeni na Prescott jezgri imat će frekvencije od 2,8 i 3,06 GHz. Budući da nije uspio izdati procesore koji koriste 90-nm tehnologiju, Intel već razvija sljedeću generaciju tehnologije proizvodnje čipova - sa 65-nm standardima. Razvoj je također u tijeku, a postoje i radni čipovi izrađeni ne samo od 0,065 mikrona. procesne tehnologije, ali i 45 nm, 32 nm pa čak i 22 nm.

Core slijedi Prescotta Tejas sa sabirnicom od 1066 MHz. Bazirat će se na osam različitih procesora s radnim taktom od 6 do 9,2 GHz. Pojava prvog od njih planirana je za prodaju krajem 2004. godine. Nakon toga tvrtka će predstaviti jezgru Nehalem, koji koristi sistemsku sabirnicu od 1200 MHz i omogućuje vam radnu frekvenciju iznad 10 GHz. Nehalem će se temeljiti na potpuno nova arhitektura. Neće to biti nadograđeni Pentium 4 kao Prescott i Tejas. Koristit će LaGrande hardverski zaštitni sustav, a prema nekim izvješćima koristit će se i naprednija multithreading tehnologija. Broj tranzistora u čipu bit će oko 150-250 milijuna. Pentium Nehalem trebao bi se pojaviti 2005. godine.

Također, nedavno je najavljen i novi procesor iz linije Pentium 4 - Intel Pentium 4 Extreme Edition.

Opremljen je Hyper-Threading tehnologijom, radi na sistemskoj sabirnici od 800 MHz, ima radni takt jezgre od 3,2 GHz. Ali njegova glavna razlika u odnosu na prethodni Pentium 4s bila je prisutnost 2 MB L3 cache memorije integrirane u kristal! Ova predmemorija je dodatak standardnoj 512 KB L2 predmemorije i također radi na frekvenciji jezgre procesora (iako s puno većom latencijom, jer je asinkrona i dizajnirana je za ubrzavanje rada s podacima iz najčešće korištenih područja memorija sustava). Dakle, ukupno novi Pentium 4 Extreme Edition ima 2,5 MB cache memorije! Također je jedini procesor za stolna računala s L3 predmemorijom integriranom u jezgru.

Procesor Pentium 4 Extreme Edition Intel je pozicionirao uglavnom za tržište igara, iako njegova uporaba u produktivnim radnim stanicama nije isključena. Novi procesor koristi jezgru iz multiprocesora Xeon MP s integriranom L3 predmemorijom. Malo je modificiran kako bi podržao sistemsku sabirnicu od 800 MHz, smanjio potrošnju energije itd. i upakiran u standardno kućište Pentiuma 4.

Prilikom pisanja ovog materijala korištene su informacije s internetskih stranica

www.ixbt.com

www.3DNews.ru

www.intel.ru

www.site

Aleksej Gavrilenko aka [-Alex-]

Pentium (izgovara se Pentium) zaštitni je znak nekoliko generacija x86 mikroprocesora koje proizvodi Intel Corporation od 22. ožujka 1993. godine. Pentium je Intelov procesor pete generacije i zamijenio je Intel 80486 (često se naziva jednostavno 486).

Razlike od i3(4)86:

adresna memorija u usporedbi s prethodnim modelom nije se promijenila;
data shana 64 bita (ako je Pentium 32 bita);
po prvi put, 2 cjevovoda neovisno čitaju i obrađuju tokove;
po prvi put se pojavilo spekulativno izvršavanje naredbi;
po prvi put se koristi tehnologija kao što je automatsko mijenjanje redoslijeda naredbi:

ADD AX,BX ADD CX,AX - preskoči, pročitaj sljedeći DX, 5h

Promijenjeni poredak ne utječe ni na što. ALI problem je uvjetni skok.

ADD AX,BX ADD CX,AX YZ M1 MOV DX, 5h

Rješenje: pretpostavlja se da je prijelaz izvršen, dakle, instrukcija je pročitana u cjevovod; ako se pokaže da je sve ispravno, izvođenje se nastavlja, u suprotnom, cjevovod se resetira i ponovno učitava s prijelazne točke.

Razlozi za pretpostavku:

statistika prijelaza (ako ih ima više, više ciklusa);
blok predviđanja koristi statistiku: ako je prijelaz uvjetovan, pokazuje unatrag, tada će najvjerojatnije biti izvršen. (Primjer: ponavljati do). A ako se proslijedi, onda postoji velika vjerojatnost da se neće izvršiti.

Po prvi put hardverska podrška za multiprocesiranje (povezivanje preko posebne sabirnice/posebnog sučelja)

(Podatkovna sabirnica 32 ----> 64 od 2 cjevovoda)

Takt Pentiuma: 60-150 MHz MMX takt: 200 MHz

Postoje dodatni registri odgovorni za broj ciklusa koji su prošli od početka koda.

Postoji CPUID naredba - CPU ID.

Sve vrste registara.

arhitektonsko obilježje

(prije CISC-a) Postoji interni transkoder za pretvaranje CISC naredbi u interni RISC kod u CISC ljusci.

Prekid: prije --> PIC (softverski kontroler prekida).

Prethodno je izvor signala prekida bio na pinu procesora, a adresa skoka.

APIC: izvor - poruka koja dolazi posebnim autobusom.

Procesor Intel Pentium P6200

Intel Pentium P6200- procesor početna razina dizajniran za prijenosna računala. Radi na frekvenciji od 2,13 GHz, ali nažalost ne podržava TurboBoost tehnologiju za automatski overclocking. Osim toga, ne postoji funkcija AES šifriranja i podrška za višenitnost. CPU podržava Enhanced Speedstep tehnologiju, koja može smanjiti potrošnju energije tijekom niskog opterećenja procesora, ali druge tehnologije za uštedu energije su onemogućene u ovom procesoru (kao iu Penryn Pentium seriji).

P6200 temelji se na mikroarhitekturi Arrandale i stoga ima integrirani memorijski kontroler i grafička kartica Intel HD Graphics (oba proizvedena na 45 nm tehnološki proces, a CPU je 32 nm). Integrirana GMA HD grafička kartica radi na 500 MHz i sposobna je overclockati do 667 MHz s Turbo Boost tehnologijom.

Performanse ovog procesora malo su ograničene zbog niske brzine takta i nedostatka Turbo Boosta i Hyperthreadinga. Na temelju GHz, Pentium P6200 bi trebao biti malo bolji od Core 2 Duo sličnog takta zbog ugrađenog memorijskog kontrolera i manjih poboljšanja u jezgri.

*Navedene taktne frekvencije podložne su promjenama od strane proizvođača

Povijest pojavljivanja procesora Pentium

Jednog tipičnog tihog nedjeljnog jutra, 10. svibnja 1992., četiri INTEL-ova inženjera stigla su u međunarodnu zračnu luku San Jose. Angela Chang, Eric Dewannine, Avtar Saini i Suhel Zaatri nervozno su koračali prostorijom s instaliranom video opremom, čekajući svaki čas avion iz Oregona.

Kada je Mark Hopman, nekoliko minuta nakon slijetanja aviona, izašao iz hodnika, držeći u rukama mali plavi kovčeg, cijela grupa za sastanak krenula je prema njemu. Sva pozornost bila je prikovana za kofer u kojem se nalazio proizvod programera 5. tvornice Oregon. Bilo je teško povjerovati da je u ovom koferu rezultat trogodišnjeg rada mnogih ljudi, utjelovljen u malom čipu. Tako je započeo život Pentium procesora, koji je službeno predstavljen 22. ožujka 1993. godine.

U vrijeme kada je Vinod Dam pravio prve skice, započinjući razvoj Pentium procesora u lipnju 1989. godine, nije ni slutio da će baš ovaj proizvod biti jedno od glavnih dostignuća INTEL-a. Pojavom Pentium procesora tržište računala se odmah promijenilo i započela je nova faza natjecanja. San Microsistems, MIPS i drugi dobavljači RISC procesora koji razvijaju super brze čipove nedvosmisleno su prihvatili da će Intelov novi procesor postati standard za nova stolna računala.

Rođenje Pentium procesora nije bilo lako.

U teoriji, prilikom izrade procesora, razvojni tim stvara koncept dizajna koji definira njegove glavne značajke i inovacije. Zatim, inženjeri dizajniraju logiku, koja je zatim utjelovljena u određenim sklopovima. Nakon što je dizajn sklopa gotov, dizajneri topologije crtaju svaki tranzistor. Kao rezultat njihovog rada nastaje konačni predložak, au stvarnosti je sve bilo drugačije. Tradicionalni proces projektiranja drastično je redizajniran jer je projekt trebalo ubrzati.

Čim je razvojni tim dovršio lokalni zadatak, menadžeri su preraspodijelili resurse. Svaki je inženjer rješavao osobni problem. Timski duh neprestano je bio podvrgnut testovima kao što su kašnjenja i poteškoće, ali vremenski plan za projekt nije ovisio o tome. Svi zadaci obavljeni su korištenjem najnovijih dostignuća u računalno potpomognutom dizajnu. Iskustvo stečeno u projektiranju i rješavanju sličnih problema u 286, Intel386 i Intel486 procesorima bilo je vrlo korisno.

Čim je provedena sljedeća faza projekta, odmah je započeo proces sveobuhvatnog testiranja. Postojala je želja da se ne ponove problemi koji su se pojavili s Intel486, što je odgodilo njegovo puštanje u proizvodnju. Svakoj pogrešci je uočeno i otklonjeni su uzroci. Ostali inženjeri izveli su stotine testova kako bi potvrdili logiku, arhitekturu i cjelokupni dizajn. Izveli su više od 5000 testova usavršavanja prije nego što je Pentium procesor pronašao svoju arhitekturu. Za testiranje je razvijena posebna tehnologija koja je omogućila simulaciju rada procesora Pentium pomoću programabilnih uređaja povezanih na 14 ploča pomoću kabela. Tek kada su pronađene sve greške, procesor je mogao raditi u stvarnom sustavu. Uz sve, svi glavni programeri aktivno su sudjelovali u razvoju i testiranju Pentium procesora. osobnih računala I softveršto je uvelike pridonijelo ukupnom uspjehu projekta.

Krajem 1991., kada je raspored procesora bio dovršen, inženjeri su mogli pokrenuti softver na njemu. Dizajneri su pod mikroskopom počeli proučavati ožičenje i protok signala na podlozi kako bi optimizirali topologiju i povećali radnu učinkovitost. Dizajn je u osnovi dovršen u veljači 1992. Započelo je sveobuhvatno testiranje eksperimentalne serije procesora, tijekom kojeg su testirani svi blokovi i čvorovi. U travnju 1992. odlučeno je da je vrijeme za početak industrijskog razvoja Pentium procesora. Tvornica 5 Oregon odabrana je kao glavna industrijska baza.

Preko 3 milijuna tranzistora konačno je prebačeno u predloške. Započeo je industrijski razvoj proizvodnje i usavršavanje tehničkih karakteristika, koji je završio 10 mjeseci kasnije, 22. ožujka 1993. godine širokom prezentacijom procesora Pentium.

Moderna mikroprocesorska tehnologija tvrtke INTEL

INTEL-ov napredak u umjetnosti dizajna i proizvodnje poluvodiča omogućuje proizvodnju snažnih mikroprocesora u sve manjim paketima. Dizajneri mikroprocesora trenutno rade s komplementarnim postupkom poluvodiča metalnog oksida (CMOS) s rezolucijom manjom od mikrona.

Korištenje submikronske tehnologije omogućuje INTEL programerima postavljanje više tranzistora na svaku podlogu. To je omogućilo povećanje broja tranzistora za obitelj X86 s 29 000 u procesoru 8086 na 1,2 milijuna u procesoru Intel486 DX2, s najvećim postignućem u procesoru Pentium. Izrađen s 0,8 mikronskom BiCMOS tehnologijom, sadrži 3,1 milijun tranzistora. BiCMOS tehnologija kombinira prednosti dviju tehnologija: bipolarne (brzina) i CMOS (mala potrošnja energije). S više od dvostruko više tranzistora u Pentium procesoru nego u Intel486, programeri su na podlogu postavili komponente koje su prije bile smještene s vanjske strane procesora. Posjedovanje komponenti unutra smanjuje vrijeme pristupa, što uvelike povećava performanse. INTEL-ova tehnologija od 0,8 mikrona koristi troslojni metal i ima višu razinu od originalne dvoslojne metalne tehnologije od 1,0 mikrona koja se koristi u procesoru Intel486.

Intel je upotrijebio najnoviji napredak u tehnologiji dizajna mikroprocesora kako bi postigao prednosti usporedive s alternativnim arhitekturama koje se koriste u znanstvenim i inženjerskim radnim stanicama, istovremeno održavajući kompatibilnost sa softverom vrijednim 50 milijardi dolara razvijenim za X86 obitelj mikroprocesora.

I sam softver za Pentium procesor razvijen je pomoću nove tehnologije. Već u fazi projektiranja hardvera procesora, stručnjaci iz svih velikih tvrtki koje razvijaju operacijske sustave i kompajlere - Microsoft, IBM, NeXT, Borland, Watcom, MetaWare itd. počeli su se uključivati u projekt. To je omogućilo podršku novom programiranju tehnologije na hardverskoj razini, uzimajući u obzir korporativni stil standardnih dobavljača softvera. S druge strane, čak i prije rođenja novog procesora, korištene su metode klasične i posebne optimizacije, otkrivajući specifične prednosti arhitekture X86, na primjer, korištenje instrukcija učitavanja i pisanja, moćnih načina adresiranja, uklanjanja sekcije nepromjenjivog koda iz petlji, itd. Sada je samo rekompiliranjem tradicionalnih aplikacija moguće udvostručiti njihovu izvedbu na novom procesoru. To trenutno ne nudi niti jedan INTEL-ov konkurent.

Nova generacija Intel procesora

Kombinirajući više od 3,1 milijuna tranzistora na jednoj silikonskoj podlozi, 32-bitni Pentium procesor ima visoke performanse na 60 i 66 MHz. Njegova superskalarna arhitektura koristi napredne tehnike dizajna koje dopuštaju izvršavanje više od jedne instrukcije u jednom taktu, što rezultira time da Pentium može izvršiti veliku količinu PC-kompatibilnog softvera brže od bilo kojeg drugog mikroprocesora. Uz postojeće razvoje softvera, visokoučinkovita aritmetička jedinica s pomičnim zarezom procesora Pentium pruža povećanu procesorsku snagu za pokretanje prethodno nedostupnih tehničkih i znanstvenih aplikacija izvorno namijenjenih platformama radnih stanica. Baš kao što LAN-ovi i WAN-ovi nastavljaju istiskivati naslijeđene hijerarhijske mreže kojima upravljaju mainframe računala, višeprocesorske prednosti i fleksibilnost operacijskog sustava procesora Pentium idealno su domaćinstvo za današnje industrijske aplikacije klijent-poslužitelj.

Budući da Pentium procesor može postići razine performansi jednake ili bolje od današnjih vrhunskih radnih stanica, on ima prednosti koje nedostaju konvencionalnim radnim stanicama: potpunu kompatibilnost s više od 50.000 softverske aplikacije vrijedne milijarde dolara, a koje su ispisane pod arhitekturom tvrtke INTEL. Osim toga, procesor Pentium omogućuje korištenje svih glavnih operativnih sustava koji su dostupni na modernim stolnim osobnim računalima, radnim stanicama i poslužiteljima, uključujući UNIX, Windows-NT, OS/2, Solaris i NEXTstep.

Pentium procesor. Tehničke inovacije

Brojne inovacije obilježje su Pentium procesora u obliku jedinstvene kombinacije visokih performansi, kompatibilnosti, integracije podataka i skalabilnosti. Ovo uključuje:

superskalarna arhitektura;
Odvojeno predmemoriranje programskog koda i podataka;
Ispravan blok predviđanja adrese grane;
Jedinica s pomičnim zarezom visokih performansi;
Proširena 64-bitna sabirnica podataka;
Podrška za višeprocesorski rad;
Sredstva za postavljanje veličine memorijske stranice;
Sredstva za detekciju grešaka i funkcionalnu redundanciju;
upravljanje učinkom;
Skalabilan s Intel OverDrive procesorom.

Pentium procesorska arhitektura

1 - 64-bitno sučelje sabirnice;
2 - Alati za predmemoriju programskog koda;
3 - Međuspremnici prethodnog dohvaćanja;
4 - 32-bitni cjelobrojni blok ALU;
5 - 32-bitni cjelobrojni blok ALU;
6 - Set registara;
7 - Sredstva za keširanje podataka;
8 - Predviđanje bloka točne prijelazne adrese;
9 - Blok proračuna cjevovoda s pomičnim zarezom.

Superskalarna arhitektura

Superskalarna arhitektura Pentium procesora je samo INTEL-ova dual-pipeline industrijska arhitektura koja omogućuje procesoru da dosegne nove razine performansi izvršavanjem više od jedne instrukcije po taktu. Izraz "superskalar" odnosi se na mikroprocesorsku arhitekturu koja sadrži više od jedne računalne jedinice. Ove računalne jedinice ili cjevovodi su čvorovi u kojima se odvijaju svi osnovni podaci i obrada naredbi.

Pojava superskalarne arhitekture procesora Pentium prirodan je razvoj prethodne obitelji procesora s 32-bitnom arhitekturom tvrtke INTEL. Na primjer, procesor Intel 486 sposoban je izvršiti nekoliko svojih instrukcija u jednom ciklusu takta, ali prethodne obitelji Intelovih procesora zahtijevale su mnogo ciklusa takta za izvršenje jedne instrukcije.

Mogućnost izvršavanja više instrukcija u jednom taktu je zbog činjenice da Pentium procesor ima dva cjevovoda koji mogu izvršiti dvije instrukcije u isto vrijeme. Baš kao i jednocijevni Intel486, dvocijevni Pentium procesor radi jednostavna naredba u pet faza: predpriprema, prvo dekodiranje (dekodiranje naredbi), drugo dekodiranje (generiranje adrese), izvođenje i preuzimanje natrag. To omogućuje da više instrukcija bude u različitim fazama izvršenja, čime se povećava računalna izvedba.

Svaki cjevovod ima vlastitu aritmetičko-logičku jedinicu (ALU), skup uređaja za generiranje adresa i sučelje za predmemoriju podataka. Poput procesora Intel486, procesor Pentium koristi izvršavanje hardverskih instrukcija, zamjenjujući mnoge mikroinstrukcije korištene u prijašnjim obiteljima mikroprocesora. Ove upute uključuju preuzimanja, memorije i jednostavne ALU operacije koje može izvesti hardver procesora bez upotrebe mikrokoda. To poboljšava performanse bez utjecaja na kompatibilnost. U slučaju izvršavanja složenijih instrukcija, oba cjevovoda superskalarne arhitekture koriste se za izvršavanje instrukcija kako bi se dodatno ubrzale performanse izvršavanja naprednog mikrokoda Pentium procesora.

Kao rezultat ovih arhitektonskih inovacija, u usporedbi s prethodnim mikroprocesorima, značajno veći broj instrukcija može se izvršiti u isto vrijeme.

Odvojeno predmemoriranje programskog koda i podataka

Drugo veliko revolucionarno poboljšanje implementirano u Pentium procesor je uvođenje odvojenog predmemoriranja. Predmemorija poboljšava performanse omogućavanjem privremene pohrane za često korišten programski kod i podatke dohvaćene iz brze memorije, zamjenjujući pristup memoriji vanjskog sustava za neke upute gdje je to moguće. Procesor Intel486, na primjer, sadrži jedan blok predmemorije na čipu od 8 KB koji se koristi i za programski kod i za predmemoriju podataka.

Intelovi dizajneri zaobišli su ovo ograničenje korištenjem dodatnog sklopa napravljenog na 3,1 milijuna tranzistora Pentium procesora (za usporedbu, Intel486 sadrži 1,2 milijuna tranzistora) stvarajući zasebno interno predmemoriranje programskog koda i podataka. Ovo poboljšava izvedbu eliminirajući sukobe sabirnice i čini dvostruko predmemoriju dostupnim češće nego što je to ranije bilo moguće. Na primjer, tijekom faze prethodna obuka, koristi se kod naredbe dobiven iz predmemorije naredbi. U slučaju jednog bloka predmemorije, može doći do sukoba između procesa preduvjetovanja instrukcija i pristupa podacima. Izvođenje odvojenog predmemoriranja za naredbe i podatke eliminira takve sukobe dopuštajući da se obje naredbe izvode u isto vrijeme. Programski kod procesora Pentium i podatkovna predmemorija sadrže svaki po 8 KB informacija, a svaki je organiziran kao skup dvosmjerne asocijativne predmemorije - osmišljene za upisivanje samo unaprijed navedenog segmenta od 32 bajta i brže od vanjske predmemorije. Sve ove značajke poboljšanja performansi zahtijevaju upotrebu 64-bitne interne podatkovne sabirnice, koja omogućuje dvostruko predmemoriranje i superskalarno cjevovodno povezivanje tijekom učitavanja sljedećih podataka. Predmemorija podataka ima dva sučelja, po jedno za svaki od cjevovoda, što joj omogućuje da pruži podatke dvjema odvojenim instrukcijama tijekom jednog strojnog ciklusa. Nakon što se podaci dohvate iz predmemorije, zapisuju se u glavnu memoriju u načinu povratnog pisanja. Ova tehnika predmemoriranja daje bolje performanse nego jednostavno predmemoriranje s izravnim pisanjem, u kojem procesor upisuje podatke u predmemoriju i glavnu memoriju u isto vrijeme. Međutim, Pentium procesor se može dinamički konfigurirati za podršku izravnog pisanja u predmemoriju.

Dakle, predmemorija podataka koristi dva različita odlična rješenja: predmemoriju za povratno pisanje i algoritam koji se zove MESI (modify, exclude, allocate, deallocate) protokol. Predmemorija povratnog pisanja omogućuje vam pisanje u predmemoriju bez pristupa glavnoj memoriji, za razliku od izravnog jednostavnog predmemoriranja koje se prije koristilo.

Ova rješenja povećavaju performanse upotrebom preinačene sabirnice i proaktivnim uklanjanjem uskog grla u sustavu. Zauzvrat, MESI protokol dopušta podatke u predmemoriju i vanjska memorija match je odlično rješenje u naprednim višeprocesorskim sustavima gdje različiti procesori mogu koristiti iste podatke za rad.

Jedinica s pomičnim zarezom visokih performansi

Rastuća plima 32-bitnih softverskih aplikacija uključuje mnoge računalno intenzivne programe orijentirane na grafiku koji zauzimaju mnogo CPU resursa za izvođenje operacija s pomičnim zarezom koje pružaju matematičke izračune. Budući da zahtjevi osobnih računala za softverom s pomičnim zarezom stalno rastu, poboljšanja mikroprocesorske tehnologije mogu zadovoljiti te potrebe. Procesor Intel486 DX, na primjer, bio je prvi mikroprocesor integriran na istoj podlozi kao i matematički koprocesor. Prethodne obitelji procesora tvrtke INTEL koristile su vanjski matematički koprocesor kada je trebalo koristiti izračune s pomičnim zarezom.

Procesor Pentium omogućuje izvođenje matematičkih izračuna na višoj razini korištenjem napredne ugrađene jedinice s pomičnim zarezom koja uključuje cjevovod s osam ciklusa i osnovne matematičke funkcije temeljene na hardveru. Upute cjevovoda s četiri ciklusa s pomičnim zarezom nadopunjuju cjevovod s cijelim brojevima s četiri ciklusa. Većina instrukcija s pomičnim zarezom može se izvršiti u jednom cjevovodu cjelobrojnog broja i zatim unijeti u cjevovod s pomičnim zarezom. Uobičajene funkcije s pomičnim zarezom kao što su zbrajanje, množenje i dijeljenje implementirane su u hardver kako bi se ubrzale izračune.

Kao rezultat ovih inovacija, Pentium procesor izvršava instrukcije s pomičnim zarezom pet puta brže od 33MHz Intel486 DX, optimizirajući ih za numeričko računanje velike brzine koje je sastavni dio naprednih video aplikacija kao što su CAD i 3D grafika.

Procesor Pentium na 66 MHz radi poput "drobilice brojeva" sa SPECint92 ocjenom od 64,5, gotovo jednako dobrom kao Digitalov Alpha RISC procesor, ali s frekvencijom takta dvostruko višom.

Ukupna izvedba Pentium procesora premašuje 6 puta Intel486 SX na 25 MHz i 2,6 puta Intel486 DX2 na 66 MHz. Indeks iCOMP ocjene za procesor Pentium od 66 MHz, koji izvodi 112 milijuna operacija u sekundi, iznosi 567. Indeks iCOMP (Intel COmparative Microprocessor Performance) izvodi relativnu usporedbu performansi 32-bitnih procesora tvrtke INTEL.

Proširena 64-bitna sabirnica podataka

Pentium procesor izvana je 32-bitni uređaj. Vanjska podatkovna sabirnica prema memoriji je 64-bitna, što udvostručuje količinu podataka prenesenih tijekom jednog ciklusa sabirnice. Procesor Pentium podržava nekoliko tipova ciklusa sabirnice, uključujući burst mod, tijekom kojeg se dio 256-bitnih podataka pojavljuje u podatkovnoj predmemoriji, i tijekom jednog ciklusa sabirnice.

Podatkovna sabirnica glavna je magistrala koja prenosi informacije između procesora i memorijskog podsustava. Zahvaljujući ovoj 64-bitnoj sabirnici podataka Pentium procesor značajno poboljšava brzinu prijenosa u usporedbi s Intel486 DX procesorom - 528 MB/s za 66 MHz, u usporedbi sa 160 MB/s za 50 MHz Intel486 DX procesor. Ova proširena podatkovna sabirnica olakšava računalstvo velike brzine podržavajući simultane upute i unos podataka u superskalarnu procesorsku jedinicu, što rezultira još većim ukupnim performansama Pentium procesora u usporedbi s Intel486 DX procesorom.

Općenito, imajući širu podatkovnu sabirnicu, Pentium procesor osigurava cjevovod ciklusa sabirnice, što povećava propusnost sabirnice. Ciklusi sabirnice cjevovoda omogućuju da drugi ciklus započne prije završetka prvog ciklusa. Ovo memorijskom podsustavu daje više vremena za dekodiranje adrese, dopuštajući korištenje sporijih i jeftinijih memorijskih komponenti, smanjujući ukupni trošak sustava kao rezultat. Ubrzanje procesa čitanja i pisanja, paralelizam adresa i podataka te dekodiranje u jednom ciklusu zajedno poboljšavaju propusnost i poboljšavaju mogućnosti sustava.

Višeprocesorski

Procesor Pentium idealan je za rastuću plimu višeprocesorskih sustava i najvišu razinu performansi i procesorske snage u današnjem računalnom okruženju. Višeprocesorske aplikacije koje povezuju dva ili više Pentium procesora dobro su opslužene kroz naprednu arhitekturu kalupa, odvojeni ugrađeni kod i predmemoriju podataka, skupove čipova za upravljanje vanjskim predmemorijama i sofisticirane kontrole integriteta podataka.

Kao što je ranije spomenuto, Pentium procesor podržava in-order cache sa svojim MESI protokolom. Kada jedan procesor pristupi podacima koji su predmemorirani u drugom procesoru, on ima mogućnost primanja točnih podataka. A ako su podaci izmijenjeni, svi procesori dobivaju pristup primanju podataka u izmijenjenom obliku. Intelov najnoviji Pentium procesor također određuje koje će naredbe sustav prepoznati prema korištenoj metodi programiranja. Ovo daje vrlo specifičnu naznaku kako bi softver dizajniran za jednoprocesorski sustav trebao ispravno raditi u višeprocesorskom okruženju.

Načini dijeljenja memorije na stranice

Procesor Pentium nudi opcije za podršku bilo koje od tradicionalnih veličina stranica od 4 KB ili širih stranica od 4 MB. Ova vam opcija omogućuje složeno izračunavanje učestalosti izmjene stranica grafičke aplikacije, međuspremnici okvira i jezgre operativni sustavi, gdje povećana veličina stranice sada omogućuje korisnicima ponovno postavljanje širih inicijalno nezgrapnih objekata. Povećanje broja stranica rezultira povećanjem performansi, što se sve odražava na aplikacijski softver.

Detekcija pogrešaka i funkcionalna redundantnost

Dobra interna zaštita podataka i integritet podataka postaju ključni u aplikacijama koje su kritične za gubitak podataka zbog širenja modernih okruženja klijent/poslužitelj. Procesor Pentium sadrži dva poboljšanja koja se tradicionalno nalaze u dizajnu klase mainframea - interno otkrivanje grešaka i kontrolu funkcionalne zalihosti (FCR) - koja pomažu osigurati integritet podataka današnjih sustava temeljenih na stolnim računalima koji se razvijaju.

Unutarnje otkrivanje pogrešaka povećava paritetni bit s internim kodom i predmemorijom podataka, tablicom asocijativnog pomaka stranica, mikrokodom i ciljnim međuspremnikom za granu kako bi se pomoglo u otkrivanju pogrešaka na način koji je nevidljiv i korisniku i sustavu. U isto vrijeme, funkcionalna redundantna kontrola je optimizirana za aplikacije kritične za gubitak podataka gdje Pentium procesor može raditi u glavnoj/nadzornoj konfiguraciji. Ako se otkrije sukob između dva procesora, sustav se obavještava o pogrešci. Kao rezultat toga, otkriva se više od 99% pogrešaka.

Osim toga, ugrađeni uređaj za testiranje nalazi se na podlozi procesora. Samotestiranje pokriva više od 70% Pentium procesorskih čvorova, ne zahtijeva resetiranje i postupak je koji se obično koristi u dijagnostici sustava. Ostala ugrađena rješenja su implementacija standarda IEEE 1149.1 koja vam omogućuje testiranje vanjskih veza procesora i način rada za otklanjanje pogrešaka koji softveru omogućuje pregled registara i stanja procesora.

upravljanje učinkom

Upravljanje performansama značajka je procesora Pentium koja omogućuje razvojnim programerima sustava i aplikacija da optimiziraju svoj hardver i softver identificiranjem potencijalnog uskog grla za programski kod. a radnici mogu gledati i brojati satove za događaje internog procesora kao što su izvedba čitanja i pisanja podataka, predmemoriranje pogodaka i promašaja, prekidi i korištenje sabirnice. To im omogućuje mjerenje performansi koda u arhitekturi dvostrukog Pentium procesora iu njihovim proizvodima te fino podešavanje njihovih aplikacija ili sustava za optimalnu izvedbu. Prednosti za krajnje korisnike su veća vrijednost i vrhunska izvedba, a sve to zahvaljujući dobroj interakciji s Pentium procesorom, korisničkim sustavom i aplikacijskim softverom.

Omogućujući programerima da dizajniraju sustave s upravljanjem napajanjem, sigurnošću i drugim značajkama, Pentium procesori podržavaju način upravljanja sustavom (SMM) sličan Intelove arhitekture SL.

Mogućnost slaganja

Uz sve novo za INTEL-ovu 32-bitnu mikroprocesorsku arhitekturu, Pentium procesor je dizajniran za jednostavnu skalabilnost korištenjem INTEL-ove skalabilne arhitekture. Ove inovacije štite ulaganja korisnika kroz poboljšanja performansi koja pomažu da sustavi temeljeni na Intelovoj procesorskoj arhitekturi nadmašuju radni vijek pojedinačnih komponenti. Skalabilna tehnologija omogućuje iskorištavanje prednosti najnaprednijih tehnoloških procesora u postojećim sustavima uz jednostavnu instalaciju alata za skalabilnost performansi s jednim čipom. Na primjer, prva nadogradnja je OverDrive procesor, dizajniran za Intel486 SX i Intel486 DX procesore, koristeći jednostavnu tehnologiju udvostručenja takta korištenu u razvoju Intel486 DX2 mikroprocesora.

Dodavanjem jednog od ovih dodatnih procesora u utičnicu koja se nalazi blizu CPU-a na većini Intel486 matičnih ploča, korisnici mogu povećati ukupne performanse sustava za više od 70% za gotovo sve softverske aplikacije.

Skalabilnost procesora OverDrive također je moguća za sustave temeljene na obitelji procesora Pentium kroz jednostavnu buduću nadogradnju procesora. Zauzvrat, Pentium procesorska tehnologija je osnova dodatni procesor razvijen za sustave temeljene na Intel486 DX2.

Intelovi Pentium procesori predstavljaju petu generaciju x86 obitelji procesora. Prema osnovnoj arhitekturi registara i skupu instrukcija kompatibilni su s navedenim 32-bitnim procesorima, ali imaju 64-bitnu sabirnicu podataka, zbog čega se ponekad pogrešno nazivaju 64-bitnim. U usporedbi s prethodnim generacijama Pentium procesori imaju sljedeće kvalitativne razlike:

Superskalarna arhitektura: procesor ima dva paralelna cjevovoda za obradu (U-cjevovod s punim skupom instrukcija i V-cjevovod s malo ograničenim skupom), što ga čini sposobnim za izvršavanje dvije instrukcije istovremeno. Međutim, prednosti ove arhitekture u potpunosti se ostvaruju samo s posebnim načinom kompilacije softvera.
Korištenje dinamičke tehnologije predviđanja grananja, zajedno s namjenskom internom predmemorijom instrukcija od 8 KB, osigurava maksimalno opterećenje cjevovoda.
Unutarnja predmemorija podataka (razina 1) s volumenom od kB, za razliku od 486., radi s odgođenim (dok se vanjska sabirnica ne oslobodi) pisanjem i konfigurirana je za način pisanja ili povratnog pisanja, podržavajući protokol

Vanjska podatkovna sabirnica ima 64-bitni kapacitet za poboljšanje performansi, što zahtijeva odgovarajuću organizaciju memorije.
Ugrađeni koprocesor zbog arhitektonskih poboljšanja (piping) je 2-10 puta brži od FPU-486 u pogledu performansi.
Uvedeno je nekoliko novih uputa, uključujući obitelj CPU-a i prepoznavanje modela.
Primjenjuje se otkrivanje grešaka internih uređaja (unutarnja kontrola pariteta) i vanjskog sučelja sabirnice, kontrolira se parnost adresne sabirnice.
Uvedena je mogućnost izgradnje funkcionalno redundantnog dvoprocesorskog sustava.
Implementirano sučelje za izgradnju dvoprocesorskih sustava sa simetričnom arhitekturom (počevši od druge generacije Pentiuma).
Uvedeni alati za upravljanje napajanjem.
Primjenjuje se cjevovodno adresiranje sabirničkih ciklusa.
Smanjeno je vrijeme (broj ciklusa) za izvršavanje instrukcija.
Uvedeno praćenje instrukcija i praćenje performansi.
Proširene su mogućnosti virtualnog načina rada - uvedena je virtualizacija zastavice prekida.
Uvedena mogućnost rukovanja stranicama od 4 MB u načinu straničenja (Paging).

Svi Pentium procesori imaju SMM mogućnosti, čije su mogućnosti proširene s pojavom novih modela. Alati za testiranje uključuju mogućnost izvođenja ugrađenog BIST-a (ugrađenog samotestiranja) koji omogućuje otkrivanje pogrešaka mikrokodova, programabilnih logičkih nizova, testiranje predmemorije naredbi, predmemorije za pohranu podataka, međuspremnika za brzo preusmjeravanje i ROM-a. Svi procesori imaju standardni IEEE 1149.1 testni priključak koji vam omogućuje testiranje procesora pomoću JTAG sučelja.

Procesori imaju nove dodatne alate za otklanjanje pogrešaka:

Probe Mode, koji omogućuje pristup internim registrima i I/O prostorima sistemske memorije Pentium procesora. Ovaj način vam omogućuje provjeru i promjenu stanja CPU-a, pružajući sredstva za otklanjanje pogrešaka programa sa mogućnostima sličnim emulatorima unutar kruga;
ekstenzije za otklanjanje pogrešaka DE (Debug Extensions), omogućujući vam postavljanje prijelomnih točaka na I/O adresama;
interni brojači koji se koriste za praćenje performansi i obračun broja događaja;
izvođenje korak po korak korištenjem instrukcije CPUID.

Pentium procesori prve generacije (P5) s taktom od 60 i 66 MHz imali su napon napajanja od 5 V, što je dovelo do velikog odvođenja topline (na frekvenciji od 66 MHz - 16 W). Proizvedeni su u PGA-273 kućištima (matrica 21x21), socket 4 je namijenjen za ugradnju ovih procesora.

Prvi modeli procesora imali su grešku u FPU-u (floating point flaw), izraženu u gubitku preciznosti pri izvođenju dijeljenja s određenim kombinacijama operanda. Pogreška se može pojaviti od 4. do 19. znamenke iza decimalne točke. Od početka 1995. procesori se proizvode bez grešaka. Statističke studije pokazuju da se pogreška može dogoditi jednom u nekoliko godina. Unatoč tome, Intel i dalje nudi besplatnu zamjenu već prodanih procesora s greškom s ispravljenim verzijama, ali bez "nadogradnje" na modernije modele. Neispravni procesori mogu se identificirati pomoću uslužnog programa CPUIDF.EXE koji je dostupan na web stranici tvrtke.

Pentium Overdrive 120 i 133 MHz (Overdrive za Pentium) - varijanta Pentium procesora druge generacije (sa smanjenom potrošnjom energije i udvostručenjem frekvencije), dizajnirana da zamijeni Pentium procesore prve generacije. Ima PGA-273 paket instaliran u socket 4. Ovi procesori su skuplji od uobičajenih Pentiuma 120 ili 133, njihova upotreba ima smisla samo kada iz nekog razloga nije moguće zamijeniti staru matičnu ploču, a Pentium 60 ili 66 MHz performanse nisu dovoljne. Ali više snažan procesor u svakom slučaju, to ionako ne možete staviti u takvu naknadu.

Pentium procesori druge generacije (P54) imaju napon napajanja od 3,3 V ili manji, što značajno smanjuje rasipanje energije. U isto vrijeme, njihovi ulazni i izlazni signali ostaju kompatibilni s TTL-om, međutim, za ulaze dopuštena razina signal je ograničen na 3,3 V (osim za ulaze takta CLC i PICCLC, koji dopuštaju razinu do 5 V). Napredniji modeli druge generacije koriste VRT (tehnologiju smanjenja napona). Istodobno, napon napajanja VCC za krugove sučelja ostaje jednak 3,3 V, a za napajanje jezgre, koja troši oko 90% energije, VCC se smanjuje na 2,9 V, što smanjuje disipaciju snage.

Procesori se proizvode u SPGA-296 kućištima sa raspoređenim pinovima, za njihovu ugradnju su predviđene utičnice 5 i 7. Utičnica 7 ima dvije šine za napajanje: VCC2 za napajanje jezgre procesora i VCC3 za napajanje sklopova sučelja – te omogućuje ugradnju procesora s VRT tehnologija.

Procesori druge generacije koriste interno množenje frekvencije, dok krugovi sučelja vanjske sistemske sabirnice rade na frekvencijama od 50, 60 ili 66,66 MHz, a jezgra procesora radi na višoj frekvenciji (75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 180 i 200 MHz). Frekvencijsko odvajanje omogućuje napredak u tehnologiji proizvodnje procesora koji je daleko ispred poboljšanja performansi memorije i drugih tradicionalnih računalnih komponenti. Faktor množenja (1,5, 2, 2,5 ili 3) postavlja se kombinacijom razina signala na ulazima BF0, BF1 unutar granica dopuštenih specifikacijom takta procesora. Neovisnost podešavanja vanjske frekvencije i faktora množenja omogućuje vam postavljanje iste unutarnje frekvencije različiti putevi. Na primjer, 100 MHz može se dobiti i kao 50x2 i kao 66,66x1,5. Posljednja opcija je općenito poželjnija, jer će u ovom slučaju PCI sabirnica raditi na frekvenciji od 33 MHz, a ne 25 MHz. Međutim, postoje iznimke: ako instalirana memorija na 66 MHz će zahtijevati više ciklusa mirovanja nego na 50 MHz, tada će 50 MHz vjerojatno biti poželjnije.

Procesori s različitim vrijednostima taktnih frekvencija navedenih u oznaci na kućištu izvode se prema istim predlošcima (shemama) unutar iste koračne skupine (vidi dolje). Označavanje frekvencije primjenjuje se nakon strogih testova odbijanja, ovisno o frekvenciji na kojoj je u potpunosti prošao izlaznu kontrolu. To otvara mogućnosti za "overclocking" procesore, uključujući gusarsko ponovno označavanje, kada se na procesor primijeni nova oznaka overclockane frekvencije. Protiv ponovnog označavanja, u nekim modelima procesora instalirane su posebne sheme koje nisu dopuštale overclocking.

Pentium OverDrive 125, 150 i 166 MHz - Varijanta procesora 2. generacije koja će zamijeniti Pentium 75, 90 i 100 MHz. Od uobičajenih se uglavnom razlikuju po fiksnom (ugrađenom unutar kućišta) faktoru množenja frekvencije. Dizajniran za ugradnju u utičnicu 5 ili 7.

Procesori Pentium MMX (P55C) - nova generacija procesora temeljena na MMX tehnologiji, usmjerena na multimedijske, 2D i 3D grafičke i komunikacijske aplikacije. U arhitekturu Pentium uvedeno je osam 64-bitnih registara (točnije, FPU registre je moguće koristiti na drugačiji način), 4 nova tipa podataka i 57 dodatnih mnemonika instrukcija za istovremenu obradu više jedinica podataka ( SIMD - jedna instrukcija više podataka). Istovremeno obrađena 64-bitna riječ može sadržavati ili jednu procesorsku jedinicu ili osam jednobajtnih, četiri dvobajtna ili dva četverobajtna operanda. Preostale naredbe osiguravaju kompatibilnost s Pentiumom.

Uz MMX ekstenziju, Pentium MMX arhitektura ima niz poboljšanja koja povećavaju njezine performanse iu konvencionalnim operacijama. Više učinkovita metoda predviđanje grananja posuđeno od Pentiuma Pro, udvostručen je broj međuspremnika za pisanje (ima ih četiri) i udvostručena veličina oba dijela L1 predmemorije (sada 16 + 16 KB), povećan je broj faza cjevovoda, poboljšana mogućnost paralelno računanje (procesor je sposoban izvršiti dvije SIMD instrukcije iz 16-bitnih podataka po taktu).

U dvoprocesorskim Pentium MMX sustavima podržana je samo simetrična arhitektura, funkcija redundantne kontrole (FRC) je uklonjena.

Korišteno je zasebno napajanje za jezgru (napon 2,7-2,9 V, nominalno 2,8 V) i krugove sučelja (3,135 - 3,6 V, nominalno 3,3 V). Procesor je pin-kompatibilan s 2. generacijom Pentiuma s VRT tehnologijom i može se instalirati u socket 7 (instalacija u socket 5 je mehanički moguća, ali električni neprihvatljiva).

Pentium procesori za mobilne aplikacije imaju smanjenu potrošnju energije, što je osigurano snižavanjem napona jezgre procesora. Osim toga, podrška za sustave s dva procesora, APIC i njihove odgovarajuće vanjske pinove uklonjeni su iz ovih procesora. Procesori ove klase izvode se u SPGA paketima, kao iu TCP paketima s pinovima koji se nalaze duž perimetra paketa.

Sučelje sabirnice za Pentium procesore

U pogledu sučelja, sabirnica procesora Pentium nalikuje sabirnici i486, ali ima primjetne razlike. Cilj novih značajki je podržati politike povratnog pisanja u predmemoriju, poboljšati performanse i pružiti dodatnu funkcionalnost. Ako je sabirnica i486 bila usmjerena na maksimalnu fleksibilnost i jednostavnost povezivanja uređaja s različitim veličinama bitova, onda je sabirnica Pentium usmjerena na postizanje maksimalnih performansi. Podatkovna sabirnica postala je 64-bitna kako bi se poboljšala izvedba razmjene memorije. Mogućnost dinamičke kontrole širine sabirnice (signali BS16# i BS8#) je uklonjena, širina bita koja se usklađuje sa sabirnicama sučelja dodjeljuje se čipovima čipseta.

Kada je kontrola pariteta podataka (PEN signal) omogućena, pogreška uzrokuje ne samo rad RSNK # signala, već i fiksiranje neuspjele adrese i podataka u kontrolnom registru stroja. A ako je MCE bit registra CR4 postavljen, ova pogreška generira iznimku 18.

Uz kontrolu parnosti podatkovne sabirnice uvedena je i kontrola parnosti adresne sabirnice. Otkrivena adresna sabirnica. Pogreška pariteta bitova uzrokuje samo signal pogreške APCCH# koji može obraditi sistemska logika. Batch ciklusi se izvršavaju samo pri pristupu memoriji, i pri čitanju (kao što je bilo s 486.) i pri pisanju. Burst ciklusi povezani su samo s memorijom koja se može predmemorirati, dok mogućnost predmemoriranja memorije podrazumijeva podršku za burst mod. Tijekom burst ciklusa, signali omogućavanja bajta i niži bitovi adrese A se ne mijenjaju (paketi su uvijek poravnati na granicama reda predmemorije). Redoslijed ispreplitanja adresa (Tablica 1), kao i kod procesora 486, optimiziran je za organizaciju memorije s dvije banke. Na sabirnici se ponovno pojavio cjevovod (kao u 286. i 386.), koji omogućuje da dva servisirana zahtjeva budu prisutna na sabirnici u isto vrijeme. Slike 1 i 2 prikazuju vremenske dijagrame za pojedinačne i cjevovodne šaržne cikluse. Znak batch ciklusa (i njegovog završetka) je CACHE# signal. Vanjski sustav ne može prekinuti batch ciklus koji je započeo procesor (u 486, mogao bi natjerati procesor da pretvori bilo koji batch ciklus u obični sa RDY# signalom). Cjevovod zahtijeva NA# signal, kao odgovor na koji će procesor izdati adresu sljedećeg ciklusa u taktu. Bez cjevovoda, sljedeća adresa (i vrsta ciklusa) bila bi postavljena tek nakon završetka prijenosa podataka tekućeg ciklusa.

Kao i kod prethodnih procesora, tip ciklusa sabirnice se postavlja pomoću kontrolnih signala M/U#, D/C# i W/R#, koji djeluju istovremeno s ADS# stroboskopom. Uz cikluse pristupa memoriji, I/O i potvrdu prekida, procesor ima posebne cikluse sabirnice identificirane kombinacijom BE # signala (Tablica 2). Ovi ciklusi, kao i drugi, zahtijevaju potvrdu signalom BRDY#.

Sl. 1. Pojedinačni ciklusi čitanja i pisanja na Pentium sabirnici

sl.2. Cjevovodni burst ciklusi čitanja na Pentium sabirnici

Procesor ima EWBE# ulaz koji prati stanje vanjskih međuspremnika za povratno upisivanje kako bi se osigurao ispravan slijed ciklusa pisanja sabirnice. Kako bi održao dosljednost podataka predmemorije i glavne memorije, procesor izvodi cikluse praćenja (Snoop Cycle ili Inquire Cycle) koje pokreće vanjski (za njega) sustav. Ovi ciklusi, kao u 486., koriste signale AHOLD#, EADS# i signale odgovora procesora HIT# i HITM#. Signal FLUSH# uzrokuje ispiranje svih modificiranih linija primarne predmemorije (povratno upisivanje). Sustav pokreće petlje promatranja kako bi utvrdio prisutnost traženog memorijskog područja u liniji bilo koje predmemorije memorije i odredio njegovo stanje. Procesori počevši od Pentiuma podržavaju MESI protokol, nazvan po stanjima M (Modificirano), E (Ekskluzivno), S (Dijeljeno) i I (Nevažeće) koje definira. Države su definirane na sljedeći način:

M-stanje- linija je prisutna samo u jednom cacheu i modificirana je, odnosno razlikuje se od sadržaja glavne memorije. Pristup ovoj liniji moguć je bez generiranja vanjskog (u odnosu na lokalnu sabirnicu) ciklusa pristupa;
e-država- linija je prisutna samo u jednom cacheu, ali nije modificirana. Pristup ovom nizu moguć je bez generiranja vanjskog ciklusa pristupa; prilikom pisanja u njega prijeći će u stanje "M";
S-stanje- linija potencijalno može biti prisutna u nekoliko predmemorija. Čitanje je moguće bez generiranja vanjske petlje, a pisanje u njega mora biti popraćeno pisanjem kroz glavnu memoriju, što će poništiti odgovarajuće retke u drugim predmemorijama;
Ja-stanje- linija nije u predmemoriji, njeno čitanje može dovesti do generiranja ciklusa punjenja linije. Snimanje će biti end-to-end i ići će na vanjsku sabirnicu.

Inicijalizacija procesora se vrši signalom RESET, kao i kod prethodnih procesora. Osim ulaska RESETIRANJE uveden je signal INIT, kojim se procesor prebacuje u isto stanje kao signalom RESET, ali uz očuvanje sadržaja predmemorije i FPU registara. Ovaj signal se može koristiti za prebacivanje iz zaštićenog načina rada u stvarni način rada.

Za vrijeme djelovanja signala RESET potrebno je postaviti vrijednost na upravljačkim ulazima faktora množenja BF i frekvenciju na CLC ulazu. Fluktuacije ulazne frekvencije ne mogu se brzo obraditi krugom množitelja izgrađenom na osnovi PLL (Phase Lock Loop) fazno zaključane petlje. Ako je generator ulazne frekvencije nestabilan, performanse procesora nisu zajamčene.

Za procesore prve generacije nije primijenjeno množenje frekvencije (KF=1). Za procesore s frekvencijom od 75-133 MHz, množitelj (1,5 ili 2) službeno je određen BF signalom, ali zapravo su mnogi procesori percipirali dva signala: BF0 (jednostavno nazvan BF) i BF1. Vrijednost faktora množenja za razni modeli Pentium prikazani su u tablici 3. Zasad se razlikuju samo u tumačenju zadanog koeficijenta (kada su i pinovi BF0 i BF1 slobodni), no za nadolazeći procesor od 266 MHz kombinacija 10 vjerojatno će značiti koeficijent 4 (a ne 2, kako je naznačeno u referentnom listu za MMX procesore).

Tablica 3. Množitelj frekvencije procesora

	Pentium 75-133 MHz		Pentium MMX 166-233 MHz
bf	KF	FCORE*	KF	FCORE*
00	2.5	150, 166	2,5x	166
01	3.0	180, 200	3,0x	200
10	2.0	100, 120, 133	2,0x	Ne
11	1.5	75, 90, 100	3,5x	233**

* Frekvencija jezgre temelji se na vanjskoj frekvenciji od 66,66 MHz.
** Dopušteni vanjski frekvencijski raspon je 33,33-66,66 MHz.

Na kraju signala RESET, procesor se, osim normalnog načina rada, može prebaciti u jedan od sljedećih načina rada:

BIST (ugrađeno samotestiranje)- ugrađeni test koji se izvodi u oko 219 ciklusa jezgre i pokriva oko 70% unutarnjih blokova procesora. Tijekom izvođenja testa, procesor ne generira vanjske petlje. Nakon završetka testa, procesor ulazi u način rada, rezultat završetka može se prosuditi prema sadržaju EAX registra. Nula vrijednost označava mogućnost servisiranja, bilo koja druga - kvar bilo kojeg bloka. Ako procesor otkrije internu pogrešku pariteta tijekom izvođenja BIST-a, potvrdit će signal IERR# i pokušati isključiti. BIST se pokreće kada je signal INIT visok tijekom pada signala RESET;
Tristate Test Mode- način rada u kojem svi (osim TDO) izlazni i dvosmjerni signali prelaze u treće stanje uključuje niska razina FLUSH# signal tijekom pada signala RESET;
FRC- način rada u kojem procesor radi kao provjeravač u funkcionalno redundantnom dvoprocesorskom sustavu. Uključuje se kada je ulaz FRCMC# nizak tijekom pada signala RESET.

Za Pentium procesore, sljedeći ulazni signali su izvori hardverski pokrenutih prekida, prema silaznom redoslijedu prioriteta:

BUSCHK#- kontrola sabirnice koja uzrokuje MCE iznimku;
R/S#- prebacivanje u način rada sonde;
ISPIRANJE #- brisanje predmemorije (može uzrokovati tok operacija pisanja);
SMI #- prekid ulaska u SMM mod;
U TOME- "soft" resetiranje procesora;
NMI- prekid koji se ne može maskirati;
INTR- zahtjev za maskiranjem prekida;
STOPCLK#- zaustaviti sinkronizaciju.

Ovdje se koncept prekida tumači nešto šire i odnosi se na sve događaje koji dovode do toga da procesor generira vanjske petlje izvan reda, što je određeno nizom instrukcija koje se prekidaju (tako se može odrediti djelovanje signala FLUSH # ). Ako je APIC kontroler omogućen u procesoru, tada prekidi koji stižu na njegovu sabirnicu zamjenjuju NMI i INTR signale na ovom popisu.

Procesori druge generacije imaju mogućnost mijenjanja redoslijeda prioriteta prekida pomoću ITR bita (bit 9 registra TR12). Tablica 4 prikazuje dva moguće opcije prioriteti prekida.

Probe Mode koristi Test Acess Port (TAP) za povezivanje JTAG sučelja. Ovo se sučelje može koristiti ne samo za testiranje (Granično skeniranje), već i za ispravljanje pogrešaka. Da bi se to postiglo, R/S# signal je uveden u TAP priključak; na njegovom negativnom rubu, procesor dovršava izvršenje trenutne instrukcije i zaustavlja se, izvještavajući o tome signalom PRDY. U tom stanju, preko JTAG sučelja, vanjski debugging uređaj može "razgovarati" sa svim internim registrima procesora, nakon čega, vraćajući signal u neaktivno stanje (visoka razina), "otpušta" procesor da nastavi izvršavati prekinuti tok instrukcija . U smislu ponuđenih mogućnosti otklanjanja pogrešaka, način sonde je ekvivalentan emulatoru unutar kruga - san svakog programera softvera koji najviše ovisi o hardveru. Za spajanje TAP priključka, Intel predlaže instaliranje posebnog 20- ili 30-pinskog priključka na matičnu ploču, na koji je spojen vanjski kabel za ispravljanje pogrešaka. Signali procesora R/S#, PRDY, TDI, TDO, TMS, TCK i TRST# izlaze na ovaj konektor - sve što vam je potrebno za otklanjanje pogrešaka unutar strujnog kruga. Ali čak i ako ovaj konektor nije na matičnoj ploči, možete se spojiti na TAP pinove preko posebnog adapterskog bloka na koji je spojen TAP kabel. Blok se umetne u utičnicu, au njega se umetne procesor. Tu su i dvostruki jastučići za otklanjanje pogrešaka u dvoprocesorskim sustavima.

Tablica 4. Prioriteti prekida Pentiuma

Prekinuti	ITR = 0 (zadano)	ITR=1
1	Prijelomna točka (INT 3)	Prijelomna točka (INT 3)
2	BUSCHK#	BUSCHK#
3	Zamke za otklanjanje pogrešaka (INT 1)	ISPIRANJE #
4	R/S#	SMI #
5	ISPIRANJE #	Zamke za otklanjanje pogrešaka (INT 1)
6	SMI #	R/S#
7	U TOME	U TOME
8	NMI	NMI
9	INTR	INTR
10	FPU greška	FPU greška
11	STPCLK#	STPCLK#
12		Neuspjeh na sljedećoj instrukciji

SMM način rada implementiran je slično prethodnim procesorima 386SL i 486SL, ali počevši od druge generacije, moguće je ponovno pokrenuti instrukcije (vidi tablicu 3.9) i ući u SMM porukom primljenom s APIC sabirnice.

Pentium procesori 2. generacije mogu smanjiti potrošnju energije u mirovanju (Tablica 5). Na STOPCLK# signal, procesor prazni međuspremnik za pisanje i ulazi u Stop Grant mod, u kojem se taktiranje većine procesorskih čvorova zaustavlja, što uzrokuje smanjenje potrošnje energije za oko 10 puta. U tom stanju prestaje izvršavati instrukcije i ne servisira prekide, ali nastavlja nadzirati podatkovnu sabirnicu, tražeći pogotke u predmemoriju. Procesor izlazi iz ovog stanja kada se ukloni signal STOPCLK#. Kontrola STOPCLK# signala zajedno s korištenjem SMM moda implementira napredni mehanizam za upravljanje napajanjem. U nedostatku aktivnosti, vanjski krug (čipset) postavlja ovaj signal nakon naredbe izvršene u SMM modu. U slučaju buđenja, vanjski krug (bez sudjelovanja procesora, koji "spava") uklanja signal, a procesor nastavlja s radom. Osim toga, uz pomoć STOPCLK# signala također je moguće usporiti procesor (uz proporcionalno smanjenje potrošnje energije), ako se na ovaj ulaz dovede periodični impulsni signal. Radni ciklus impulsa odredit će omjer mirovanja procesora i, posljedično, njegovu izvedbu (kao da smanjuje konvencionalnu frekvenciju takta).

Procesor ulazi u stanje Auto HALT PowerDown kada se izvrši HALT instrukcija. U ovom stanju, procesor odgovara na sve prekide i također nastavlja nadzirati sabirnicu. U načinu zaustavljanja vanjske sinkronizacije, procesor troši minimalnu energiju, ali u ovom načinu rada ne obavlja nikakve funkcije, a naknadna sinkronizacija mora biti popraćena signalom RESET hardverskog resetiranja.

*CPU troši manje od 0,3 W u načinu rada za zaustavljanje sinkronizacije.

Prva generacija Pentiuma ima izlaze praćenja koji odražavaju rad cjevovoda (IU, IV), činjenice grananja (IBT) i VTZ-VTO praćenje grananja. Međutim, procesori druge generacije nemaju te zaključke - očito ih više nije zanimljivo promatrati. Namjena signala data je u tablici 6.

Tablica 6. Dodjela signala procesora Pentium

Signal	I/O	Svrha
A	I/O	Adresa - signali adresne sabirnice. Linije A ulaze u cikluse praćenja
A20M	ja	A20 maska - maskiranje bita A20 fizičke adrese za emulaciju adresnog prostora 8086. Kada je konfiguriran za korištenje s dva procesora, signal se zanemaruje
OGLAS #	O	Status adrese - identifikacijski signal adresnog ciklusa tijekom kojeg su važeći signali W/R#, D/C#, M/IO#, BE i A
ADSC#*	O	Kopija statusa adrese - funkcionalno identična ADS#, koristi se za istovar ADS# retka
DRŽANJE	ja	Zadržavanje adrese - zahtjev za pristup internoj adresnoj sabirnici procesora od drugog kontrolera sabirnice za organiziranje ciklusa praćenja
AR	I/O	Address Parity - kontrolni bit pariteta adresne sabirnice
APCHK#	O	Address Parity Check - signal greške pariteta adresne sabirnice
APICEN/ PICD1 *	ja	Omogućavanje naprednog programabilnog kontrolera prekida - Signal za uključivanje APIC-a postaje visok tijekom pada signala RESET. Ako je APIC omogućen, izlaz se koristi za podatkovnu liniju APIC (Programmable Interrupt Controller Data 1) tijekom rada.
BITI# BITI#	O I/O	Byte Enable - Signali koji pokazuju koji se bajtovi podatkovne sabirnice koriste u određenom ciklusu sabirnice. BE# signali koriste se za postavljanje APIC identifikatora tijekom RESET signala. BE4# se koristi kao ulaz tijekom ciklusa FLUSH na sustavima s dva procesora
bf	ja	Frekvencija sabirnice - kontrola množitelja frekvencije (vidi tablicu 3). Pentium 60 i 66 MHz nemaju
BOFF#	ja	Backoff - signal koji prisiljava sve izlaze u stanje visoke impedancije. Ako se unese tijekom ciklusa sabirnice, ciklus sabirnice će se nastaviti kada se signal ukloni.
BP#	O	Prijelomna točka - signali koji pokazuju da su debug registri DR3 i DR2 pogodili prijelomnu točku
PM/BP#	O	Performance Monitor/Breakpoint - signali koji ukazuju na postizanje prijelomne točke u registrima za otklanjanje pogrešaka DR1 i DR0 ili okidanje brojača koji se koriste za praćenje performansi procesora
BRDY#	ja	Burst Ready - spreman unos, koji prekida trenutni ciklus prijenosa podataka. Za razliku od i486, signal se koristi za dovršetak svih ciklusa (signal RDY# je isključen, procesor primjenjuje paketne cikluse samo na predmemoriranu memoriju, što implicira njihovu bezuvjetnu podršku od strane sustava)
BRDYC#*		Burst Ready Copy - logički ekvivalent BRDY# signala
BREQ	O	Bus Requred - interni signal zahtjeva za procesor pristupa sabirnici. Također vrijedi kada procesor ne upravlja sabirnicom
BUSCHK#	ja	Provjera sabirnice - signal kojim sustav može prijaviti neuspješan završetak sabirničkog ciklusa. U ovom slučaju, adresa i upravljački signali su fiksirani u MCR registrima, a kada se MCE bit postavi u CR4 registar, generira se "iznimka provjere stroja". Nije aktivno kada je STPCLK# signal aktivan
PRIPREMA br.	O	Za cikluse koje pokreće procesor, označava da je ciklus interno predmemoriran (za čitanje) i rafalni ciklusi za pisanje. Ako signal nije aktivan tijekom čitanja, procesor neće keširati primljene podatke, bez obzira na KEN# signal. Signal se također koristi za određivanje duljine ciklusa (broj prijenosa)
CLK	ja	Sat - signal sata vanjskog procesora
CPUTYP*	ja	CPU Type - određuje vrstu procesora. Za primarni (u dvoprocesorskom sustavu) ili jedan procesor, pin mora biti uzemljen, za sekundar mora biti spojen na VCC sabirnicu. Za procesore, OverDrive se koristi za određivanje treba li koristiti protokol rukovanja (na sustavima s dvije utičnice)
D/P#*	O	Dual/Primary - indikator procesora. Primarni procesor, koji pokreće sabirnicu, postavlja nisku razinu signala
D/C#	O	Data / Code# - signal koji određuje vrstu ciklusa sabirnice (visoka razina pri prijenosu memorije ili I/O podataka, niska - pri dohvaćanju koda, u ciklusu potvrde prekida ili pri zaustavljanju)
D	I/O	Podaci - signali sabirnice podataka
D.P.	I/O	Data Parity - paritetni bitovi sabirnice podataka
PICDO*	I/O	Dual Processing Enable - omogućite način rada s dva procesora. Za sekundarni procesor, izlaz koji dopušta primarnom procesoru (čiji je ovaj signal ulaz) da otkrije prisutnost sekundarnog procesora niskim tijekom signala RESET#. Koristi se za označavanje prisutnosti procesora u utičnici. Operativno se koristi kao APIC podatkovna linija
EADS#	ja	Vanjska adresa - indikator prisutnosti važeće adrese na pinovima adresne sabirnice procesora. Koristi se za izvođenje internog ciklusa nadzora predmemorije
EWBE #	ja	External Write Buffer Empty - indikator praznine vanjskih međuspremnika za pisanje. Ako tijekom generiranja ciklusa pisanja procesor detektira neaktivno stanje ovog signala, operacija će biti odgođena kako bi se omogućilo vanjskim međuspremnicima da pretovare svoje operacije na sabirnicu.
FERR#	O	Pogreška s pomičnim zarezom - mat signala pogreške. koprocesor. Greškom korišten kao zahtjev za prekid
ISPIRANJE #	ja	Cache Flush - signal za potpuno brisanje unutarnje predmemorije. Na ovaj signal se vrše sva povratna pisanja, nakon čega će poseban ciklus potvrde izvijestiti o završetku čišćenja. Ako se ovaj signal potvrdi prije kraja signala RESET, procesor prelazi na test mod s izlazom visoke impedancije i dvosmjernim vodovima
FRCMC#*	ja	Functional Redundancy Checking Master/Checker - ulaz koji određuje ulogu procesora u funkcionalno redundantnom paru: glavni ili kontrolni. Opaža se samo tijekom signala RESET#
POGODAK #, POGODAK #	O	Signali rezultata operacije praćenja transakcije. HIT# (Snoop Hit) označava pogodak predmemorije. HITM# (Hit Modified) označava pogodak na modificiranom retku, sprječavajući druge kontrolere sabirnice da pristupe podacima dok se ne izvrši povratno upisivanje (WB). Signali se pojavljuju dva ciklusa nakon EADS# signala odgovarajućeg ciklusa praćenja
HLDA	O	Hold Acknowledge - potvrda dodjele upravljanja lokalnom sabirnicom drugom kontroleru
DRŽI	ja	Hold Request - zahtjev za lokalno upravljanje sabirnicom od drugog kontrolera
IERR#	O	Unutarnja pogreška - interni paritet ili signal detekcije pogreške bez usporedbe u FRC modu
IGNNE#	ja	Ignore Numeric Error - ignoriranje pogreške koprocesora - zabrana generiranja iznimke. Koristi se za kompatibilnost s AT-om, gdje se generira hardverski prekid umjesto iznimke.
U TOME	ja	Inicijalizacija - "soft" inicijalizacija procesora. Signal uzrokuje resetiranje općih registara i prijelaz duž vektora navedenog tijekom konfiguracije omogućavanja. Ne utječe se na sadržaj predmemorije, međuspremnika za upisivanje i FPU registara. Ako je signal aktivan tijekom završetka signala RESET#, procesor izvršava BIST
LINT (NMI, INTR)	ja	Lokalni APIC prekid - prekidni ulazi za lokalne APIC kontrolere. Ako je API C onemogućen, LINT0 postaje INTR signal, LINT1 postaje NMI signal. Na signal RESET#, API C je omogućen i ulazi rade u APIC modu, koji se može poništiti softverom. Tijekom signala RESET# koristi se za konfiguriranje množitelja frekvencije
INV	ja	Poništavanje - unos za poništavanje reda ako se pogodi u petlji za prozivanje (dok je EADS# signal aktivan)
KEN #	ja	Omogući predmemoriju - omogući predmemoriju memorije kojoj se pristupa u trenutnom ciklusu
ZAKLJUČAK#	O	Bus Lock - signal monopolizacije kontrole sabirnice, generiran tijekom izvođenja LOCK prefiks instrukcije i automatski prilikom izvođenja XCHG instrukcije s memorijom, potvrdom prekida i pristupom tablicama deskriptora
M/IO#	O	Odabir memorije/ IO# - visoko označava pristup memoriji (ili zaustavljanje), nisko označava pristup I/O portu ili potvrdu prekida
NA #	ja	Sljedeća adresa - ulaz koji signalizira spremnost vanjskog RAM-a da prihvati sljedeću adresu poziva prije završetka trenutnog prijenosa podataka. Sljedeća adresa (zajedno s EADS# stroboskopom) pojavit će se dva sata nakon NA#. Procesor može zadržati do dva nepotpuna ciklusa na vanjskoj sabirnici
PBGNT#*	I/O	Privatna sabirnica - linija koja se koristi u dvoprocesorskim sustavima za prijenos kontrole nad lokalnom sabirnicom
PBREQ#*	I/O	Zahtjev privatne sabirnice - linija zahtjeva lokalne sabirnice u dvoprocesorskim sustavima
PCD	O	Page Cache Disable - onemogućivanje predmemoriranja stranica (prikaz statusa PCD bita u CR3 registru, direktoriju ili tablici stranica). PCD se može prisilno postaviti Bitom općeg onemogućavanja CD predmemorije u registru CR0.
PWT	O	Page Write Through - predmemoriranje stranice s WT algoritmom (izlaz statusa PWT bita CR3 registra, direktorija ili tablice stranica)
PCHK#	O	Patrity Check - signal pogreške parnosti bilo kojeg od dopuštenih bajtova
OLOVKA br.	ja	Parity Enable - ulaz koji određuje, zajedno s MCE bitom registra CR4, generiranje iznimke u slučaju greške pariteta u trenutnom ciklusu čitanja
PHIT#*	I/O	Privatni pogodak - signal pogotka predmemorije koji se koristi za osiguranje koherencije primarne predmemorije u dvoprocesorskim sustavima
PHITM#*	I/O	Privatni modificirani pogodak - modificirani signal pogotka predmemorije linije koji se koristi za osiguravanje koherencije primarne predmemorije u dvoprocesorskim sustavima
PICCLK*	ja	APIC Clock - APIC sinkronizacija sabirnice
PRDY	O	Probe Ready - Probe Ready signal koji koristi hardver za otklanjanje pogrešaka. Označava zaustavljanje normalnog izvođenja kao odgovor na signal R/S# (uđite u način rada sonde)
R/S#	ja	Run/Stop# - ulaz koji zaustavlja normalno izvršavanje instrukcija i prebacuje se u način sondiranja na negativnom rubu
RESETIRANJE	ja	Resetiranje procesora - konfiguriranje procesora, inicijaliziranje registara, ispiranje predmemorije (bez povratnog pisanja) i skakanje na vektor resetiranja (OFFFFFFFOh prema zadanim postavkama). Ako je signal INIT# aktivan nakon što signal istekne, procesor izvršava BIST
SCYC	O	Splitski ciklus - indikator međusobno blokiranog neporavnatog ciklusa (zahtijeva dodatne zupčanike)
SMI #	ja	Prekid upravljanja sustavom - signal prekida za ulazak u SMM mod
SMIACT#	O	Signal indikacije načina SMM
STPCLK#	ja	Stop Clock - asinkroni signal koji stavlja procesor u stanje Stop Grant s niskom potrošnjom
WB/WT#	ja	Write Back / Write Through - ulaz koji vam omogućuje da odredite politiku pisanja za predmemoriju s preciznošću za svaki redak
TRST #	ja	Test Reset - TAP logički reset signal
TCK	ja	Test Clock - sinkronizacija pri testiranju preko JTAG sučelja
TDI	ja	Test Data Input - unos podataka kod testiranja preko JTAG sučelja
TDO	O	Test Data Output - izlaz podataka prilikom testiranja preko JTAG sučelja
TMS	ja	Test Mode State - odaberite JTAG test mod
VCC2	ja	Snaga jezgre (2,9 V)
NC	ja	No Connected - pinovi koji bi trebali ostati nepovezani
VCC2DET#	O	Upravljački signal regulatora napona VCC2 (koristi se za automatsko uključivanje drugog izvora u procesorima s VRT-om)
VCC3	ja	Napajanje sučelja (3,3 V)
VSS	ja	Zajednička strujna žica (GND)
W/R#	O	Write / Read - signal koji određuje vrstu ciklusa sabirnice (write / read)

*ADSC#, BRDYC#, CPUTYP, D/P#, FRCMC#, PBGNT#, PBREQ#, PHIT#, PHITM#, PICCLK, PICDO i PICD1 pinovi nisu dostupni na procesorima za mobilne aplikacije.

Proširenja arhitekture

Što se tiče osnovne arhitekture 32-bitnih procesora i njezinog razvoja u procesorima četvrte generacije, procesori Pentium (i stariji) imaju niz proširenja koja se pojavljuju kako se modeli poboljšavaju. Kako biste mogli dobiti informacije o njima, instrukcija CPUID uključena je u sustav naredbi, što vam omogućuje da programski u bilo kojem trenutku (a ne samo odmah nakon signala RESET) dobijete informacije o klasi, modelu i arhitektonskim značajkama određeni procesor. Primjena ove upute detaljno je opisana u odjeljku 7.2.

Uz osnovnu arhitekturu 32-bitnih procesora, Pentium ima skup registara specifičnih za model – MSR (Model Specific Registers). Oni uključuju skupinu testnih registara (TR1-TR12), alate za praćenje performansi, registre zasuna adresa i podataka ciklusa koji je pokrenuo kontrolu pogreške stroja. Naziv ove skupine registara ukazuje na njihovu moguću nekompatibilnost za različite klase (Pentium i Pentium Pro), pa čak i modele procesora. Program koji ih koristi mora se oslanjati na informacije o procesoru dobivene iz instrukcije CPUID.

Alati za praćenje performansi uključuju mjerač vremena u stvarnom vremenu i brojače događaja. Timer TSC (Time Stamp Counter) je 64-bitni brojač koji se povećava sa svakim ciklusom takta jezgre procesora. RDTSC instrukcija je dizajnirana za čitanje svog sadržaja.

Brojači događaja CTRO, CTR1, po 40 bita, programirani su za brojanje događaja različitih klasa vezanih uz rad sabirnice, izvršavanje instrukcija, događaje u internim čvorovima vezane uz rad cjevovoda, predmemoriju, kontrolu prijelomne točke itd. Šestobitna polja događaja vrste omogućuju svakom od brojača neovisno dodjeljivanje broja događaja s opsežnog popisa. Stanje brojača može se unaprijed postaviti i očitati softverom. Osim toga, postoje vanjski PM signali koji su programirani da pokazuju činjenice o radu ili prekoračenju odgovarajućih brojača. Budući da ovi signali mogu mijenjati svoju vrijednost s frekvencijom koja ne prelazi frekvenciju sistemske sabirnice, zbog internog množenja frekvencije, svako pojavljivanje ovih signala također može odražavati nekoliko (do vrijednosti faktora množenja) događaja pokretanja brojača.

Testni registri omogućuju vam kontrolu većine funkcionalnih čvorova procesora, pružajući mogućnost vrlo detaljno testiranje njihovu izvedbu. Pomoću bitova registra TR12 možete onemogućiti nove arhitektonske značajke (predviđanje i praćenje grananja, paralelno izvođenje instrukcija), kao i rad primarne predmemorije:

bit 0 - NBP (No Branch Prediction) - onemogućuje punjenje NBP međuspremnika. Istodobno, prethodni unosi nastavljaju s radom, za potpuno gašenje predviđanje, CR3 registar mora biti učitan (ovo će uzrokovati resetiranje tablice grananja);
bit 1 - TR - omogućuje formiranje posebne grane petlje poruka;
bit 2 - SE (Single Pipe Execution) - onemogućuje rad drugog cjevovoda (poništava parno izvršavanje instrukcija);
bit 3 - Cl (Cache Inhibit) - zabranjuje punjenje redaka primarne predmemorije. Za razliku od CD bita registra CR0, ovaj bit ne utječe na PCD signal, dopuštajući tako rad vanjske sekundarne predmemorije kada je primarna predmemorija onemogućena (za potrebe testiranja);
bit 9 - ITR (Yu Trap Restart) - Omogućuje podršku za ponovno pokretanje I/O instrukcija na SMI prekidima.

U tehničkim informacijama za Pentium procesore spominje se svojstvo "Programmable Buffer Size". Prvo što vam padne na pamet prilikom prevođenja zvučat će kao "programmable buffer size" i predlaže međuspremnike za pisanje. Zapravo, ovo nema nikakve veze sa svojstvima softvera ili logičke arhitekture, već je to mogućnost kontrole čisto električnih svojstava krugova međuspremnika sučelja.

Sustavi s dva procesora

Pentium procesori počevši od druge generacije imaju posebne alate sučelja za izgradnju dvoprocesorskih sustava. Sučelje vam omogućuje instaliranje dva procesora na jednu lokalnu sistemsku sabirnicu, dok su gotovo svi njihovi istoimeni pinovi jednostavno izravno kombinirani. Svrha udruživanja je korištenje SMP (Symmetric Multi-Processing) simetričnog višeprocesiranja ili izgradnja funkcionalno redundantnih FRC (Functional Redundancy Checking) sustava.

U sustavu sa SMP-om svaki procesor obavlja svoj zadatak koji mu je dodijelio operativni sustav. SMP podržavaju operativni sustavi kao što su Novell NetWare, Windows NT, Unix. Oba procesora dijele zajedničke računalne resurse, uključujući memoriju i vanjske uređaje. Samo jedan od dva procesora može kontrolirati sabirnicu u bilo kojem trenutku, a prema određenim pravilima oni mijenjaju uloge.

Budući da svaki od procesora ima svoju unutarnju primarnu predmemoriju, zadaće sučelja uključuju održavanje konzistentnosti podataka na svim hijerarhijskim razinama. RAM memorija(dvije primarne, jedna sekundarna predmemorija i glavna memorija). Ovaj problem je riješen uz pomoć lokalnih ciklusa praćenja, koje percipira procesor, koji ne kontrolira sabirnicu u ovaj trenutak ADS# signalom koji generira drugi procesor. PHIT# i PHITM# signali odgovaraju lokalnim watchdog petljama, dok uloga HIT# i HITM# signala ostaje ista - koriste se u vanjskim (za oba procesora) nadzornim ciklusima koje pokreću EADS# signali.

Za obradu hardverskih prekida u višeprocesorskim sustavima, tradicionalni hardver postaje neprikladan, budući da je stara shema za podnošenje INTR zahtjeva i prijenos vektora u INTA# petlji jasno usmjerena na jedinstvenost procesora. Kako bi se riješio ovaj problem, Advanced Programmable Interruption Controller (APIC) je uveden u strukturu Pentium procesora od druge generacije. Ovaj kontroler ima vanjske LINT signale i trožilnu sabirnicu sučelja (PICD i PICCLK) kojom oba procesora komuniciraju s APIC kontrolerom matične ploče. Lokalne zahtjeve za prekid servisira samo procesor čiji pinovi (LINTO, LINT1) primaju njihove signale. Opći (dijeljeni) prekidi (uključujući SMI) dolaze do procesora u obliku poruka preko APIC sučelja. U ovom slučaju, kontroleri su unaprijed programirani, definirajući funkcije svakog od procesora u slučaju određenog hardverskog prekida. APIC-ovi svakog procesora i kontrolera matične ploče povezani APIC sučeljem izvode usmjeravanje prekida, statično i dinamičko. Izvana softversko sučelje Obrada prekida ostaje u skladu s kontrolom 8259A kontrolera, pružajući transparentnost APIC prisutnosti aplikacijskom softveru. Način obrade APIC prekida omogućen je signalom APICEN pri resetiranju hardvera, a kasnije se može onemogućiti softverom.

Procesori su arbitražni pomoću "privatnog" izazova (PBREQ#) i rukovanja (PBGNT#) lokalnih kontrolnih signala sabirnice. Procesor - trenutni vlasnik sabirnice - prepustit će kontrolu nad sabirnicom drugom procesoru na njegov zahtjev tek nakon završetka operacije. Isprepletene petlje ne može prekinuti drugi procesor, osim kada pristup memoriji padne u regiju čija se modificirana slika nalazi u predmemoriji drugog procesora. U ovom slučaju, označenom signalom PHITM#, bit će mu dana kontrola za izvođenje povratnog pisanja iz predmemorije. Konvencionalni signali arbitraže sustava (HOLD, HLDA, BOFF#) u dvoprocesorskom sustavu rade na uobičajeni način, ali ih percipira i kontrolira trenutni vlasnik lokalne sabirnice.

U FRC konfiguraciji, dva procesora djeluju kao jedan logički procesor: funkcionalno redundantni par master/checker. Glavni procesor (Master) radi u normalnom jednoprocesorskom načinu rada. Testni procesor izvodi sve iste operacije "unutar sabirnice" bez kontrole sabirnice, te uspoređuje izlazne signale glavnog (testiranog) procesora sa signalima koje sam generira, izvodeći iste operacije bez odlaska na sabirnicu. Ako se otkrije odstupanje, generira se IERR signal pogreške, koji se može tretirati kao prekid.

Dvoprocesorski sustavi, u načelu, mogu koristiti procesore različitih koraka, ali njihove frekvencije jezgre moraju odgovarati (sabirnica je, naravno, sinkronizirana zajedničkim signalom).

Označavanje i identifikacija Pentium procesora

Procesori Pentium imaju prilično složen sustav označavanja. Obitelj procesora, šifra proizvoda i frekvencija takta naznačeni su na gornjoj ravnini kućišta.Na primjer, oznaka A80502-90 odnosi se na drugi model Pentiuma s frekvencijom od 90 MHz. © '92 '93 ili © '92 '95 u krajnjoj liniji nema nikakve veze s godinom proizvodnje.

Troznamenkasti broj iza simbola SX, SK, SU, SY ili SZ naziva se S-specifikacija, koja određuje broj verzije (stepping) proizvoda i njegove parametre. Korak proizvođača (Mfg. Stepping) kodiran je nizom slova i brojki. Kako se pogreške ispravljaju i manje izmjene, brojka se povećava (odnosno, nakon A1 slijedi A2). Značajne promjene popraćene su promjenom slova i resetiranjem broja (na primjer, nakon AZ slijedi VO). Unutar jednog koraka proizvođača nalazi se skupina proizvoda s različitim S-specifikacijama.

Postoje sljedeće izmjene nekih parametara procesora:
STD (standard) - VCC napajanje = 3,135-3,6 V za procesore tipa C2 i kasnije
VR (Volt Reduced) - smanjeno napajanje VCC = 3.300-3.465 V;
VRE - za C2 i naknadni VCC = 3,40-3,60 V; za B-korak 3,45-3,60V;
MD je kratica za smanjene zahtjeve vremena.

Napon napajanja je izričito naznačen u oznaci (na primjer, 2,9 V) nakon troznamenkaste S-specifikacije ili je kodiran znakovima iza kose crte. U oznaci tipa SK113 / ABC, polja A, B i C nose sljedeće podatke:
polje A postavlja raspon napona napajanja: S = STD, V=VRE;
polje B specificira vremenske parametre: S - standardni, M - smanjeni zahtjevi (MD);
polje C označava sposobnost rada u dvoprocesorskom sustavu: S - standardno, U - procesor može raditi samo u jednoprocesorskom sustavu, nije testiran u dvoprocesorskom načinu rada.

Podaci o procesoru nalaze se u EDX registru nakon resetiranja hardvera, a mogu se dobiti i iz EAX registra nakon izvršenja instrukcije CPUID (pokretanjem, na primjer, uslužnog programa CPUID.EXE). Imajte na umu da se podaci o dopuštenoj frekvenciji takta ne pohranjuju u procesor, već se pojavljuju samo u oznaci nakon testova odbijanja. U tablici 7 prikazani su parametri proizvedenih procesora (od svibnja 1997.). Prva četiri stupca označavaju bitove EDX ili EAX registara u kojima su ti kodovi pohranjeni. Tip 0 označava primarni procesor (ili jedini u jednoprocesorskom sustavu), tip 2 označava sekundarni procesor dvoprocesorskog sustava. Obitelj 5 označava da procesor pripada klasi Pentium. Model označava generaciju (Pentium 60/66 predstavlja model 1). Korak proizvođača (Mfg. Stepping) simbolično odražava model, numerički korak i vrstu kućišta. Ova tablica može poslužiti za rješavanje nedoumica o ispravnosti korištenja pojedinog procesora u određenim uvjetima. Za jednoprocesorske sustave od najvećeg je interesa razina napona napajanja.

Tablica 7. Modifikacije procesora Pentium 75-200 MHz

Procesori za mobilne aplikacije odlikuju se manjom potrošnjom energije i višom temperaturnom tolerancijom, što im omogućuje korištenje u prilično skučenim kućištima s lošim uvjetima ventilacije.

Vrste utičnica za Pentium procesore

Za ugradnju Pentium procesora razvijene su tri vrste utičnica - 4, 5 i 7 (tablice 8 i 9).

Socket 4 (Sl. 3) dizajniran je za procesore prve generacije (60 i 66 MHz). Ima 21x21 pin matricu i 5V napon napajanja.

Socket 5 namijenjen je drugoj generaciji Pentium procesora s frekvencijom do 100 MHz, u kojima je množitelj fiksiran na 1,5 i koristi se jedan napon napajanja od oko 3,3 V. Njegovi pinovi matrice 37x37 su raspoređeni (slika 4) .

Tablica 11. Snaga u utičnici 7

Pentium kompatibilni procesori

Procesori pete generacije, osim klasičnog Intel Pentiuma, uključuju i brojne procesore drugih tvrtki. Neki od njih imaju neke značajke procesora šeste generacije, ali u ovom poglavlju ćemo razmotriti procesore koji imaju sučelje kompatibilno s procesorom Pentium.

AMD izdaje dvije obitelji procesora koji su pin-kompatibilni s Pentiumima - K5 i K6. Ove vrste procesora mogu se instalirati u utičnicu 7, neke verzije K5 također mogu raditi u utičnicu 5. Procesori su softverski kompatibilni s obitelji x86 i imaju logotip koji označava kompatibilnost sa sustavom Windows. Međutim, oni se mogu sigurno ugraditi samo u matične ploče, u čijem je opisu jasno naznačena mogućnost njihove uporabe. U suprotnom, može doći do problema s radom predmemorije, koje mnogi programi za testiranje ne otkrivaju. Matične ploče koje podržavaju AMD procesore uzimaju u obzir neke specifičnosti načina rada sklopova međuspremnika.

AMD procesori, kao i uvijek, odlikuju se prisutnošću naprednih SMM i alata za upravljanje napajanjem. Cijena ovih procesora niža je od sličnih Intelovih proizvoda.

AMD K5 PR75/90/100/120/133/166 i noviji su Pentium-kompatibilni procesori dizajnirani za socket 7. U usporedbi s Intelovim procesorima, ovi procesori imaju neke od značajki šeste generacije: složeniji cjevovod, izvođenje prema pretpostavci, promjena redoslijeda izvršavanja instrukcija, preimenovanje registara i neki drugi. Oznaka performansi koristi P-ocjenu (pogledajte odjeljak 7.3), a takt jezgre može biti niži od oznake PR. Na primjer, procesor s oznakom AMD-K5 PR133ABQ 100MHz ima P-ocjenu 133 i frekvenciju jezgre od 100MHz. Slova iza PR vrijednosti odražavaju sljedeće parametre:

A - tip paketa (SPGA),

V - napon napajanja.

Moguće opcije za procesore s jednom snagom:

V=3,5V (3,45-3,60)

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

F=3,3 V (3,135-3,465)

Za buduće procesore s odvojenim napajanjem jezgre i sučelja:

G=x/y - automatska detekcija

Q - dopuštena tjelesna temperatura. Moguće opcije:

Ponekad se isti procesori nazivaju AMD5K86 75 MHz (90, 100...).

Procesori imaju vanjske frekvencije od 50, 60 i 66,66 MHz, ali koriste različite serije množitelja: 1,5, 1,75, 2, kao što je prikazano u tablici 12.

Izlaz BF (koji se podudara s BF0) u prvim modelima dopuštao je postavljanje faktora od 1,5 (BF=1) ili 2 (BF=0). BF pinovi omogućuju postavljanje koeficijenata 1,5 (BF=10 ili AND), 1,75 (BF=00). Kombinacija 11 je rezervirana.

Tablica 12. Frekvencije i faktori množenja AMD procesori K5

P-ocjena	Šifra modela - DX	Frekvencija jezgre	Frekvencija autobusa	bf	bf	faktor množenja
AMD-K5-PR75	0	75	50	1	-	1,5
AMD-K5-PR90	0	90	60	1	-	1,5
AMD-K5-PR100	0	100	66.66	1	-	1,5
AMD-K5-PR120	1	90	60	-	10	1,5
AMD-K5-PR133	1	100	66.66	-	10	1,5
AMD-K5-PR166	2	116.7	66.66	-	00	1,75

Procesori podržavaju mogućnost funkcionalno redundantne dvoprocesorske arhitekture (FRC), ali nemaju sučelje za simetrične višeprocesorske sustave.

Kao iu drugoj generaciji Pentiuma, JTAG sučelje je nadopunjeno R/S# i PRDY signalima koji implementiraju način otklanjanja pogrešaka sonde.

AMD-KB MMX je procesor sličan jezgrenoj arhitekturi i svojstvima kao Pentium II (ili Pentium Pro s MMX podrškom, što je otprilike isto). Međutim, za razliku od ovih procesora, AMD-KB MMX nema unutarnju sekundarnu predmemoriju i instaliran je u standardni socket 7, što je vrlo atraktivna karakteristika. Pitanje primjenjivosti ovog procesora u raširenim matičnim pločama uglavnom počiva na podršci specifičnog verzija BIOS-a, čija zamjena, pri korištenju flash memorije, nije velika tehnički problem. Procesor ima odvojenu predmemoriju primarnih podataka i instrukcija, svaka od 32 KB. Predmemorija podataka ima dva ulaza i podržava povratno pisanje. Predmemorija instrukcija ima dodatno područje za unaprijed dekodirane upute. Predviđanje grananja izvodi se u dvostupanjskoj shemi, osiguravajući pouzdanost predviđanja na razini od 95%. Ne ulazeći u detalje arhitektonskih rješenja, možemo reći da ovaj procesor odražava gotovo sva dostignuća dostupna u procesoru Pentium I, uključujući potrošnju energije i načine kontrole takta. Za razliku od Intel P54 i P55 procesora, AMD-KB MMX procesor nema ugrađenu podršku za višeprocesorske sustave, uključujući APIC. Nema signal provjere rada sabirnice (BUSCHK), nema način rada sonde i nema signale točke prekida (BP) ili nadzora performansi (PM).

Napajanje jezgre (VCC2=2,9V za 166 i 200MHz i VCC2=3,2V za 233MHz) i sklopovi sučelja (VCC3=3,3V) su odvojeni, čime se smanjuje rasipanje snage, koje ne prelazi 17,2, 20,0 i 28,3 W za procesore s frekvencijama od 166, 200 odnosno 233 MHz. U načinu rada Stop Grant potrošnja je smanjena na stotine milivata.

Ulazna frekvencija je 66,66 MHz, faktor množenja postavljen je s tri BF signala u skladu s podacima u tablici 13. Kb procesor ima dodatni ulaz za kontrolu frekvencijskog množitelja BF2, koji je odsutan u Pentiumu.

Dodjeljivanjem pinova BF na BF2=1, procesor se podudara s Intel Pentium MMX, da bi se dobili koeficijenti od 4,5-5,5, matična ploča mora imati treći kratkospojnik.

Arhitektura Cyrix procesora je izvan pete generacije i to u oba smjera. Oni koriste arhitekturu primarne predmemorije "Princeton" (zajednička predmemorija za upute i podatke) s nekim dodatnim arhitektonskim značajkama. Poseban mehanizam (uklanjanje ovisnosti o podacima) smanjuje broj zaustavljanja cjevovoda procesora ("bolna točka" Pentiuma Pro u 16-bitnim aplikacijama).

Cyrix 6x86 (Ml) - procesori koji su pin-kompatibilni s Pentiumom, ali imaju arhitektonske značajke šeste generacije procesora. To uključuje preimenovanje registra, izvršavanje pogađanjem, promjenu redoslijeda instrukcija, itd. Jedinstvena primarna predmemorija od 16 KB koristi se i za instrukcije i za podatke; Dodatno, postoji 256-bajtna predmemorija instrukcija. Procesor je instaliran u utičnicu 7. Usprkos naprijed arhitekturi, Windows 95 i neki dijagnostički programi mogu pogrešno identificirati 6x86 procesor kao 486. procesor. Međutim, ako BIOS podržava Cyrix procesor, POST uvodni zaslon ispravno otkriva vrstu procesora. Da ga je Windows 95 identificirao kao Pentium, programi koji koriste upute specifične za Pentium možda neće raditi ispravno, jer nisu sve te upute implementirane u procesor 6x86. Kao iu procesorima Cyrix 5x86, postoje isti "bolovi rasta" - neki programi mogu "visiti" s ovim procesorom, posebno oni napisani pomoću sustava Clipper. Poanta je opet u kašnjenjima koja se provode na programskim ciklusima. Kako bi ih produžili, tvrtka nudi posebne usporivače dostupne na ftp://ftp.cjnix.com/tech/pipeloop.exe. Za korištenje paketa 3D-Studio s ovim procesorom, datoteke zakrpa dostupne su na ftp://ftp.ktx.com/download/patches/3dsr4/fast_cpu/fstcpufx.exe.

U oznaci Cyrix 6x86-P120+, element 120+ znači performanse koje premašuju performanse Pentium procesora od 120 MHz (P-ocjena). Dostupni su procesori performansi P120+, P133+, P150+, P166+ i P200+. Njihova prepoznatljiva značajka je fiksni množitelj dva i brzine takta jezgre koje su niže od onih odgovarajućih Pentium procesora. Frekvencije vanjskog procesora su 50, 55, 60, 66,66 i 75 MHz, što stvara probleme: frekvencija od 55 MHz (za P133+) nije dostupna na svim matičnim pločama jer je koristi samo jedan tip procesora, ali frekvencija 75 MHz (za P200+) rijetko je podržan jer je još uvijek previsok za mnoge komponente matične ploče.

Procesori 6x86 koriste napajanje 3.3 (u oznaci imaju element C016) ili 3.52 V (C028, C052), napon napajanja može biti naznačen u oznaci i eksplicitno. Potrošnja energije doseže 25 W (na razini potrošnje Pentiuma Pro), što nameće strože zahtjeve za hlađenje procesora i rasipanje snage vanjskog regulatora napona. Maksimalna dopuštena temperatura kućišta je +70°S. Zasebno napajani 6x86L procesori koriste 2,8 V za napajanje jezgre i 3,3 V za napajanje sklopova sučelja. Kod njih nema posebnih problema s potrošnjom i hlađenjem.

Cyrix 6x86MX je poboljšana verzija Ml procesora, uključujući MMX podršku, implementaciju specifičnih Pentium instrukcija (praćenje performansi, brojač u stvarnom vremenu), objedinjenu primarnu predmemoriju proširenu na 64 KB. Varijabilni množitelji od 2, 2,5, 3 i 3,5 olakšavaju odabir vanjske frekvencije (tablica 14).

Procesori su instalirani u socket 7. Napon jezgre 2,8 V, sklopovi sučelja 3,3 V.

Procesori koje je dizajnirao Cyrix proizvedeni u IBM tvornicama prodaju se pod robnom markom IBM.

Tablica 14. Frekvencije i množitelji Cyrix procesora

CPU	Frekvencija autobusa	Frekvencija jezgre	Koeficijent
6x86-P120+	50	100	2
6x86-P133+	55	110	2
6x86-P150+	60	120	2
6h86-R166+	66	133	2
6h86-R200+	75	150	2
6x86MX-PR166GP	60	150	2,5
6x86MX-PR200GP	66	166	2,5
6x86MX-PR233GP	75	188	2,5

Cyrix MediaGX™ procesor je nova generacija arhitekture PC procesora dizajnirana za jeftine prijenosne i stolne sustave. Uz uobičajenu jezgru koja implementira Pentium set instrukcija, procesor ima integrirani VGA grafički kontroler s 2D akceleratorima koji koriste unificiranu UMA memorijsku arhitekturu, kao i audio kanal. Sam procesor ima dinamičko memorijsko sučelje i PCI sabirnicu. Još jedan Cx5510 kristal s ISA, IDE bus kontrolerima, sve tradicionalno sustavna sredstva PC i MIDI priključak.

Procesor, zajedno sa svojim popratnim kristalom, dizajniran je za ugradnju na specijalizirane matične ploče. Od početka lipnja 1997. dostupni su procesori s frekvencijama jezgri od 120, 133 i 150 MHz.

Malo ljudi zna, ali sovjetski stručnjaci i inženjeri bili su na početku stvaranja najpoznatijeg procesora Intel Pentium na svijetu. Svojedobno je SSSR postigao prilično ozbiljna postignuća u stvaranju računalna tehnologija. Primjer za to je serija sovjetskih superračunala Elbrus, koja su stvorena na Institutu za finu mehaniku i računalne tehnologije (ITMiVT) 1970-1990-ih godina prošlog stoljeća, isto ime je dano seriji mikroprocesora i stvorenih sustava na njihovoj osnovi i proizvodi danas CJSC MCST (Moskovski centar za SPARC tehnologije).

Povijest Elbrus MSCT započeo je 1992. godine, kada su Babayan i njegovi kolege te uz sudjelovanje Davida Ditsela, koji je u to vrijeme radio u Sun Microsystemsu, organizirali Moskovski centar za SPARC tehnologije. Kasnije, uz sudjelovanje Babayana, stvoreno je još nekoliko tvrtki: Elbrus 2000, Elbrus International, koje čine Elbrus MCST.

Tvrtka je radila i po narudžbama stranih tvrtki: Sun, Transmeta (David Ditzel je s vremenom prešao u ovu tvrtku), a također je radila i po narudžbama ruske vlade. Prije svega, to su računalni sustavi Elbrus 90-micro koji se koriste u ruskoj vojsci na temelju vlastitih procesora serije MCST R. Babayan i njegovi kolege svojedobno su dobili državne nagrade za svoje stvaranje.

Međutim, sama povijest Elbrusa još dugo. Prvo računalo s ovim imenom nastalo je davne 1978. godine u ITMiVT-u. S.A. Lebedevska akademija znanosti SSSR-a pod vodstvom B.S. Burtseva i uz sudjelovanje Borisa Babayana, koji je bio jedan od zamjenika glavnog dizajnera. Glavni kupci računala Elbrus bili su, naravno, vojska.

Prvo računalo Elbrus imalo je modularnu arhitekturu i moglo je uključivati od 1 do 10 procesora na temelju srednjih integracijskih shema. Brzina ovog stroja dosegla je 15 milijuna operacija u sekundi. Količina RAM-a koja je bila zajednička za svih 10 procesora bila je do 2 na potenciju 20 strojnih riječi ili, ako koristimo trenutno prihvaćene oznake, 64 MB. Ipak, najzanimljivija stvar kod Elbrusa-1 bila je njegova arhitektura. Superračunalo stvoreno u SSSR-u postalo je prvo komercijalno računalo na svijetu koje je koristilo superskalarnu arhitekturu. Njegova masovna primjena u inozemstvu počela je tek 90-ih godina prošlog stoljeća pojavom na tržištu pristupačnih Intel Pentium procesora.

Kako se kasnije ispostavilo, sličan razvoj postojao je prije Elbrusa u IBM Corporationu, ali ti su radovi zatvoreni i nisu doveli do stvaranja komercijalnog proizvoda. Istina, u brojnim publikacijama pojavile su se informacije da se dizajn Elbrusa temelji na razvoju stranih tvrtki. Međutim, sudionici u stvaranju sovjetskog superračunala ne slažu se s tim stavom. U jednom od intervjua s V.S. Burtsev, glavni dizajner Elbrusa, istaknuo je da su dizajneri prilikom stvaranja računala pokušali koristiti najbolje prakse domaćih i stranih programera. A na arhitekturu Elbrusa utjecala su ne samo Burroughsova računala, već i razvoj tvrtki poput Hewlett-Packarda, kao i iskustvo kreatora BESM-6.

U isto vrijeme, značajan dio razvoja bio je originalan, uključujući superskalarnu arhitekturu. Osim toga, posebni ulazno-izlazni procesori mogu se koristiti za organiziranje prijenosa podataka između perifernih uređaja i RAM-a u računalu. U sustavu je moglo biti do 4 takva procesora, radili su paralelno sa središnjim procesorom i imali vlastitu memoriju.

Sljedeća faza rada bila je izrada računala Elbrus-2. Ova su računala krenula u serijsku proizvodnju 1985. godine. Na svoj način unutarnja arhitektura nisu se mnogo razlikovali od Elbrusa-1, ali su koristili novu bazu elemenata, što je omogućilo povećanje maksimalne performanse do 125 milijuna operacija u sekundi. Količina RAM-a računala povećana je na 16 milijuna 72-bitnih riječi ili 144 MB. Maksimum propusnost I / O kanali "Elbrus-2" bili su 120 MB / s.

Ova su se računala aktivno koristila u SSSR-u u područjima koja su zahtijevala veliki broj proračuna, prvenstveno u obrambenoj industriji. Računala Elbrus-2 radila su u nuklearnim istraživačkim centrima u Čeljabinsku-70 iu Arzamasu-16 u MCC-u, i konačno, upravo je ovaj kompleks, počevši od 1991. godine, korišten iu sustavu proturaketne obrane A-135. kao i na drugim vojnim objektima u zemlji.
Uz dva gore navedena računala, proizvedeno je i računalo opće namjene Elbrus 1-KB, kreacija ovo računalo završena je 1988. Do 1992. godine proizvedeno je 60 takvih računala. Temeljeni su na tehnologiji Elbrus-2 i korišteni su za zamjenu zastarjelih strojeva BESM-6. U isto vrijeme, postojala je potpuna kompatibilnost softvera između Elbrusa 1-KB i BESM-6, koja je dopunjena novim načinima rada s povećanom dubinom bita brojeva i adresa.

Stvaranje računala Elbrus propisno je cijenilo vodstvo Sovjetskog Saveza. Za razvoj Elbrusa-1 mnogi su inženjeri nagrađeni ordenima i medaljama. Boris Babayan odlikovan je Ordenom Oktobarske revolucije, njegov kolega V.V. Bardizh - orden Lenjina. Za razvoj Elbrusa-2, Babayan i niz njegovih kolega nagrađeni su Lenjinovom nagradom, a generalni dizajner V.S. Burtsev i niz drugih stručnjaka - Državna nagrada.

Nakon završetka rada na računalu Elbrus-2, ITMiVT je pristupio razvoju računala temeljenog na potpuno novoj procesorskoj arhitekturi. Projekt, koji je nazvan vrlo jednostavno - "Elbrus-3", također je bio znatno ispred sličnih razvoja na Zapadu. Elbrus-3 je prvi implementirao pristup koji Boris Babayan naziva "post-superskalarnim". Upravo su tu arhitekturu u budućnosti imali Intel Itanium procesori, kao i Transmeta čipovi. Treba napomenuti da je u SSSR-u rad na ovoj tehnologiji započeo 1986. godine, a Intel, Transmeta i HP počeli su provoditi rad u tom smjeru tek sredinom 1990-ih.

Nažalost, Elbrus-3 nikada nije pušten u masovnu proizvodnju. Njegova jedina radna kopija napravljena je 1994. godine, ali u to vrijeme nikome nije trebao. Logičan nastavak rada na ovom računalu bila je pojava procesora Elbrus-2000, također poznatog kao E2K.

Prema Borisu Artašesoviču Babajanu, glavnom arhitektu superračunala linije Elbrus, superskalarna arhitektura je izumljena u Rusiji: “ Godine 1978. napravili smo prvi superskalarni stroj Elbrus-1. Sada na Zapadu prave superskalare samo od ove arhitekture. Prvi superskalar pojavio se na zapadu 1992., naš 1978. godine. Štoviše, verzija superskalara koju smo napravili slična je Pentiumu Pro koji je Intel napravio 95.«.

Povijesna nadmoć Elbrusa potvrđena je i u Americi. U istom članku iz Microprocessor Reporta, Keith Diefendorff, dizajner Motorola 88110, jednog od prvih zapadnih superskalarnih procesora, piše: " Godine 1978., gotovo 15 godina prije nego što su se pojavili prvi zapadnjački superskalarni procesori, Elbrus-1 koristio je procesor, s izdavanjem dvije instrukcije u jednom ciklusu, promjenom redoslijeda izvršavanja instrukcija, preimenovanjem registara i izvršavanjem po pretpostavci.«.

Godine 1991. gospodin Rosenbladt (Peter Rosenbladt) iz tvrtke Hewlett-Packard posjetio je Elbrus (tada ITMiVT) i dobio opsežnu dokumentaciju za Elbrus-3. Kasnije se pokazalo da je tada HP započeo projekt koji je doveo do zajedničkog razvoja procesora Merced EPIC s Intelom. Arhitektura mu je vrlo slična Elbrus-3, a razlike se uglavnom odnose na pojednostavljenja napravljena u Intelovom mikroprocesoru.

Prema B.A. Babayan, Peter Rosenbladt ponudio je suradnju s HP-om. Ali Babayan je odabrao Sun (prvi sastanak s menadžmentom Suna održan je 1989. godine). A 1991. godine potpisan je ugovor sa Suncem. Od dužnosnika Suna poznato je da je Elbrus sudjelovao u razvoju mikroprocesora UltraSPARC, optimizirajući kompajlere, operativne sustave (uključujući Solaris), Java alate i multimedijske biblioteke.

Projekt E2k izvorno je financirao Sun. Sada je projekt potpuno neovisan, svo intelektualno vlasništvo pripada Elbrusu i zaštićeno je s oko 70 američkih patenata. B.A. Babayan objašnjava " Kad bismo na ovim prostorima nastavili raditi sa Sunom, onda bi sve pripadalo Sunu. Iako je 90% posla obavljeno prije dolaska Sunca«.

U Sunu je od 1992. do 1995. Elbrus radio s poznatim arhitektom mikroprocesora Daveom Ditzelom. Kao B.A. Babayan, " Tada je Dave osnovao vlastitu tvrtku - Transmeta i počeo raditi na automobilu vrlo sličnom našem. Još uvijek održavamo bliske kontakte s Dietzelom. I stvarno želi raditi s nama". Malo se zna o budućem Transmetinom proizvodu. Poznat kao VLIW/EPIC mikroprocesor male snage, binarna kompatibilnost s x86 osigurana je dinamičkim prijevodom objektnog koda.

E2K protiv Itanija

64-bitni procesor Intel Itanium nije opravdao očekivanja i na papiru je bio mnogo inferiorniji od Elbrus-2000.

Od 1994. do 1998. ništa se nije čulo o radu momčadi Borisa Babayana - Rusi su pripremali senzaciju. Godine 1998., bez puno buke, Babayan and Co (oko 400 zaposlenih) preimenovani su u tvrtku Elbrus.

U međuvremenu, strani natjecatelji nisu spavali. Godine 1989 godine Intel i Hewlett-Packard udružili su snage kako bi stvorili novu generaciju procesora - Itanium (kodno ime - Merced). Itanium je trebao apsorbirati sva najnovija dostignuća i postati kruna izgradnje procesora. Mnogi su očekivali da će novi procesor dominirati tržištem poslužitelja, radnih stanica i možda stolnih računala, istisnuvši sve ostalo. Dizajnirana frekvencija Merceda bila je 800 MHz, razina rasipanja topline bila je 60 W, a količina L3 predmemorije bila je od 2 do 4 MB. U ovom slučaju, procesor je morao postati 64-bitni.

Apsolutno pravi procesor R500 iz MCST-a bio je blijedi odjek obećavajućeg Elbrus-2000.

Dan X došao je 25. veljače 1999., kada se Boris Babayan osobno popeo na podij na konferenciji Microprocessor Forum i glasno objavio da je njegova tvrtka razvila mikroprocesor Elbrus-2000 (E2K), koji je po svim karakteristikama daleko ispred hvaljenog Merceda. . Cijela se računalna zajednica ukočila u iščekivanju. Umjesto planirana dva sata, Babayan je nastupio četiri sata. Dani su odgovori na pitanja o konkurenciji zapadnih tvrtki i izgledima za ulazak na tržište mikroprocesora i računala temeljenih na njemu. U jednom je trenutku Boris Babayan šokirao javnost izjavom da je za proizvodnju probne serije procesora Elbrus-2000 potrebno 60 milijuna dolara, što je uplašilo sve potencijalne investitore. Ipak, nakon svega, sva obećanja Babayana bila su čista teorija - nisu prikazani nikakvi inženjerski uzorci i prototipovi.

Legenda računalnog svijeta Gordon Bell, koji je radeći u DEC-u stvorio računala linija PDP i VAX, a sada vodi istraživački odjel Microsofta (Telepresence Research Group), popularizira projekt Elbrus E2k na međunarodnim konferencijama.

Njegovo predavanje pod naslovom "Sljedećih deset godina u superračunalstvu" otvorilo je Međunarodni simpozij o računarstvu visokih performansi u Japanu 26. svibnja 1999. i četrnaestu konferenciju o superračunalima u Mannheimu 10. lipnja u Njemačkoj. Oba puta je dr. Bell dio predavanja proveo govoreći o E2k. U slajdu pod nazivom “Ruski Elbrus E2K,” daje tablicu u kojoj ocjenjuje E2k i Merced. Štoviše, usporedba očito nije u korist Intelove zamisli.

Ispod je tablica iz izvješća Gordona Bella.

Mikroprocesor	E2K	Merced
Taktna frekvencija, GHz	1.2	0.8
Izvedba, SPECint95 / SPECfp95	135 / 350	45 / 70
Veličina kristala, mm2	126	300
Potrošnja energije, Watt	35	60
Propusnost sabirnice, GB/s	15	n/a
Predmemorije (KB)	64 / 256	n/a
Vrhunska izvedba, GFLOPS	10.2	n/a
Predviđeno vrijeme početka isporuke	Četvrto tromjesečje 2001	n/a

Gordon Bell (www.research.microsoft.com/users/gbell/b io.htm) nije samo stariji Microsoftov zaposlenik, već i utjecajan konzultant i poduzetnik u svijetu računalstva. Stvorio je nekoliko privatnih tvrtki koje razvijaju obećavajuće tehnologije.

Deklarirane karakteristike su u međuvremenu bile impresivne. Tvrtka Elbrus obećala je procesor s frekvencijom od 1,2 GHz, čija je izvedba bila jednaka 8,9 milijardi operacija u sekundi. Osim toga, programeri su izračunali da bi E2K trebao nadmašiti Merced tri puta u SPECint95/fp95 testovima. U isto vrijeme, površina kristala iznosila je samo 126 mm2 uz rasipanje topline od 35 W, dok je Merced zauzimao 300 mm2, a njegovo rasipanje topline iznosilo je 60 W.

Ruska tvrtka imala je velike planove za serijsku proizvodnju ovog procesora, koji je trebao krenuti u seriju u isto vrijeme ili čak prije nego Itanium. No, zbog nedostatka potrebnih ulaganja, svi ti planovi nisu realizirani i ostali su samo na papiru.

Ruski trag u procesorima od strane Intela

Vladimir Pentkovski- je izvanredan rusko-američki znanstvenik, doktor tehničkih znanosti, koji je diplomirao na fakultetu FRTK MIPT. Izravno je sudjelovao u razvoju procesora Pentium III, Core 2 Duo, HAL9000, Matrix, a razvijatelj je i programskog jezika visoke razine El-76 koji se koristio u računalima Elbrus. Od 1970. godine radio je na Institutu za finu mehaniku i računalno inženjerstvo, gdje je uspio sudjelovati u stvaranju superračunala Elbrus-1 i Elbrus-2. Godine 1986. Pentkovsky je vodio rad na stvaranju 32-bitnog El-90 procesora za Elbrus-3.

Do 1987. dovršen je rad na stvaranju arhitekture novog mikroprocesora, a 1990. objavljeni su njegovi prvi prototipovi. Godine 1991. započeo je rad na razvoju El-91S, uzimajući kao osnovu prethodna verzija procesor, međutim, financiranje ovog projekta je zaustavljeno zbog raspada države. Naravno, stručnjak ove razine nije mogao biti izgubljen. Godine 1989. Vladimir Pentkovsky već je putovao u Sjedinjene Države u Intelov istraživački centar u sklopu programa razmjene iskustava. Od 1993. počeo je raditi u Intelu, postavši jedan od njegovih vodećih inženjera; razvoj poznatih procesora Pentium odvijao se uz njegovo izravno sudjelovanje. Prezentacija procesora Pentium održana je 22. ožujka 1993., nakon otprilike nekoliko mjeseci počela su se pojavljivati prva računala izgrađena na njihovoj osnovi.

Vladimir Pentkovsky jedan je od autora vektorskog (SIMD) SSE naredbenog proširenja, koje je prvi put korišteno u procesorima Pentium-III. Autor je više od 50 različitih patenata od kojih se mnogi još uvijek koriste u moderni procesori. U Intel procesori Vladimir Pentkovsky u praksi je utjelovio znanje koje je stekao u Rusiji, mnogo je razmišljao već izravno tijekom razvoja modela. Godine 1995. jedna američka tvrtka predstavila je napredniji proizvod Pentium Pro, koji je po svojim karakteristikama podsjećao na procesor El-90. Vladimir Pentkovsky se smatra glavnim arhitektom ovog procesora.

Trenutno Pentkovsky nastavlja raditi u Intelu. Dakle, procesor na kojem možda radi vaše osobno računalo ili prijenosno računalo možda ima ruske korijene i mogao bi se čak proizvoditi u našoj zemlji, da nije zloglasnih događaja iz 1991. i njihovih posljedica.

Elbrus je još živ

Iako se SSSR raspao, brend Elbrus još uvijek živi. Procesori i rješenja ključ u ruke na temelju njih tvrtka MCST trenutno promovira na tržištu. Do danas su računala MCST uglavnom namijenjena: vojnim odjelima Rusije, zemalja ZND-a i BRIC-a; civilne proizvodne industrije; Civilna radarska postaja (kopneni, pomorski i zračni promet). Za tvrtke i civile koji trebaju vrlo pouzdana i sigurna računala. Računala tvrtke imaju različite dizajne, različite klase zaštite ovisno o zahtjevima. Svi oni imaju podršku ili mogućnost rada s GPS-om i GLONASS-om, ovisno o potrebama kupca uređaja.

Trenutno tvrtka na tržištu promovira svoja 2 glavna mikroprocesora i uređaje temeljene na njima. Prvi od njih je Elbrus-2S+, koji je prvi hibridni procesor visokih performansi tvrtke MCST. Procesor sadrži dvije jezgre Elbrus arhitekture i četiri jezgre Elvis digital signal procesora (DSP). Glavno područje njegove uporabe su digitalni inteligentni sustavi za obradu signala, koji uključuju analizatore slike, radare i druge slične uređaje.

Drugi proizvod je mikroprocesor MCST R1000 (ime projekta MCST-4R), model s četiri jezgre izgrađen na čipu sa 64-bitnom SPARC v.9 arhitekturom. Procesor radi na frekvenciji od 1 GHz uz tehnološko izdanje od 90 nm. Svaka od njegovih jezgri može dekodirati i poslati do 2 instrukcije po taktu za izvršenje. Procesor podržava dodatne instrukcije za izvođenje upakiranih i kombiniranih operacija, kao i vektorske ekstenzije VIS1 i VIS2.

U prosincu 2012. pušteni su prvi ruski procesori koji su bili uključeni u probnu seriju monoblokova Kraftway. Procesori u ovim monoblokovima zovu se "Elbrus", pa, takvo čisto rusko ime. To je za CNews rekao generalni direktor poduzeća MCST, koje razvija procesore, Alexander Kim.

Planovi za izdavanje takvih osobnih računala s ruskim procesorima bili su poznati još u srpnju 2012. Tada su u poduzećima MCST i Kraftway rekli da je planirano uzeti kao osnovu potpuno gotov monoblok Kraftway Studio, koji sadrži zaslon osjetljiv na dodir, te da će ga opremiti malim ekranom. matična ploča, koji se zove "Monokub", koji je razvoj poduzeća MCST i sadrži ugrađeni procesor "Elbrus-2C +". Ovaj procesor ima dvije jezgre, koje su izgrađene na bazi Elbrus arhitekture i imaju frekvenciju od 500 MHz, a sadrži i 4 DSP jezgre koje je razvio Elvis Research Center, a koje imaju performanse od 28 GFlops.

Prema riječima generalnog direktora Alexandera Kima, volumen prve takve serijske serije takvih osobnih računala bit će 50 komada. I same module, poduzeće MCST naručilo je od proizvodne tvrtke Altonika, koja se nalazi u Zelenogradu.

Također, CEO izvješćuje da će ovi moduli biti testirani 1-2 mjeseca kako bi se utvrdila njihova proizvodna kvaliteta.

Ako testovi ovih modula budu uspješni, tada MCST poduzeća planiraju postaviti svoju sljedeću narudžbu za proizvodnju matičnih ploča s Elbrus procesorima u iznosu od 1000.

Alexander Kim tvrdi da vlada veliki interes za ova računala te bi se ova serija od 1000 uređaja trebala brzo rasprodati. Zanimanje za računala ruske proizvodnje, s ruskim procesorima, prikazuju uglavnom organizacije u sektoru obrane. Koje organizacije, generalni direktor poduzeća MCST, ne izvještava.

Također bih želio napomenuti da se procesori Elbrus nikada nisu koristili u računalima obični korisnici. Glavno prodajno tržište za ove procesore, kao što je ranije spomenuto, bio je sektor obrambenog plana. Oni opskrbljuju ove sektore takozvanim industrijskim računalnim sustavima. Ovi sustavi se dobro koriste u protuzračnoj obrani. Također, poduzeće MCST ima sigurno prijenosno računalo koje se može koristiti u "teškim" uvjetima.

Iz tvrtke MCST poručuju da zajedno s Kraftwayem žele demonstrirati proizvodnju ovakvih računala za obične građane.

ili npr. Ili možda netko ne zna kako se to razvilo? Izvorni članak nalazi se na web stranici InfoGlaz.rf Link na članak iz kojeg je napravljena ova kopija -