Pentium II ialah juara baharu. Overclocking Pentium II

Jika anda memutuskan untuk membeli sistem dengan pemproses Pentium MMX, tunggu. Mungkin anda perlu memilih pemproses yang berbeza. Pada masa menulis artikel ini, AMD mengumumkan pengeluaran cip K6-PR2-233 generasi akan datang yang telah lama ditunggu-tunggu, yang dijangka bersaing dengan cip Intel Pentium II (dahulunya dikenali sebagai Klamath). Penghantaran pemproses Pentium II, versi seterusnya cip Pentium Pro, bermula pada bulan Mei. Seperti pemproses Pentium MMX, kristal daripada kedua-dua syarikat ini menyokong arahan multimedia dan harus menolak Pentium MMX keluar dari pasaran.

Sejauh manakah Pentium II dan K6? Dan adakah AMD mampu bersaing dengan Intel? Makmal Ujian Majalah Dunia PC menjalankan ujian prototaip pertama PC berdasarkan pemproses K6 dan Pentium II. Mesin telah diuji menggunakan PC WorldBench, yang mengandungi penanda aras menggunakan aplikasi perniagaan standard. Di samping itu, prestasi mesin dengan program multimedia dan grafik yang dioptimumkan MMX telah diuji. Sistem AMD didasarkan pada cip K6-PR2-233, dan mesin Intel dilengkapi dengan pemproses Pentium II 266 MHz.

Apakah keputusannya? Kedua-dua prototaip menunjukkan rekod prestasi baharu. Sistem AMD K6 menyelesaikan tugas ujian lebih cepat daripada mana-mana mesin yang diuji sebelum ini di makmal majalah PC World, mengatasi juara sebelumnya - model dari Sys Technology berdasarkan pemproses Pentium Pro 200-MHz. Dalam ujian PC WorldBench, K6 SoC selesai dengan skor 251.

Bagaimanapun, rekod ini tidak bertahan lama. Juara baharu ialah sistem dengan pemproses Pentium II 266-MHz, yang mengatasi prestasi mesin berdasarkan K6-PR2-233 sebanyak 4%, dan mesin daripada Sys Technology dengan cip Pentium Pro 200-MHz sebanyak 10%. Komputer berkuasa Pentium II melakukan kira-kira sebaik yang diharapkan, memandangkan kelajuan jam, saiz cache dan sokongan untuk arahan MMX.

Pentium II memenangi perlumbaan kelajuan, tetapi adakah ini bermakna kekalahan untuk K6? Intel akan meletakkan Pentium II sebagai pemproses peringkat teratas yang direka untuk stesen kerja berkuasa dan mesin multimedia bermula pada $3,500. Akhirnya, pembeli kurang mewah yang tidak mampu membeli PC berasaskan Pentium II boleh, menurut Intel, membeli mesin dengan kristal Pentium MMX . Walau bagaimanapun, pengeluar PC mempunyai rancangan mereka sendiri, jadi kemungkinan besar harga mesin Pentium II yang dikonfigurasikan dengan baik tidak akan melebihi $ 3, 000. Sementara itu, AMD telah menetapkan harga yang menarik untuk pemproses K6nya: mesin dengan kristal K6-PR2-233 boleh dibeli dengan harga kira-kira 2,500 dolar (di Rusia, seperti biasa, harga akan menjadi lebih rendah. - Lebih kurang. ed.). Semua ini sepatutnya sangat menarik kepada pembeli - persaingan memaksa pengeluar menurunkan harga dan mempercepatkan promosi CPU baharu.

PC terpantas

Sejauh manakah prestasi pemproses baharu ini? Dilengkapi dengan cache 1MB L2 dan pemacu keras SCSI 4.55GB yang sangat pantas, mesin pra-pengeluaran AMD melepasi PC WorldBench dengan skor yang sangat tinggi iaitu 251 (berbanding mesin berasaskan Pentium Sys Technology). Pro angka ini ialah 236). Dalam empat daripada enam aplikasi yang digunakan dalam PC WorldBench, cip AMD menetapkan rekod prestasi, dan dalam dua bakinya ketinggalan adalah minimum.

Tetapi sebelum dakwat itu kering pada buku rekod, sistem prototaip berdasarkan pemproses Pentium II berlumba melalui ujian PC WorldBench dengan markah 260 unit. Sistem ini menunjukkan prestasi tertinggi dalam semua aplikasi.

Keunggulan yang lebih besar daripada pemproses baharu berbanding yang lain telah didedahkan dalam ujian dengan aplikasi MMX. Biar kami mengingatkan anda bahawa K6 ialah pemproses bukan Intel pertama yang menyokong arahan MMX, yang menghasilkan pecutan ketara bagi tugasan video, audio dan multimedia lain menggunakan teknologi MMX. Sistem berasaskan K6 mengatasi semua mesin dengan cip Pentium-200 MMX yang diuji di makmal PC World, tetapi sedikit di belakang PC berdasarkan kristal Pentium II 266-MHz. Mesin berkuasa Intel menunjukkan prestasi yang lebih baik dalam ujian grafik 3D, mengambil hanya 55 saat untuk menyelesaikan operasi pemaparan dalam Studio 3D Ray Dream Fractal Design, berbanding dengan 68 saat untuk PC berasaskan K6. Sistem standard dengan kristal Pentium MMX 200 MHz mengatasi tugas ini dalam 80 saat.

Dalam ujian dengan Adobe Photoshop dan Pengarah Macromedia, di mana kebanyakan kerja dilakukan menggunakan penapis dan animasi, kelebihan kelajuan Pentium II kurang ketara. Apabila memainkan imej animasi dalam Pengarah, sistem Pentium II menghasilkan 91 bingkai sesaat, manakala sistem K6 menghasilkan 87 bingkai sesaat. Dalam ujian Photoshop untuk operasi penapisan dan penukaran warna, pemproses K6 adalah peneraju yang tidak dipertikaikan: ia mengambil masa 47 saat untuk menyelesaikan tugas, manakala Pentium II melakukan perkara yang sama dalam 59 saat. Walau bagaimanapun, Pentium II mendahului dalam ujian penskalaan imej, mengambil masa kurang daripada 45 saat (K6 mengambil masa hampir 68 saat), jadi Pentium II adalah pemenang keseluruhan. Kedua-dua CPU menunjukkan peningkatan prestasi yang ketara berbanding Pentium MMX.

Intel (dan AMD) di dalam

Prestasi tinggi prototaip PC berasaskan K6 sebahagiannya disebabkan oleh pemacu keras pantas dengan antara muka SCSI dan cache L2 1-MB (dalam mesin dengan Pentium II volumnya ialah 512 KB). Namun begitu, keputusan mengesahkan ramalan AMD bahawa K6 akan bersaing dengan Pentium II, dan ini akan menjadi lebih benar apabila versi cip K6-PR2-266 dan K6-PR2-300 muncul (dijangka akhir tahun ini).

Hari ini, kedua-dua K6 dan Pentium II dihasilkan menggunakan proses reka bentuk 0.35 mikron, bermakna elemen transistor biasanya bersaiz 0.35 mikron. K6-PR2-300 mungkin akan menjadi yang pertama dihasilkan menggunakan proses 0.25 mikron, yang akan mengurangkan penggunaan kuasa dan pelesapan haba. Pegawai AMD enggan membincangkan kemungkinan menggunakan pemproses K6 dalam PC notebook, tetapi menurut editor Laporan Mikropemproses Lenley Gwennap, "mati K6 sedia untuk mengembara."

Sebaliknya, pemproses Pentium II adalah pembangunan lanjut cip Pentium Pro. Pemproses Pentium II memberikan prestasi yang lebih baik daripada pendahulunya apabila menjalankan kod Windows 95 16- dan 32-bit, dan juga mempunyai pengembangan MMX dan peningkatan dalam cache L1 daripada 16 kepada 32 KB. (Ingat bahawa apabila menjalankan aplikasi 16-bit, Pentium Pro 200 MHz adalah lebih rendah daripada pemproses Pentium MMX 200 MHz, tetapi apabila menjalankan aplikasi 32-bit, Pentium Pro berada di hadapan.) Untuk meningkatkan kelajuan jam teras CPU kepada 233 MHz atau lebih tinggi , cache Pentium II L2 terletak pada kartrij SEC yang sama dengan pemproses.

Seperti K6, pemproses Pentium II dihasilkan menggunakan proses 0.35-mikron, tetapi Intel merancang untuk beralih ke proses 0.25-mikron yang lebih maju dari semasa ke semasa. Litar mikro 0.25 mikron diberi nama kod Deschutes dan akan muncul menjelang akhir tahun ini. Ini akan menjadi pemproses kelas P6 pertama yang direka untuk produktiviti dalam PC notebook.

Harga atau kelajuan?

Hari ini, nampaknya lebih menguntungkan untuk memilih kristal K6. Cip K6-PR2-233 dijangka menelan kos pembuat PC $469, $130 hingga $250 kurang daripada pemproses Pentium II 266 MHz. Dari segi nisbah harga/prestasi, kristal K6 boleh bersaing walaupun dengan Pentium MMX. Tetapi yang lebih baik ialah K6 sesuai dengan slot Socket 7 standard pada papan induk Pentium semasa, manakala Pentium II memerlukan reka bentuk papan induk baharu yang boleh menerima kartrij SEC. AMD mempunyai peluang untuk menjadikan K6 sebagai pemproses arus perdana jika hanya ia boleh menandatangani kontrak dengan pengeluar sistem.

Menurut Gwennap, AMD mempunyai pengalaman bekerja dengan pembekal PC terkemuka dan mampu menghasilkan 10-15 juta cip K6 tahun ini dan sehingga 40 juta tahun depan, selepas itu ia akan dapat beralih kepada pengeluaran versi kristal dengan standard reka bentuk yang lebih rendah. Jumlah pengeluaran yang besar itu mungkin menarik perhatian pengeluar sistem utama kepada K6. AST sedang mempertimbangkan untuk mengeluarkan PC berdasarkan K6, dan Everex, Polywell dan Robotec telah pun mengumumkan bahawa mereka akan menjual mesin berdasarkan cip ini.

Walau bagaimanapun, kelajuan jam Pentium II yang lebih tinggi berfungsi memihak kepadanya kerana cache L2, yang digandingkan rapat dengan CPU, adalah jauh lebih pantas daripada cache konvensional yang terletak pada papan induk (dan digunakan oleh pemproses K6). Selain itu, Intel akan menggunakan bas grafik AGP (Accelerated Graphics Port) baharu pada papan induk pemproses Pentium II, yang dijangka dapat meningkatkan prestasi dan kualiti program grafik 3D dengan ketara.

Apakah tempat yang akan diambil oleh kristal M2, wakil pemproses Cyrix generasi akan datang, antara cip ini? Menurut Gwennap, M2 (yang akan dikeluarkan pada bulan Jun) tidak akan dapat menandingi prestasi sama ada K6 atau Pentium II.

Kehidupan baru untuk Pentium

Walaupun prestasi tinggi Pentium II, hayat pemproses Pentium MMX tidak berakhir. Chipset 430TX baharu Intel mengoptimumkan prestasi komponen utama seperti memori sistem dan cakera keras. Makmal majalah PC World menguji dua mesin desktop berdasarkan pemproses Pentium MMX 200 MHz, di mana set 430TX digunakan. Dalam ujian PC WorldBench, mesin ini mencapai markah 234 dan 238. Peningkatan prestasi terbesar adalah dalam ujian dengan aplikasi MMX. Dalam tugasan ujian yang melibatkan penyuntingan imej dalam Photoshop, salah satu daripada PC ini menunjukkan prestasi tertinggi antara semua sistem (kecuali PC dengan pemproses Pentium II 266-MHz).

Jika anda akan membeli mesin dengan pemproses Pentium MMX, pilih model dengan cipset 430TX. Pengguna di rumah sepatutnya menyukai ciri baharu suite, seperti ciri Sentiasa Hidup, yang dikatakan Intel membolehkan mesin "bangun" daripada mod Gantung apabila tugas seperti, katakan, pemprosesan e-mel timbul. Dengan pengurusan kuasa yang lebih baik dan sokongan untuk memori dinamik segerak pantas (SDRAM), 430TX juga harus mendapat penggunaan yang meluas dalam PC notebook.

Apa yang hendak dibeli?

Sistem mana yang patut anda pilih? Mesin berasaskan K6 mempunyai nisbah harga/prestasi terbaik, tetapi anda mungkin perlu mencari vendor PC yang memasang pemproses AMD dalam mesin mereka. Selain itu, mungkin beberapa bulan sebelum AMD mengeluarkan cip yang mencukupi, jadi anda perlu menunggu. Walau bagaimanapun, jika belanjawan anda tidak membenarkan anda membelanjakan banyak wang, sistem dengan pemproses K6 adalah yang anda perlukan.

Bagi mereka yang ingin membeli sistem kelas pertengahan atau mewah yang pantas, Pentium II adalah lebih sesuai. Kapasiti pengeluaran Intel membolehkannya menghasilkan lebih banyak pemproses Pentium II daripada yang boleh dibekalkan oleh AMD kepada pasaran cip K6, tetapi "overclocking" sekali lagi akan mengambil masa. Harga untuk sistem dengan Pentium II mungkin berbeza-beza, tetapi mudah untuk mengandaikan bahawa dasar penetapan harga syarikat akan menjadi sangat agresif. Anda boleh membeli PC berasaskan Pentium II yang dikonfigurasikan dengan baik untuk kira-kira $3,000.

Jika atas sebab tertentu anda tidak berpuas hati dengan pemproses K6, dan tidak ada wang untuk sistem dengan Pentium II, pilihannya jelas: PC dengan pemproses Pentium MMX dan cipset 430TX, yang akan membolehkan anda mencapai maksimum prestasi semasa bekerja dengan program multimedia.

CPU baharu - rekod kelajuan baharu

Sistem	CPU	RAM, MB	Cache tahap kedua, KB	Skor PC WordBench
Pentium II-266	Pentium II-266	32	256	260
AMD K6-PR2-233	AMD K6-PR2-233	32	1024	251
Polywell Poly 500 TX1	Pentium MMX-200	32	512	238
Pakar Mikro MMXP-5000	Pentium MMX-200	32	512	234
"Purata" PC 10 mesin	Pentium MMX-200	32	512	231

Aplikasi multimedia

Sistem	Pengarah Makromedia Animasi (Bingkai sesaat)
Pentium II-266	91
Pakar Mikro MMXP-5000	86
AMD K6-PR2-233	87
Polywell Poly 500 TX1	85
"Purata" PC 10 mesin	80

Metodologi ujian

Aplikasi Perniagaan: Semua sistem telah diuji menggunakan PC WorldBench. Lebih tinggi skor PC WorldBench, lebih baik prestasinya. Penerangan tentang ujian PC WorldBench boleh didapati di laman web PC World ( http://www.pcworld. com/ujian ).

Aplikasi multimedia: Setiap sistem telah diuji menggunakan satu siri program yang dioptimumkan untuk MMX.

Ujian dengan Adobe Photoshop 4.0 mengukur masa yang diperlukan untuk menyelesaikan beberapa operasi penyuntingan imej. Dalam ujian dengan program Ray Dream 3D Studio daripada Fractal Design, kami mengukur tempoh masa yang diambil untuk melukis semula objek tiga dimensi yang dikira bagi dua tahap kerumitan. Dalam ujian dengan Pengarah Macromedia 5.0, fail boleh laku yang kaya dengan grafik telah dimainkan.

Artikel ini ditujukan untuk mereka yang pemprosesnya di-overclock secara normal, dan untuk mereka yang baru merancang untuk membeli dan melakukan overclock pemproses. Ia menunjukkan kepada anda cara membuka kartrij pemproses Pentium II tanpa kerosakan yang boleh dilihat, dan cara anda boleh menggunakan kemahiran ini.

Untuk tidak membuka semula sejumlah besar pemproses secara sia-sia, mari kita fikirkan apakah sebab yang mendorong tindakan ini dilakukan:

Anda overclock pemproses kepada "nilai yang anda perlukan" dengan atau tanpa meningkatkan voltan (yang terakhir adalah lebih baik secara semula jadi). Dalam kes ini, disyorkan untuk membuka kartrij untuk penyejukan yang lebih baik.
Pemproses anda telah overclock dan nampaknya stabil, tetapi terdapat kebimbangan (dan tidak sia-sia) tentang terlalu panas dan kestabilan pada frekuensi yang lebih tinggi (Wang dikembalikan biasanya diberikan selama 2-3 hari, dan pemproses boleh gagal seminggu sekali disebabkan oleh terlalu panas atau cache L2 yang buruk). Dalam kes ini, dengan membuka kartrij, anda boleh melihat kekerapan pemproses anda secara teorinya boleh beroperasi.
Anda tidak benar-benar berasa kasihan untuk kartrij terlebih dahulu, kerana anda boleh menggarunya dengan teruk apabila membukanya (dengan beberapa kemahiran ini akan berlalu). Dalam kes ini, adalah mungkin untuk memilih pemproses yang paling sesuai dengan membukanya dan melihat sejauh mana cache berada di dalam (sebaik-baiknya, masa capaian cache tahap kedua ialah 4.4 ns).

Dan juga, anda perlu ingat bahawa:

Pengarang dan editor tidak bertanggungjawab atas sebarang kemungkinan kerosakan jika cadangan yang diberikan dalam bahan ini diikuti. Anda menjalankan semua tindakan anda berdasarkan bahan ini atas risiko dan risiko anda sendiri. Sila ambil perhatian bahawa membuat pengubahsuaian pada pemproses yang diterangkan dalam bahan ini secara automatik membatalkan sebarang kewajipan waranti daripada penjual dan pengilang. Anda menjalankan semua tindakan untuk melakukan overclock dan membuka kartrij atas risiko dan risiko anda sendiri, dan bertanggungjawab sepenuhnya untuk kemungkinan kerosakan dan kegagalan.

Komponen kartrij

Kartrij pemproses terdiri daripada bahagian berikut:

Radiator dengan kipas (untuk pemproses dalam kotak ia diikat dengan 4 skru berongga - tidak perlu membuka skru!)
Selongsong plastik (yang ada hologram di atasnya)
Plat sink haba logam (yang dipanggil radiator peringkat pertama). Radiator dengan kipas dipasang padanya.
Papan pemproses dengan cip TAG dipasang pada satu sisi dan, di sisi lain, pemproses itu sendiri (atau teras) dan cache L2.
Mengikat plat sink haba pada papan pemproses - 2 plat keluli elastik dengan selak.
Palam plastik (hanya untuk P2 233-333 Mhz).

Pembukaan

Langkah pertama ialah menanggalkan penutup. Selongsong pada kartrij disokong oleh empat dudukan (ia ditandakan dengan warna merah dalam rajah di bawah). Lukisan kedua (pandangan belakang selongsong) diberikan untuk gambaran visual tempat rak dicetak ke dalam plastik selongsong.

Kipas radiator dalam rajah telah dikeluarkan untuk kejelasan; tidak perlu mengeluarkannya semasa pembongkaran! Tiang yang memegang selongsong mempunyai potongan kon di hujungnya dan, apabila disambung semula (dipasang), masukkan ke dalam selongsong hampir rapat, seperti sebelum dibongkar.

Jika anda tidak mahu kesan gangguan kekal pada kartrij, gunakan hanya dua gambar terakhir. Corak pertama juga berkesan, tetapi meninggalkan tanda yang sangat jelas pada plastik dan plat heatsink. Penggunaan teknologi yang ditetapkan dengan betul membolehkan anda membuka pemproses tanpa sebarang kesan sama sekali dan, jika memori cache yang tidak begitu baik dikesan (5.5 ns atau lebih), malah menukar pemproses atau mengembalikannya semula.

Untuk memudahkan pembukaan, saya cadangkan bermula dengan melepaskan rak kiri bawah (jika anda melihat pemproses dari sisi radiator, dengan sentuhan kartrij menghadap ke bawah). Pendirian ini ditandakan dalam gambar pertama dengan asterisk merah; ia adalah yang paling lemah. Seterusnya - mengikut arah jam: tiang kiri atas, kanan atas dan kanan bawah. Jawatan terakhir memegang selongsong yang paling kuat, dan anda mungkin perlu menggunakan kekerasan.

Tahniah jika anda telah membuka kartrij dan memegang papan di tangan anda selama lebih kurang. penampilan berikut:

Anda melihat cip TAG dan, jika ia Klamath, 2 lagi cip cache L2 di bahagian tepi. Dalam kes Deschutes, seperti kita dalam gambar, hanya terdapat satu litar mikro. TAG bertanda 82459AD adalah yang terbaik, ia tidak panas sama sekali, dan beroperasi walaupun pada frekuensi 558-560 MHz.

Selak yang ditandakan dengan warna merah ialah langkah anda yang seterusnya. Untuk membebaskannya daripada plat elastik keluli, anda perlu berhati-hati kerana anda boleh merosakkan papan pemproses.

Anda boleh mengambil pinset nipis dan perlahan-lahan menekan selak, tetapi secara peribadi saya tidak berjaya, dan saya datang dengan pilihan yang sangat mudah yang membolehkan anda mengeluarkan pengikat dalam masa 20 saat. (Bagi mereka yang tidak menyukai kaedah saya, buat sendiri!) Ia memerlukan pemutar skru, penusuk dan sekeping kertas yang sama.

Kami meletakkan kertas bergulung di antara pengikat dan papan; ia akan melindungi papan daripada kerosakan. Dengan sedikit daya, kami memasukkan pemutar skru seperti baji di antara kertas dan pengikat, dan, menggunakannya sebagai tuil, berhati-hati mengangkat pengikat dengan penusuk. Selepas pengapit meluncur pada paksi pendirian, tidak lagi jatuh ke dalam alur, anda mesti berhati-hati, menggunakan hidung pemutar skru sebagai baji dan meletakkan sesuatu di bawah papan, contohnya kertas yang sama, keluarkan plat elastik daripada pengikat dari pendirian pertama. Ia tertanggal dengan sangat mudah dan tercabut dari dirian. Selepas ini, agak mudah untuk mengeluarkan separuh kedua plat keluli pengikat, menggunakan penusuk untuk membantu.

Selepas anda mengeluarkan semua pengikat, pisahkan papan pemproses dengan berhati-hati dari plat penyejuk. Untuk Pentium II 233-333, tanggalkan palam plastik - anda boleh membuangnya, ia hanya memburukkan lagi penyejukan pemproses dengan menyekat aliran udara. Sememangnya, jika pemproses dijual atau diganti, palam ini perlu disambung semula. Tetapi operasi ini sangat mudah.

Selepas pembongkaran, anda akan mempunyai peluang untuk melihat papan pemproses dari sisi lain. Di sini anda akan melihat teras pemproses itu sendiri dan dua cip memori cache peringkat kedua

Penentuan frekuensi operasi yang stabil

Mari kita alihkan perhatian kita kepada memori cache. Ia kelihatan seperti ini:

Inti semua operasi yang dilakukan adalah dengan melihat memori cache anda boleh segera menentukan anggaran (dengan kebarangkalian 97%) kekerapan operasi stabil pemproses (untuk overclocking). Di bawah ialah jadual yang membolehkan anda mengetahui kekerapan operasi maksimum yang mungkin bagi pemproses anda berdasarkan masa capaian yang ditunjukkan pada cache

Masa capaian, ns	Penandaan pada modul	Frekuensi pemproses yang dijamin (100%), MHz	Kekerapan operasi pemproses berkemungkinan (85%), MHz	Kekerapan operasi pemproses yang tidak mungkin (35%), MHz	Pemproses dengan memori cache jenis ini, MHz
5.5	-55	375	400	450	266, 300, 333
5.0	-50,-5	450	504	560	266, 300, 333
4.5	-45,-225	450	504	560	266, 300, 333, 350, 400
4.4	-44	450	504, 560	560	266, 300, 333, 350, 400

Jika anda mempunyai cache TAG dan L2 yang baik (contohnya, AD dan 4.4 ns), tetapi komputer masih mengalami gangguan apabila overclocked, ini bermakna masalah itu disebabkan oleh kristal pemproses itu sendiri. Untuk memastikan ini, cuba matikan cache L2 dalam Setup BIOS; jika keadaan tidak berubah, maka ia pasti kristal. Dalam situasi ini, tiada apa yang boleh anda lakukan untuk membantu - hanya pulangkan wang atau tukarkannya. Sememangnya, kesimpulan ini mengandaikan bahawa tiada masalah dengan peralatan lain dalam sistem. Iaitu, papan induk menyokong frekuensi ini dengan baik dan mempunyai memori PC-100 yang baik untuk frekuensi bas 100 dan 112 MHz.

Pengubahsuaian kartrij untuk pelesapan haba yang lebih baik

Anda tidak perlu meletakkan semula selongsong plastik itu sama sekali; ketiadaannya meningkatkan pelesapan haba, kerana plat penyejuk, sebagai radiator peringkat pertama, mula ditiup dengan udara dari kedua-dua belah, dan bukan hanya dari sisi kipas. .

Untuk menyejukkan cip cache, saya syorkan meletakkan gumpalan tebal pes haba tebal di antara pinggan dan memori cache. Mereka akan menyentuh memori cache dan menghilangkan haba kepada diri mereka sendiri dan ke pinggan. Untuk hubungan yang lebih baik, anda juga boleh membuat sisipan logam atau syiling di atas cip cache, tetapi ia mesti dilindungi untuk mengelakkan litar pintas.

Operasi ini harus dilakukan hanya dengan pemproses Deschutes, kerana untuk pemproses dengan teras Klamath kesan operasi akan menjadi negatif - plat heatsink akan, sebaliknya, memanaskan memori cache.

perhimpunan

Seterusnya, anda harus menyambungkan plat penyejuk kembali ke papan, pastikan memori cache L2 bersentuhan baik dengan plat penyejuk (jika anda melakukan pengubahsuaian), klik selak 2 plat pengikat logam ke belakang, dan masukkan pemproses ke dalam slot tanpa penutup selongsong "a la Celeron". Dalam keadaan diubah suai, pemproses berfungsi dengan baik dan kurang panas 40%. Sekiranya pemasangan lengkap, contohnya untuk menukar pemproses di bawah jaminan :), pasangkan semula selongsong.

Ujian dan overclocking telah dijalankan pada komponen berikut:

Papan induk - ABIT BH-6
Pemproses - Intel Pentium II 300, overclock hingga 504 MHz (112x [e-mel dilindungi])
Memori - HITACHI&NPNX PC-100 CAS 2
HDD - IBM DTTA 371010 10.1 Gb 7200 rpm
Video - Diamond Viper 550 (Riva TNT)
Program penyejukan CPU CpuIdle

Pemproses Pentium 2

Pemproses pertama yang dipanggil Pentium II muncul pada 7 Mei 1997. Pemproses ini menggabungkan seni bina Pentium PRO dan teknologi MMX. Berbanding dengan Pentium Pro, saiz cache utama digandakan (16 KB + 16 KB). Pemproses menggunakan teknologi perumahan baharu - kartrij dengan penyambung tepi bercetak, yang membawa bas sistem: S.E.C.C (Katrij Kenalan Tepi Tunggal). Ia dihasilkan dalam reka bentuk Slot 1, yang secara semula jadi memerlukan peningkatan papan induk lama. Kartrij berukuran 14 x 6.2 x 1.6 cm mengandungi cip teras pemproses (Teras CPU), beberapa cip yang melaksanakan cache sekunder, dan unsur diskret tambahan (perintang dan kapasitor).
Pendekatan ini boleh dianggap sebagai langkah mundur - Intel telah membangunkan teknologi menyepadukan cache peringkat kedua ke dalam teras. Tetapi dengan cara ini adalah mungkin untuk menggunakan cip memori daripada pengeluar pihak ketiga. Pada satu masa, Intel menganggap pendekatan ini menjanjikan untuk 10 tahun akan datang, walaupun selepas masa yang singkat ia meninggalkannya.
Pada masa yang sama, kebebasan bas memori cache sekunder dikekalkan, yang bersambung rapat dengan teras pemproses oleh bas tempatannya sendiri. Kekerapan bas ini adalah separuh daripada kekerapan teras. Jadi Pentium II mempunyai cache besar yang berjalan pada separuh kelajuan pemproses.
Pemproses Pentium II pertama (nama kod Klamath), yang muncul pada 7 Mei 1997, mempunyai kira-kira 7.5 juta transistor dalam teras pemproses sahaja dan telah dilaksanakan menggunakan teknologi 0.35 mikron. Mereka mempunyai kelajuan jam teras 233, 266 dan 300 MHz dengan frekuensi bas sistem 66 MHz. Pada masa yang sama, cache sekunder beroperasi pada separuh frekuensi teras dan mempunyai volum 512 KB. Untuk pemproses ini, Slot 1 telah dibangunkan, yang komposisi isyaratnya hampir sama dengan Soket 8 untuk Pentium Pro. Walau bagaimanapun, Slot 1 membenarkan hanya sepasang pemproses digabungkan untuk melaksanakan sistem berbilang pemproses simetri, atau sistem dengan kawalan kefungsian berlebihan (FRC). Jadi pemproses ini adalah Pentium Pro yang lebih pantas dengan sokongan MMX, tetapi dengan sokongan berbilang pemprosesan yang dikurangkan.
Pada 26 Januari 1998, pemproses dari barisan Pentium II dikeluarkan dengan nama teras - Deschutes. Ia berbeza daripada Klamath dalam proses teknologi yang lebih nipis - 0.25 mikron dan frekuensi bas 100 MHz. Ia mempunyai frekuensi jam 350, 400, 450 MHz. Ia dihasilkan dalam reka bentuk S.E.C.C, yang dalam model lama digantikan oleh S.E.C.C.2 - cache pada satu sisi teras, dan bukan pada kedua-duanya, seperti dalam Deschutes standard, dan pelekap sejuk yang diubah suai. Teras terakhir secara rasmi digunakan dalam pemproses Pentium II, walaupun model Pentium II 350-450 terbaru datang dengan teras yang lebih mengingatkan Katmai - hanya, sudah tentu, dengan SSE yang dipangkas. Sokongan MMX kekal. Cache tahap pertama adalah sama 32 KB (16 + 16). Cache tahap kedua juga tidak berubah - 512 KB berjalan pada separuh kekerapan. Pemproses terdiri daripada 7.5 juta transistor dan dihasilkan untuk penyambung Slot 1.
Pentium II OverDrive - ini adalah nama pemproses yang dikeluarkan pada 11 Ogos 1998 untuk menaik taraf Pentium PRO pada motherboard yang lebih lama, dan berjalan dalam penyambung Socket 8).
Nama kod P6T. Mempunyai frekuensi 333 MHz. Cache tahap pertama ialah 16 KB untuk data + 16 KB untuk arahan, cache tahap kedua mempunyai saiz 512 KB dan disepadukan ke dalam kernel. Bekerja pada frekuensi pemproses. Bas 66 MHz. Mengandungi 7.5 juta transistor dan dihasilkan menggunakan teknologi proses 0.25 mikron. Menyokong set arahan MMX.
Celeron
Cawangan baharu ke arah teknologi mikropemproses untuk Intel ialah mengeluarkan pilihan utama selari, "ringan" dan lebih murah. Ini adalah siri Celeron. Pada 15 April 1998, pemproses pertama telah diperkenalkan, dipanggil Celeron dan beroperasi pada frekuensi jam 266 MHz.
Nama kod Covington. Pemproses ini ialah Pentium II yang "dipotong". Celeron dibina pada teras Deschutes tanpa cache L2. Yang, sudah tentu, menjejaskan prestasinya. Tetapi ia memecut dengan sangat hebat (daripada satu setengah hingga dua kali). Jika overclocking Pentium II dihadkan oleh kekerapan cache maksimum, maka ia tidak ada di sini!
Celeron bekerja pada bas 66 MHz dan mengulangi semua ciri utama moyangnya - Pentium II Deschutes: cache tahap pertama - 16 KB + 16 KB, MMX, teknologi proses 0.25 mikron. 7.5 juta transistor. Pemproses dihasilkan tanpa kartrij pelindung - reka bentuk - S.E.P.P (Pakej Pin Tepi Tunggal). Penyambung - Slot 1.
Bermula pada 300 MHz, pemproses Celeron muncul dengan cache L2 128 KB yang disepadukan ke dalam teras, beroperasi pada frekuensi pemproses. Nama kod - Mendocino. Dikeluarkan pada 8 Ogos 1998. Terima kasih kepada cache berkelajuan penuh, ia mempunyai prestasi tinggi setanding dengan Pentium II (dengan mengandaikan kekerapan bas sistem yang sama). Mereka dihasilkan dengan frekuensi jam dari 300 hingga 533 MHz. Pada 30 November 1998, versi pemproses dengan reka bentuk P.P.G.A (Plastic Pin Grid Array) telah dikeluarkan, yang berfungsi dalam penyambung Socket 370.
Sehingga 433 MHz ia dihasilkan dalam dua reka bentuk: S.E.P.P dan P.P.G.A. Untuk beberapa lama, terdapat pilihan Slot-1 (266 - 433 MHz) dan Socket-370 (300A - 533 MHz) secara selari, pada akhirnya, yang pertama digantikan secara beransur-ansur oleh yang terakhir.
Celeron baharu adalah satu langkah ke arah Pentium III, tetapi memandangkan ia berjalan pada bas 66 MHz, ia tidak dapat menunjukkan semua kelebihan cache berkelajuan tinggi bersepadu. Sejak cache disepadukan ke dalam teras, bilangan transistor yang membentuk pemproses telah meningkat dengan ketara - 19 juta Proses teknikal kekal sama - 0.25 mikron.
XEON
Keluarga Xeon direka untuk komputer berkuasa. Pentium II Xeon ialah versi pelayan pemproses Pentium II, yang menggantikan Pentium PRO. Ia dihasilkan pada teras Deschutes dan berbeza daripada Pentium II dalam tahap kedua yang lebih pantas (kelajuan penuh) dan lebih luas (terdapat pilihan dengan 1 atau 2 MB) cache dan reka bentuk tahap kedua. Ia dihasilkan dalam reka bentuk S.E.C.C untuk Slot 2. Ini juga merupakan penyambung tepi, tetapi dengan 330 kenalan, pengatur voltan VRM dan peranti storan EEPROM. Mampu bekerja dalam konfigurasi berbilang pemproses. Ia dikeluarkan pada 29 Jun 1998.
Cache tahap kedua, seperti dalam Pentium PRO, adalah kelajuan penuh. Hanya di sini ia berada pada papan yang sama dengan pemproses, dan tidak disepadukan ke dalam teras. Cache tahap pertama - 16 KB + 16 KB. Kekerapan bas - 100 MHz. Menyokong set arahan MMX. Pemproses beroperasi pada frekuensi 400 dan 450 MHz. Dihasilkan menggunakan teknologi proses 0.25 mikron. dan mengandungi 7.5 juta transistor.
Di sinilah pembangunan barisan Pentium II berakhir. Bermula dengan Pentium II, Intel telah membezakan tiga arah utama dalam pengeluaran pemproses: Pentium - pemproses berprestasi tinggi untuk stesen kerja dan kegunaan rumah, Celeron - versi bajet Pentium untuk pejabat atau rumah, Xeon - versi pelayan dengan peningkatan prestasi.

Pemproses Pentium 3

Pemproses pertama yang dipanggil Pentium III tidak jauh berbeza daripada Pentium II. Mereka beroperasi pada bas yang sama dengan frekuensi 100 MHz (kemudian, dari 27 September 1999, model yang beroperasi pada bas 133 MHz muncul), dan dihasilkan dalam reka bentuk S.E.C.C. 2 dan direka untuk pemasangan dalam Slot 1
Memori cache kekal sama: L1 - 16 KB + 16 KB. L2 - 512 KB, terletak pada papan pemproses, dan beroperasi pada separuh frekuensi pemproses. Perbezaan utama ialah pengembangan set arahan SIMD - SSE (Streaming SIMD Extensions). Set arahan MMX juga telah diperluaskan dan mekanisme untuk penstriman akses memori telah dipertingkatkan. Nama kod kernel Katmai. Dikeluarkan pada 26 Februari 1999. Pemproses beroperasi pada frekuensi 450-600 MHz dan mengandungi 9.5 juta transistor. Sama seperti pendahulunya, Pentium II Deschutes, dihasilkan menggunakan teknologi proses 0.25 mikron.
Coppermine ialah nama teras pemproses Pentium 3 seterusnya, yang menggantikan Katmai pada 25 Oktober 1999. Malah, Coppermine ialah pemproses baharu, dan bukan semakan Deschutes. Pemproses baharu ini mempunyai cache tahap kedua berkelajuan penuh sebanyak 256 KB (Cache Pemindahan Lanjutan) yang disepadukan ke dalam teras.

Dihasilkan menggunakan teknologi proses 0.18 mikron. Penipisan teknologi daripada 0.25 kepada 0.18 mikron memungkinkan untuk meletakkan bilangan transistor yang lebih besar pada teras dan kini terdapat 28 juta daripadanya, berbanding 9.5 juta dalam Katmai lama. Benar, sebahagian besar transistor yang baru diperkenalkan berkaitan dengan cache L2 bersepadu. Cache L1 kekal tidak berubah. Set arahan MMX dan SSE yang disokong. Pertama kali dihasilkan dalam reka bentuk S.E.C.C. 2, tetapi oleh kerana cache kini dibina ke dalam teras pemproses, papan pemproses tidak diperlukan dan hanya meningkatkan kos pemproses. Oleh itu, pemproses tidak lama lagi mula keluar dalam reka bentuk FC-PGA (Flip-Chip PGA). Seperti Celeron Mendocino, mereka bekerja dalam penyambung Socket 370.
Benar, terdapat keserasian terhad dengan papan induk yang lebih lama. Memandangkan pemproses kini berjalan pada kelajuan jam yang lebih tinggi, terasnya terletak di atas dan mempunyai sentuhan langsung dengan heatsink. Coppermine ialah pemproses terakhir untuk Slot 1. Ia berfungsi pada bas 100 dan 133 MHz (atas nama pemproses, bas ke-133 telah ditetapkan oleh huruf B, contohnya, Pentium III 750B). Pemproses dengan teras Coppermine beroperasi pada kelajuan jam dari 533 hingga 1200 MHz. Percubaan pertama untuk melepaskan pemproses pada teras ini dengan frekuensi 1113 MHz berakhir dengan kegagalan, kerana ia sangat tidak stabil dalam mod yang melampau, dan semua pemproses dengan frekuensi ini telah ditarik balik - kejadian ini sangat mencemarkan reputasi Intel.
Teras Tualatin menggantikan Coppermine pada 21 Jun 2001. Pada masa ini, pemproses Pentium 4 yang pertama telah pun berada di pasaran, dan pemproses baharu itu bertujuan untuk menguji 0.13 mikron baharu. teknologi, dan juga untuk mengisi ceruk pemproses berprestasi tinggi, kerana prestasi Pentium 4 pertama agak rendah. Tualatin ialah nama asal projek global Intel untuk mengalihkan pengeluaran pemproses kepada teknologi 0.13 mikron. Pemproses itu sendiri dengan teras baharu adalah produk pertama yang muncul sebagai sebahagian daripada projek ini.
Terdapat sedikit perubahan dalam kernel itu sendiri - hanya teknologi "Data Prefetch Logic" telah ditambah. Ia meningkatkan prestasi dengan pramuat data yang diperlukan oleh aplikasi ke dalam cache. Selain itu, perbezaan antara teras ini terletak pada teknologi pengeluaran yang digunakan - Coppermine dihasilkan menggunakan teknologi 0.18 mikron, dan Tualatin menggunakan teknologi 0.13 mikron. Soket untuk pemproses baharu kekal sama - Soket 370, tetapi reka bentuk telah bertukar kepada FC-PGA 2, yang digunakan dalam pemproses Pentium 4. Ia berbeza daripada FC-PGA lama terutamanya kerana terasnya ditutup dengan haba -plat melesap, yang juga melindunginya daripada kerosakan semasa memasang radiator.

Dengan keluaran Tualatin, barisan Pentium III "berpecah" kepada dua kelas - pemproses desktop dan pelayan. Untuk yang pertama, volum cache L2 kekal sama dengan 256 KB, untuk yang terakhir ia berganda kepada 512 KB; Juga, versi desktop P-III baharu (yang dipanggil Desktop Tualatin) tidak mempunyai sokongan SMP. Cache tahap pertama - 16 KB + 16 KB. Harus dikatakan bahawa Desktop Tualatin tidak bertahan lama: ia hanya dibekalkan kepada pemasang PC yang besar, dan telah ditarik balik dari pasaran agar tidak bersaing dengan Pentium 4. Tetapi Pentium III-S, versi pelayan bagi pemproses, sepatutnya menduduki niche pemproses pelayan yang berkuasa, kerana prestasi pemproses Xeon tidak lagi mencukupi, dan Pentium 4 tidak mempunyai sokongan SMP, dan secara amnya menunjukkan prestasi yang agak rendah.

Seperti yang dinyatakan di atas, pemproses Tualatin dihasilkan menggunakan mikron 0.13 yang lebih maju. proses teknikal, dikendalikan pada bas dengan frekuensi 133 MHz dan terdiri daripada 44 juta transistor. Set arahan MMX dan SSE yang disokong. Pemproses beroperasi pada frekuensi dari 1 GHz hingga 1.33 GHz (Desktop Tualatin), dan dari 1.13 GHz hingga 1.4 GHz (versi pelayan).
Baru-baru ini saya mengetahui beberapa maklumat yang cukup menarik - ternyata Intel sedang membangunkan pemproses yang sepatutnya menjadi kesinambungan barisan Pentium!!! Pemproses ini berasaskan teras Tualatin yang dinaik taraf menggunakan 0.13 mikron. proses teknikal. Perbezaan utamanya daripada Tualatin biasa ialah saiznya yang meningkat kepada 1024 KB. Cache L2 dan bas sistem 166 MHz! Kekerapan harus mencapai sekurang-kurangnya 2.0 GHz. Tetapi Intel, bergantung pada pemproses Pentium 4, menolak Tualatin baharu. Lagipun, walaupun Celeron Tualatin, overclock pada frekuensi kira-kira 1.7 GHz, mudah bersaing bukan sahaja dengan Celeron Willamette, tetapi juga dengan Pentium 4, maka Tualatin baharu, dilengkapi dengan cache besar dan bas laju, tidak akan biarkan mereka peluang.
Celeron
Selepas pelepasan pemproses Pentium III, Intel, agar tidak kehilangan kedudukannya dalam pasaran pemproses bajet, terus mengeluarkan barisan Celeron. Sekarang ini adalah pemproses yang sama sekali berbeza - Intel mengulangi pengalaman mencipta pemproses pertama yang dipanggil Celeron: ia menggunakan teras pemproses Pentium III dengan cache tahap kedua dipangkas kepada 128 KB dan bas 66 MHz yang perlahan.

Pada 29 Mac 2000, pemproses Celeron pertama berdasarkan teras Coppermine 128 atau Coppermine Lite muncul.

Seperti namanya, pemproses adalah berdasarkan teras Coppermine dengan cache tahap kedua separuh. Sama seperti abangnya - Pentium!!! Coppermine, Celeron baharu, mempunyai set arahan SSE tambahan, memori cache terbina dalam pantas dan dihasilkan mengikut piawaian teknologi yang sama (0.18 mikron), hanya berbeza dalam volum cache tahap kedua - 128 KB berbanding 256 KB untuk Pentium III (perkara yang paling menyinggung ialah Cache terdapat secara fizikal dalam pemproses, ia hanya dilumpuhkan). Berfungsi dalam penyambung Soket 370 yang sama.
Pemproses pertama muncul dengan frekuensi 566 MHz dan berjalan pada bas 66 MHz. Kemudian, pada 3 Januari 2001, dengan keluaran versi 800 MHz, Celeron bertukar kepada bas 100 MHz yang lebih pantas. Kekerapan maksimum pemproses ini ialah 1100 MHz. Cache Tahap 1: 32 KB (16 KB untuk data dan 16 KB untuk arahan). Pemproses itu terdiri daripada 28.1 juta transistor.
Pada 2 Oktober 2001, Intel menukar pemproses Celeron kepada teras baharu - Tualatin.

Tidak pernah sebelum ini Celeron begitu hampir dengan pemproses Pentium. Ia berbeza daripada Pentium III Desktop Tualatin hanya dengan bas 100 MHz yang lebih perlahan. Secara umum, membiarkan saiz cache tahap kedua tidak berubah dan mengurangkan kekerapan FSB kepada 100 MHz untuk teras Tualatin untuk kegunaan desktop, Intel mengeluarkan "Celeron baharu". Pemproses dihasilkan dengan frekuensi jam dari 900 MHz hingga 1400 MHz, terdiri daripada 44 juta transistor, disokong MMX, SSE. Proses teknologi 0.13 mikron. Ia dihasilkan dalam reka bentuk FC-PGA 2, untuk penyambung Socket 370.
XEON
Dengan keluaran Pentium 3, Intel terus menghasilkan pemproses pelayan berdasarkan generasi baharu Pentium. Pada 17 Mac 1999, pemproses pertama dari barisan Pentium 3 Xeon telah dikeluarkan.
Nama kod untuk teras Tanner. Ia dibina di atas Pentium 3 Katmai. Mengandungi cache memori tahap kedua berkelajuan penuh 512, 1024 atau 2048 KB. Cache tahap pertama - 16 KB + 16 KB. Dihasilkan dengan frekuensi 500 dan 550 MHz menggunakan 0.25 mikron. proses teknikal, dan terdiri daripada 9.5 juta transistor. Dikendalikan pada bas sistem 100 MHz. Ia dihasilkan dalam reka bentuk S.E.C.C untuk Slot 2. Ia bertujuan untuk digunakan dalam dua, empat, lapan pemproses (atau lebih) pelayan dan stesen kerja.
Dengan peralihan Pentium III kepada teras baharu pada 25 Oktober 1999, pengubahsuaian pemproses Xeon dengan teras Cascades baharu muncul. Ia pada asasnya adalah teras Coppermine yang dinaik taraf. Pemproses mempunyai dari 256 KB hingga 2048 KB cache memori peringkat kedua, dikendalikan pada frekuensi bas sistem 100 dan 133 MHz (bergantung pada versi). Pemproses dihasilkan dengan frekuensi dari 600 hingga 900 MHz. Pemproses dengan kekerapan 900 MHz dari kumpulan pertama menjadi terlalu panas dan penghantarannya digantung buat sementara waktu. Seperti pendahulunya, Xeon Cascades direka untuk pemasangan dalam penyambung Slot 2. Ia dihasilkan menggunakan 0.18 mikron. proses teknikal dan terdiri daripada 28.1 juta transistor. Boleh berfungsi dalam pelayan dan stesen kerja dua, empat dan lapan pemproses.
Tiada pemproses Xeon berdasarkan teras Tualatin. Tempat mereka diambil oleh Pentium III-S, yang saya nyatakan di atas. Pemproses Xeon menyokong set arahan MMX dan SSE.

Pentium 4
Menghadapi banyak masalah apabila cuba meningkatkan kekerapan pemproses Pentium III pada teras Coppermine melebihi 1 GHz, jurutera Intel menyedari bahawa seni bina pemproses lama, yang tidak berubah sejak Pentium Pro, memerlukan perubahan radikal. Dan walaupun peralihan kepada pengeluaran 0.13 mikron akan membantu Pentium III melaksanakan tugasnya dengan secukupnya selama kira-kira satu tahun lagi, potensi seni bina ini hampir habis dan syarikat itu telah membangunkan seni bina baharu untuk pemproses 32-bit baharunya, yang mana ia memanggil Intel NetBurst Micro-Architecture. Agar pemproses beroperasi pada frekuensi beberapa gigahertz, Intel meningkatkan panjang saluran paip Pentium 4 kepada 20 peringkat (Hyper Pipelined Technology), yang membolehkannya mencapai operasi pemproses pada frekuensi 2 GHz walaupun dengan piawaian teknologi. sebanyak 0.18 mikron. Walau bagaimanapun, disebabkan peningkatan dalam panjang saluran paip ini, masa pelaksanaan satu arahan dalam kitaran pemproses juga meningkat dengan banyak. Oleh itu, syarikat telah bekerja keras pada algoritma ramalan peralihan (Pelaksanaan Dinamik Lanjutan).
Cache Tahap 1 dalam pemproses telah mengalami perubahan ketara. Tidak seperti Pentium 3, yang cachenya boleh menyimpan arahan dan data, Pentium 4 hanya mempunyai cache data 8 KB. Perintah disimpan dalam apa yang dipanggil Trace Cache. Di sana mereka telah disimpan dalam bentuk yang dinyahkod, i.e. dalam bentuk urutan operasi mikro yang diterima untuk pelaksanaan dalam penggerak pemproses. Kapasiti cache ini ialah 12,000 mikro-op.
Juga, pemproses baharu mempunyai set arahan yang diperluas - SSE2. Kepada 70 arahan SSE, 144 lagi arahan baharu telah ditambah. Salah satu daripada banyak inovasi ialah bas 100 MHz yang benar-benar baharu, menghantar 4 paket data setiap jam - QPB (Quad Pumped Bus), memberikan frekuensi terhasil sebanyak 400 MHz.
Yang pertama daripada barisan Pentium 4 ialah pemproses dengan teras Willamette 423.
Muncul pada 20 November 2000 dengan frekuensi 1.4 dan 1.5 GHz, pemproses ini, yang dihasilkan menggunakan teknologi proses 0.18 mikron, mencapai frekuensi 2 GHz. Pemproses telah dipasang dalam Soket 423 baharu dan dihasilkan dalam reka bentuk FC-PGA 2. Ia terdiri daripada 42 juta transistor.
Cache tahap ke-2 kekal dengan saiz yang sama - 256 KB. Lebar bas cache L2 ialah 256 bit, tetapi kependaman cache telah dikurangkan separuh, membenarkan lebar jalur cache 48 GB pada 1.5 GHz.
Memandangkan seni bina pemproses baharu tertumpu terutamanya pada peningkatan kekerapan, tidaklah menghairankan bahawa pemproses Pentium 4 pertama menunjukkan prestasi yang sangat rendah. Dalam kebanyakan tugas, pemproses 1.4 GHz adalah lebih rendah daripada Pentium!!! Coppermine, beroperasi pada 1000 MHz.
Kemudian, pada 27 Ogos 2001, pemproses dengan teras Willamette muncul, direka untuk pemasangan dalam soket baru - Soket 478. Pemproses mengulangi semua ciri moyangnya, dengan pengecualian reka bentuk - mPGA dan soket Socket 478.

Faktor bentuk Socket 423 sebelumnya adalah "peralihan" dan Intel tidak akan menyokongnya pada masa hadapan. Saiz pemproses telah dikurangkan kerana fakta bahawa pin kini dibuat terus di bawah teras pemproses. Pemproses ini, seperti pendahulunya, beroperasi pada frekuensi dari 1.4 hingga 2.0 GHz.
Northwood ialah nama teras seterusnya, di mana pemproses Pentium 4 masih dihasilkan hari ini.

Pergi ke 0.13 µm. Proses teknikal memungkinkan untuk meningkatkan lagi kekerapan jam dan meningkatkan cache tahap kedua kepada 512 KB. Bilangan transistor yang membentuk pemproses juga telah meningkat - kini terdapat 55 juta daripadanya. Sememangnya, sokongan untuk set arahan MMX, SSE dan SSE2 kekal.
Pemproses pertama berdasarkan teras Northwood muncul pada 7 Ogos 2001 dengan frekuensi 2.0 GHz dan frekuensi bas sistem 400 MHz (4 * 100 MHz). Hari ini, pemproses Northwood beroperasi pada frekuensi dari 1.6 hingga 3.2 GHz. Untuk mengelakkan kekeliruan dengan pemproses yang beroperasi pada frekuensi yang sama, tetapi dengan teras yang berbeza, Intel sekali lagi menggunakan penanda huruf. Contohnya, Pentium 1.8A, di mana huruf A menunjukkan teras baharu dan cache tahap kedua yang meningkat.
Pada 6 Mei 2002, Intel mengeluarkan pemproses berasaskan teras Northwood dengan frekuensi bas sistem 533 MHz (4 * 133 MHz) dan kelajuan jam 2.26 GHz. Memandangkan model dengan frekuensi bas 400 MHz dihasilkan dengan frekuensi sehingga 2.6 GHz, tanda huruf digunakan di sini juga. Sama seperti dalam pemproses Pentium!!! kehadiran bas 133 MHz ditunjukkan oleh huruf B. Contohnya, Pentium 4 2.4B.
Tetapi Intel tidak berhenti di situ, dan pada 14 April 2003, ia mengeluarkan pemproses berdasarkan teras Northwood yang sama, tetapi dengan frekuensi bas sistem 800 MHz (4 * 200 MHz) dan frekuensi jam 3.0 GHz. Kemudian, pemproses dengan bas sistem 800 MHz mula dihasilkan dengan frekuensi yang lebih rendah - daripada 2.4 GHz. Untuk menunjukkan bas baharu, huruf C muncul dalam penanda pemproses. Contohnya, Pentium 4 2.4C. (Oleh itu, terdapat tiga pengubahsuaian pemproses 2.4 GHz dengan frekuensi bas yang berbeza, berbeza dengan faktor 2!)
Semua pemproses dengan frekuensi bas sistem 800 MHz menyokong teknologi HT baharu, yang bermaksud Hyper-Threading.
Pentium 4HT
Pada 14 November 2002, pemproses Pentium 4 dikeluarkan dengan frekuensi 3.06 GHz dan frekuensi bas sistem 533 MHz dengan sokongan untuk teknologi Hyper-Threading baharu.
Satu pemproses fizikal dengan Hyper-Threading dilihat oleh sistem sebagai dua, yang membolehkan anda mengoptimumkan beban sumbernya dan meningkatkan prestasi. Prinsip operasi Hyper-Threading adalah berdasarkan fakta bahawa pada bila-bila masa hanya sebahagian daripada sumber pemproses digunakan semasa melaksanakan kod program. Sumber yang tidak digunakan juga boleh dimuatkan dengan kerja - contohnya, aplikasi lain (atau utas lain aplikasi yang sama) boleh digunakan untuk pelaksanaan selari.
HT bukanlah multiprocessing sebenar, kerana bilangan blok yang melaksanakan arahan secara langsung tidak berubah. Hanya kecekapan penggunaan mereka telah meningkat. Oleh itu, lebih baik program khusus dioptimumkan untuk HT, lebih tinggi keuntungan prestasi. Menurut Intel, kelebihan dari HT boleh mencapai 30%, manakala blok yang melaksanakannya menduduki kurang daripada 5% daripada jumlah kawasan mati Pentium 4. Walau bagaimanapun, walaupun aplikasi yang dioptimumkan dengan sempurna boleh, sebagai contoh, mengakses data yang tiada dalam memori cache -processor, menyebabkan ia menjadi melahu. Jika seni bina NetBurst itu sendiri direka untuk meningkatkan bilangan megahertz, maka Hyper-Threading, sebaliknya, direka untuk meningkatkan kerja yang dilakukan setiap kitaran jam.
Salah satu sebab untuk pengenalan Hyper-Threading yang agak lewat dalam Pentium 4 (sokongan wujud bukan sahaja di teras Northwood, malah di Willamette, tetapi disekat) adalah kelaziman Windows XP yang agak rendah - satu-satunya OS dalam Keluarga Windows yang menyokong sepenuhnya teknologi baharu. Teknologi ini juga mesti disokong oleh chipset dan BIOS motherboard.
Hari ini, teknologi Hyper-Threading disokong oleh pemproses Pentium 4 3.06 GHz dengan frekuensi bas sistem 533 MHz, serta semua pemproses dengan frekuensi bas 800 MHz.
Celeron
Selepas pengeluaran Pentium 4 Willamette untuk Socket 478, untuk menyingkirkan pemproses untuk Socket 370 daripada pasaran, dan juga, ingin menduduki niche pemproses bajet (di mana Celeron Tualatin pernah berada sebelum ini), Intel mengeluarkan Celeron berdasarkan Willamette 128 teras.
Teras Willamette 128 secara seni bina tidak berbeza dengan teras Pentium 4 Willamette. Organisasi cache dan algoritma operasinya tidak berubah, satu-satunya perbezaan ialah saiz - 128 KB cache peringkat kedua dan bukannya 256 KB dalam Pentium 4 Willamette asal.
Sememangnya, faktor bentuk Socket 478 juga telah dikekalkan, yang Intel merancang untuk digunakan untuk masa yang lama. Oleh itu, Intel memindahkan pemprosesnya ke satu platform, supaya semasa naik taraf seterusnya anda tidak perlu menukar papan induk bersama-sama dengan pemproses.
Pada 15 Mei 2002, pemproses pertama yang dipanggil Celeron muncul, dibina di atas Pentium 4, dengan frekuensi 1.7 GHz. Kemudian, pada 12 Jun 2002, versi 1.8 GHz muncul.
Celeron baharu, seperti dahulu, menggunakan bas sistem 100 MHz, walaupun kini dengan penghantaran 4 isyarat setiap jam. FSB 100 MHz empat kali ganda akhirnya menyelesaikan masalah Celeron lama kekurangan lebar jalur FSB.
Seperti Pentium 4 Willamette, Celeron baharu dibuat menggunakan 0.18 mikron. proses teknikal. Terdiri daripada 42 juta transistor. Tersedia dengan frekuensi 1.7 dan 1.8 GHz.
Teras seterusnya dan terakhir pemproses Celeron hari ini ialah Northwood (secara semula jadi dengan cache tahap kedua dipangkas kepada 128 KB). Pemproses pertama berdasarkan teras ini ialah Celeron 2.0 GHz, yang dikeluarkan pada 18 September 2002. Ia, seperti Celeron Willamette 128, mengulangi sepenuhnya ciri-ciri abangnya Pentium 4 Northwood, dengan pengecualian bas yang direka khusus untuk 400 MHz (4 * 100 MHz) dan cache tahap kedua sebanyak 128 KB.
Permohonan 0.13 mikron. Proses teknikal memberikan kelebihan kebolehlaluan jam yang baik.
XEON
Intel, 21 Mei 2001, meneruskan perjalanan membahagikan pemprosesnya, mengumumkan pemproses Xeon generasi akan datang, yang berasaskan teras Pentium 4 Willamette. Pemproses dipanggil dalam cara lama, Intel Xeon, dan tersedia dalam tiga varian: 1.4 GHz, 1.5 GHz dan 1.7 GHz. Teras pemproses hampir sama sepenuhnya dengan versi biasa (desktop) Pentium 4, kecuali butiran kecil. Ini bermakna Xeon baharu mempunyai segala-galanya yang dimiliki oleh Pentium 4 - kedua-dua kelebihan seni bina baharu dan keburukannya.
Model Xeon pertama dihasilkan menggunakan 0.18 mikron. proses teknikal, dengan teras yang hampir sama dengan Pentium 4 Willamette dan diberi nama kod Foster. Pemproses dihasilkan dengan kelajuan jam sehingga 2.0 GHz. Terdiri daripada 42 juta transistor.
Memori cache tahap 1, seperti semua pemproses barisan Pentium 4, dengan seni bina NetBurst, cache data 8 KB. Cache tahap kedua - 256 KB dengan pemindahan data yang dipertingkatkan (256 KB Cache Pemindahan Lanjutan). Sama seperti Pentium 4 Willamette, Xeon baharu menggunakan bas sistem 400 MHz (4 * 100 MHz) yang mengendalikan dua saluran memori secara serentak pada frekuensi 400 MHz.
Dari segi sejarah, barisan pemproses Intel Xeon (iaitu Pentium II Xeon, Pentium III Xeon) sentiasa menggunakan reka bentuk yang berbeza daripada versi pemproses konvensional. Walaupun pemproses Pentium II dan Pentium III dihasilkan dalam versi Slot1 242-pin, versi Xeon mereka menggunakan penyambung Slot-2 330-pin. Kebanyakan kaki tambahan digunakan untuk membekalkan kuasa tambahan kepada cip. Dengan dua megabait cache L2, Pentium III Xeon menggunakan lebih banyak kuasa daripada rakan sejawatannya 256 KB. Situasi yang sama berlaku dengan Xeon baharu. Walaupun pemproses Pentium 4 Willamette pertama menggunakan soket 423-pin, Xeon menggunakan antara muka 603-pin yang direka untuk digunakan dalam Socket 603. Pemproses hanya boleh beroperasi dalam konfigurasi tunggal atau dwi-pemproses.
Pada 9 Januari 2002, pemproses Xeon muncul, berdasarkan teras Northwood menggunakan 0.13 mikron. proses teknikal, dan dilengkapi dengan cache tahap kedua 512 KB. Nama kod teras ialah Prestonia. Ia berbeza daripada pendahulunya, Xeon Foster, hanya dalam cache yang lebih besar dan proses teknikal yang lebih maju. Pemproses beroperasi pada frekuensi dari 1.8 GHz hingga 3.0 GHz. Terdiri daripada 55 juta transistor. Pemproses dengan teras Prestonia kini menyokong Hyper-Threading buat kali pertama.
12 Mac 2002, pemproses MP Xeon dikeluarkan. Dihasilkan menggunakan 0.18 mikron. dan dilengkapi dengan cache L2 256 KB. Perbezaan utama daripada pemproses Xeon Foster ialah keupayaan untuk bekerja dalam sistem berbilang pemproses. Mereka beroperasi pada frekuensi dari 1.4 hingga 1.6 GHz. Pemproses ini juga menyokong teknologi Hyper-Threading.
Pada 4 November 2002, pemproses Xeon MP yang dihasilkan menggunakan 0.13 mikron muncul. proses teknikal. Pemproses ini, beroperasi pada frekuensi 1.5 GHz, 1.9 GHz dan 2.0 GHz, berbeza daripada Xeon Prestonia sesama mereka bukan sahaja dalam keupayaan untuk bekerja dalam konfigurasi berbilang pemproses, tetapi juga dengan kehadiran cache peringkat ketiga bersepadu 1 atau 2 MB dalam saiz. Terima kasih kepada ini, bilangan transistor yang membentuk pemproses meningkat kepada 108 juta.
Pada 18 November 2002, pemproses Xeon yang berjalan pada bas sistem 533 MHz (4 * 133 MHz) muncul. Pemproses ini dibuat pada teras Prestonia, menggunakan 0.13 mikron. proses teknikal dan terdiri daripada 108 juta transistor. Memori cache tahap kedua - 512 KB. Cache tahap ketiga 1 MB. Pemproses Xeon pada bas 533 MHz tersedia dengan frekuensi jam dari 2.0 GHz hingga 3.06 GHz (dikeluarkan pada 10 Mac 2003).

Struktur dalaman (seni bina mikro) pemproses Pentuim 4 berbeza dengan ketara daripada seni bina mikro model Pentium II, Pentium III dan Celeron sebelumnya. Bersama dengan microarchitecture, seni bina sistem yang dilaksanakan berdasarkannya juga telah berubah dengan ketara. Seni bina sistem baharu, menggunakan pemproses Pentuim 4 dan satu set cip Chipset 850 khusus yang dikeluarkan oleh Intel, memberikan peningkatan prestasi yang ketara - daripada 23 kepada 87% apabila menyelesaikan pelbagai kelas tugas. Pada tahun 2001, ia dirancang untuk meningkatkan pengeluaran Pentium 4 dengan cepat dan meningkatkan frekuensi jamnya kepada 2 GHz. Pada tahun 2002, Pentium 4 akan mengatasi Pentium III dalam jumlah pengeluaran, dan pemproses ini akan menjadi produk utama Intel.

Pembangunan seni bina IA-32 dalam keluarga Pentium

Seni bina umum pemproses menentukan set alat yang disediakan kepada pengguna untuk menyelesaikan pelbagai masalah. Seni bina ini menentukan sistem asas perintah pemproses dan kaedah pengalamatan yang dilaksanakan, satu set daftar yang boleh diakses perisian (model pendaftaran), mod operasi pemproses yang mungkin dan akses kepada memori dan peranti luaran (organisasi memori dan pelaksanaan pertukaran pada bas sistem) , cara pengendalian gangguan dan pengecualian.

Pemproses Pentium 4 melaksanakan seni bina IA-32 (Intel Architecture-32), biasa kepada semua mikropemproses Intel 32-bit bermula dengan i386. Dalam jadual 1 menunjukkan model pemproses utama yang menggunakan seni bina ini dan beberapa cirinya. Ambil perhatian bahawa model Pentium II Xeon dan Pentium III Xeon direka untuk berfungsi dalam sistem berbilang pemproses berprestasi tinggi (pelayan, stesen kerja). Untuk aplikasi yang sama, ia dirancang untuk mengeluarkan pada tahun 2001 pengubahsuaian pemproses Pentium 4 dengan sokongan untuk operasi berbilang pemproses (nama projek ialah Foster).

Jadual 1. Beberapa ciri pemproses seni bina IA-32

Model, permulaan pengeluaran	Bilangan transistor	Kekerapan jam, MHz	Saiz cache dalaman
i386, Oktober 1985	275 ribu	sehingga 40	Tidak
i486, April 1989	1.2 juta	sehingga 100	8 KB - arahan 8 KB - data
Pentium, Mac 1993	3.1 juta	sehingga 200	8 KB - arahan 8 KB - data
Pentium Pro, November 1995	5.5 juta	sehingga 200	8 KB - arahan 8 KB - data
Pentium MMX, Januari 1997	4.5 juta	sehingga 233	8 KB - arahan 8 KB - data
Pentium II, Mei 1997 (Xeon, Jun 1998)	7.5 juta	sehingga 450	16 KB - arahan 16 KB - data
Celeron, April 1998		sehingga 750	128 KB - dikongsi
Pentium III, Februari 1999 (Xeon, Mac 1999)	8.5 juta	sehingga 1000 (sehingga 700)	16 KB - arahan 16 KB - data
Pentium 4 November 2000 (Foster, 2001)	42 juta	sehingga 1500	256 KB - am 12 K - komunal mikro 8 KB - data

Sejarah seni bina IA-32 bermula lebih daripada 15 tahun, dan ciri utamanya diterangkan dengan lengkap dalam beberapa monograf (contohnya, dalam). Oleh itu, kami akan menghadkan diri kami kepada gambaran ringkas tentang mereka.

Semasa pembangunan IA-32, keupayaan memproses data yang dibentangkan dalam pelbagai format telah diperluaskan (Rajah 1). pemproses i386 hanya memproses operan integer. Untuk memproses nombor titik terapung, pemproses bersama i387 luaran yang disambungkan kepada mikropemproses telah digunakan. Pemproses i486 dan Pentium seterusnya termasuk unit FPU khas ( Unit Titik Terapung), yang menjalankan operasi pada nombor titik terapung. Pemproses Pentium MMX adalah yang pertama melaksanakan pemprosesan kelompok berbilang operan integer 1, 2, 4, atau 8 bait menggunakan satu arahan. Pemprosesan ini dipastikan dengan memperkenalkan blok MMX tambahan ( Sambungan Milti-Media- Sambungan Multimedia). Nama blok mencerminkan tumpuannya pada pemprosesan data video dan audio, apabila pelaksanaan serentak satu operasi pada beberapa operan boleh meningkatkan kelajuan pemprosesan imej dan isyarat audio dengan ketara. Bermula dengan model Pentium III, blok SSE diperkenalkan ke dalam pemproses ( Menstrim Sambungan SIMD- Sambungan SIMD penstriman) untuk pemprosesan kelompok nombor titik terapung.

nasi. 1. Evolusi seni bina IA-32

Oleh itu, jika model pertama pemproses Pentium hanya melakukan pemprosesan data operan demi operan mengikut prinsip "Satu arahan - Satu data" ( SISD - Arahan Tunggal – Data Tunggal), kemudian, bermula dengan pemproses Pentium MMX, pemprosesan kumpulan mereka juga dilaksanakan mengikut prinsip "Satu arahan - Banyak data" (SIMD - Arahan Tunggal – Berbilang Data).

Sehubungan itu, set daftar pemproses yang digunakan untuk penyimpanan data perantaraan dikembangkan (Rajah 2). Sebagai tambahan kepada daftar 32-bit untuk menyimpan operan integer, pemproses Pentium mengandungi daftar 80-bit yang menyediakan unit FPU dan MMX. Apabila FPU berjalan, mendaftar ST0-ST7 membentuk tindanan cincin yang menyimpan nombor titik terapung yang diwakili dalam format ketepatan lanjutan (80 bit). Apabila melaksanakan operasi MMX, ia digunakan sebagai daftar 64-bit MM0-MM7, di mana beberapa operan boleh disimpan (8 8-bit, 4 16-bit, 2 32-bit atau satu 64-bit), di mana input diterima oleh pemproses secara serentak dilaksanakan perintah (aritmetik, logik, anjakan dan beberapa yang lain).

nasi. 2. Daftar penyimpanan data dalam pemproses Pentium

Blok SSE-2, yang diperkenalkan ke dalam pemproses Pentium 4, dengan ketara mengembangkan keupayaan memproses berbilang operan menggunakan prinsip SIMD, berbanding dengan blok SSE dalam model Pentium III. Blok ini melaksanakan 144 arahan baharu yang menyediakan pelaksanaan operasi serentak pada beberapa operan, yang terletak dalam ingatan dan dalam daftar 128-bit XMM0-XMM7. Daftar boleh menyimpan dan pada masa yang sama memproses 2 nombor titik terapung dalam format ketepatan berganda (64 bit) atau 4 nombor dalam format ketepatan tunggal (32 bit). Blok ini juga boleh memproses operan integer secara serentak: 16 8-bit, 8 16-bit, 4 32-bit atau 2 64-bit. Akibatnya, prestasi pemproses Pentium 4 apabila melakukan operasi sedemikian adalah dua kali lebih tinggi daripada Pentium III.

Operasi SSE-2 boleh meningkatkan kecekapan pemproses dengan ketara apabila melaksanakan grafik tiga dimensi dan aplikasi Internet, menyediakan pemampatan dan pengekodan data audio dan video, dan dalam beberapa aplikasi lain.

Pengenalan kumpulan besar arahan SSE-2 adalah ciri utama seni bina IA-32 yang dilaksanakan dalam Pentium 4. Bagi set arahan asas dan kaedah pengalamatan operan yang digunakan, ia hampir sepenuhnya bertepatan dengan set arahan dan kaedah pengalamatan dalam model Pentium sebelumnya. Pemproses menyediakan mod operasi sebenar dan dilindungi, melaksanakan organisasi memori segmen dan halaman. Oleh itu, pengguna berurusan dengan set daftar dan kaedah pengalamatan yang terkenal, boleh bekerja dengan sistem arahan asas dan pilihan pelaksanaan yang terkenal untuk gangguan dan pengecualian yang tipikal untuk semua model keluarga Pentium.

Seni bina mikro pemproses Pentium 4

Ciri utama pemproses Pentium 4 adalah berkaitan dengan seni bina mikronya. Arkitek mikro pemproses menentukan pelaksanaan struktur dalamannya, prinsip untuk melaksanakan arahan masuk, kaedah meletakkan dan memproses data. Seperti yang diumumkan oleh Intel, seni bina mikro baharu pemproses Pentium 4, dipanggil NetBurst (rangkaian paket), tertumpu pada kerja yang cekap dengan aplikasi Internet. Perlu diingatkan bahawa microarchitecture NetBurst melaksanakan banyak prinsip yang digunakan dalam model Pentium III sebelumnya (P6 microarchitecture). Ciri ciri seni bina mikro ini ialah:

Struktur Harvard dengan pengasingan arahan dan aliran data;
seni bina superscalar, yang memastikan pelaksanaan serentak beberapa arahan dalam peranti operasi selari;
menukar urutan arahan secara dinamik (melaksanakan arahan lebih awal daripada masa - pelaksanaan spekulatif);
pelaksanaan arahan saluran paip;
ramalan arah percabangan.

Pelaksanaan praktikal prinsip-prinsip ini dalam struktur pemproses Pentium 4 mempunyai beberapa ciri penting (Rajah 3).

nasi. 3. Struktur am Pentium 4

Struktur dalaman Harvard dilaksanakan dengan memisahkan arahan dan aliran data yang datang daripada bas sistem melalui unit antara muka luaran dan cache 256 KB Tahap 2 (L2) dikongsi yang terletak pada cip pemproses. Peletakan ini membolehkan anda mengurangkan masa mengambil arahan dan data berbanding Pentuim III, di mana memori cache ini terletak pada cip berasingan yang dipasang dalam perumah biasa (kartrij) dengan pemproses.

Blok antara muka luaran melaksanakan pertukaran pemproses dengan bas sistem, yang mana memori, pengawal input/output dan peranti sistem aktif lain disambungkan. Pertukaran pada bas sistem dijalankan menggunakan bas data dwiarah 64-bit, bas alamat 41-bit (33 baris alamat A35-3 dan 8 baris pemilihan bait BE7-0#), menyediakan pengalamatan sehingga 64 GB memori luaran .

Penyahkod arahan berfungsi bersama-sama dengan memori program mikro, membentuk urutan perintah mikro yang memastikan pelaksanaan arahan masuk. Arahan yang dinyahkod dimuatkan ke dalam cache arahan mikro, dari mana ia diambil untuk dilaksanakan. Memori cache boleh menyimpan sehingga 12,000 arahan mikro. Selepas mengisinya, hampir semua arahan akan disimpan di dalamnya dalam bentuk yang dinyahkod. Oleh itu, apabila arahan seterusnya tiba, blok pengesanan memilih daripada memori cache ini arahan mikro yang diperlukan untuk memastikan pelaksanaannya. Jika perintah cawangan bersyarat (cawangan program) muncul dalam aliran arahan, maka mekanisme ramalan cawangan diaktifkan, yang menjana alamat arahan yang dipilih seterusnya sebelum syarat untuk melaksanakan cawangan ditentukan.

Selepas aliran arahan mikro dibentuk, daftar yang diperlukan untuk melaksanakan arahan yang dinyahkod diperuntukkan. Prosedur ini dilaksanakan oleh blok peruntukan daftar, yang memperuntukkan untuk setiap daftar logik yang dinyatakan dalam arahan (daftar operan integer EAX, ECX dan lain-lain, daftar operan titik terapung ST0-ST7 atau daftar blok MMX, SSE, Rajah 2) satu daripada 128 daftar fizikal , termasuk dalam blok daftar gantian (BRB).

Prosedur ini membenarkan arahan yang menggunakan daftar logik yang sama dilaksanakan secara serentak atau dalam susunan berselang-seli.

Arahan mikro yang dipilih diletakkan dalam baris gilir arahan mikro. Ia mengandungi arahan mikro yang melaksanakan pelaksanaan 126 arahan yang diterima dan dinyahkod, yang kemudiannya dihantar ke peranti eksekutif apabila operan sedia. Ambil perhatian bahawa dalam pemproses Pentium III, arahan mikro untuk 40 arahan masuk berada dalam baris gilir. Peningkatan ketara dalam bilangan arahan dalam baris gilir membolehkan anda mengatur aliran pelaksanaannya dengan lebih cekap dengan menukar urutan pelaksanaan perintah dan menyerlahkan arahan yang boleh dilaksanakan secara selari. Fungsi ini dilaksanakan oleh unit pengedaran microcommand. Ia memilih arahan mikro daripada baris gilir bukan mengikut urutan ketibaan mereka, tetapi kerana operan dan penggerak yang sepadan sudah sedia. Akibatnya, arahan yang diterima kemudian boleh dilaksanakan sebelum arahan yang dipilih sebelum ini. Dalam kes ini, pelaksanaan serentak beberapa perintah mikro (arahan) direalisasikan dalam peranti operasi selari. Oleh itu, susunan perintah semula jadi terganggu untuk memastikan beban penggerak selari yang lebih lengkap dan meningkatkan prestasi pemproses.

Seni bina superscalar dilaksanakan dengan mengatur teras eksekutif pemproses dalam bentuk beberapa blok kerja selari. Unit aritmetik-logik ALU memproses operan integer yang datang daripada daftar BRZ yang ditentukan. Hasil operasi juga dimasukkan ke dalam daftar ini. Pada masa yang sama, keadaan cawangan untuk arahan lompat bersyarat juga disemak dan isyarat tambah nilai saluran paip arahan dikeluarkan sekiranya cawangan yang diramalkan tidak betul. Teras eksekutif beroperasi pada kelajuan operasi yang meningkat. Sebagai contoh, arahan mikro untuk menambah operan integer pada kelajuan jam pemproses 1.5 MHz dilaksanakan dalam hanya 0.36 ns.

Alamat operan yang diambil daripada memori dikira oleh unit penjanaan alamat (AFU), yang berantara muka dengan cache data L1 8 KB. Selaras dengan kaedah pengalamatan yang dinyatakan dalam arahan yang dinyahkodkan, 48 alamat dibentuk untuk memuatkan operan dari memori ke dalam daftar BRZ dan 24 alamat untuk menulis dari daftar ke dalam memori (dalam Pentium III, 16 alamat dibentuk untuk memuatkan daftar dan 12 alamat untuk menulis ke dalam ingatan). Dalam kes ini, BFA menjana alamat operan untuk arahan yang belum diterima untuk pelaksanaan. Apabila mengakses memori, BFA secara serentak mengeluarkan alamat dua operan: satu untuk memuatkan operan ke dalam daftar BRZ tertentu, yang kedua untuk menghantar hasil daripada BRZ ke memori. Dengan cara ini, prosedur dilaksanakan untuk bacaan awal data untuk pemprosesan seterusnya dalam unit pelaksanaan, yang dipanggil pensampelan spekulatif.

Operasi selari blok SSE, FPU, MMX disusun dengan cara yang sama, yang menggunakan set daftar berasingan dan blok untuk menjana alamat operan.

Apabila operan diambil daripada memori, cache data (L1) diakses, yang mempunyai port baca dan tulis yang berasingan. Dalam satu kitaran jam, operan untuk dua arahan diambil. Masa capaian untuk memori cache ini ialah 1.42 ns pada frekuensi jam 1.5 GHz, iaitu 2.1 kali lebih cepat daripada semasa mengakses cache data dalam pemproses Pentium III yang beroperasi pada 1.0 GHz.

Apabila membentuk alamat, akses kepada segmen memori tertentu dipastikan. Setiap segmen boleh dibahagikan kepada halaman yang terletak di lokasi yang berbeza dalam ruang alamat. Blok terjemahan alamat menyediakan pembentukan alamat fizikal bagi arahan dan data menggunakan organisasi memori berhalaman. Untuk mengurangkan masa terjemahan, memori penimbal dalaman digunakan, yang menyimpan alamat asas halaman yang paling kerap digunakan.

Pentuim 4 menggunakan teknologi pelaksanaan arahan hyperpipeline, di mana bilangan peringkat saluran paip mencapai 20 (dalam Pentium - 5 peringkat, dalam Pentium III - 11). Oleh itu, sehingga 20 arahan boleh dalam proses pelaksanaan pada masa yang sama, terletak pada peringkat (peringkat) yang berbeza pelaksanaannya.

Kecekapan saluran paip dikurangkan dengan mendadak kerana keperluan untuk memuat semulanya apabila melaksanakan cawangan bersyarat, apabila perlu untuk mengosongkan semua peringkat sebelumnya dan memilih arahan dari cawangan lain program. Untuk mengurangkan kehilangan masa yang berkaitan dengan memuat semula saluran paip, blok ramalan cawangan digunakan. Bahagian utamanya ialah memori bersekutu yang dipanggil penampan sasaran cawangan (BTB), yang menyimpan 4092 alamat peralihan yang dilaksanakan sebelum ini. Ambil perhatian bahawa BTB pemproses Pentium III menyimpan alamat hanya 512 peralihan. Selain itu, BTB mengandungi bit sejarah cawangan yang menunjukkan sama ada cawangan telah dilaksanakan pada sampel arahan sebelumnya. Apabila arahan lompat bersyarat seterusnya diterima, alamat yang dinyatakan di dalamnya dibandingkan dengan kandungan BTB. Jika alamat ini tidak terkandung dalam BTB, iaitu, tiada peralihan sebelumnya ke alamat ini, maka ketiadaan cawangan diramalkan. Dalam kes ini, pengambilan dan penyahkodan arahan berikutan arahan lompat diteruskan. Jika alamat peralihan yang dinyatakan dalam arahan sepadan dengan mana-mana alamat yang disimpan dalam BTB, sejarah dianalisis. Semasa proses analisis, arah percabangan yang paling kerap dilaksanakan ditentukan, dan peralihan berselang-seli juga dikenal pasti. Jika cawangan diramalkan untuk dilaksanakan, maka arahan yang terletak di alamat yang diramalkan dipilih dan dimuatkan ke dalam saluran paip. Unit ramalan cawangan lanjutan yang digunakan dalam Pentuim 4 memberikan peluang 90% untuk ramalan yang betul. Ini secara mendadak mengurangkan bilangan saluran paip dimulakan semula apabila cawangan diramalkan secara tidak betul.

Pelaksanaan mikroarkitektur

Perubahan ketara dalam seni bina mikro dan peningkatan prestasi yang dilaksanakan dalam Pentium 4 memerlukan pengenalan perkakasan tambahan. Terdapat 42 juta transistor pada cip pemproses (Pentium III mengandungi 8.5 juta transistor, tidak termasuk cache tahap 2 yang terletak pada cip berasingan). Pada masa ini, Pentium 4 dihasilkan menggunakan teknologi CMOS dengan resolusi 0.18 mikron. Model Pentium 4 yang tersedia mempunyai kelajuan jam maksimum 1.4 dan 1.5 GHz dan ditempatkan dalam pakej PPGA (Plastic Pin Grid Array) 423-pin. Pada tahun 2001, Intel merancang untuk beralih kepada teknologi pembuatan 0.13-μm menggunakan sistem sambung tembaga 6-lapisan. Pada masa yang sama, kekerapan jam pemproses Pentium 4 akan ditingkatkan kepada 2 GHz dan lebih tinggi.

Seni bina sistem berasaskan Pentium 4

Pelaksanaan praktikal keupayaan potensi pemproses Pentium 4 dipastikan dengan menggunakan satu set cip khusus yang diperlukan untuk membina sistem digital untuk pelbagai tujuan berdasarkannya. Untuk melaksanakan sistem berdasarkan Pentium 4, Intel mengeluarkan chipset Chipset 850, yang merangkumi:

hab pengawal memori MCH (Hab Pengawal Memori) jenis Intel 82850;
hab pengawal untuk peranti input/output ICH2 (Hab Pengawal I/O) jenis Intel 82801BA;
pengawal mikrokod FWH (FirmWare Hub) jenis Intel 82802AB.

Seni bina tipikal sistem yang dilaksanakan pada pemproses Pentium 4 menggunakan Chipset 850 ditunjukkan dalam Rajah. 4. Ciri utama seni bina ini ialah penggunaan bas sistem FSB baharu, yang menyediakan pertukaran pada kelajuan 3.2 GB/s, yang sepadan dengan frekuensi pemindahan data 400 MHz. Kelajuan ini direalisasikan dengan menggunakan memori RDRAM dwi-saluran ultra-pantas baharu dan hab pengawal MCH, yang menyediakan 4 saluran pertukaran dengan memori jenis ini.

nasi. 4. Seni bina biasa sistem berdasarkan Pentium 4

Pengawal MCH bertukar dengan RAM jenis RAMBUS Langsung dengan kapasiti 128 MB (volume minimum yang dibenarkan) kepada 2 GB menggunakan saluran dwi. Memori dilaksanakan berdasarkan cip memori RDRAM dwi saluran berkelajuan tinggi jenis PC800 atau PC600, yang dihasilkan oleh RAMBUS. Oleh itu, akses umum kepada RAM dijalankan menggunakan empat saluran pertukaran. Dengan frekuensi jam saluran 100 MHz, jumlah kadar pertukaran yang bersamaan dengan 400 MHz disediakan, iaitu 3 kali lebih tinggi daripada papan induk moden terpantas yang beroperasi pada 133 MHz.

Apabila menggunakan cip memori jenis RDRAM dalam sistem, masalah mungkin timbul yang dikaitkan dengan kos yang tinggi dan kesukaran tertentu dalam bekalannya. Oleh itu, pilihan untuk menggunakan jenis cip memori dinamik berkelajuan tinggi lain yang dihasilkan oleh NEC, Toshiba, Samsung, Hyndai dan Infineon sedang dibangunkan.

Pengawal MCH juga disambungkan kepada penyambung AGP4X universal, digunakan untuk komunikasi dengan penyesuai grafik pada kadar pemindahan data lebih daripada 1 GB/s.

Pengawal ICH2 digunakan untuk menyambungkan pelbagai peranti luaran menggunakan antara muka ULTRA ATA/66/100. Antara muka ini melaksanakan pertukaran dengan cakera keras pada kelajuan 66 atau 100 MB/s. ICH2 juga membenarkan peranti luaran mengakses memori secara terus pada 33 MB/s menggunakan antara muka ULTRA DMA/33. Pengawal digunakan untuk menyambungkan port bersiri dengan bas USB, berkomunikasi dengan rangkaian tempatan Ethernet dan pertukaran selari melalui bas PCI. Adalah mungkin untuk melaksanakan saluran untuk menghantar data audio.

Untuk mencipta sistem berdasarkan Pentim 4, Intel menghasilkan papan sistem (“ibu”) jenis D850GB. Mikropemproses dan litar mikro lain yang diperlukan dipasang pada papan berukuran 30.5 x 24.4 cm2; terdapat 4 penyambung untuk menyambungkan modul memori RIMM RDRAM. Papan ini juga menempatkan memori kilat 4 Mbit yang menyimpan sistem input/output BIOS, 5 slot bas PCI dan 2 pengawal bas bersiri USB yang menyediakan 4 port USB. Di samping itu, terdapat port untuk menyambungkan papan kekunci dan tetikus, 2 antara muka untuk menyambungkan cakera keras dan satu untuk pemacu liut, satu port bersiri (COM) dan satu selari (LPT).

Pengeluar komputer peribadi terkemuka: Compaq, Dell, IBM, Hewlett-Packard, Acer, Siemens, Fujitsu, Toshiba, NEC dan beberapa yang lain telah mula menghantar model komputer baharu berdasarkan pemproses Pentium 4. Diandaikan bahawa kos purata ini komputer pada penghujung separuh pertama tahun 2001 akan turun kepada $1,600.

Bidang aplikasi dan peningkatan prestasi yang boleh direalisasikan

Kawasan aplikasi utama untuk pemproses Pentium 4 ialah komputer peribadi desktop berprestasi tinggi (PC desktop). Pemproses Pentium 4 tidak menyokong pelaksanaan berbilang pemproses yang disediakan oleh pemproses Pentium III Xeon. Pada tahun 2001, Intel merancang untuk memulakan pengeluaran pemproses Foster, yang merupakan pengubahsuaian Pentium 4 yang direka untuk berfungsi dalam sistem berbilang pemproses. Pemproses Foster akan digunakan dalam pelayan dan stesen kerja.

Pemproses yang akan dihasilkan oleh Intel pada tahun 2001 tertumpu pada aplikasi yang disenaraikan dalam jadual. 2.

Jadual 2. Bidang aplikasi pemproses INTEL yang menjanjikan

Pemproses Itanium 64-bit baharu, yang seni binanya pada asasnya berbeza daripada seni bina IA-32 yang digunakan dalam keluarga Pentium, akan digunakan dalam pelayan dan stesen kerja berprestasi tinggi. Dalam bidang komputer peribadi, pemproses Pentium 4 akan menggantikan Pentium III secara beransur-ansur. Pemproses Foster akan menggantikan Pentium III Xeon dalam pelayan dan stesen kerja jarak pertengahan. Pemproses Celeron akan mengekalkan kedudukan dominan mereka dalam komputer peribadi untuk pengguna massa.

Kelebihan utama pemproses Pentium 4, berbanding model Pentium III sebelumnya, adalah peningkatan prestasi yang ketara apabila melaksanakan pelbagai aplikasi. Dalam jadual Jadual 3 menunjukkan keputusan ujian prestasi komputer berdasarkan Pentium 4 (frekuensi jam 1.5 GHz, frekuensi bas sistem 400 MHz) dan Pentium III (frekuensi jam 1.0 GHz, frekuensi bas sistem 133 MHz). Data yang diberikan terkandung dalam bahan yang dibentangkan oleh Intel pada pembentangan pemproses Pentium 4 di Moscow pada November 2000. Dalam jadual Jadual 3 menunjukkan atur cara yang digunakan untuk membandingkan prestasi untuk pelbagai aplikasi.

Jadual 3. Keputusan ujian perbandingan pemproses Pentium III dan Pentium 4

Jenis permohonan	Peningkatan produktiviti
Pemprosesan Integer (SPECint2000)	23%
Pemprosesan titik terapung (SPECfp2000)	79%
Pengekodan audio (eJay MP3 Plus 1.3)	25%
Bekerja di Internet (WebMark2001)	23%
Pengecaman pertuturan (Dragon Naturally Speaking, diutamakan 4.0)	27%
Pengekodan aliran video (Media Encjder 7.0) (Video 2000 MPEG-2)	45% 26%
Pemprosesan video (ULead VideoStudio 4.0) (Adobe Premier 5.1 dengan LSX-MPEG)	45% 26%
permainan 3D (Demo2 Arena Gempa III)	44%
Grafik 3D (3D WinBench 2000)	32%

Data yang dibentangkan menunjukkan bahawa keuntungan terbesar dicapai apabila menggunakan Pentium 4 untuk memproses data video, melaksanakan grafik tiga dimensi dan melakukan operasi pada nombor titik terapung.

kesusasteraan

Shagurin I.I. Pentium 4 - peringkat baharu dalam pembangunan teknologi mikropemproses // Chip News. - 2000. - No. 9. - P. 18–20.
Shagurin I.I., Berdyshev E.M. Pemproses keluarga P6 - Pentium II, Pentium III, Celeron dan lain-lain. Seni bina, pengaturcaraan, antara muka. - M.: Talian Utama – Telekom. - 2000. - 248 hlm.