Pentium D serijos lustai buvo pirmieji stalinių kompiuterių procesoriai, turintys 2 skaičiavimo modulius viename silicio luste. Būtent šis vykdymas leido jiems padidinti našumą atliekant užduotis, kurioms reikėjo kelių fizinių branduolių. Šioje medžiagoje bus aptariama šių novatoriškų centrinių procesorių serija.

Išvaizdos fonas

2005 metų pradžioje procesorių sprendimų pasaulyje susidarė itin problemiška situacija: toliau didinti laikrodžio dažnį nebebuvo įmanoma, tačiau našumą vis tiek reikėjo didinti. Todėl reikėjo atlikti tam tikrus esamos asmeninių kompiuterių organizacijos pakeitimus, kurių esmė buvo ta, kad viename luste pradėti gaminti 2 skaičiavimo moduliai. Vykdant vienos gijos programas, našumas išliko tame pačiame lygyje. Tačiau tuo atveju, kai vykdomas programos kodas, jau optimizuotas 2 branduoliams, šis išdėstymas leido žymiai padidinti našumą, kuris kai kuriais atvejais gali siekti 30–40 procentų. Pirmasis toks lustas buvo Pentium D procesorius. Iš esmės šio gaminio puslaidininkių kristaluose nebuvo didelės naujovės dėl to, kad tai buvo gerai žinomi Pentium 4 kodų apdorojimo moduliai. Tik pastarajame buvo tik vienas branduolys, o Pentium D jų buvo jau du.

Šios šeimos procesorių niša

Pirmuosius Pentium D „Intel“ įvertino kaip įperkamus pavyzdinius sprendimus, pasižyminčius aukštu našumo lygiu. Be to, kaip minėta anksčiau, šie procesorių įrenginiai turėjo 2 branduolius ant vieno silicio pagrindo. Vienu laipteliu žemiau Intel produktų segmente tuo metu buvo Pentium 4 su NT palaikymu. Jie turėjo vieną fizinį bloką ir du loginius. Tai yra, tokių sprendimų programos kodas gali būti apdorojamas 2 gijomis. Dėl to jie užtikrino vidutinį našumo lygį LGA775 platformoje. Celeron serijos procesoriai buvo skirti biuro sistemų nišai. Kuklus specifikacijas nebuvo leista naudoti kitose srityse.

Kas buvo įtraukta į pristatymo sąrašą?

Dviejuose konfigūracijos sąrašuose galima rasti Pentium D serijos procesorių iš Intel. Vienas iš jų yra prailgintas ir vadinamas BOX. Gamybos įmonėje buvo:

Firminė kartoninė dėžutė.

Skaidrus plastikinis dėklas saugiam procesoriaus įrenginio transportavimui.

„Intel“ sukurta aušinimo sistema. Jame buvo oro aušintuvas ir speciali šiluminės pastos modifikacija, kuri pagerino šilumos išsklaidymą iš procesoriaus.

Trumpos naudojimo instrukcijos popierine forma.

Lipdukas su procesoriaus šeimos logotipu.

Garantijos kortelė.

Ši pristatymo parinktis buvo optimaliausia naudojant CPU nominaliu režimu. Jei buvo planuota „perlaikyti“ procesorių, tada TRAIL paketas atrodė geriau. Jis buvo beveik visiškai identiškas BOX reikmenų sąrašui. Vienintelis skirtumas buvo aušinimo sistemos nebuvimas. Šiuo atveju jį reikėjo įsigyti atskirai. Paprastai TRAIL konfigūracijos parinktį įsigijo kompiuterių entuziastai, kurie savo kompiuterius aprūpindavo pažangia aušinimo sistema. Tai leido peršokti kompiuterį ir padidinti jo našumą.

Procesoriaus lizdas. Architektūrinės ypatybės

Į LGA775 lizdą turėjo būti įdėtas bet koks Pentium D linijos lustas.Jų charakteristikos rodė, kad ne visos šios platformos pagrindinės plokštės palaiko tokius procesorius. Todėl, surenkant naują kompiuterinę sistemą, būtina patikrinti palaikomų procesorių modelių sąrašą ir rasti jame „Pentium D“. Tos pačios procedūros reikia laikytis ir atnaujinant asmeninį kompiuterį. Kaip minėta anksčiau, 2 įprastų Pentium 4 kristalų šerdys buvo Pentium D dalis. Dėl tokio pagrindo išdėstymo temperatūra eksploatacijos metu žymiai padidėjo. Siekdama išvengti procesoriaus puslaidininkinės bazės perkaitimo, „Intel“ buvo priversta žymiai sumažinti nominalias laikrodžio dažnių vertes. Dėl to našumas atliekant vienos gijos užduotis ženkliai nesumažėjo, tačiau programos kode, optimizuotame 2 gijomis, našumas padidėjo.

Pirmos kartos Pentium D

„Intel Pentium D“ pirmą kartą buvo pristatytas 2005 m. gegužės mėn. Šios šeimos kodinis pavadinimas yra Smithfield. Šie procesoriai buvo pagaminti naudojant 90 nm technologiją, jų šiluminis paketas buvo nurodytas 130 W. Jaunesnio modelio, kurio indeksas 805, laikrodžio dažnis buvo 2,66 GHz, o pagrindinės plokštės duomenų magistralė veikė 533 MHz dažniu. Visų kitų lustų sistemos magistralės dažnis buvo 800 MHz. Be to, tiek pirmosios, tiek antrosios kartos. Produktyviausias CPU modelis buvo pažymėtas indeksu 840. Jo veikimo dažnis buvo 3,2 GHz. Pirmojo lygio talpykla buvo 64 KB, o antrojo lygio – 2 klasteriai po 1 MB. Tranzistorių skaičius šiuo atveju buvo lygus 230 milijonų, o kristalo plotas buvo 206 mm 2.

Antroji šios kartos lustų peržiūra

Po metų buvo išleista atnaujinta šios šeimos lustų karta. Pirmoji naujovė buvo techninis procesas. Dabar puslaidininkiniai kristalai buvo gaminami naudojant 65 nm technologiją. Tai leido sumažinti kristalo plotą iki 140 mm 2. Tačiau tuo pačiu metu procesoriaus terminis paketas nepasikeitė ir išliko lygus 130 W. Antras svarbus atnaujinimas yra laikrodžio greičio padidinimas. Jo minimalią vertę gamintojas nustatė 2,8 GHz lustams su indeksu 915. Šiuo atveju flagmanai buvo 3. Pentium D 945 ir 950 veikė 3,4 GHz dažniu, o 960 - 3,6 GHz. Dar viena svarbi naujovė – antrojo lygio talpyklos padidėjimas 2 kartus – iki 2 klasterių po 2 MB. Būtent dėl ​​šių kelių veiksnių derinio „Intel“ sugebėjo padidinti produktyvumą, kuris procentais gali siekti 20 proc.

Kaina

Pardavimų pradžioje tokių lustų kaina svyravo nuo 70 iki 110 USD. Atsižvelgiant į padėtį ir galimybes, tokia kainų etiketė buvo visiškai pagrįsta. Dabar nuo pardavimo pradžios praėjo gana daug laiko, tačiau tokių procesorių vis dar galite rasti prekyboje. Tik jų kainos gerokai sumažėjo ir svyruoja nuo 30 iki 50 dolerių. Pavyzdžiui, Pentium D 945 dabar kainuoja 3800 rublių. Atsižvelgiant į tai, kad pagrindinė tokių procesorių niša yra biuro sistemos, toks požiūris į kainodarą yra visiškai pagrįstas. Tuo pačiu metu likę komponentai tokiame asmeniniame kompiuteryje kainuos daug pigiau. Todėl „Pentium D“ yra vertas pasirinkimas norint surinkti nebrangius mažo našumo kompiuterius.

Pentium (tariama Pentium) yra kelių kartų x86 šeimos mikroprocesorių, kuriuos Intel Corporation gamina nuo 1993 m. kovo 22 d., prekės ženklas. Pentium yra penktosios kartos Intel procesorius ir pakeičia Intel 80486 (dažnai vadinamas tiesiog 486).

Skirtumai nuo i3(4)86:

• adreso atmintis, palyginti su ankstesniu modeliu, nepasikeitė;
• 64 bitų duomenų kanalas (jei Pentium yra 32 bitų);
• pirmą kartą 2 dujotiekiai savarankiškai nuskaito ir apdoroja srautus;
• pirmą kartą pasirodė spekuliatyvus komandų vykdymas;
• Pirmą kartą naudojama tokia technologija kaip automatinis komandų pertvarkymas:

Pakeista tvarka neturi įtakos. BET problema yra sąlyginis šuolis.

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

Sprendimas: daroma prielaida, kad perėjimas buvo baigtas, todėl komanda buvo perskaityta į konvejerį; jei paaiškėja, kad viskas yra teisinga, vykdymas tęsiamas, priešingu atveju vamzdynas iš naujo nustatomas ir perkraunamas iš perėjimo taško.

Prielaidos priežastys:

• perėjimo statistika (jei daug, kelių ciklų);
• numatymo blokas naudoja statistiką: jei perėjimas yra sąlyginis ir nukreiptas atgal, tada tikėtina, kad jis bus įvykdytas. (Pavyzdys: kartokite iki). O jei į priekį, tai didelė tikimybė, kad jis nebus įvykdytas.

Pirmą kartą aparatinės įrangos palaikymas daugialypiam apdorojimui (prijungimas naudojant specialią magistralę / specialią sąsają)

(32 duomenų magistralė ----> 64, nes 2 konvejeriai)

Pentium laikrodžio dažnis: 60-150 MHz MMX taktinis dažnis: 200 MHz

Yra papildomų registrų, kurie yra atsakingi už laikrodžio ciklų, praėjusių nuo kodo pradžios, skaičių.

Yra komanda CPUID - CPU identifikatorius.

Visų rūšių registrai.

Architektūrinis bruožas

(prieš šį CISC) Yra vidinis transkoderis, skirtas CISC komandoms konvertuoti į vidinį RISC kodą CISC apvalkale.

Pertraukimas: anksčiau --> PIC (programinės įrangos pertraukimo valdiklis).

Anksčiau šaltinis buvo pertraukimo signalas procesoriaus kojoje ir perėjimo adresas.

APIC: šaltinis – žinutė, ateinanti specialia magistrale.

Intel Pentium P6200 procesorius

Intel Pentium P6200- Pradinio lygio procesorius, skirtas nešiojamiesiems kompiuteriams. Jis veikia 2,13 GHz dažniu, bet, deja, nepalaiko TurboBoost technologijos automatiniam įsijungimui. Jam taip pat trūksta AES šifravimo ir kelių gijų palaikymo. CPU palaiko Enhanced Speedstep technologiją, kuri sumažina energijos sąnaudas mažos procesoriaus apkrovos laikotarpiais, tačiau kitos energijos taupymo technologijos šiame procesoriuje (taip pat ir Penryn Pentium serijoje) yra išjungtos.

P6200 yra pagrįstas Arrandale mikroarchitektūra, todėl turi integruotą atminties valdiklį ir vaizdo plokštė„Intel HD Graphics“ (abu gaminami naudojant 45 nm proceso technologiją, o CPU – 32 nm procesu). Integruota GMA HD vaizdo plokštė veikia 500 MHz dažniu ir gali įsijungti iki 667 MHz. Turbo technologija Padidinti.

Šio procesoriaus našumas yra šiek tiek ribotas dėl mažo laikrodžio greičio ir „Turbo Boost“ bei „Hyperthreading“ trūkumo. Remiantis GHz taktiniu dažniu, „Pentium P6200“ turėtų būti šiek tiek geresnis nei panašaus laikrodžio „Core 2 Duo“ dėl integruoto atminties valdiklio ir nedidelių branduolių patobulinimų.

Pentium procesoriaus istorija

Vieną ramų sekmadienio rytą 1992 m. gegužės 10 d. keturi INTEL inžinieriai atvyko į San Chosė tarptautinį oro uostą. Sustatę vaizdo įrangą Angela Chang, Ericas Devannainas, Avtaras Sainis ir Suhelis Zaatri nervingai žingsniavo po kambarį, bet kurią minutę laukdami lėktuvo iš Oregono.

Kai Markas Hopmanas, praėjus kelioms minutėms po lėktuvo nusileidimo, išėjo iš koridoriaus, laikydamas mažą mėlyną lagaminą, visa svetingų žmonių grupė patraukė link jo. Visas dėmesys buvo sutelktas į lagaminą, kuriame buvo 5 Oregon Factory kūrėjų gaminys. Sunku buvo patikėti, kad šis lagaminas buvo daugelio žmonių trejų metų darbo rezultatas, įkūnytas mažoje lustoje. Taip prasidėjo Pentium procesoriaus, kuris buvo oficialiai pristatytas 1993 m. kovo 22 d., gyvavimas.

Tuo metu, kai Vinod Dam padarė pirmuosius eskizus, pradėdamas Pentium procesoriaus kūrimą 1989 m. birželio mėn., jis nenutuokė, kad būtent šis produktas bus vienas pagrindinių INTEL pasiekimų. Atsiradus Pentium procesoriui, kompiuterių rinka iškart pasikeitė ir prasidėjo naujas konkurencijos etapas. San Microsistems, MIPS ir kiti RISC procesorių pardavėjai, kuriantys itin greitus lustus, vienareikšmiškai pripažino, kad naujas procesorius iš INTEL taps naujų stalinių kompiuterių standartu.

Pentium procesoriaus gimimas nebuvo lengvas

Pagal teoriją, kurdama procesorių, kūrimo komanda sukuria dizaino koncepciją, kuri apibrėžia pagrindines jo savybes ir naujoves. Tada inžinieriai kuria logiką, kuri vėliau įgyvendinama konkrečiose grandinėse. Kai grandinės dizainas bus baigtas, topologijos dizaineriai piešia kiekvieną tranzistorių. Jų darbo rezultatas yra galutinis šablonas, realybėje viskas buvo kitaip. Tradicinis projektavimo procesas buvo radikaliai pertvarkytas, kad atitiktų greitesnio projekto pristatymo poreikį.

Kai tik kūrimo komanda atliko vietinę užduotį, vadovai perskirstė išteklius. Kiekvienas inžinierius išsprendė asmeninę problemą. Komandos dvasia buvo nuolat tikrinama dėl vėlavimų ir sunkumų, tačiau projekto tvarkaraštis tai neturėjo įtakos. Visoms užduotims atlikti buvo naudojami naujausi kompiuterinio projektavimo pasiekimai. Labai pravertė patirtis, įgyta kuriant ir sprendžiant panašias problemas 286, Intel386 ir Intel486 procesoriuose.

Kai tik buvo baigtas kitas projekto etapas, iškart prasidėjo visapusiškas testavimas. Norėjosi nekartoti problemų, kurios iškilo su Intel486, dėl kurių atidėjo jo paleidimas į gamybą. Kiekviena klaida buvo atsekta ir pašalintos jos priežastys. Likę inžinieriai atliko šimtus testų, kad patikrintų logiką, architektūrą ir bendrą dizainą. Jie atliko daugiau nei 5000 tobulinimo testų, kol Pentium procesorius surado savo architektūrą. Testavimui buvo sukurta speciali technologija, kuri leido imituoti Pentium procesoriaus veikimą naudojant programuojamus įrenginius, prijungtus prie 14 plokščių kabeliais. Tik tada, kai buvo aptiktos visos klaidos, procesorius galėjo dirbti tikroje sistemoje. Be to, visi pagrindiniai asmeninių kompiuterių kūrėjai ir programinė įranga, kuris labai prisidėjo prie bendros projekto sėkmės.

1991 m. pabaigoje, kai buvo baigtas procesoriaus prototipas, inžinieriai galėjo paleisti jame programinę įrangą. Dizaineriai pradėjo tirti pagrindo laidus ir signalo srautą mikroskopu, kad optimizuotų topologiją ir pagerintų veiklos efektyvumą. Projektas iš esmės buvo baigtas 1992 m. vasario mėn. Pradėtas visapusiškas bandomosios procesorių partijos testavimas, kurio metu buvo išbandyti visi blokai ir mazgai. 1992 m. balandį buvo nuspręsta, kad laikas pradėti komercinę Pentium procesoriaus plėtrą. Oregono gamykla 5 buvo pasirinkta pagrindine pramonės baze.

Daugiau nei 3 milijonai tranzistorių galiausiai buvo perkelti į šablonus. Prasidėjo pramoninė gamybos plėtra ir techninių charakteristikų derinimas, pasibaigęs po 10 mėnesių, 1993 m. kovo 22 d., plačiu Pentium procesoriaus pristatymu.

Šiuolaikinė INTEL mikroprocesorių technologija

INTEL pažanga puslaidininkių projektavimo ir gamybos srityje leidžia gaminti galingus mikroprocesorius vis mažesnėse pakuotėse. Mikroprocesorių dizaineriai šiuo metu dirba su papildomomis metalo oksido puslaidininkių (CMOS) proceso technologijomis, kurių skiriamoji geba yra mažesnė nei mikronų.

Submikroninės technologijos naudojimas leidžia INTEL kūrėjams ant kiekvieno pagrindo įdėti daugiau tranzistorių. Tai leido padidinti X86 šeimos tranzistorių skaičių nuo 29 000 8086 procesoriuje iki 1,2 milijono Intel486 DX2 procesoriuje, o tai yra aukščiausias pasiekimas Pentium procesoriuje. Pagaminta naudojant 0,8 mikrono BiCMOS technologiją, jame yra 3,1 milijono tranzistorių. BiCMOS technologija apjungia dviejų technologijų privalumus: bipolinį (greitį) ir CMOS (mažą energijos suvartojimą). Naudodami daugiau nei dvigubai daugiau tranzistorių „Pentium“ procesoriuje, palyginti su „Intel486“, kūrėjai ant pagrindo padėjo komponentus, kurie anksčiau buvo procesoriaus išorėje. Turint komponentus viduje, sutrumpėja prieigos laikas, o tai žymiai padidina našumą. INTEL 0,8 mikrono technologija naudoja trijų sluoksnių metalą ir yra pranašesnė už originalią 1,0 mikrono dviejų sluoksnių metalo technologiją, naudojamą Intel486 procesoriuje.

INTEL panaudojo naujausius mikroprocesorių projektavimo technologijų pasiekimus, kad pasiektų pranašumus, prilygstamus alternatyvioms architektūroms, naudojamoms mokslinėse ir inžinerinėse darbo vietose, kartu užtikrinant suderinamumą su 50 milijardų dolerių vertės programine įranga, sukurta X86 serijos mikroprocesorių šeima.

O pati programinė įranga Pentium procesoriui buvo sukurta naudojant nauja technologija. Dar procesoriaus techninės įrangos projektavimo stadijoje į projektą pradėjo dalyvauti visų pagrindinių operacines sistemas ir kompiliatorius kuriančių kompanijų ekspertai – Microsoft, IBM, NeXT, Borland, Watcom, MetaWare ir kt. Tai leido palaikyti naujos programavimo technologijos techninės įrangos lygmeniu, atsižvelgiant į firminio stiliaus standartinės programinės įrangos tiekėjus. Kita vertus, dar prieš gimstant naujajam procesoriui, buvo naudojami klasikiniai ir specialūs optimizavimo metodai, siekiant atskleisti specifinius X86 architektūros pranašumus, pavyzdžiui, įkelti-rašymo komandų naudojimas, galingi adresavimo režimai, nekeičiamo kodo pašalinimas. atkarpos iš kilpų ir kt. Dabar, tiesiog perkompiliavus tradicines programas, galima padvigubinti jų našumą naujame procesoriuje. Šiuo metu joks INTEL konkurentas to negali pasiūlyti.

Naujos kartos INTEL procesoriai

Sujungiantis daugiau nei 3,1 milijono tranzistorių viename silicio substrate, 32 bitų Pentium procesorius pasižymi dideliu našumu ir 60 ir 66 MHz taktiniais dažniais. Jo superskaliarinėje architektūroje naudojami pažangūs projektavimo metodai, leidžiantys atlikti daugiau nei vieną komandą per laikrodžio ciklą, todėl „Pentium“ gali paleisti daugybę su kompiuteriu suderinamos programinės įrangos greičiau nei bet kuris kitas mikroprocesorius. Be esamų programinės įrangos galimybių, Pentium procesoriaus didelio našumo slankiojo kablelio aritmetinis blokas suteikia didesnę apdorojimo galią, kad palaikytų anksčiau nepasiekiamas technines ir mokslines programas, iš pradžių sukurtas darbo stočių platformoms. Visai kaip vietinis ir pasauliniai tinklai ir toliau keisti senus hierarchinius tinklus, valdomus pagrindinio kompiuterio, kelių apdorojimo pranašumai ir Pentium procesoriaus operacinės sistemos lankstumas idealiai tinka pagrindiniam kompiuteriui. šiuolaikinės programos pramonėje naudojami klientai-serveriai.

Kadangi „Pentium“ procesorius gali pasiekti našumo lygį, lygų arba aukštesnį nei šiandieninių aukščiausios klasės darbo stočių, jis turi pranašumų, kurių trūksta įprastoms darbo stotims: visišką suderinamumą su daugiau nei 50 000 programinės įrangos programos kainuoja milijardus dolerių, kurie buvo parašyti pagal INTEL architektūrą. Be to, Pentium procesorius leidžia naudoti visas pagrindines operacines sistemas, kurios yra prieinamos šiuolaikiniuose staliniuose kompiuteriuose. asmeninius kompiuterius, darbo stotys ir serveriai, įskaitant UNIX, Windows-NT, OS/2, Solaris ir NEXTstep.

Pentium procesorius. Techninės naujovės

Daugybė naujovių yra būdinga Pentium procesoriaus savybė – unikalus didelio našumo, suderinamumo, duomenų integravimo ir mastelio keitimo derinys. Tai įtraukia:

• Superskaliarinė architektūra;
• Atskiras programos kodo ir duomenų kaupimas talpykloje;
• Teisingas šuolio adreso numatymo blokas;
• Didelio našumo slankiojo kablelio įrenginys;
• Išplėstinė 64 bitų duomenų magistralė;
• Kelių procesorių veikimo palaikymas;
• Priemonės atminties puslapio dydžiui nustatyti;
• Klaidų aptikimo ir funkcinio pertekliaus įrankiai;
• Veiklos valdymas;
• Keičiamas su Intel OverDrive procesoriumi.

Pentium procesoriaus architektūra

1 - 64 bitų magistralės sąsaja;
2 - Programų kodo talpyklos įrankiai;
3 - Išankstinio gavimo buferiai;
4 - 32 bitų sveikųjų skaičių ALU vienetas;
5 – 32 bitų sveikųjų skaičių ALU vienetas;
6 - Registrų rinkinys;
7 - Duomenų kaupimo talpykloje įrankiai;
8 - blokas, skirtas nuspėti teisingą perėjimo adresą;
9 - Konvejerio slankiojo kablelio skaičiavimų blokas.

Superskaliarinė architektūra

Pentium procesoriaus superskaliarinė architektūra yra tik INTEL, dviejų vamzdžių pramoninė architektūra, leidžianti procesoriui pasiekti naujus našumo lygius vykdant daugiau nei vieną komandą per laikrodžio ciklą. Terminas „superkalarinis“ reiškia mikroprocesoriaus architektūrą, kurioje yra daugiau nei vienas skaičiavimo blokas. Šie skaičiavimo vienetai arba konvejeriai yra mazgai, kuriuose apdorojami visi pagrindiniai duomenys ir komandos.

Superskaliarinės Pentium procesoriaus architektūros atsiradimas yra natūralus ankstesnės INTEL procesorių šeimos su 32 bitų architektūra plėtra. Pavyzdžiui, „Intel486“ procesorius gali vykdyti kelias savo instrukcijas per vieną laikrodžio ciklą, tačiau ankstesnėse INTEL procesorių šeimose vienai komandai vykdyti reikėjo daug laikrodžio ciklų.

Galimybė vykdyti kelias komandas vienu laikrodžio ciklu egzistuoja, nes Pentium procesorius turi du konvejerius, kurie vienu metu gali vykdyti dvi komandas. Kaip ir vieno vamzdžio Intel486, dviejų vamzdžių Pentium procesorius vykdo paprastą instrukciją penkiais etapais: išankstinis paruošimas, pirmasis dekodavimas (instrukcijos iškodavimas), antrasis dekodavimas (adresų generavimas), vykdymas ir atgalinis siuntimas. Tai leidžia kelioms komandoms būti skirtinguose vykdymo etapuose ir taip padidinti skaičiavimo našumą.

Kiekvienas dujotiekis turi savo aritmetinį loginį bloką (ALU), adresų generavimo įrenginių rinkinį ir duomenų talpyklos sąsają. Kaip ir Intel486 procesorius, Pentium procesorius naudoja aparatinės įrangos komandų vykdymą, pakeičiant daugelį mikroinstrukcijų, naudotų ankstesnėse mikroprocesorių šeimose. Šios instrukcijos apima įkėlimus, saugojimą ir paprastas ALU operacijas, kurias procesoriaus aparatinė įranga gali atlikti be mikrokodo. Tai pagerina našumą nepažeidžiant suderinamumo. Vykdant sudėtingesnes komandas, abu superskaliarinės architektūros konvejeriai naudojami dar labiau pagreitinti Pentium procesoriaus išplėstinio mikrokodo vykdymą.

Dėl šių architektūrinių naujovių, lyginant su ankstesniais mikroprocesoriais, per tą patį laiką galima įvykdyti žymiai didesnį skaičių instrukcijų.

Atskiras programos kodo ir duomenų kaupimas talpykloje

Kitas svarbus revoliucinis patobulinimas, įdiegtas Pentium procesoriuje, yra padalintos talpyklos įdiegimas. Saugojimas talpykloje pagerina našumą, nes suteikia laikiną saugyklą dažnai naudojamam programos kodui ir duomenims, gaunamiems iš greita atmintis, kai tik įmanoma, apeliaciją pakeičiant išoriniu sistemos atmintis kai kurioms komandoms. Pavyzdžiui, „Intel486“ procesoriuje yra vienas 8 KB lustinės talpyklos atminties blokas, kuris naudojamas programos kodui ir duomenims talpinti.

INTEL dizaineriai apėjo šį apribojimą naudodami papildomą grandinę, sudarytą iš 3,1 milijono Pentium procesoriaus tranzistorių (palyginimui, Intel486 yra 1,2 milijono tranzistorių), sukuriančią atskirą vidinę programos kodo ir duomenų talpyklą. Tai pagerina našumą, pašalindama magistralės varžybas, o dvigubą talpyklą galima naudoti dažniau nei anksčiau. Pavyzdžiui, parengiamuoju etapu naudojamas instrukcijos kodas, gautas iš instrukcijų talpyklos. Vieno talpyklos bloko atveju gali kilti konfliktas tarp komandos paruošimo proceso ir prieigos prie duomenų. Atskiras komandų ir duomenų kaupimas talpykloje pašalina tokius konfliktus, nes leidžia abi komandas vykdyti vienu metu. „Pentium“ procesoriaus kode ir duomenų talpyklose yra po 8 KB informacijos ir kiekviena iš jų yra suskirstyta kaip dvipusės talpyklos ir asociatyvios talpyklos rinkinys, skirtas įrašyti tik peržiūrėtą nurodytą 32 baitų segmentą greičiau nei išorinė talpykla. Visiems šiems našumo patobulinimams reikėjo naudoti 64 bitų vidinę duomenų magistralę, kuri leidžia atlikti dvigubą talpyklą ir superskalarinį konvejerį įkeliant duomenis pasroviui. Duomenų talpykla turi dvi sąsajas, po vieną kiekvienam dujotiekiui, leidžiančią teikti duomenis dviem atskiroms instrukcijoms per vieną mašinos ciklą. Kai duomenys nuskaitomi iš talpyklos, jie įrašomi į pagrindinę atmintį įrašymo režimu. Ši talpyklos technika suteikia geresnis našumas nei paprastas tiesioginio rašymo talpyklos kaupimas, kai procesorius vienu metu įrašo duomenis į talpyklą ir pagrindinę atmintį. Tačiau „Pentium“ procesorius gali dinamiškai sukonfigūruoti save, kad palaikytų tik rašymo talpyklą.

Taigi duomenų kaupimui talpykloje naudojami du skirtingi puikūs sprendimai: talpyklos įrašymo atgalinė atmintis ir algoritmas, vadinamas MESI (modifikuoti, neįtraukti, paskirstyti, išlaisvinti) protokolu. Rašymas talpykloje leidžia rašyti į talpyklą nepasiekus pagrindinės atminties, priešingai nei anksčiau naudotas tiesioginis paprastas talpyklos kaupimas.

Šie sprendimai padidina produktyvumą naudodami pertvarkytą magistralę ir aktyviai pašalindami sistemos kliūtis. Savo ruožtu MESI protokolas leidžia sutapti duomenims talpykloje ir išorinėje atmintyje – tai puikus sprendimas pažangiose kelių procesorių sistemose, kur skirtingi procesoriai gali dalytis tais pačiais duomenimis.

Didelio našumo slankiojo kablelio įrenginys

Didėjanti 32 bitų programinės įrangos programų banga apima daug daug skaičiavimo reikalaujančių grafinių programų, kurios sunaudoja daug procesoriaus išteklių, kad galėtų atlikti slankiojo kablelio operacijas, atliekančias matematinius skaičiavimus. Kadangi slankiojo kablelio programinės įrangos asmeniniams kompiuteriams keliami reikalavimai nuolat didėja, mikroprocesorių technologijos patobulinimai gali patenkinti šiuos poreikius. Pavyzdžiui, Intel486 DX procesorius buvo pirmasis mikroprocesorius, integruotas ant to paties pagrindo su matematiniu koprocesoriumi. Ankstesnėse INTEL procesorių šeimose, kai reikėjo naudoti slankiojo kablelio skaičiavimus, buvo naudojamas išorinis matematinis koprocesorius.

„Pentium“ procesorius leidžia atlikti aukštesnio lygio matematinius skaičiavimus naudojant pažangų integruotą slankiojo kablelio įrenginį, apimantį aštuonių ciklų konvejerį ir pagrindines aparatinės įrangos matematikos funkcijas. Keturių ciklų slankiojo kablelio instrukcijų vamzdynai papildo keturių ciklų sveikųjų skaičių konvejerį. Dauguma slankiojo kablelio instrukcijų gali būti vykdomos vienu sveikojo kablelio konvejeriu ir įvedamos į slankiojo kablelio konvejerį. Įprastos slankiojo kablelio funkcijos, tokios kaip sudėjimas, daugyba ir padalijimas, įdiegtos aparatinėje įrangoje, siekiant pagreitinti skaičiavimus.

Dėl šių naujovių „Pentium“ procesorius slankiojo kablelio instrukcijas vykdo penkis kartus greičiau nei 33 MHz „Intel486 DX“, optimizuodamas jas didelės spartos skaitiniams skaičiavimams, neatsiejamai nuo pažangių vaizdo programų, tokių kaip CAD ir 3D grafika.

66 MHz „Pentium“ procesorius veikia kaip skaičių traiškytojas, kurio SPECint92 reitingas yra 64,5, beveik toks pat geras kaip „Digital“ Alpha RISC procesorius, tačiau veikia dvigubai greičiau.

Bendras Pentium procesoriaus našumas yra 6 kartus pranašesnis už 25 MHz Intel486 SX ir 2,6 karto pranašesnis už 66 MHz Intel486 DX2. 66 MHz Pentium procesoriaus, kuris atlieka 112 milijonų operacijų per sekundę, iCOMP reitingo indeksas yra 567. iCOMP (Intel COmparative Microprocessor Performance) indeksas atlieka santykinį INTEL 32 bitų procesorių našumo palyginimą.

Išplėstinė 64 bitų duomenų magistralė

Pentium procesorius yra 32 bitų įrenginys iš išorės. Išorinė duomenų magistralė į atmintį yra 64 bitų, todėl per magistralės ciklą perduodamų duomenų kiekis padvigubėja. Pentium procesorius palaiko kelių tipų magistralės ciklus, įskaitant serijos režimą, kuris per vieną magistralės ciklą perkelia duomenis iš 256 bitų į duomenų talpyklą.

Duomenų magistralė yra pagrindinis greitkelis, perduodantis informaciją tarp procesoriaus ir atminties posistemio. Dėl šios 64 bitų duomenų magistralės Pentium procesorius žymiai padidina perdavimo greitį, palyginti su Intel486 DX procesoriumi – 528 MB/sek esant 66 MHz, palyginti su 160 MB/sek esant 50 MHz. Intel procesorius 486 DX. Ši patobulinta duomenų magistralė palengvina didelės spartos skaičiavimą, palaikydama tuo pačiu metu superskaliarinio apdorojimo bloko nurodymus ir duomenų tiekimą, užtikrindama dar didesnį bendrą Pentium procesoriaus našumą nei Intel486 DX procesorius.

Apskritai, turėdamas platesnę duomenų magistralę, „Pentium“ procesorius užtikrina magistralės ciklų konvejerį, o tai padeda padidinti magistralės pralaidumą. Konfigūravimo magistralės ciklai leidžia pradėti antrąjį ciklą prieš baigiant pirmojo ciklo vykdymą. Tai suteikia atminties posistemiui daugiau laiko iššifruoti adresą, leidžia naudoti lėtesnius, pigesnius atminties komponentus, dėl ko sumažėja bendra sistemos kaina. Skaitymo ir rašymo procesų pagreitis, adresų ir duomenų lygiagretumas bei vieno ciklo dekodavimas pagerina pralaidumą ir padidina sistemos galimybes.

Daugiafunkcis apdorojimas

„Pentium“ procesorius idealiai tinka kylančiai kelių procesorių sistemų bangai ir siūlo aukščiausią našumo ir apdorojimo galios lygį šiuolaikinėje kompiuterijoje. Daugiaprocesorines programas, jungiančias du ar daugiau „Pentium“ procesorių, puikiai aptarnauja pažangios silicio architektūros, atskiras lusto kodas ir duomenų kaupimas talpykloje, išorinės talpyklos valdymo mikroschemų rinkiniai ir sudėtingi duomenų vientisumo valdikliai.

Kaip buvo aptarta anksčiau, „Pentium“ procesorius palaiko talpyklą sutvarkytą talpyklą su savo MESI protokolu. Kai vienas procesorius pasiekia duomenis, kurie yra talpykloje kitame procesoriuje, jis turi galimybę gauti teisingus duomenis. O jei duomenys buvo modifikuoti, visi procesoriai turi prieigą prie duomenų priėmimo modifikuota forma. Naujausias INTEL Pentium procesorius taip pat nustato, kurias komandas atpažįsta sistema pagal naudojamą programavimo metodą. Tai labai konkrečiai nurodo, kaip vieno procesoriaus sistemai sukurta programinė įranga gali tinkamai veikti kelių procesorių aplinkoje.

Atminties padalijimo į puslapius priemonės

„Pentium“ procesorius siūlo parinktis palaikyti bet kokį tradicinį atminties puslapių dydį – 4 KB ar platesnius, 4 MB puslapius. Ši parinktis leidžia apskaičiuoti puslapių keitimo dažnumą kompleksiškai grafikos programos, kadrų buferiai ir branduoliai Operacinės sistemos, kur padidintas puslapio dydis dabar leidžia vartotojams platesnius iš pradžių sudėtingų objektų dydį. Daugiau puslapių padidina našumą, o visa tai atsispindi taikomojoje programinėje įrangoje.

Klaidų aptikimas ir funkcinis perteklius

Gera duomenų apsauga ir jų vientisumo užtikrinimas vidinėmis priemonėmis tampa itin svarbios duomenų praradimo kritinėse programose dėl šiuolaikinių kliento-serverio aplinkų plitimo. „Pentium“ procesoriuje yra du tradiciniai pagrindinio kompiuterio klasės dizaino patobulinimai – vidinis klaidų aptikimas ir funkcinio pertekliaus valdymas (FCR), kurie padeda užtikrinti duomenų vientisumą šiandien besivystančiose darbalaukio sistemose.

Vidinis klaidų aptikimas papildo vidinį kodą ir duomenų kaupimą talpykloje, pamainų lentelės susiejimą, mikrokodą ir tikslinį šuolio buferį pariteto bitu, kad padėtų aptikti klaidas nematomu vartotojui ir sistemai. Tuo pačiu metu valdymas naudojant funkcinį dubliavimą yra optimizuotas duomenų praradimo kritinėms programoms, kuriose Pentium procesorius gali veikti pagrindinio / prižiūrėtojo konfigūracijoje. Jei tarp dviejų procesorių aptinkamas nesutarimas, sistemai pranešama apie klaidą. Dėl to aptinkama daugiau nei 99% klaidų.

Be to, ant procesoriaus pagrindo yra integruotas testavimo įrenginys. Savitikra apima daugiau nei 70 % Pentium procesoriaus mazgų, nereikalauja iš naujo nustatyti ir yra įprasta sistemos diagnostikos procedūra. Kiti integruoti sprendimai apima IEEE 1149.1 standarto įgyvendinimą, leidžiantį išbandyti išorines procesoriaus jungtis ir derinimo režimą, leidžiantį programinei įrangai peržiūrėti procesoriaus registrus ir būseną.

Veiklos valdymas

Našumo valdymas yra Pentium procesoriaus funkcija, leidžianti sistemos ir taikomųjų programų plėtinių kūrėjams optimizuoti savo aparatinę įrangą ir programinė įranga nustatant galimas kodo kliūtis. ir darbuotojai gali stebėti ir nuskaityti vidinio procesoriaus įvykių, pvz., skaitymo ir rašymo našumo, pataikymų ir praleistų talpyklų, pertraukimų ir magistralės naudojimo, laikrodžio ciklus. Tai leidžia jiems išmatuoti kodo efektyvumą dviejų „Pentium“ procesorių architektūroje ir savo gaminiuose bei efektyvumą tikslus derinimas savo programas ar sistemas, kad užtikrintumėte optimalų veikimą. Nauda galutiniams vartotojams yra didesnė vertė ir puikus našumas – visa tai dėka sklandaus sąveikos su Pentium procesoriumi, vartotojo sistema ir taikomąja programine įranga.

Įgalindami kūrėjus kurti sistemas su energijos valdymo, saugos ir kitomis funkcijomis, Pentium procesoriai palaiko sistemos valdymo režimą (SMM), panašų į Intel SL architektūros režimą.

Mastelio keitimas

Kartu su viskuo, kas yra nauja INTEL 32 bitų mikroprocesoriaus architektūroje, Pentium procesorius sukurtas taip, kad jį būtų galima lengvai išplėsti naudojant INTEL sujungiamą architektūrą. Šios naujovės apsaugo vartotojų investicijas per našumo patobulinimus, kurie padeda išlaikyti sistemų, pagrįstų INTEL procesoriaus architektūra, produktyvumą net ir per atskirų komponentų naudojimo trukmę. Stackable technologija leidžia panaudoti pažangiausias procesorių technologijas esamose sistemose, nes paprasta įdiegti vieno lusto našumo mastelį. Pavyzdžiui, pirmasis išplėtimo sprendimas yra „OverDrive“ procesorius, sukurtas „Intel486 SX“ ir „Intel486 DX“ procesoriams, naudojant paprastą laikrodžio padvigubinimo technologiją, kuri buvo naudojama kuriant „Intel486 DX2“ mikroprocesorius.

Įdėję vieną iš šių papildomų procesorių į lizdą, esantį šalia centrinio mikroprocesoriaus daugumoje Intel486 pagrindinių plokščių, vartotojai gali padidinti bendrą sistemos našumą daugiau nei 70 % praktiškai visoms programinės įrangos programoms.

Prailginimo technologija su naudojant OverDrive procesorių taip pat galima naudoti sistemoms, pagrįstoms Pentium procesorių šeima, nes ateityje bus paprasta įdiegti procesorių naudojant pažangias technologijas. Savo ruožtu Pentium procesoriaus technologija yra pagrindas papildomam procesoriui, kuriamam sistemoms, pagrįstoms Intel486 DX2.

Pentium procesoriai iš Intel yra penktoji x86 šeimos procesorių karta. Kalbant apie pagrindinę registro architektūrą ir instrukcijų rinkinį, jie yra suderinami su aukščiau aprašytais 32 bitų procesoriais, tačiau turi 64 bitų duomenų magistralę, todėl kartais klaidingai vadinamos 64 bitų. Palyginti su ankstesnėmis kartomis, Pentium procesoriai turi šiuos kokybinius skirtumus:

• Superskaliarinė architektūra: procesoriuje yra du lygiagrečiai veikiantys apdorojimo vamzdynai (U vamzdis su visu instrukcijų rinkiniu ir V vamzdis su šiek tiek ribotu rinkiniu), todėl jis gali vienu metu vykdyti dvi komandas. Tačiau šios architektūros privalumai visiškai suvokiami tik tada, kai specialus režimas programinės įrangos kompiliavimas.
• Dinaminės šakų numatymo technologijos naudojimas kartu su tam skirta vidine 8 KB instrukcijų talpykla užtikrina maksimalų konvejerio panaudojimą.
• Vidinė (1 lygio) duomenų talpykla, kurios talpa iki KB, skirtingai nei 486, veikia su atidėtu (kol išlaisvinama išorinė magistralė) įrašymu ir yra sukonfigūruota rašymo arba rašymo atgal režimui, palaikydama protokolą.

• Siekiant pagerinti našumą, išorinė duomenų magistralė yra 64 bitų pločio, todėl reikia tinkamai organizuoti atmintį.
• Integruotas koprocesorius dėl architektūrinių patobulinimų (pipelining) yra 2–10 kartų greitesnis nei FPU-486.
• Buvo pristatytos kelios naujos instrukcijos, įskaitant procesoriaus šeimos ir modelio atpažinimą.
• Taikomas vidinių įrenginių klaidų aptikimas (vidaus pariteto kontrolė) ir išorinė sąsaja magistralė, valdomas adresų magistralės paritetas.
• Buvo pristatyta galimybė sukurti funkciškai perteklinę dviejų procesorių sistemą.
• Įdiegta sąsaja dviejų procesorių sistemoms kurti su simetriška architektūra (pradedant antros kartos Pentium).
• Įdiegtos energijos valdymo priemonės.
• Naudojamas magistralės ciklų adresavimas.
• Instrukcijų vykdymo laikas (ciklų skaičius) buvo sumažintas.
• Buvo įdiegtas instrukcijų sekimas ir veiklos stebėjimas.
• Išplėstos virtualaus režimo galimybės – įdiegta pertraukimo vėliavėlės virtualizacija.
• Įdiegta galimybė valdyti 4 MB puslapius ieškos režimu.

Visi Pentium procesoriai turi SMM galimybes, kurių galimybės išsiplėtė atsiradus naujiems modeliams. Testavimo funkcijos apima integruotą BIST (įtaisytasis savęs patikrinimas) galimybę aptikti mikrokodo klaidas, programuojamus loginius masyvus, komandų talpyklą, saugyklos talpyklą, greitojo perėjimo buferį ir ROM. Visi procesoriai turi standartinį IEEE 1149.1 testavimo prievadą, leidžiantį išbandyti procesorių naudojant JTAG sąsają.

Procesoriai įdiegė naujus papildomus derinimo įrankius:

• Probe Mode, kuris suteikia prieigą prie vidinių registrų ir sistemos atminties I/O erdvių Pentium procesorius. Šis režimas leidžia patikrinti ir keisti procesoriaus būseną, suteikdamas galimybę derinti programas, kurių galimybės panašios į grandinės emuliatorius;
• DE derinimo plėtiniai (Debug Extensions), leidžiantys nustatyti pertraukos taškus I/O adresuose;
• vidiniai skaitikliai, naudojami veiklos stebėjimui ir įvykių skaičiui registruoti;
• žingsnis po žingsnio vykdymas naudojant CPUID komandą.

Pirmosios kartos Pentium procesoriai (P5), kurių taktinis dažnis buvo 60 ir 66 MHz, turėjo 5 V maitinimo įtampą, o tai lėmė didelį šilumos generavimą (66 MHz – 16 W dažniu). Jie buvo gaminami PGA-273 pakuotėse (21x21 matrica), 4 lizdas skirtas šiems procesoriams montuoti.

Pirmuosiuose procesorių modeliuose buvo FPU klaida (floating point flaw), dėl kurios buvo prarastas tikslumas, kai buvo dalijama su tam tikrais operandų deriniais. Klaida gali atsirasti nuo 4 iki 19 skaitmens po kablelio. Nuo 1995 metų pradžios procesoriai gaminami be klaidų. Statistiniai tyrimai rodo, kad klaida gali atsirasti kartą per kelerius metus. Nepaisant to, „Intel“ vis dar teikia nemokamą jau parduotų procesorių su klaida pakeitimą ištaisytomis versijomis, bet be „atnaujinimo“ į modernesnius modelius. Procesorius su klaidomis galima atpažinti naudojant CPUIDF.EXE įrankį, kurį galima gauti iš įmonės žiniatinklio serverio.

Pentium Overdrive 120 ir 133 MHz (Overdrive for Pentium) – antros kartos Pentium procesoriaus variantas (su sumažintu energijos suvartojimu ir padvigubinančiu dažniu), skirtas pakeisti 1-os kartos Pentium procesorius. Jame į 4 lizdą įdiegtas paketas PGA-273. Šie procesoriai yra brangesni nei įprasti Pentium 120 ar 133, jų naudojimas prasmingas tik tada, kai dėl kokių nors priežasčių neįmanoma pakeisti senos pagrindinės plokštės, o našumas Pentium 60 arba 66 MHz nepakanka. Bet daugiau galingas procesorius Vis tiek neįmanoma jo įdėti į tokią lentą.

Antros kartos Pentium procesorių (P54) maitinimo įtampa yra 3,3 V arba mažesnė, o tai žymiai sumažina galios išsklaidymą. Tuo pačiu metu jų įvesties ir išvesties signalai išlieka suderinami su TTL, bet įvestims leistinas lygis signalas ribojamas 3,3 V (išskyrus CLC ir PICCLC laikrodžio įėjimus, kurie leidžia iki 5 V). Pažangesni antrosios kartos modeliai naudoja VRT (Voltage Reduction Technology) technologiją, kad sumažintų maitinimo įtampą. Tuo pačiu metu VCC maitinimo įtampa sąsajos grandinėms išlieka lygi 3,3 V, o šerdies, kuri sunaudoja apie 90% energijos, maitinimui VCC sumažinama iki 2,9 V, o tai sumažina galios išsklaidymą.

Procesoriai gaminami SPGA-296 paketuose su laipsnišku kaiščių išdėstymu, jų montavimui skirti lizdai 5 ir 7. Lizdas 7 turi du maitinimo bėgius: VCC2 maitinti procesoriaus šerdį ir VCC3 sąsajos grandines maitinti - ir leidžia montuoti procesorių su VRT technologija.

Antros kartos procesoriuose naudojamas vidinis dažnių dauginimas, kai išorinės sistemos magistralės sąsajos grandinės veikia 50, 60 arba 66,66 MHz dažniais, o procesoriaus branduolys – didesniu dažniu. aukštas dažnis(75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 180 ir 200 MHz). Dažnių atskyrimas leidžia realizuoti procesorių technologijos pažangą, kuri žymiai lenkia galimybę padidinti atminties ir kitų tradicinių kompiuterio komponentų našumą. Daugybos koeficientas (1,5, 2, 2,5 arba 3) nustatomas signalo lygių deriniu prie įėjimų BF0, BF1 neperžengiant procesoriaus laikrodžio dažnio specifikacijos leidžiamų ribų. Išorinio dažnio ir dauginimo koeficiento nustatymo nepriklausomumas leidžia nustatyti tą patį vidinį dažnį Skirtingi keliai. Pavyzdžiui, 100 MHz galima gauti kaip 50x2 ir 66,66x1,5. Pastarasis variantas paprastai yra geresnis, nes šiuo atveju PCI magistralė veiks 33 MHz, o ne 25 MHz dažniu. Tačiau yra išimčių: jei įdiegtai atminčiai 66 MHz dažniu reikės daugiau laukimo ciklų nei esant 50 MHz dažniui, tada greičiausiai bus priimtinesnis 50 MHz dažnis.

Procesoriai su skirtingais laikrodžio dažniais, nurodytais žymėjime ant korpuso, yra vykdomi naudojant tuos pačius šablonus (grandines) toje pačioje žingsnių grupėje (žr. toliau). Dažnio žymės taikomos po griežtų atrankos testų, atsižvelgiant į dažnį, kuriuo jis visiškai išlaikė išėjimo patikrinimą. Tai atveria galimybes procesoriams „įsijungti“, įskaitant piratinį perženklinimą, kai procesoriui pritaikomas naujas žymėjimas su padidintu laikrodžio dažniu. Kad būtų išvengta pakartotinio ženklinimo, kai kuriuose procesorių modeliuose buvo įdiegtos specialios grandinės, neleidžiančios įsijungti.

Pentium OverDrive 125, 150 ir 166 MHz – 2 kartos procesorių variantas, pakeičiantis Pentium 75, 90 ir 100 MHz. Nuo įprastų jie daugiausia skiriasi fiksuotu (įmontuotu korpuso viduje) dažnio dauginimo koeficientu. Skirtas montuoti į 5 arba 7 lizdą.

Pentium MMX procesoriai (P55C) – tai naujos kartos procesoriai, pagrįsti MMX technologija, orientuoti į multimediją, 2D ir 3D grafiką bei komunikacijos programas. Pentium architektūra pristatė aštuonis 64 bitų registrus (tiksliau, atsirado galimybė FPU registrus naudoti kitaip), 4 naujus duomenų tipus ir 57 papildomas komandų mnemonikas, skirtas vienu metu apdoroti kelis duomenų vienetus (SIMD – Single Instruction Multiple Data). Vienu metu apdorotame 64 bitų žodyje gali būti arba vienas apdorojimo blokas, arba aštuoni vieno baito, keturių dviejų baitų arba du keturių baitų operandai. Likusios komandos užtikrina suderinamumą su Pentium.

Be MMX išplėtimo, Pentium MMX architektūra turi daug patobulinimų, kurie pagerina jos veikimą normaliose operacijose. Daugiau efektyvus metodasšakos numatymas pasiskolintas iš Pentium Pro, padvigubintas rašymo buferių skaičius (jų buvo keturi) ir padvigubintas abiejų L1 talpyklos dalių dydis (dabar 16+16 KB), padidintas konvejerinių etapų skaičius. , gebėjimas lygiagretusis skaičiavimas(procesorius per 1 laikrodžio ciklą gali vykdyti dvi SIMD komandas su 16 bitų duomenimis).

Dviejų procesorių Pentium sistemose MMX palaiko tik simetrišką architektūrą, o funkcijos perteklinio valdymo (FRC) funkcija pašalinta.

Atskiras maitinimo šaltinis naudojamas šerdies (įtampa 2,7-2,9 V, vardinė 2,8 V) ir sąsajos grandinėms (3,135 - 3,6 V, vardinė 3,3 V). Procesorius yra suderinamas su antros kartos „Pentiums“ su VRT technologija ir yra įmontuotas į 7 lizdą (montavimas į 5 lizdą yra mechaniškai įmanomas, bet elektriškai nepriimtinas).

„Pentium“ procesoriai, skirti mobiliosioms programoms, turi mažesnes energijos sąnaudas dėl mažesnės procesoriaus šerdies maitinimo įtampos. Be to, iš šių procesorių buvo pašalintas dviejų procesorių sistemų palaikymas, APIC ir atitinkami išoriniai kaiščiai. Šios klasės procesoriai vykdomi SPGA paketuose, taip pat TCP paketuose su kaiščiais, esančiais aplink paketo perimetrą.

Pentium procesoriaus magistralės sąsaja

Kalbant apie sąsają, Pentium procesoriaus magistralė primena i486 magistralę, tačiau turi pastebimų skirtumų. Naujomis funkcijomis siekiama palaikyti talpyklos atkūrimo politiką, pagerinti našumą ir suteikti papildomų funkcionalumą. Jei i486 magistralė buvo orientuota į maksimalų lankstumą ir lengvą skirtingų bitų gylių įrenginių prijungimą, tai Pentium magistralė buvo orientuota į maksimalaus našumo pasiekimą. Siekiant pagerinti keitimosi atmintimi našumą, duomenų magistralė tapo 64 bitų. Galimybė dinamiškai valdyti magistralės plotį (BS16# ir BS8# signalus) buvo panaikinta, magistralės pločio derinimas su sąsajos magistralėmis priskiriamas mikroschemų rinkinio lustams.

Įjungus duomenų pariteto valdymą (PEN signalu), klaida sukelia ne tik RSNK# signalo aktyvavimą, bet ir klaidingo adreso bei duomenų fiksavimą mašinos valdymo registre. Ir jei nustatytas registro CR4 MCE bitas, šiai klaidai sukuriama 18 išimtis.

Be duomenų magistralės pariteto valdymo, buvo įdiegta adresų magistralės pariteto kontrolė. Aptikta adreso magistralė Bitų pariteto klaida sukelia tik APCNK# klaidos signalą, kurį gali apdoroti sistemos logika. Paketiniai ciklai atliekami tik pasiekiant atmintį, tiek skaitant (kaip buvo 486), tiek rašant. Paketiniai ciklai yra susieti tik su talpyklos atmintimi, o atminties talpa taip pat reiškia, kad ji palaiko paketinį režimą. Pertraukos ciklo metu baitų įjungimo signalai ir žemi adreso A bitai nesikeičia (paketai visada suderinami su talpyklos eilutės ribomis). Adresų keitimo tvarka (1 lentelė), kaip ir 486 procesoriaus, yra optimizuota dviejų bankų atminties organizacijai. Vėl atsirado dujotiekio adresavimas autobuse (pvz., 286 ir 386), todėl vienu metu autobuse gali būti dvi aptarnaujamos užklausos. 1 ir 2 paveiksluose parodytos pavienių ir konvejerinių partijų ciklų laiko diagramos. Burst ciklo (ir jo pabaigos) ženklas yra CACHE# signalas. Išorinė sistema negali nutraukti procesoriaus pradėto serijų ciklo (486 modelyje ji gali priversti procesorių konvertuoti bet kurį serijos ciklą į įprastą su RDY# signalu). Sujungimo reikalauja NA# signalas, į kurį reaguodamas procesorius išduos kito ciklo adresą laikrodžio cikle. Be konvejerių, kitas adresas (ir ciklo tipas) būtų nustatytas tik pasibaigus esamos kilpos duomenų perdavimui.

Kaip ir ankstesniuose procesoriuose, magistralės ciklo tipas nustatomas valdymo signalais M/Iu#, D/C# ir W/R#, veikiančiais vienu metu su ADS# blykste. Be prieigos prie atminties, I/O ir pertraukų patvirtinimo ciklų, procesorius turi specialius magistralės ciklus, identifikuojamus BE# signalo deriniu (2 lentelė). Šiuos ciklus, kaip ir kitus, reikia patvirtinti BRDY# signalu.

1 pav. Vieni skaitymo ir rašymo ciklai „Pentium“ magistralėje

2 pav. Nuskaitymo ciklai „Pentium“ magistralėje

Procesorius turi EWBE# įvestį, su kuria jis stebi išorinių įrašymo buferių būseną, kad užtikrintų teisingą magistralės rašymo ciklų seką. Kad išlaikytų talpyklos duomenų ir pagrindinės atminties nuoseklumą, procesorius vykdo snoop ciklus (Snoop Cycle arba Inquire Cycle), kuriuos inicijuoja išorinė (jam) sistema. Šios kilpos, kaip ir 486, naudoja AHOLD#, EADS# signalus ir procesoriaus atsako signalus HIT# ir HITM#. Signalas FLUSH# sukelia visų modifikuotų pirminės talpyklos eilučių išplovimą (perrašymą). Sistema inicijuoja „Snoop“ kilpas, kad nustatytų prašomos atminties srities buvimą talpyklos eilutėje ir jos būseną. Procesoriai, prasidedantys Pentium, palaiko MESI protokolą, pavadintą pagal jo apibrėžtas būsenas M (modifikuotas), E (išskirtinis), S (bendrasis) ir I (negaliojantis). Būsenos apibrėžiamos taip:

M būsena- eilutė yra tik vienoje talpykloje ir yra modifikuota, tai yra, ji skiriasi nuo pagrindinės atminties turinio. Prieiga prie šios linijos galima nesukuriant prieigos linijos, esančios už vietinės magistralės;
E-valstybė- eilutė yra tik vienoje talpykloje, bet nėra pakeista. Prieiga prie šios eilutės galima negeneruojant išorinės prieigos kilpos; rašant į ją ji pereis į „M“ būseną;
S būsena- eilutė gali būti keliose talpyklose. Jį galima nuskaityti nesukuriant išorinės kilpos, o rašant į jį turi būti atliekamas tiesioginis įrašymas į pagrindinę atmintį, o tai lems atitinkamų eilučių kitose talpyklose negaliojimą;
Aš būsena- eilutės nėra talpykloje, ją perskaičius gali atsirasti eilutės užpildymo kilpa. Į jį bus rašoma nuo galo iki galo ir bus nukreipta į išorinę magistralę.

Procesorius inicijuojamas naudojant RESET signalą, kaip ir ankstesniuose procesoriuose. Be RESET atstatymo įvesties, įvedamas INIT signalas, dėl kurio procesorius pereina į tą pačią būseną kaip ir RESET signalas, tačiau išsaugo talpyklos ir FPU registrų turinį. Šis signalas gali būti naudojamas perjungti iš apsaugoto režimo į realų režimą.

Veikiant RESET signalui turi būti nustatyta dauginamojo koeficiento BF valdymo įėjimų reikšmė ir dažnis CLC įėjime. Įvesties dažnio svyravimai negali būti greitai apdoroti daugiklio grandine, sukurta remiantis PLL (fazės užrakinimo kilpa). Jei įvesties dažnio generatorius nestabilus, procesoriaus veikimas negarantuojamas.

Pirmos kartos procesoriams dažnių dauginimas nebuvo naudojamas (KF=1). Procesorių, veikiančių 75–133 MHz dažniu, daugiklis (1,5 arba 2) buvo oficialiai apibrėžtas BF signalu, tačiau iš tikrųjų daugelis procesorių priėmė du signalus: BF0 (tiesiog vadinamas BF) ir BF1. Įvairių Pentium modelių daugybos koeficientų reikšmės pateiktos 3 lentelėje. Kol kas jie skiriasi tik numatytojo koeficiento interpretavimu (kai abu BF0 ir BF1 kontaktai yra laisvi), tačiau būsimam 266 MHz procesoriui 10 derinys greičiausiai reikš koeficientą 4 (o ne 2, kaip nurodyta MMX procesorių duomenų lapą).

Pasibaigus RESET signalui, procesorius, be įprasto darbo režimo, gali būti perjungtas į vieną iš šių režimų:

• BIST (įtaisytasis savęs patikrinimas)- integruotas testas, kuris veikia maždaug 219 branduolių laikrodžių ir apima apie 70% vidinių procesoriaus blokų. Vykdant testą procesorius negeneruoja išorinių kilpų. Baigęs testą, procesorius pereina į darbo režimą, atlikimo rezultatą galima spręsti pagal EAX registro turinį. Nulinė reikšmė rodo tinkamumą eksploatuoti, bet kuri kita reikšmė rodo bet kurio bloko gedimą. Jei procesorius BIST vykdymo metu susiduria su vidine pariteto klaida, jis patvirtins IERR# signalą ir bandys išjungti. BIST suveikia, kai INIT signalas yra aukštas krentančio RESET signalo krašto metu;
• Tristate bandymo režimas- režimas, kuriame visi (išskyrus TDO) išvesties ir dvikrypčiai signalai pereina į trečiąją būseną, aktyvuojamas žemu FLUSH# signalo lygiu, kai sumažėja RESET signalas;
• FRC- režimas, kai procesorius veikia kaip tikrintojas funkciškai perteklinėje dviejų procesorių sistemoje. Įsijungia, kai FRCMC# įvestis yra žema per RESET signalo kritimą.

„Pentium“ procesoriuose aparatinės įrangos suaktyvintų pertraukimų šaltiniai yra šie įvesties signalai, išdėstyti mažėjančia prioriteto tvarka:

• BUSCHK#- autobusų stebėjimas, sukeliantis MCE išimtį;
• R/S#- perjungimas į zondo režimą;
• FLUSH#- talpyklos išvalymas (gali sukelti rašymo giją);
• SMI#- įėjimo į SMM režimą nutraukimas;
• INIT- "minkštas" procesoriaus atstatymas;
• NMI- neužmaskuojamas pertraukimas;
• INTR- užmaskuojamų pertraukimų užklausa;
• STOPCLK#- sustabdyti sinchronizavimą.

Čia pertraukimo sąvoka aiškinama kiek plačiau ir reiškia visus įvykius, dėl kurių procesorius generuoja išorines kilpas ne pagal nutrūkusią instrukcijų seką (taip galima apibrėžti FLUSH# signalo veikimą). Jei procesoriuje įjungtas APIC valdiklis, jo magistrale ateinantys pertraukimai pakeičia NMI ir INTR signalus šiame sąraše.

Antrosios kartos procesoriai turi galimybę pakeisti pertraukimo prioriteto tvarką, naudojant ITR bitą (9 registro TR12 bitas). 4 lentelėje parodytos dvi galimi variantai nutraukti prioritetus.

Zondo režimas naudoja JTAG sąsajos bandymo prieigos prievadą. Ši sąsaja gali būti naudojama ne tik testavimui (Boundary Scan), bet ir derinimo tikslams. Norėdami tai padaryti, R/S# signalas įtraukiamas į TAP prievadą, kurio neigiamoje briaunoje procesorius baigia vykdyti esamą komandą ir sustoja, nurodydamas tai PRDY signalu. Šioje būsenoje per JTAG sąsają išorinis derinimo įrenginys gali „bendrauti“ su visais vidiniais procesoriaus registrais, o po to, grąžinęs signalą į neaktyvią būseną (aukštą lygį), „atleidžia“ procesorių, kad toliau vykdytų nutrauktą. nurodymų srautas. Kalbant apie pateiktas derinimo galimybes, zondavimo režimas prilygsta grandinės emuliatoriui – tai bet kurio labiausiai nuo aparatinės įrangos priklausomos programinės įrangos kūrėjo svajonė. „Intel“ siūlo prijungti TAP prievadą sistemos plokštė sumontuokite specialią 20 arba 30 kontaktų jungtį, prie kurios prijungiamas išorinis derinimo laidas. Ši jungtis išveda procesoriaus signalus R/S#, PRDY, TDI, TDO, TMS, TSK ir TRST# – viskas, ko reikia grandinės derinimui. Bet net jei šios jungties nėra sisteminėje plokštėje, prie TAP kaiščių galite prisijungti per specialų adapterio bloką, prie kurio prijungtas TAP kabelis. Į lizdą įkišamas blokas, o į jį – procesorius. Taip pat yra dvigubos trinkelės, skirtos dviejų procesorių sistemų derinimui.

SMM režimas įgyvendinamas panašiai kaip ir ankstesniuose 386SL ir 486SL procesoriuose, tačiau nuo antros kartos galima iš naujo paleisti instrukcijas (žr. 3.9 lentelę) ir įvesti SMM pagal iš APIC magistralės gautą pranešimą.

2 kartos Pentium procesoriai turi galimybę sumažinti energijos sąnaudas tuščiosios eigos režimu (5 lentelė). Gavęs STOPCLK# signalą, procesorius iškrauna rašymo buferius ir pereina į Stop Grant režimą, kuriame sustoja daugumos procesoriaus mazgų laikrodis, o tai sumažina energijos suvartojimą maždaug 10 kartų. Šioje būsenoje jis nustoja vykdyti instrukcijas ir nepertraukia paslaugų, bet toliau stebi duomenų magistralę, stebint talpyklos įvykius. Procesorius išeina iš šios būsenos, kai pašalinamas STOPCLK# signalas. STOPCLK# signalo valdymas kartu su SMM režimo naudojimu įgyvendina pažangų energijos valdymo mechanizmą. Kai nėra jokios veiklos, išorinė grandinė (lustų rinkinys) nustato šį signalą pagal komandą, vykdomą SMM režimu. Po pabudimo išorinė grandinė (be procesoriaus dalyvavimo, kuri „miega“) pašalina signalą, o procesorius veikia toliau. Be to, naudojant STOPCLK# signalą, galima sulėtinti procesorių (proporcingai sumažinus energijos suvartojimą), jei šiam įėjimui taikomas periodinis impulsinis signalas. Impulsų darbo ciklas lems procesoriaus tuščiosios eigos koeficientą, taigi ir jo veikimą (tarsi sumažinant sąlyginį laikrodžio dažnį).

Vykdydamas HALT komandą, procesorius pereina į Auto HALT PowerDown būseną. Šioje būsenoje procesorius reaguoja į visus pertraukimus ir taip pat toliau stebi magistralę. Išorinio laikrodžio sustabdymo režimu procesorius sunaudoja minimaliai energijos, tačiau šiuo režimu jis neatlieka jokių funkcijų, o vėlesnis sinchronizavimas turi būti lydimas signalo sunkus atstatymas RESET.

Pirmosios kartos Pentium turi sekimo išvesties signalus, kurie atspindi vamzdynų veikimą (IU, IV), šakos faktus (IBT) ir VTZ-VTO atšakos pėdsaką. Tačiau antros kartos procesoriai šių kaiščių neturi – matyt, nebeįdomu juos stebėti. Signalų paskirtis pateikta 6 lentelėje.

Architektūros plėtiniai

Kalbant apie pagrindinę 32 bitų procesorių architektūrą ir jos plėtrą ketvirtos kartos procesoriuose, „Pentium“ (ir senesni) procesoriai turi daugybę plėtinių, kurie atsiranda tobulėjant modeliams. Kad būtų galima gauti informaciją apie juos, komandų sistemoje yra CPUID instrukcija, leidžianti bet kuriuo metu (o ne tik iškart po RESET signalo) programiškai gauti informaciją apie konkretaus procesoriaus klasę, modelį ir architektūrines ypatybes. Šios instrukcijos taikymas išsamiai aprašytas 7.2 punkte.

Be pagrindinės 32 bitų procesorių architektūros, „Pentium“ turi modeliui būdingų registrų (MSR) rinkinį. Tai apima bandymų registrų grupę (TR1-TR12), veikimo stebėjimo įrankius, adresų ir duomenų užfiksavimo registrus, skirtus ciklo, kuris suaktyvino mašinos klaidų valdymą. Šios registrų grupės pavadinimas rodo galimą jų nesuderinamumą skirtingos klasės(Pentium ir Pentium Pro) ir net procesorių modelius. Juos naudojanti programa turi pasikliauti procesoriaus informacija, gauta iš CPUID instrukcijos.

Veikimo stebėjimo įrankiai apima realaus laiko laikmatį ir įvykių skaitiklius. TSC (Time Stamp Counter) laikmatis yra 64 bitų skaitiklis, kuris didėja su kiekvienu procesoriaus branduolio laikrodžio ciklu. RDTSC instrukcija skirta perskaityti jos turinį.

Įvykių skaitikliai CTRO, CTR1, kurių plotis yra 40 bitų, yra užprogramuoti skaičiuoti įvairių klasių įvykius, susijusius su magistralės operacijomis, komandų vykdymu, įvykius vidiniuose mazguose, susijusius su vamzdynų veikimu, talpyklomis, pertraukos taškų stebėjimu ir kt. Šešių bitų įvykių tipas laukai leidžia visiems Iš skaitiklių, nepriklausomai priskirti skaičiavimo įvykius iš plataus sąrašo. Skaitiklių būseną galima iš anksto nustatyti ir nuskaityti programine įranga. Be to, yra išoriniai signalai RM, kurie užprogramuoti rodyti atitinkamų skaitiklių veikimo faktus arba perpildymą. Kadangi šie signalai gali keisti savo vertę dažniu, neviršijančiu sistemos magistralės dažnio, dėl vidinio dažnio dauginimo kiekvienas šių signalų pasireiškimas gali atspindėti kelis (iki daugybos koeficiento vertės) skaitiklio aktyvavimo įvykius.

Testavimo registrai leidžia valdyti daugumą funkcinių procesoriaus vienetų, suteikdami galimybę išsamus bandymas jų pasirodymas. Naudodami TR12 registro bitus galite išjungti naujas architektūrines ypatybes (šakos numatymą ir sekimą, lygiagretų komandų vykdymą), taip pat pirminės talpyklos veikimą:

• 0 bitas – NBP (No Branch Prediction) – neleidžia užpildyti RTB buferio. Tokiu atveju ir toliau veikia ankstesni įvykiai; norint visiškai išjungti numatymą, būtina įkelti CR3 registrą (tai iš naujo nustatys šakų lentelę);
• 1 bitas – TR – leidžia suformuoti specialų atšakos pranešimų ciklą;
• 2 bitas – SE (Single Pipe Execution) – uždraudžia antrojo vamzdyno veikimą (atšaukia suporuotą komandų vykdymą);
• 3 bitas – Cl (talpyklos slopinimas) – draudžia užpildyti pirminės talpyklos eilutes. Skirtingai nuo CR0 registro CD bito, šis bitas neturi įtakos PCD signalui, taip užtikrinant, kad išorinė antrinė talpykla galėtų veikti, kai išjungta pirminė talpykla (bandymo tikslais);
• 9 bitas – ITR (I Trap Restart) – įgalina palaikymą iš naujo paleisti įvesties/išvesties instrukcijas per SMI pertraukimus.

IN technine informacija„Pentium“ procesoriuose minima „Programuojamo buferio dydžio“ savybė. Pirmas dalykas, kuris ateina į galvą verčiant, skambės kaip „programuojamas buferio dydis“ ir verčia galvoti apie rašymo buferius. Tiesą sakant, tai neturi nieko bendra su programinės įrangos ar loginės architektūros savybėmis, bet yra galimybė valdyti grynai elektrines sąsajos buferio grandinių savybes.

Dviejų procesorių sistemos

Nuo antros kartos Pentium procesoriai turi specialius sąsajos įrankius dviejų procesorių sistemoms kurti. Sąsaja leidžia įdiegti du procesorius vienoje vietinėje sistemos magistralėje, o beveik visi jų to paties pavadinimo kaiščiai yra tiesiog tiesiogiai sujungti. Suvienijimo tikslas yra naudoti SMP (Symmetric Multi-Processing) arba sukurti funkciškai perteklines FRC (funkcinio pertekliaus tikrinimo) sistemas.

Sistemoje su SMP kiekvienas procesorius atlieka savo operacinės sistemos jam priskirtą užduotį. SMP palaikymą teikia tokios operacinės sistemos kaip Novell NetWare, Windows NT, Unix. Abu procesoriai dalijasi bendrais kompiuterio ištekliais, įskaitant atmintį ir išoriniai įrenginiai. Bet kuriuo metu tik vienas iš dviejų procesorių gali valdyti magistralę; pagal tam tikras taisykles jie keičia vaidmenis.

Kadangi kiekvienas procesorius turi savo vidinę pirminę talpyklą, sąsajos užduotys apima duomenų nuoseklumo palaikymą visuose hierarchijos lygiuose. laisvosios kreipties atmintis(du pirminė, viena antrinė talpykla ir pagrindinė atmintis). Ši problema išspręsta naudojant vietines snoop kilpas, kurias aptinka procesorius, kuris šiuo metu nevaldo magistralės per ADS# signalą, sugeneruotą kito procesoriaus. Atsakymai į vietines šnipinėjimo kilpas yra PHIT# ir PHITM# signalai, o HIT# ir HITM# signalų vaidmuo išlieka toks pat – jie naudojami išorinėse (atsižvelgiant į abu procesorius) snoop kilpose, kurias inicijuoja EADS# signalai.

Aparatinės įrangos pertraukimams tvarkyti kelių procesorių sistemose tradicinė aparatinė įranga tampa netinkama, nes ankstesnė INTR užklausos pateikimo ir vektoriaus perdavimo INTA# kilpoje schema aiškiai orientuota į procesoriaus unikalumą. Siekiant išspręsti šią problemą, nuo antrosios kartos Pentium procesorių struktūroje įdiegtas pažangus programuojamas pertraukimų valdiklis APIC (Advanced Programmable Interruption Controller). Šis valdiklis turi išorinius LINT vietinius pertraukimo signalus ir trijų laidų sąsajos magistralę (PICD ir PICCLK), per kurią abu procesoriai bendrauja su pagrindinės plokštės APIC valdikliu. Vietines pertraukimo užklausas aptarnauja tik tas procesorius, kurio kontaktai (LINTO, LINT1) priima jų signalus. Įprasti (bendrieji) pertraukimai (įskaitant SMI) patenka į procesorius pranešimų pavidalu per APIC sąsają. Šiuo atveju valdikliai yra iš anksto užprogramuoti, apibrėžiant kiekvieno procesoriaus funkcijas tam tikro aparatinės įrangos pertrūkio atveju. Kiekvieno procesoriaus ir pagrindinės plokštės valdiklio APIC valdikliai, sujungti APIC sąsaja, atlieka tiek statinį, tiek dinaminį pertraukimų maršrutą. Išoriškai pertraukimų apdorojimo programinės įrangos sąsaja išlieka suderinama su 8259A valdiklio valdymu, todėl APIC buvimas yra skaidrus taikomajai programinei įrangai. Pertraukimo apdorojimo režimas per APIC įgalinamas APICEN signalu per aparatinės įrangos atstatymą; vėliau jį gali išjungti programinė įranga.

Procesorių arbitražas atliekamas naudojant „privačių“ užklausų (PBREQ#) ir perdavimo patvirtinimo (PBGNT#) vietinės magistralės valdymo signalus. Procesorius – dabartinis magistralės savininkas – perduos magistralės valdymą kitam procesoriui jo prašymu tik baigęs operaciją. Užblokuotų kilpų negali nutraukti kitas procesorius, nebent prieiga prie atminties įvyksta regione, kurio pakeistas vaizdas yra kito procesoriaus talpykloje. Tokiu atveju, rodomas PHITM# signalu, bus suteikta galimybė atlikti įrašymą iš talpyklos. Įprasti sistemos arbitražo signalai (HOLD, HLDA, BOFF#) dviejų procesorių sistemoje veikia įprastu būdu, tačiau juos pakaitomis suvokia ir valdo dabartinis vietinės magistralės savininkas.

FRC konfigūracijoje du procesoriai veikia kaip vienas loginis: funkciškai perteklinė pagrindinė / tikrinimo pora. Pagrindinis procesorius (Master) veikia įprastu vieno procesoriaus režimu. Patvirtinimo procesorius atlieka visas tas pačias operacijas „tyliai“, nevaldydamas magistralės, o pagrindinio (išbandyto) procesoriaus išėjimo signalus lygina su signalais, kuriuos pats generuoja, atlikdamas tas pačias operacijas neišeidamas iš magistralės. Jei aptinkamas neatitikimas, generuojamas IERR klaidos signalas ir gali būti apdorojamas kaip pertraukimas.

Dviejų procesorių sistemose iš esmės gali būti naudojami skirtingų žingsnių procesoriai, tačiau jų pagrindiniai dažniai turi sutapti (žinoma, magistralė sinchronizuojama bendru signalu).

Pentium procesorių žymėjimas ir identifikavimas

Pentium procesoriai turi gana sudėtingą žymėjimo sistemą. Viršutinėje korpuso plokštumoje nurodoma šeima, kuriai priklauso procesorius, produkto kodas ir laikrodžio dažnis Pavyzdžiui, žymėjimas A80502-90 reiškia antrąjį Pentium modelį, kurio dažnis yra 90 MHz. Apatinėje eilutėje esantys užrašai © '92 '93 arba © '92 '95 nesusiję su pagaminimo metais.

Triženklis skaičius po simbolių SX, SK, SU, SY arba SZ vadinamas S specifikacija, kuri nustato gaminio versijos numerį (pakopą) ir jo parametrus. Gamintojo žingsniavimas (Mfg. Stepping) yra užkoduotas raidžių ir skaičių seka. Ištaisius klaidas ir padarius nedidelius pakeitimus, skaičius didėja (ty po A1 bus A2). Reikšmingus pakeitimus lydi raidės pakeitimas ir numerio nustatymas iš naujo (pavyzdžiui, po AZ bus VO). Vieno gamintojo žingsnyje yra produktų su skirtingomis S specifikacijomis grupė.

Yra šie kai kurių procesoriaus parametrų pakeitimai:
STD (standartinis) - maitinimo šaltinis VCC = 3,135-3,6 V C2 ir vėlesnių tipų procesoriams
VR (Volt Reduced) - sumažintas maitinimo šaltinis VCC = 3 300-3 465 V;
VRE - C2 ir vėlesniam VCC = 3,40-3,60 V; B pakopai 3,45-3,60 V;
MD reiškia sumažintus laiko reikalavimus.

Maitinimo įtampa yra aiškiai nurodyta ženkle (pavyzdžiui, 2,9 V) po trijų skaitmenų S specifikacijos arba užkoduota po pasvirojo brūkšnio esančiais ženklais. Pavadinimo tipo SK113 / ABC laukeliuose A, B ir C pateikiama ši informacija:
laukas A nurodo maitinimo įtampos diapazoną: S = STD, V = VRE;
B laukelis nurodo laiko parametrų specifikacijas: S – standartinis, M – sumažintus reikalavimus (MD);
C laukelyje nurodoma galimybė dirbti dviejų procesorių sistemoje: S - standartinis, U - procesorius gali dirbti tik vieno procesoriaus sistemoje, dviejų procesorių režimu jis nebuvo išbandytas.

Informacija apie procesorių yra EDX registre po aparatinės įrangos atstatymo; ją taip pat galima gauti iš EAX registro, įvykdžius CPUID komandą (paleidus, pavyzdžiui, CPUID.EXE programą). Atkreipkite dėmesį, kad informacija apie leistiną laikrodžio dažnį nėra saugoma procesoriuje, o rodoma tik žymose po atmetimo testų. 7 lentelėje pateikti pagamintų procesorių parametrai (1997 m. gegužės mėn.). Pirmieji keturi stulpeliai nurodo EDX arba EAX registrų, kuriuose saugomi šie kodai, bitus. 0 tipas nurodo pirminį procesorių (arba vienintelį vieno procesoriaus sistemoje), 2 tipas – antrinį procesorių dviejų procesorių sistemoje. 5 šeima rodo, kad procesorius priklauso Pentium klasei. Modelis nurodo generaciją (Pentium 60/66 atstovauja 1 modeliui). Gamintojo žingsniavimas (Mfg. Stepping) simboliškai atspindi modelį, skaitinį žingsnį ir korpuso tipą. Ši lentelė gali būti naudojama norint išspręsti abejones dėl konkretaus procesoriaus naudojimo tam tikromis sąlygomis teisingumo. Vieno procesoriaus sistemose didžiausią susidomėjimą kelia maitinimo įtampos lygis.

7 lentelė. Pentium 75-200 MHz procesorių modifikacijos

Mobiliosioms programoms skirti procesoriai pasižymi mažesne energijos sąnauda ir aukštesne temperatūros tolerancija, todėl juos galima naudoti gana ankštuose korpusuose, kai vėdinimo sąlygos yra prastos.

Pentium procesorių lizdų tipai

Pentium procesoriams montuoti sukurti trijų tipų lizdai – 4, 5 ir 7 (8 ir 9 lentelės).

4 lizdas (3 pav.) skirtas pirmosios kartos procesoriams (60 ir 66 MHz). Jis turi 21x21 kontaktų matricą ir 5 V maitinimo įtampą.

Socket 5 skirtas antros kartos Pentium procesoriams, kurių dažnis yra iki 100 MHz, kurių fiksuotas daugiklis yra 1,5, o viena maitinimo įtampa yra apie 3,3 V. Jo 37x37 matricos kaiščiai išdėstyti šaškių lentos šablonu (4 pav. ).

11 lentelė. Maitinimo šaltinis 7 lizde

„Pentium“ suderinami procesoriai

Penktos kartos procesoriuose, be klasikinio „Intel“ „Pentium“, yra ir nemažai kitų kompanijų procesorių. Kai kurie iš jų turi tam tikras šeštosios kartos procesorių ypatybes, tačiau šiame skyriuje apžvelgsime procesorius, kurie turi sąsają, suderinamą su Pentium procesoriumi.

AMD gamina dvi su Pentium suderinamų procesorių šeimas – K5 ir K6. Šio tipo procesorius galima montuoti į lizdus 7, kai kurios K5 versijos gali veikti ir lizduose 5. Procesoriai yra programinė įranga suderinama su x86 šeima ir turi logotipą, nurodantį suderinamumą su Windows. Tačiau juos galima saugiai montuoti tik pagrindinėse plokštėse, kurių aprašymuose aiškiai nurodyta jų panaudojimo galimybė. Priešingu atveju gali kilti problemų dėl talpyklos atminties, kurių neaptinka daugelis testavimo programų. Pagrindinės plokštės, palaikančios AMD procesorius, atsižvelgia į kai kuriuos specifinius buferinės sąsajos grandinių veikimo režimus.

AMD procesoriai, kaip visada, išsiskiria pažangiais SMM ir energijos valdymo įrankiais. Šių procesorių kaina yra mažesnė nei panašių „Intel“ gaminių.

AMD K5 PR75/90/100/120/133/166 ir naujesni yra su Pentium suderinami procesoriai, skirti montuoti į 7 lizdą. Palyginti su Intel procesoriais, šie procesoriai turi keletą šeštos kartos funkcijų: sudėtingesnį konvejerį, vykdymą pagal prielaidą, pakeisti komandų vykdymo tvarką, registro pervadinimą ir kai kuriuos kitus. Veikimo žymėjime naudojamas P įvertinimas (žr. 7.3 skyrių), o šerdies laikrodžio dažnis gali būti mažesnis nei PR žymėjimas. Pavyzdžiui, procesoriaus, kurio pavadinimas AMD-K5 PR133ABQ 100MHz, P reitingas yra 133, o branduolio dažnis yra 100 MHz. Raidės po PR reikšmės atspindi šiuos parametrus:

A – korpuso tipas (SPGA),

V - maitinimo įtampa.

Galimos vienos galios procesorių parinktys:

V = 3,5 V (3,45–3,60)

C = 3,3 V (3,30–3,465)

F = 3,3 V (3,135–3,465)

Būsimiems procesoriams su atskiru branduolio ir sąsajos maitinimo šaltiniu:

G=x/y – automatinis aptikimas

Q - leistina korpuso temperatūra. Galimi variantai:

Kartais tie patys procesoriai žymimi kaip AMD5K86 75 MHz (90, 100...).

Procesoriai turi 50, 60 ir 66,66 MHz išorinius dažnius, tačiau naudoja skirtingas daugybos koeficientų serijas: 1,5, 1,75, 2, kaip parodyta 12 lentelėje.

BF išvestis (sutampa su BF0) pirmuosiuose modeliuose leido nustatyti koeficientą į 1,5 (BF=1) arba 2 (BF=0). BF kaiščiai leidžia nustatyti 1,5 (BF=10 arba AND), 1,75 (BF=00) koeficientus. 11 derinys rezervuotas.

Procesoriai palaiko funkcionaliai perteklinės dviejų procesorių architektūros (FRC) galimybę, tačiau neturi sąsajos simetrinėms kelių procesorių sistemoms.

Kaip ir 2 kartos Pentium, JTAG sąsaja papildyta R/S# ir PRDY signalais, kurie realizuoja zondo derinimo režimą.

AMD-KB MMX yra procesorius, kurio pagrindinė architektūra ir savybės primena Pentium II (arba Pentium Pro su MMX palaikymu, o tai yra maždaug tas pats). Tačiau, skirtingai nei šie procesoriai, AMD-KB MMX neturi vidinės antrinės talpyklos ir yra įdiegtas standartiniame 7 lizde, o tai yra labai patraukli funkcija. Klausimas dėl šio procesoriaus pritaikymo plačiai naudojamose pagrindinėse plokštėse daugiausia priklauso nuo konkrečios BIOS versijos palaikymo, kurios pakeitimas naudojant „flash“ atmintį nėra didelis dalykas. techninė problema. Procesorius turi atskirą pirminių duomenų ir instrukcijų talpyklą, po 32 KB. Duomenų talpykla yra dviejų prievadų ir palaiko įrašymą atgal. Instrukcijų talpykloje yra papildoma sritis iš anksto iškoduotoms instrukcijoms. Atšakos prognozavimas atliekamas naudojant dviejų pakopų schemą, užtikrinančią prognozės patikimumą 95% lygiu. Nesileidžiant į architektūrinių sprendimų detales, galima teigti, kad šis procesorius atspindi beveik visus Pentium I procesoriaus pasiekimus, įskaitant energijos suvartojimą ir laikrodžio valdymo režimus. Skirtingai nuo „Intel P54“ ir „P55“ procesorių, AMD-KB MMX procesoriuje nėra integruoto daugiaprocesorių sistemų palaikymo, įskaitant APIC. Jame nėra magistralės tikrinimo signalo (BUSCHK), nėra zondo režimo ir neišveda lūžio taško (BP) ar našumo monitoriaus (PM) signalų.

Šerdies (VCC2=2,9 V 166 ir 200 MHz ir VCC2=3,2 V 233 MHz) ir sąsajos grandinių (VCC3=3,3 V) maitinimas yra padalintas, o tai sumažina galios išsklaidymą, kuris neviršija 17,2. 20,0 ir 28,3 W procesoriams, kurių dažniai yra atitinkamai 166, 200 ir 233 MHz. Stop Grant režimu suvartojimas sumažinamas iki šimtų milivatų.

Įvesties dažnis yra 66,66 MHz, daugybos koeficientas nustatomas trimis BF signalais pagal 13 lentelės duomenis. KB procesorius turi papildomą valdymo įvestį BF2 dažnio daugikliui, kurio nėra Pentium.

Kalbant apie BF kaiščių priskyrimą BF2=1, procesorius yra toks pat kaip Intel Pentium MMX; norint gauti koeficientus 4,5-5,5, pagrindinė plokštė turi turėti trečią trumpiklį.

Cyrix procesorių architektūra yra daugiau nei penktoji karta ir abiem kryptimis. Jie naudoja "Princeton" pagrindinės talpyklos architektūrą (bendra talpyklą instrukcijoms ir duomenims) su kai kuriomis papildomomis architektūrinėmis funkcijomis. Specialus mechanizmas (priklausomybės nuo duomenų pašalinimas) sumažina procesoriaus konvejerio sustojimų skaičių (skausminga „Pentium Pro“ vieta 16 bitų programose).

Cyrix 6x86 (Ml) - procesoriai, kurie yra suderinami su Pentium, tačiau turi šeštos kartos procesorių architektūrines savybes. Tai apima registro pervardijimą, spėjimo vykdymą, instrukcijų pertvarkymą ir kt. 16 KB vieninga pirminė talpykla naudojama ir instrukcijoms, ir duomenims; papildomai yra 256 baitų instrukcijų talpykla. Procesorius įdiegtas 7 lizde. Nepaisant architektūros pažangos, Windows 95 ir kai kurios diagnostikos programos gali klaidingai identifikuoti 6x86 procesorių kaip 486. Tačiau jei BIOS palaiko Cyrix procesorių, POST ekranas teisingai identifikuoja procesoriaus tipą. Jei „Windows 95“ nustatė, kad tai „Pentium“, programos, kuriose naudojamos konkrečios „Pentium“ instrukcijos, gali tinkamai neveikti, nes ne visos tos instrukcijos įdiegtos 6x86 procesoriuje. Kaip ir su Cyrix 5x86 procesoriais, yra tie patys „augimo skausmai“ - kai kurios programos, ypač parašytos naudojant „Clipper“ sistemą, gali „užšalti“ su šiuo procesoriumi. Esmė vėlgi yra vėlavimai, įgyvendinami programų ciklais. Norėdami juos pailginti, įmonė siūlo specialias sulėtinimo programas, kurias galima rasti adresu ftp://ftp.cjnix.com/tech/pipeloop.exe. Norėdami naudoti 3D-Studio paketą su šiuo procesoriumi, pataisų failus galite rasti adresu ftp://ftp.ktx.com/download/patches/3dsr4/fast_cpu/fstcpufx.exe.

Cyrix 6x86-P120+ tipo žymėjime elementas 120+ reiškia našumą, viršijantį Pentium 120 MHz procesoriaus našumą (P-rating). Gaminami P120+, P133+, P150+, P166+ ir P200+ našumo procesoriai. Jų išskirtinis bruožas yra fiksuotas daugybos koeficientas iš dviejų, o branduolio dažnis yra mažesnis nei atitinkamų Pentium procesorių. Išoriniai procesorių dažniai yra 50, 55, 60, 66,66 ir 75 MHz, todėl kyla tam tikrų problemų: 55 MHz dažnis (skirtas P133+) yra ne visose pagrindinėse plokštėse, nes jį naudoja tik vieno tipo procesorius, o 75 MHz dažnis. (P200+) retai palaikomas, nes jis vis dar yra per didelis daugeliui pagrindinės plokštės komponentų.

6x86 procesoriai naudoja maitinimo šaltinį 3.3 (pavadinime turi elementą C016) arba 3.52 V (C028, C052), maitinimo įtampa gali būti nurodyta etiketėje arba aiškiai. Energijos suvartojimas siekia 25 W (Pentium Pro suvartojimo lygiu), o tai kelia griežtesnius reikalavimus procesoriaus aušinimui ir išorinio įtampos reguliatoriaus galios sklaidai. Maksimali leistina korpuso temperatūra yra +70°C. Padalinto maitinimo 6x86 l procesoriai naudoja 2,8 V šerdies maitinimui ir 3,3 V sąsajos grandinei. Jokių ypatingų problemų dėl suvartojimo ir aušinimo su jais nėra.

„Cyrix 6x86MX“ yra patobulinta Ml procesoriaus versija, apimanti MMX palaikymą, „Pentium“ specifinių instrukcijų įgyvendinimą (našumo stebėjimas, skaitiklis realiuoju laiku) ir vieningą pirminę talpyklą, išplėstą iki 64 KB. Kintamieji dauginimo koeficientai 2, 2,5, 3 ir 3,5 palengvina išorinio dažnio pasirinkimą (14 lentelė).

Procesoriai montuojami į lizdą 7. Šerdies maitinimas 2,8 V, sąsajos grandinės 3,3 V.

Cyrix sukurti procesoriai, pagaminti IBM gamyklose, parduodami su IBM prekės ženklu.

Cyrix MediaGX™ procesorius yra naujas žodis asmeninio kompiuterio procesoriaus architektūroje ir yra skirtas nebrangioms nešiojamųjų ir stalinių kompiuterių sistemoms. Be įprasto branduolio, įgyvendinančio Pentium instrukcijų rinkinį, procesoriuje yra integruotas VGA grafikos valdiklis su 2D greitintuvais, naudojant vieningą UMA atminties architektūrą, taip pat garso kanalą. Pats procesorius turi dinaminę atminties sąsają ir PCI magistralės. Prie jo turėtų būti pridėtas kitas Cx5510 kristalas su ISA, IDE magistralės valdikliais ir visais tradiciniais sistema reiškia PC ir MIDI prievadas.

Procesorius kartu su jo kompanioniniu kristalu yra skirtas montuoti specializuotose pagrindinėse plokštėse. Nuo 1997 m. birželio pradžios buvo prieinami procesoriai, kurių pagrindiniai dažniai yra 120, 133 ir 150 MHz.

1995 metais „Intel“ išleido „Pentium Pro“ mikroprocesorių. Nepaisant pavadinimo, jis turėjo mažai ką bendro su įprastu Pentium. Viena iš pagrindinių „Pentium Pro“ naujovių buvo ta, kad x86 instrukcijos nebuvo vykdomos tiesiogiai, o buvo iškoduojamos paprastų vidinių mikrooperacijų seka. Kitaip tariant, „Pentium Pro“ viduje buvo panašesnis į šiuolaikinius RISC procesorius nei į ankstesnius x86 šeimos lustus.

Ši architektūra leido „Intel“ įgyvendinti daugybę priemonių, kurios padidino našumą. Visų pirma, „Pentium Pro“ tapo pirmuoju x86 procesoriumi, kuris gavo netvarkingą vykdymą. Vykdant netvarkingai, mikrooperacijos pirmiausia patenka į operacijų buferį, kur jos surūšiuojamos ir siunčiamos į skaičiavimo vienetus ne gavimo, o paruošimo vykdyti eilės tvarka. Šis metodas leido praktiškai pašalinti procesoriaus skaičiavimo vienetų prastovą. Adresų magistralės plotis buvo padidintas iki 36 bitų, o tai kartu su PAE technologija leido padidinti maksimalus garsumas RAM iki 64 GB. (Tačiau ši funkcija buvo įdiegta tik serverių mikroschemų rinkiniuose, o didžiausias vienam procesui prieinamos atminties kiekis vis dar buvo 4 GB.) Pentium Pro taip pat gavo įmontuotą antrojo lygio talpyklą, kurios talpa nuo 256 kB iki 1 MB , kuris veikė visu procesoriaus laikrodžio greičiu. Dėl to tuo metu, kai jis pateko į rinką, „Pentium Pro“ tapo greičiausiu pasaulyje 32 bitų mikroprocesoriumi, aplenkdamas AIM („Apple-IBM-Motorola“) aljanso sukurtas „PowerPC“ lustus.

Iš pradžių buvo planuota, kad „Pentium Pro“ visiškai pakeis „Pentium“, tačiau tai neįvyko būtent dėl ​​jau minėtos talpyklos atminties. Paaiškėjo, kad tinkamų greitų SRAM atminties lustų, galinčių veikti visu procesoriaus dažniu, išeiga buvo nedidelė, todėl Pentium Pro kainavo labai brangiai. Todėl „Pentium“ įpėdiniu tapo 1997 metais išleistas „Pentium II“, kuris gavo MMX instrukcijų rinkinį ir talpyklą, veikiančią perpus mažesniu procesoriaus dažniu. Be to, „Pentium II“ pagerino našumą dirbant su 16 bitų kodu (tuo metu tai buvo svarbu, nes „Windows 95“ ir „Windows 98“ vis dar turėjo daug 16 bitų kodo).

Pentium III Tualatin: greičiausias Pentium III

1999 m. Pentium II buvo pakeistas Pentium III, kuris buvo beveik identiškas architektūriškai, tačiau gavo naują papildomų instrukcijų rinkinį, žinomą kaip SSE. Pentium III patyrė keletą iteracijų, o vėlesni šios šeimos lustai turėjo didesnį nei 1 GHz taktinį dažnį ir 512 KB talpyklos, veikiančios visu procesoriaus greičiu.

"Tinklo sprogimas"

Nepaisant P6 mikroarchitektūros sėkmės (kuri buvo „Pentium Pro“, „Pentium II“ ir „Pentium III“ pagrindas), „Pentium 4“ buvo sukurtas visiškai kitu principu. Vietoj sudėtingo branduolio su dideliu IPC (Instructions Per Clock - vykdomų komandų skaičius per laikrodį) ir santykinai žemu laikrodžio dažniu, buvo nuspręsta pereiti prie paprastesnio branduolio su ilgu vamzdynu ir žemesniu IPC, bet didesniu. laikrodžio dažnis. Jei vėlesniuose Pentium III procesoriuose konvejerio ilgis buvo 10 pakopų, tai Pentium 4 vamzdyno ilgis svyravo nuo 20 iki 31 etapo (priklausomai nuo lusto versijos). Norint kompensuoti prastą darbą procesoriaus branduolys, procesoriaus viduje esantys sveikieji skaičiavimo vienetai (ALU) veikė dvigubai didesniu laikrodžio greičiu. Pavyzdžiui, 3 GHz Pentium 4 procesoriuje ALU veikė 6 GHz dažniu. Iš pradžių buvo planuota, kad „NetBurst“ mikroarchitektūrą turintys procesoriai pasieks 4 GHz taktinį dažnį, tačiau realiai 3,8 GHz dažnis pasirodė esąs riba.

NetBurst mikroarchitektūrą galima laikyti gana nesėkminga, tačiau ja paremti procesoriai turi keletą laimėjimų: Pentium 4 tapo pirmuoju x86 procesoriumi, pasiekusiu 3 GHz taktinį dažnį, ir pirmuoju 64 bitų x86 procesoriumi iš Intel. Be to, Pentium D procesorius buvo sukurtas remiantis Pentium 4, kuris tapo pirmuoju Intel dviejų branduolių procesoriumi.

Pentium M ir jo palikuonys

Beveik iš karto po mobiliojo Pentium 4 pasirodymo tapo aišku, kad NetBurst architektūra dėl didelio šilumos generavimo ir energijos suvartojimo netinka nešiojamiesiems kompiuteriams. Todėl 2003 m. pasirodė Pentium M procesorius, kuris iš tikrųjų buvo patobulinta ir modernizuota P6 branduolio versija. Šis procesorius tapo itin sėkmingo mobiliojo telefono pagrindu Intel platformos Centrino, kuriame buvo procesorius, mikroschemų rinkinys ir belaidis adapteris Intel. Būtent Centrino platforma leido sukurti pirmuosius plonus ir lengvus nešiojamuosius kompiuterius. Tuo pačiu metu "Intel" pastangas skatinti belaidžiai tinklai, ypač Ukrainoje, 2000-ųjų viduryje globojant bendrovei, buvo įgyvendinti projektai, skirti statyti Wi-Fi tinklai Kijevo nacionaliniame universitete. T. G. Ševčenka ir tarptautinis oro uostas „Kijevas-Borispolis“.

„Samsung X10“: vienas iš pirmųjų plonų ir lengvų nešiojamųjų kompiuterių, pagrįstų „Centrino“.

2004-2005 metais paaiškėjo, kad Pentium M procesoriai užtikrina didesnį našumą nei stalinių kompiuterių procesoriai paremtas NetBurst mikroarchitektūra. Štai kodėl juose panaudoti architektūriniai sprendimai sudarė Core mikroarchitektūros pagrindą, kuris buvo naudojamas tiek darbalaukyje, tiek mobilieji procesoriai. 2006 m. buvo išleistas pirmasis stalinio kompiuterio 4 branduolių Intel procesorius – tai buvo Core 2 Extreme QX6700, kurio taktinis dažnis buvo 2,67 GHz ir 8 MB L2 talpyklos.

Nuo šerdies iki šerdies

2008 m. „Intel“ pristatė „Core i7“ prekės ženklą, su kuriuo buvo parduodami geriausi procesoriai, pagrįsti nauja Nehalem mikroarchitektūra. Šie procesoriai gavo naują sistemos magistralę, integruotą grafiką, taip pat įmontuotus atminties valdiklius ir PCIe magistrales. 2009-2010 metais taip pat buvo pristatyti Core i5 ir Core i3 prekių ženklai, o Core 2 procesoriai ir jų dariniai buvo išstumti iš visų kainų segmentų.

2011 metais į rinką pateko architektūros pagrindu sukurti procesoriai Smėlio tiltas, 2012 metais buvo pristatyta patobulinta Sandy Bridge versija, pavadinta Ivy tiltas, kuris tapo pirmuoju „Intel“ procesoriumi, naudojusiu 22 nm proceso technologiją ir 3D procesorius. „Haswell“ procesoriai buvo pristatyti 2013 m., o „Broadwell“ – 2014 ir 2015 m. Broadwell procesoriai gaminami naudojant 14 nm proceso technologiją. Tai, be kita ko, apima „Core M“ procesorių, kurio apskaičiuota šilumos išsklaidymo galia yra tik 4,5 W, todėl jį galima naudoti įrenginiuose su pasyviu aušinimu.

Galima pastebėti, kad gryno procesoriaus našumo augimo tempas pastaruoju metu kiek sumažėjo: iš esmės net Core 2 procesorių (jau nekalbant apie pirmosios kartos Core i7/i5) pakanka beveik bet kokiai užduočiai. Taip yra dėl to, kad gamintojai daugiau dėmesio skiria procesorių energijos vartojimo efektyvumo gerinimui ir tokiam parametrui kaip „našumas vatui“. Dėl to modernūs nešiojamieji kompiuteriai, sukurti ant energiją taupančių Intel procesorių, veikia su akumuliatoriaus energija 9–12 valandų ir tuo pačiu užtikrina pakankamą našumą beveik bet kokiai užduočiai atlikti. Vos prieš 3–4 metus tai būtų buvę neįmanoma.

Atom: internetiniai kompiuteriai, planšetiniai kompiuteriai, išmanieji telefonai...

Lygiagrečiai su dideliu našumu Pagrindiniai procesoriai Intel kompanija taip pat kuria energiją taupančių Atom procesorių liniją. Pirmą kartą jie pasirodė 2008 m. kaip nešiojamų kompiuterių (ty pigių, pigių nešiojamųjų kompiuterių) procesoriai, tačiau nuo to laiko jie buvo naudojami kaip lustai veikiančiuose išmaniuosiuose telefonuose ir planšetiniuose kompiuteriuose. Android sistemos ir Windows. Tiesą sakant, „Atom“ šiandien yra vienintelis įvairių ARM architektūros lustų konkurentas. 2014 metais buvo išleista 46 milijonai planšetinių kompiuterių, pagrįstų Atom procesoriais.

Kvarkas: mažesnis nei atomas

Intel Galileo: kūrimo plokštė su Quark procesoriumi

Naujausia Intel procesorių šeima yra Quark linija. Tai labai paprasti procesoriai, architektūriškai artimi originaliam Pentium. Kiekviename procesoriuje taip pat yra visi valdikliai, reikalingi visam įrenginiui sukurti. Šie procesoriai pirmiausia skirti į daiktų internetą integruotiems įterptiesiems sprendimams kurti. Entuziastams ir kūrėjams Intel išleidžia Intel Galileo plokštes su Quark procesoriais, šios plokštės yra suderinamos su Arduino ir gali būti naudojamos kuriant savo projektus bei atliekant įvairias automatizavimo užduotis.

Šiandien esame taip pripratę prie šiuolaikinių realijų, kad laikome jas savaime suprantamomis. Išmanusis telefonas kišenėje ar nešiojamasis kompiuteris krepšyje mums atrodo ne technologijų stebuklas, o kažkas įprasto. Bet viskas prasidėjo nuo mažyčio lusto, kuriame yra 2300 tranzistorių ir veikiančio 740 kHz laikrodžio dažniu. Kartais verta atsigręžti atgal, kad įvertintum nueitos kelionės mastą.

• P54CS
• Tillamook