Процессоры компании Intel

4.3. Процессоры компании Intel

Pentium - первые процессоры семейства Р5 (март 1993г.). Тогда Intel, чтобы не повторить ошибки с i486, решила дать своему изделию имя, которое впоследствии стало нарицательным. Первое поколение Pentium носило кодовое имя Р5, а также J80501, напряжение питания было 5в, расположение выводов – “матрица”, тактовые частоты - 60 и 66МГц, технология изготовления - 0,80-микронная, частота шины равна частоте ядра. Выпускались в конструктиве под Socket 4.

Развитием этого семейства стал Р54, он же J80502, напряжение питания ядра было снижено с 5в до 3,3в, расположение выводов – “шахматная матрица”, технология - 0,50 мкм, а затем 0,35 мкм. Тактовая частота ядра - 75-200МГц, шины - 50, 60, 66МГц. Объем кэш-памяти L1 - 16Кбайт. Впервые она была разделена - 8 Кбайт на данные и 8 Кбайт на инструкции. Разъем Socket-7. Архитектура IA32, набор команд не менялся со времен процессоров i386.

Pentium MMX (P55, январь 1997 г.) стали следующими процессорами фирмы Intel. Добавился новый набор из 57 команд ММХ. Технология - 0,35 мкм. Напряжение питания ядра уменьшилось до 2,8 В. Процессоры потребовали изменения в архитектуре материнских плат, так как двойное электропитание потребовало установки дополнительного стабилизатора напряжения. Объем кэш-памяти L1 был увеличен в два раза и составил 32 Кбайта. Внутренняя тактовая частота - 166-233МГц, частота шины - 66МГц. Рассчитаны на Socket-7. Стали последними в линейке процессоров Pentium для компьютеров Desktop.

TiMamook - кодовое наименование ядра процессоров Pentium, созданных в январе 1997г. Он предназначен для применения в портативных компьютерах. Технология - 0,25 мкм. Отличаются пониженным напряжением ядра и рассеиваемой мощности. Кэш память L-1 2Кбайта, набор команд ММХ. Тактовые частоты от 133 до 266МГц с частотой шины 60÷66МГц. Тип упаковки - TCP и ММС. Существуют переходники для установки Tillamook в гнездо Super-7.

Pentium Pro - первые процессоры шестого поколения, выпущенные в ноябре 1995г. Впервые применена кэш-память L-2, объединенная в одном корпусе с ядром и работающая на частоте ядра процессора. Процессоры имели очень высокую себестоимость изготовления. Выпускались сначала по технологии 0,50мкм, а затем по 0,35мкм, что позволило увеличить объем кэш-памяти L-2 с 256 до 512, 1024 и 2048Кбайт. Тактовая частота - от 150 до 200МГц. Частота шины - 60 и 66МГц. Кэш-память L-1 - 16Кбайт. Разъем Socket-8. Поддерживали все инструкции процессоров Pentium, a также ряд новых инструкций (cmov, fcomi и т.д.). В архитектуру была введена двойная независимая шина (DIB). Архитектура Pentium Pro значительно опередила свое время.

Pentium II/III - семейство Р6/6х86, первые представители появились в мае 1997г. . Семейство этих процессоров объединяет под общим именем процессоры, предназначенные для разных сегментов рынка: Pentium-II (Klamath, Deschutes, Katmai)

- для массового рынка ПК среднего уровня, Celeron (Covington, Mendocino, Dixon и т.д.)

- для недорогих компьютеров, Xeon (Xeon, Tanner, Cascades и т.д.) - для высокопроизводительных серверов и рабочих станций. Имеет модификации для Slot-1, Slot-2, Socket-370, а также соответствующие варианты для мобильных компьютеров.

Рекомендуемые материалы

Klamath - наименование ядра первых процессоров линейки Pentium II (январь 1997 г.). Технология - 0,35мкм. Тактовые частоты ядра - 233÷300МГц. Частота шины - 66МГц, кэш-память L-1 32Кбайт, кэш-память L-2 512Кбайт. Последняя для снижения стоимости процессора размещена на процессорной плате и работает на половине частоты ядра процессора. Дополнен ММХ-блоком. Питание ядра - 2,8в, конструктив картридж SECC, разъем – Slot-1.

Deschutes - наименование ядра (январь 1998г.) процессоров линейки Pentium-II, сменившего Klamath. Технология - 0,25мкм, питание ядра - 2,0в. Тактовая частота - 266÷450МГц, частота шины - 66, 100МГц, кэш-память L-1 32Кбайта, кэш-память L-2, 512 Кбайт размещенная на плате процессора, разъем Slot-1. Конструктив картридж SECC, который в старших моделях был сменен на SECC2 (кэш с одной стороны от ядра, а не с двух, как в стандартном Deschutes; измененное крепление кулера).

Tonga - одно из кодовых наименований мобильных процессоров Pentium-II Mobile Pentium-II. Построен на 0,25мкм ядре Deschutes. Впервые появился в апреле 1998г. Тактовая частота ядра - 233÷300МГц, шины - 66МГц. Выпускался в конструктиве Mini Cartridge Connector и Mobile Module Connector 1 и 2 (MMC-1 и 2).

Katmai - наименование ядра (сентябрь 1999г.) процессоров Pentium-III, пришедшего на смену Deschutes. Добавлен блок SSE (Streaming SIMD Extensions), расширен набор команд ММХ, усовершенствован механизм потокового доступа к памяти. Техпроцесс 0,25мкм, тактовая частота - 450÷600МГц, кэш-память L-2, 512Кбайт, размещенная на процессорной плате. Разъем Slot-1. Частота шины 100МГц, но в связи с задержкой Coppermine были выпущены модели 533÷600МГц, рассчитанные на частоту шины процессора 133МГц.

Celeron - семейство процессоров, ориентированных на массовый рынок недорогих компьютеров. В это семейство входят модели, созданные на основе архитектур Covington, Mendocino, Dixon, Coppermine. Впервые появились в апреле 1998 г. Выпускались вначале для Slot 1, в дальнейшем - для Socket 370.

Covington - первые варианты процессоров (апрель 1998г.) линейки Celeron. Построены на ядре Deschutes. Технология - 0,25мкм. Тактовая частота - 266÷300МГц, частота шины - 66МГц, кэш L-1 32Кбайта. Для уменьшения себестоимости процессоры выпускались без кэш-памяти второго уровня и защитного картриджа. Питание ядра - 2,0в. Интерфейс - облегченный Slot-1, конструктив - SEPP (Single Edge Pin Package). Процессоры характеризовались сравнительно низкой производительностью, но, благодаря отсутствию кэш-памяти L-2, отличались высокой устойчивостью работы в режимах разгона.

Mendocino - наименование ядра (август 1998г.) процессоров линейки Celeron. Имеет кэш-память L-2 объемом 128Кбайт, интегрированную в кристалл процессора и работающую на частоте ядра, благодаря чему обеспечивается высокая производительность. Тактовая частота - 300÷533МГц, частота шины - 66МГц. Учитывая, что на рынке уже существовал процессор с частотой 300МГц, первая модель процессора, созданная на основе ядра Mendocino и имевшая ту же частоту, получила наименование Celeron-300A. Технология - 0,25мкм. Питание ядра - 2.0в. Первоначальный форм-фактор Slot-1 300÷433МГц, постепенно был вытеснен Socket 370 300÷533МГц.

Dixon - наименование ядра, а также кодовое имя процессоров, ориентированных на применение в портативных компьютерах. Технология - 0,25мкм, в дальнейшем - 0,18мкм. Объем кэш-памяти первого уровня - 32Кбайта. Как и в Mendocino, кэш-память L-2 расположена на чипе, однако ее объем увеличен до 256Кбайт. Тактовая частота - 300÷500МГц, частота шины - 66МГц. Официальная классификация - мобильные процессоры Pentium-II.

Coppermine - наименование ядра процессоров Pentium-III и Celeron. Технология - 0,18мкм. Характеризуется наличием интегрированных на чипах процессоров 256Кбайт кэш-памяти L-2 для Pentium-III и 128Кбайт - для Celeron. Частота - от 533МГц и выше. Наряду с FSB100МГц версиями Pentium-III выпущены и варианты FSB133МГц. Последние процессоры, рассчитанные на Slot-1, постепенно были вытеснены изделиями в конструктиве FC.PGA-370, рассчитанными на разъем Socket-370. Частота шины для процессоров Celeron - 66МГц, а начиная с модели Celeron-800 100МГц. Напряжение питания ядра - от 1,5в до 1,7в.

Coppermine Т - наименование ядра процессоров Pentium-III и Celeron. Является переходной ступенью от ядра архитектуры Coppermine к ядру архитектуры Tualatin. Создан по технологии 0,18мкм. Ориентирован на работу с чипсетами, поддерживающими процессоры с ядром Tualatin.

Tualatin-256K - кодовое наименование ядра и процессоров Socket-370 Pentium-III, сделанных по 0,13мкм техпроцессу. Это последние Pentium-III. Отличаются от Coppermine более совершенными архитектурой и технологией производства. Характеризуются пониженным напряжением питания и меньшим энергопотреблением. Рабочая частота моделей для Desktop с FSB 100МГц – 1.0, 1.1ГГц, а с FSB 133МГц - 1,13ГГц и выше.

Tualatin-512K - кодовое наименование ядра и процессоров. Содержит ядро Tualatin, но имеет 512 Кбайт кэш-памяти L2. Процессоры предназначены исключительно для мобильных устройств, соответствующие версии для Desktop не запланированы, чтобы не конкурировать с Pentium 4. В архитектуре процессоров, созданных на основе ядра Tualatin-512K, осуществлена поддержка технологий энергосбережения. Стандартное напряжение ядра - 1,4в и ниже. На конец 2001 г. запланирован выпуск нового поколения на ядре Tualatin с FSB 100/133 МГц для экономичных моделей мини- и субноутбуков.

Tualatin-512K DP - кодовое наименование ядра и процессоров для серверов и рабочих станций. Выпуск первых моделей с рабочей частотой 1,13ГГц и 1,26ГГц запланирован на вторую половину 2001г. .

Pentium III-M - мобильные процессоры нового поколения, изготовленные с использованием 0,13-микронного технологического процесса. Имеют новые средства управления энергопотреблением SpeedStep, Deeper Sleep и т.п. Стандартное напряжение ядра - 1,4в и ниже.

Pentium III-S - процессоры с ядром Tualatin, технология - 0,13мкм, кэш L-2 512Кбайт, рабочие частоты - с 1,13ГГц. Предназначены для двухпроцессорных конфигураций.

Timna - кодовое наименование процессоров, созданных на основе ядра Coppermine с кэш-памятью L-2 128Кбайт, интегрированными на чипе графическим ядром и контроллером оперативной памяти. Ориентированы на сверхдешевые PC и телеприставки. Выпуск отменен фирмой Intel вследствие бесперспективности изделия.

Banias - кодовое наименование процессоров, архитектура которых сходна с Timna. В чип интегрированы вычислительное ядро процессора, графическое ядро, а также северный мост чипсета. В отличие от Timna поддержка RDRAM не предусматривается. Предполагается, что кроме версии со стандартным питанием будут выпущены варианты Low Voltage и Ultra Low Voltage.

Разработка проекта Banias ведется в израильском Intel Israel Design Center, начало массового производства процессора намечено на конец 2002г. - начало 2003г. В основу ядра нового процессора Banias положена модифицированная архитектура Pentium-III, но без гиперконвейерной организации, присущей процессорам Pentium-4. Процессоры Banias будут выпускаться в модификациях, присущих нынешним классам мобильных процессоров от Intel, а именно Pentium-Ill/Low-Voltage Pentium-III/Ultra-Low-Voltage Pentium-III. Для уменьшения потребляемой процессором энергии разрабатывается специальная технология внутрипроцессорных соединений MicroOps Fusion. Первые чипы будут иметь тактовую частоту начиная с той, на которой, скорее всего, остановятся мобильные Tualatin-M 1,4ГГц.

Xeon - официальное наименование линейки процессоров, ориентированных на использование в составе мощных серверов и рабочих станций.

Первые варианты были построены на ядре Deschutes. Являются заменой процессоров Pentium Pro. Технология - 0,25мкм. Процессорный разъем Slot-2. Процессоры этого типа способны работать в мультипроцессорных конфигурациях. Кэш-память L-2 имеет объем 512, 1024, 2048Кбайт, что во многом определяет высокую стоимость и тепловыделение.

В процессе совершенствования технологии осуществлен выпуск разных моделей процессоров Intel Pentium-III Xeon на основе ядра Coppermine с постепенным переходом на архитектуру Tualatin.

Первые модели на архитектуре Tualatin: Intel Pentium-III Xeon DP (DP - double processor) - напряжение на ядре 1.10÷1.15в, техпроцесс 0,13мкм, 512Кбайт L-2, 133МГц FSB, чипсеты ServerWorks HE-SL и ServerWorks LE-3; Intel Pentium-III Xeon MP (MP - multiprocessor) - 1Мбайт L-3 на кристалле для 8 ^мипроцессорных систем и 512Кбайт L-3 на кристалле для 4 ^х процессорных систем, 1,60ГГц и выше.

Серверные варианты процессоров, построенных на основе архитектуры Pentium 4 с ядром Foster, получили наименование Intel Xeon. Первые представители этих процессоров имеют рабочие частоты 1,7 ГГц и рассчитаны на использование разъема Socket-603. Первоначально предназначены, для рабочих станций высшего и среднего класса с поддержкой двухпроцессорных конфигураций. Поддержку работы Intel Xeon осуществляет чипсет i860, цена которого, значительно выше цены i850, используемого совместно с процессорами Pentium-4.

Tanner - кодовое наименование Pentium-III Xeon. Предназначен в первую очередь, для High-End серверов. Тактовая частота от 500МГц, частота системной шины 100МГц, CSRAM-кэш второго уровня объемом 512, 1024 и 2048Кбайт работает на частоте процессора. Поддерживается ММХ и SSE, кэш-память L-1 32 Кбайта.

Cascades - кодовое наименование Pentium-III Xeon, созданного на базе технологического процесса 0,18мкм. Является серверным вариантом Coppermine. На чипе содержится кэш L-2 256Кбайт, тактовая частота от 600МГц, частота шины процессора - 133МГц. Первые варианты работают только в двухпроцессорных конфигурациях и только на частоте системной шины 133МГц. В конце 2000г. объем кэш-памяти L-2 на чипе был увеличен до 2Мбайт. Финальная тактовая частота - 900МГц для полноценной версии, 1ГГц - для версии с 256Кбайт L-2. Форм - фактор Slot-2.

Pentium 4 - следующие после Coppermine принципиально новые IA-32 процессоры Intel для обычных PC. Вместо традиционных GTL+ и AGTL+ используется новая системная шина Quad Pumped 100МГц, обеспечивающая передачу данных с частотой 400МГц и передачу адресов с частотой 200МГц. Кэш-память L-1 8Кбайт, L-2 256Кбайт. В архитектуру введен ряд усовершенствований, направленных на увеличение тактовой частоты и производительности. Введен новый набор инструкций SSE2. Первые модели на основе ядра Willamette с тактовой частотой 1,4÷1,5ГГц выпущены 20 октября 2000г. . Разъем Socket-423. Последняя модель рассчитана на частоту 2ГГц, после чего ядро Willamette сменяет Northwood.

Willamette - наименование первого ядра процессоров Pentium-4, созданных по технологии 0,18мкм.

Northwood - наименование ядра процессоров Pentium-4, созданных по технологии 0.13мкм, Socket-423 и 478. С внедрением этого ядра происходит окончательный переход на новый форм-фактор Socket-478. Объем кэш-памяти L-2 увеличен до 512Кбайт. Именно этот процессор должен стать основным в ассортименте Intel на долгое время, сменив на этом посту линейку Katmai/Coppermine. Исходная тактовая частота - 2ГГц (маркировался как 2А ГГц, чтобы различался от 2ГГц Willamate), позднее анонса появилась и младшая версия с частотой 1.6ГГц. В мае 2002г. Northwood стал поддерживать 533МГц системную шину 133МГц QPB.

Prescott — наследник ядра Northwood, будет изготавливаться по 90нм технологии, частота FSB-667MHz 166MHz QPB, поддержка Hyper-Threading, Socket-478. Анонс ожидается в третьем квартале 2003г. .

Tejas — наследник ядра Prescott, возможно, будет переведен на 65нм техпроцесс. Анонс ожидается в первой половине 2004г. .

Nehalem — принципиально новое ядро, в отличие от чипа Prescott - улучшенной версии Pentium-4, и последующего за ним чипа Tejas. Nahalem будет производится во второй половине 2004г. по 90нм техпроцессу, а позднее, в конце 2005г.— будет переход на 65нм техпроцесс. Пока что никаких конкретных подробностей об архитектуре ядра Nehalem нет, однако, есть соображения, что чип будет не только поддерживать технологию параллельной обработки данных Hyper-Threading, но также, возможно, будет способен обрабатывать большее число потоков данных. Предположительно, будет поддерживаться новая технология LaGrande (призванная обеспечить повышенную безопасность при перечдаче данных с использованием стойкой аппаратной криптографии).

Если следовать закону Мура, Nehalem, выполненный с соблюдением норм 90нм техпроцесса, будет содержать от 150 млн. до 200 млн. транзисторов в кристалле процессора. Тактовые частоты к тому времени вполне могут вырасти до 7÷8 ГГц.

Foster - кодовое наименование ядра и процессоров Pentium-4 в серверном варианте, построенных по идеологии и архитектуре Willamette. Тактовая частота - 100МГц при передаче данных с частотой 400МГц. Как и в случае с Cascades, объем кэша L-2 остался тем же, что у Willamette. Основные отличия Foster от обычных Pentium-4 на ядре Willamette заключаются в поддержке двухпроцессорных конфигураций и использовании разъема Socket-603. Тактовая частота первых процессоров Xeon на ядре Foster начинается от 1,7ГГц. Основу систем составят чипсеты i860 и GC-HE от ServerWorks. В 2002г. планируется перевод архитектуры на технологию 0,13мкм. Тогда же будет выпущена и новая версия Foster, содержащая дополнительный кэш третьего уровня.

Prestonia - кодовое наименование ядра и процессоров Pentium-4 в серверном варианте, созданных по технологии 0,13мкм. Продолжение линейки Xeon. Микроархитектура NetBurst. Разработка ведется на основе ядра Foster, которое и будет заменено этим новым ядром в будущих процессорах Xeon. Основу систем составит специальный чипсет Plumas. Выпуск запланирован на первую половину 2002г. Частота первых моделей процессора – 2,20ГГц.

Gallatin - кодовое наименование ядра и процессоров, 0,13мкм - развитие ядра Foster. Выход запланирован на конец 2002г. .

Merced - кодовое наименование ядра и первого процессора архитектуры IA-64, аппаратно совместим с архитектурой IA-32. Включает трехуровневую кэш-память объемом 2÷4 Мбайт. Производительность примерно в три раза выше, чем у Tanner. Технология изготовления - 0,18мкм, частота ядра - 667МГц и выше, частота шины - 266МГц. Превосходит Pentium Pro по операциям FPU в 20 ^ть раз. Физический интерфейс Slot-М. Поддерживает ММХ и SSE. Официальное наименование - Itanium.

Itanium - торговая марка, под которой анонсирован 64 ^ти разрядный процессор, ранее известный под кодовым наименованием Merced.

Рекомендуем посмотреть лекцию "4 - система уравнений гидростатики".

McKinley - кодовое наименование ядра и моделей второго поколения процессоров архитектуры IA-64. Тактовая частота ядра процессоров начинается с 1ГГц. Предполагается, что производительность, по сравнению с Merced, возрастет вдвое, а пропускная способность шины данных, имеющей результирующую частоту 400МГц, втрое. McKinley будет иметь увеличенные по сравнению с Merced объем кэша второго уровня и скорость работы. Потребляемая мощность составит 150Вт. Физический интерфейс – Slot-M. Возможно, будет введена поддержка SSE2.

Itanium 2 - торговая марка, под которой анонсирован 64 ^ти разрядный процессор, ранее известный под кодовым наименованием McKinley. Itanium-2 работают на частоте 1ГГц, обладают 3Мб кэша L-3.

Madison - преемник McKinley. Планируется к выходу в середине 2003г. Построен по медной, 0,13мкм технологии. Тактовые частоты первых процессоров Madison и Deerfield на момент начала поставок составят как минимум, 1,5ГГц, при этом, как известно, оба чипа будут обладать 6Мб кэша L-3 и будут изготавливаться с нормами 0,13мкм техпроцесса - впервые для чипов класса Itanium.

Deerfield - кодовое наименование ядра и процессоров. Выход ожидается в 2003г. Производиться будут по медной, 0,13 или 0,1мкм технологии фирмы Motorola с использованием изоляции с низким числом k и SOI (HIP7). Ядро является преемником Foster. Процессоры рассчитаны на Slot-M и позиционируются как недорогие процессоры архитектуры IA-64 для рабочих станций и серверов среднего уровня. Возможно, процессоры, созданные на основе ядра Deerfleld, станут high-end процессорами пользовательского рынка. Тактовые частоты первых процессоров Madison и Deerfield на момент начала поставок составят как минимум, 1,5ГГц, при этом, как известно, оба чипа будут обладать 6Мб кэша L-3 и будут изготавливаться с нормами 0,13мкм техпроцесса - впервые для чипов класса Itanium.

”enhanced Madison” — по последним данным, теперь в роадмэпе появились две новинки — так называемый “enhanced Madison” и двухядерный чип Montecito (ранее упоминалось лишь название процессора). Под чипом “enhanced Madison”, или Madison 9М, который готовится к выпуску в 2004г., специалисты компании подразумевают новую версию процессора с расширенным до 9Мб размером кэша L-3.

Montecito — двухядерный чип на базе архитектуры IA-64. Об архитектуре процессора Montecito, который увидит свет в 2005г., пока что толком ничего неизвестно, разве что только тот факт, что он станет первым из семейства Itanium, производимым с соблюдением норм 90нм техпроцесса. Представители Intel также подчеркнули, что все новые процессоры, которые появятся после Itanium 2, будут иметь ту же базовую корпусную разводку РАС611 и поддерживать те же протоколы шин, что гарантирует преемственность новых поколений серверных систем, как минимум, на два ближайших года.