Микропроцессорная техника: Учебное пособие, страница 6

Для массового рынка персональных компьютеров офисного или домашнего использования с 1998 г. стал выпускаться упрощенный вариант МП Pentium II - МП Celeron. Эти МП имели такие же характеристики по f,  и технологии производства, как и МП Pentium II, но не имели внутренней памяти кэш L2, или имели ее в уменьшенном объеме. Кроме того, разрядность шины адреса сокращена с 36 до 32, т.е. максимально адресуемая память уменьшилась снова до 4 Гбайт. Это  позволило существенно увеличить процент выхода годных микросхем МП и почти в три раза уменьшить их стоимость.

В 1999г. на рынке появился МП PentiumIII. Он также выпускался во многих модификациях (с ядрами Katmai, Xeon, Tanner, Coppermine и др.). Основные характеристики его следующие: f= 450 МГц …1,13 ГГц; максимально адресуемое ОЗУ = 64 Гбайта; число используемых конвейеров -3 (два для целочисленных вычислений и один для операций с плавающей запятой); ступеней конвейера – 10; N = 9,5…28 миллионов транзисторов; технология – 0,25, 0,18 и 0,13 мкм.    Различные модификации МП Pentium III, размещались как в картриджах с отдельным кристаллом для кэш L2 подобно Pentium II, так и в обычном корпусе, вставляемым в разъем типа Socket, при размещении и CPU и кэш L2 на едином кристалле.

Особенностью процессоров Pentium III является.

 1) Введение расширенного набора инструкций, который получил название ММХ2. Он включал в себя дополнительно 70 команд для SIMD использования, причем 50 из них приходится на команды для оптимизации операций с плавающей запятой (одной командой обрабатываются до 4 арифметических действий). Этот расширенный набор инструкций был  чрезвычайно важен для трехмерных игр, 3-х мерных пейзажей со сложными тенями, перевода устных фраз в текстовую фразу и др. Использование этого расширенного набора команд SIMD получило название технологии SSE(Streaming SIMD Extension – потоковые расширения SIMD).

2) Для того, чтобы освободить регистры FPU при использовании SIMD команд, в МП Pentium III, введены дополнительно восемь 128-разрядных регистров  специально для выполнения инструкций SIMD-FP.

В 2000 г. поступил в продажу МП новый тип МП Celeron (в некоторых публикациях именуемый Celeron II), который  при сравнительной дешевизне имел характеристики мало уступающие Pentium III. Следует отметить, что такие  недорогие процессоры для ПК обычно строились на базе High-End процессоров, но отличались от последних пониженной тактовой частотой ядра и системной шины, а также «урезанным» КЭШем L2. Особенностью такого рода процессоров фирмы Intel является то, что все они выпускались  под названием Celeron.. Если обобщить характеристики всех, выпущенных МП типа Celeron к 2003 году, начиная с 2000 года, то получим следующие данные:

f= 560 МГц…2,2  ГГц; максимально адресуемое ОЗУ = 64 Гбайт; N = до 20 миллионов транзисторов; технология – 0,18…0,13 мкм; Uпит = 1,7…1,475 В; тепловыделение 17,9…29,9 Вт; кэш L1 = 32 Кбайт (16+16); кэш L2 = 128…512 Кбайт; используется технология SIMD (70 команд и больше).

          В конце 2000 г. на рынке появился МП Pentium 4.  Он был разработан по новой микроархитектуре,  получившей название NetBurst.  Сразу же отметим, что только до апреля 2003 г. было выпущено 53 различных моделей этого процессора. Различались эти модели не только частотой, но и типом корпуса, технологическим процессом производства, напряжением питания ядра процессора, мощностью тепловыделения, максимальной температурой корпуса и степпингом (версией). Корпуса, в котором выпускались Pentium 4, имеют название: FC-PGA2 478 и LGA 775 (у МП Pentium 4 Extreme Edition). Тактовые частоты его различных моделей лежат в диапазоне 1,3…3,46 ГГц, хотя еще в конце 2002 г. на конференции в г. Сан–Хозе корпорация Intel продемонстрировала МП Pentium 4 с тактовой частотой 4,1 ГГц. Эффективная частота системной шины FSB (Front Side Bus) этого МП = 400, 533, 800, 1066 МГц.  Технологический процесс – 0,18 (ядро Willamette), 0,13 мкм (ядро – Northwood) и 0,09мкм (ядро Prescott).  Ядро процессора Pentium 4 может иметь степпинг (версию) B0, B2, C1, D0, DP и E1. Степпингом определяется и напряжение питания ядра процессора, и тепловыделение, и максимальная температура процессора. N - от 55 до 169 миллионов транзисторов. Uпит ядра = 1,7…1,5 В. Тепловыделение - от 82 до 130 Вт. Кэш L1: - для команд 12000 декодированных инструкций, для данных 8 Кбайт. Кэш L2 – 256 Кбайт. (У Pentium 4 Extreme Edition имеется еще и Кэш L3 – 2 Мбайт).

Дополнительные особенности МП Pentium 4 следующие.

1) Число конвейеров доведено до 6 (4 для целочисленных вычислений и 2 для операций с плавающей запятой).

1)  Использована, так называемая гиперконвейерная технология (20 ступеней  конвейера, а с ядром Prescott даже 31 ступень).

2)  Введены дополнительно 144 дополнительные инструкции Streaming      SIMD Extension, после чего эта технология получила название SSE2. Как известно, SSE – инструкции позволяют за один такт обработать до  четырех чисел типа Float (числа с плавающей запятой с одинарной точностью), но не могут работать с числами типа Double. А в наборе инструкций SSE2 появилась возможность обработать за один такт до двух чисел типа double.

        3)  Эффективная частота системной шины (FSB) была доведена до 800 МГц,   при физической частоте – 200 МГц (технология Quard Pumping – 4 блока

данных за один такт). А в МП Pentium 4 Extreme Edition – до 1066 МГц при физической частоте – 266 МГц.