27979-1 (Процессоры), страница 2

- Наращивается до четырехпроцессорной системы с 4Гб памяти

- Раздельные внешняя системная шина и внутренняя полноскоростная шина кэш-памяти

- Раздельные неблокируемая кэш-память данных и инструкций размером 8Kб/8Kб

- Интегрированная неблокируемая кэш-память второго уровня 256 или 512 Kб

- Средства сохранения целостности данных: аппаратная коррекция ошибок (ECC), анализ ошибок и восстановление данных, проверка функциональной избыточности

Pentium II

Наиболее высокопроизводительный процессор, сочетающий мощность процессора Pentium Pro с возможностями технологии MMX.

Процессор Pentium II с тактовой частотой 266 МГц, согласно стандартным эталонным тестам, обеспечивает повышение производительности от 1.6x до 2x по сравнению с процессором Pentium-200 МГц, и более, чем в 2 раза при оценке с помощью мультимедийных тестов.

- Как и процессор Pentium Pro, процессор Pentium II использует архитектуру двойной независимой шины, повышающую пропускную способность и производительность.

- Использует новую технологию корпусов - картридж с односторонным контактом (Single Edge Contact - S.E.C.)

- Оптимизирован для работы с 32-разрядными приложениями и операционными системами.

- 32 Kб (16K/16K) неблокируемой кэш первого уровня. 512Kб общей неблокируемой кэш второго уровня.

- Для масштабируемых систем обеспечивает поддержку двух процессоров и до 64 Гб физической памяти.

- Высокая интерация данных и надежность обеспечиваетс системной шиной с ECC, анализом отказов, функцией восстановления и проверкой функциональной избыточности.

Особенности

В процессоре Pentium II соединены лучшие свойства процессоров Intel: производительность процессора Pentium Pro, достигнутая с помощью использования метода динамического исполнения, и возможности технологии MMX, обеспечивающей новый уровень производительности пользователям ПК.

Процессор Pentium II имеет дополнительные возможности работы с бизнес-приложениями с интенсивным использованием средств связи, мультимедиа и Internet. Программы, разработанные для технологии Intel MMX, обеспечивают полноэкранное живое видео, расширенную цветовую гамму, реалистичную графику и другие возможности мультимедиа. В системы на базе процессоров Pentium II включены новые функции, упрощающие управление системой и снижающие совокупную стоимость владения ПК как в малом, так и в большом бизнесе.

Описание процессора

Семейство процессоров Intel Pentium II включает процессоры с тактовыми частотами 233 и 266 МГц для настольных ПК, рабочих станций и серверов и с тактовой частотой 300 МГц для рабочих станций. Все они совместимы по кодам с предыдущими поколениями процессоров Intel. Процессоры Pentium II обеспечивают максимальную производительность приложений при работе в оперативных системах Windows 95, Windows NT и UNIX.

Процессор Pentium II содержит 7.5 млн транзисторов и производитс по 0.35 мкм технологии с использованием процесса CMOS. Процессор выпускается в корпусе с односторонним контактом (Single Edge Contact), обеспечивающем простоту установки и гибкую архитектуру системной платы.

Существенное увеличение производительности процессоров Pentium II, по сравнению с предыдущими процессорами архитектуры Intel, основано на сочетании технологии процессора Pentium Pro с технологией Intel MMX. Результатом являетс более высокая производительность приложений и дополнительные возможности при работе с программами, использующими преимущества технологии MMX.

Технология Динамического Исполнения процессора Pentium Pro

- Множественное предсказание ветвлений: предсказывает направления ветвлени программы, увеличивая загруженность процессора.

- Анализ потока данных: в результате анализа зависимости инструкций друг от друга процессор разрабатывает оптимизированный график их выполнения.

- Спекулятивное исполнение: исполняет инструкции в соответствии с оптимизированным графиком (спекулятивно), обеспечивая загруженность блоков суперскалярного исполнения и повышая общую производительность.

Технология MMX

Технология MMX содержит новые инструкции и типы данных, позволяющие достигать новых уровней производительности. Технологи MMX представляет собой набор базовых целочисленных инструкций общего назначения, которые могут быть легко использованы в мультимедийных и коммуникационных приложениях. Основные особенности технологии MMX:

- Использование метода обработки множественных данных в одной инструкции (Single Instruction, Multiple Data - SIMD)

- 57 новых инструкций

- Восемь 64-разрядных регистров

- Четыре новых типа данных

Другие возможности

- Высокопроизводительная архитектура двойной независимой шины (системная шина и шина кэш) обеспечивает повышение пропускной способности и производительности, а также масштабируемость при использовании будущих технологий.

- Системная шина поддерживает множественные транзакции, что повышает пропускную способность. Она обеспечивает поддержку до двух процессоров, что позволяет получить недорогое решение, обеспечивающее существенное повышение производительности многозадачных операционных систем и приложений.

- 512 Kб общей неблокируемой кэш-памяти второго уровн повышают производительность, снижая среднее время доступа к памяти и обеспечивая быстрый доступ к используемым инструкциями и данным. Производительность повышается и за счет использования выделенной 64-разрядной шины кэш-памяти. Тактовая частота шины кэш второго уровня определяется тактовой частотой процессора. Так, если частота процессора составляет 266 МГц, то частота шины кэш равна 133 МГц, что вдвое больше скорости доступа к кэш процессора Pentium. Для будущих процессоров Pentium II планируется использовать шины кэш с ECC. Процессор имеет также раздельные кэш первого уровня (16К/16К), каждая из которых вдвое больше объема кэш процессора Pentium Pro. Конвейерный блок вычислений с плавающей запятой (FPU) поддерживает определенные стандартом IEEE 754 32- и 64-разрядные форматы данных, а также формат 80-bit. При работе с тактовой частотой 300 МГц блок выполняет более 300 млн инструкций с плавающей запятой в минуту (MFLOPS).

- Защита по четности сигналов адресации/запроса и ответа системной шины с возможностью повторения обеспечивает высокую надежность и интеграцию данных.

- ECC (Error Correction Code) позволяет корректировать 1-битные и выявлять 2-битные ошибки системной шины.

Процессор Pentium II также имеет несколько функций тестирования и контроля производительности. Это:

- Встроенный Self Test (BIST) обеспечивает единичное константное восстановление ошибок микрокода и больших логических устройств, а также тестирование кэш инструкций, кэш данных, буферов Translation Lookaside (TLB) и ROM.

- Порт доступа к стандартному тесту IEEE 1149.1 и механизм сканирования границ позволяют производить тестирование процессора Pentium II и соединений системы с помощью стандартного интерфейса.

- Встроенные счетчики производительности обеспечивают управление производительностью и подсчет событий.

Тактовая частота 233 MHz(1) 266 MHz(1) 300 MHz(2)

Объем кэш 512KB 512KB 512KB

SPECint95 9.49 10.80 11.60

SPECfP95 6.43 6.89 7.20

IntelMedia Benchmark 310.40 350.77 --

ICOMP INDEX 2.0 267 303 --

(1) - Вариант с кэш второго уровня без ECC.

(2) - Для рабочих станций с кэш второго уровня с ECC.

Процессор Pentium II может иметь некоторые дефекты архитектуры или ошибки, так называемые errata. Текущие errata доступны по требованию.

Pentium MMX (для мобильных систем)

Технология MMX и новый 0.25-микронный производственный процесс

Семейство процессоров Pentium для мобильных ПК призвано обеспечить наивысшую на сегодня производительность мобильных компьютеров. Компьютеры на базе мобильных процессоров Pentium с технологией MMX+ показывают отличную производительность при работе с графикой, видео- и аудио- приложениями. Новый 0.25-микронный технологический процесс Intel позволяет увеличить тактовую частоту процессора на 40%, сократив при этом расход энергии почти на 50% по сравнению с предыдущими высокопроизводительными процессорами для мобильных ПК. Это дает пользователям целый ряд преимуществ - от значительного повышения общей производительности до серьезного увеличения времени автономной работы. Тактовая частота увеличена до 233 МГц, расход энергии снижен почти на 50%

Технология производства микропроцессоров обычно характеризуется минимальным возможным размером элемента - чем меньше кристалл, тем с большей скоростью может работать схема. 0.25-микронная технология позволяет создавать элементы, имеющие вдвое меньшую площадь по сравнению с возможностями 0.35-микронной технологии (обычно применяемой в производстве самых быстрых устройств).

Благодаря постоянной работе над проблемой уменьшения размера микросхем и минимальных элементов, Intel выпускает все более производительные процессоры. Кроме того, уменьшение размера схемы позволяет разместить на кремниевой пластине большее количество кристаллов - это дает возможность быстрее удовлетворить спрос на высокопроизводительные мобильные процессоры.

Что дает использование 0.25-микронной технологии?

Тактовая частота процессора при использовании 0.25-микронной технологии может быть поднята до 233 МГц. Кроме того, применение этой технологии впервые позволило снизить напряжение питания до уровня ниже 2 Вольт. В результате потребляемая мощность снизилась почти на 50% при значительном увеличении производительности. (Потребляемая мощность мобильного процессора Pentium с технологией MMX с тактовой частотой 166 МГц составляет 7.7 Ватт и менее 4 Ватт для нового процессора с частотой 233 МГц.)

Такое снижение потребляемой мощности позволяет, с одной стороны, продлить время автономной работы от батареи, а с другой стороны - установить в мобильный компьютер более производительные периферийные устройства: улучшенный вариант дисплея, более емкий жесткий диск, быстрый CD-ROM и дополнительную память.

Технология MMX в мобильных процессорах Intel

Технология Intel MMX наиболее существенное за последнее время расширение архитектуры процессоров Intel. Эта технология основана на использовании метода SIMD одна команда, много данных и позволяет значительно ускорить работу с мультимедийными и коммуникационными приложениями. Принципы технологии MMX реализованы в 57 дополнительных командах; их желательно применять для ускорения операций по обработке графики, звука и видеоизображения. Основная функция этих команд - оптимизация исполнения стандартных для мультимедиа-приложений циклов, позволяющая процессору выполнять несколько операций параллельно. Хотя такие циклы обычно занимают небольшую часть кода программы, время, затрачиваемое на их исполнение, может быть весьма существенным.

Управление питанием

Все семейство мобильных процессоров Pentium поддерживает расширенный набор функций управления питанием и терморежимом. Основой системы управления питанием, реализованной в процессорах Intel, являются функции Режима управления системой (ISMM). Этот режим предусматривает переключение различных элементов системы в состояние замедления, остановки и даже выключения, сберегая таким образом энергию аккумулятора. Более того, благодаря применению 0.25-микронной технологии в производстве новейших мобильных процессоров с тактовой частотой 200 и 233 МГц, появилась новая возможность дополнительного снижения энергопотребления компьютера. В этих процессорах используется усовершенствованная технология понижения напряжения, разработанная компанией Intel: в то время, как внешние сигналы процессора имеют напряжение 2.5 В, ядро процессора питается от источника 1.8 В.

Мобильный Модуль

Мобильные процессоры Pentium с технологией MMX выпускаются в двух вариантах: в 320-контактном Планарно-Ленточном Корпусе ( Tape Carrier Package, TCP) и в виде Мобильного Модуля.

Мобильный Модуль представляет собой унифицированный элемент, содержащий мобильный процессор Pentium и предназначенный для быстрого перехода на процессоры Pentium с технологией MMX уже сейчас и на процессоры следующих поколений в будущем.

Мобильный Модуль имеет стандартный форм-фактор, облегчающий разработку систем на основе новых процессоров. Он представляет собой высокоинтегрированный модуль, содержащий собственно процессор, а также все электронные схемы, необходимые для непосредственной поддержки его работы. Мобильный Модуль полностью поддерживает функции управления

питанием.

Несмотря на то, что применение Мобильного Модуля широко распространено в производстве, использование процессора в корпусе TCP более предпочтительно для создания компактных и легких мобильных ПК. Миниатюрный размер и удачные температурные характеристики TCP позволяют дополнительно сэкономить место, столь дефицитное для компьютеров этого класса.

AMD

AMD K5

Процессор фирмы AMD Krypton-5 (K5). Эти процессоры построены по архитектуре x86-to-RISC86, принципиально отличной от архитектуры примененной в процессорах Intel Pentium, но они устанавливаются в тот же разъем Socket-7 на материнских платах и полностью совместимы с процессорами Pentium.

Процессор AMD K5 содержит 16 Кб кэш памяти для инструкций и 8 Кб для данных, напряжение питания процессора 3,3 В (STD). Использование другой архитектуры позволило при равных тактовых частотах на процессорах AMD K5 получить большую производительность, чем на процессорах Intel Pentium. Процессоры AMD K5-PR75, AMD K5-PR90 и AMD K5-PR100 работают на тактовых частотах соответствующих их P-рейтингам. В процессоры AMD K5-PR120, PR-133, PR-150 и PR-166 были внесены значительные конструктивные изменения по сравнению с предыдущими моделями и их производительность значительно повысилась. Они работают на частотах 90, 100, 120 и 133 МГц соответственно.

Использование новой архитектуры в процессорах K5 привело к сбоям в работе некоторых программ, написанных некорректно. Чаще всего это проявляется в том, что программа во время работы выдает ошибку Divide overflow (переполнение деления или деление на 0). Происходит это из-за того, что процессоры AMD K5 оказались "слишком умными". Дело в том, что некоторые программы используют "пустой цикл" - небольшой многократно повторяющийся участок программы, на котором ничего не происходит (например, по времени исполнения "пустого цикла", можно определить скорость работы процессора). "Умный" AMD K5 видит, что в этом цикле ничего не происходит и не выполняет его. Это приводит к тому, что программа, замеряющая время работы пустого цикла на процессоре K5, получает время равное нулю, и при попытке деления константы на полученное время возникает ошибка. Таких программ остается все меньше и меньше, и обычно эти ошибки проявляются только при работе под DOS.