Pentium
Pentium — гандлёвая марка некалькіх пакаленняў мікрапрацэсараў сямейства x86, якія выпускаюцца карпарацыяй Intel з 22 сакавіка 1993 года. Pentium з’яўляецца працэсарам Intel пятага пакалення і прыйшоў на змену Intel 80486 (які часта завуць наўпрост 486).
Гісторыя
В чэрвені 1989 года Вінодам Дхамам былі створаны першыя накіды працэсара з кодавай назвай P5. Вінод Дхам шырока вядомы на Захадзе як Бацька чыпа Pentium. У канцы 1991 года была завершана распрацоўка макета працэсара, і інжынеры змаглі запусціць на ім праграмнае забеспячэнне. Пачаўся этап аптымізацыі тапалогіі і паляпшэння эфектыўнасці працы. У лютым 1992 года праектаванне ў асноўным было завершана, пачалося агульнае тэставанне вопытнай партыі працэсараў. У красавіку 1992 года прынята рашэнне аб пачатку прамысловай вытворчасці, у якасці асноўнай прамысловай базы была абрана арэгонская фабрыка № 5. Пачалося прамысловая засваенне вытворчасці і канчатковая даводка тэхнічных характарыстык.
У кастрычніку 1992 года Intel абвясціла, што працэсары пятага пакалення, раней вядомыя пад кодавым імём P5, будуць звацца Pentium, а не 586, як многія меркавалі. Гэта было выклікана тым, што шматлікія фірмы, якія выраблялі працэсары, актыўна засвоілі вытворчасць «клонаў» (і не толькі) працэсараў 386 і 486. Intel збіралася зарэгістраваць у якасці гандлёвай маркі назву «586», каб больш ніхто не змог займацца вытворчасцю працэсараў з такой назвай, аднак высветлілася, што зарэгістраваць лічбы ў якасці гандлёвай маркі нельга, таму было прынята рашэнне назваць новыя працэсары «Pentium» (за аснову было ўзята стар.-грэч.: πέντε «пяць»), што таксама ўказвала на пакаленне гэтага працэсара. 22 сакавіка 1993 года адбылася прэзентацыя новага мікрапрацэсара, праз некалькі месяцаў з’явіліся і першыя камп’ютары на іх аснове.
Асноўныя адрозненні ад працэсара 486
- Суперскалярная архітэктура. Дзякуючы ўжыванню суперскалярнай архітэктуры працэсар можа выконваць 2 каманды за 1 такт. Такая магчымасць існуе дзякуючы наяўнасці двух канвеераў — u- і v-. u-канвеер — асноўны, выконвае ўсе аперацыі над цэлымі і рэчаіснымі лікамі; v-канвеер — дапаможны, выконвае толькі простыя аперацыі над цэлымі і часткова над рэчаіснымі. Каб старыя праграмы (для 486) у поўнай меры выкарыстоўвалі магчымасці такой архітэктуры, патрэбна было іх перакампіляваць. Pentium — першы CISC-працэсар, які ўжываў шматканвеерную архітэктуру.
- 64-бітная шына даных дазваляе працэсару Pentium за адзін шынны цыкл абменьвацца удвая большым аб’ёмам даных з аператыўнай памяццю, чым 486 (пры аднолькавай тактавай частаце).
- Механізм прадказання адрасоў галінавання. Выкарыстоўваецца для скарачэння часу прастою канвеераў, выкліканага затрымкамі выбаркі каманд пры змяненні лічыльніка адрасу падчас выканання каманд галінавання. Для гэтага ў працэсары ўжываецца буфер адрасу галінавання BTB (Branch Target Buffer), які ўжывае алгарытмы прадказання адрасоў галінавання.
- Паасобнае кэшаванне праграмнага коду і даных. У працэсарах Pentium выкарыстоўваецца кэш-памяць першага ўзроўню (кэш L1) аб’ёмам 16 Кб, падзеленая на 2 сегменты: 8 Кб для даных і 8 Кб для інструкцый. Гэта паляпшае прадукцыйнасць і дазваляе рабіць падвойнае кэшаванне даступным часцей, чым гэта было магчыма раней. Акрамя таго, зменены механізм кэшавання.
- Палепшаны блок вылічэнняў з плаваючай коскай (FPU).
- Сіметрычнай шматпрацэсарная работа (SMP).
Мадэлі
.png)
Першапачаткова (22 сакавіка 1993 года) было прэзентавана толькі дзве мадэлі, заснаваныя на ядры P5 з частотамі 60 і 66 МГц. Пазней былі выпушчаны і больш прадукцыйныя працэсары Pentium, заснаваныя на ўдасканаленых ядрах. Акрамя таго, былі прэзентаваны мабільныя версіі працэсараў і працэсары Pentium OverDrive.
| Кодавае імя ядра | P5 | P54C | P54CS | P55C | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тэхпрацэс, нм | 800 | 600 | 350 | ||||||||||
| Тактавая частата ядра, МГц | 60 | 66 | 75 | 90 | 100 | 120 | 133 | 150 | 166 | 200 | 166 | 200 | 233 |
| Анансаваны | 23 сакавіка 1993 | 10 кастрычніка 1993 | 7 сакавіка 1994 | 27 красавіка 1995 | 12 чэрвеня 1995 | 4 студзеня 1996 | 10 чэрвеня 1996 | 8 студзеня 1997 | 2 чэрвеня 1997 | ||||
P5
Працэсары Pentium першага пакалення. Дзве (адзіныя) мадэлі анансаваны 23 сакавіка 1993 года і працавалі з тактавай частатой ядра 60 і 66 МГц, частата сістэмнай шыны (FSB) была роўнай частаце ядра, гэта значыць множнік ядра быў роўны 1,0. Кэш другога ўзроўню змяшчаўся на мацярынскай плаце і мог мець памер да 1 Мб. Працэсар вырабляўся ў 273-кантактным корпусе CPGA, усталёўваўся ў корпус Socket 4 і працаваў ад напружання 5 В. Усе працэсары Pentium адносяцца да класа SL Enhanced — гэта значыць, што ў іх прадугледжана сістэма SMM, якая забяспечвае зніжэнне энергаспажывання. Раннія варыянты працэсараў, з частотамі 60—100 МГц (ядра P5 і P54C), мелі памылку ў модулі FPU (матэматычны сапрацэсар), якая ў рэдкіх выпадках прыводзіла да зніжэння дакладнасці аперацый дзялення. Гэты дэфект быў выяўлены ў 1994 годзе і стаў вядомы як «Pentium FDIV баг». Працэсары на ядры P5 вырабляліся з ужываннем 800-нанаметровага тэхпрацэсу, па біпалярнай BiCMOS-тэхналогіі. Працэсар змяшчае 3,1 млн транзістараў, а памер крышталя ядра складае 294 мм². Pentium 66 спажывае ток 3,2 А і мае магутнасць 16 Вт, што патрабавала ўсталёўкі дадатковага вентылятара. Вытворчасць такіх працэсараў апынулася вельмі складанай і працэнт выхаду прыдатных крышталёў апынуўся вельмі малым. Многія спецыялісты, указваючы на шматлікія недахопы (гл.: F0 0f c7 c8) працэсараў Pentium першага пакалення, не раілі купляць гэтыя мадэлі. Вытворчасць давялося часова спыніць. Аднак неўзабаве пачалася вытворчасць удасканаленых працэсараў, заснаваных на ядры P54C.
P54C
У кастрычніку 1993 года былі выпушчаны працэсары Pentium другога пакалення. Пачаткова была выпушчана мадэль з тактавай частатой 75 МГц. Працэсары вырабляліся па 600-нанаметровай біпалярнай BiCMOS-тэхналогіі, што дазволіла паменшыць памер крышталя да 148 мм² (ядро змяшчала 3,2 млн транзістараў) і зменшыць спажываную магутнасць да 10,1 Вт (для Pentium 100). Напружанне сілкавання таксама было зменшана да 3,3 В, спажываны працэсарам ток складае 3,25 А. Працэсар вырабляўся ў 296-кантактным корпусе CPGA і ўсталёўваўся ў Socket 5 ці Socket 7 і быў не сумяшчальны з Socket 4. У гэтых працэсарах палепшана сістэма SMM і даданы ўдасканалены праграмавальны кантролер перапыненняў APIC.
У працэсарах Pentium другога пакалення выкарыстоўваецца памнажэнне тактавай частаты, ён працуе хутчэй сістэмнай шыны. Для ўказання, у колькі разоў тактавая частата ядра працэсара больш частаты сістэмнай шыны, ужываецца множнік. Ва ўсіх працэсарах, заснаваных на ядры P54C, множнік роўны 1,5.
P54CS
Першыя працэсары, заснаваныя на гэтым ядры, былі выпушчаны 27 сакавіка 1995 года. Па сутнасці, гэта ядро ўяўляе сабой ядро P54C, вырабленае з выкарыстаннем 350-нанаметровай біпалярнай BiCMOS-тэхналогіі, што дазволіла паменшыць памер крышталя ядра да 91 мм² (працэсары Pentium 120 і 133), аднак неўзабаве, у выніку аптымізацыі ядра, яго памер удалося паменшыць да 83 мм² з той жа колькасцю транзістараў. Пры гэтым Pentium 200 спажываў ток у 4,6 А, а яго максімальная рассейваная энергія (цеплавыдзяленне) складала 15,5 Вт.
| Множнік | Працэсар |
|---|---|
| 1,5 | Pentium 75, Pentium 90, Pentium 100 |
| 2,0 | Pentium 120, Pentium 133 |
| 2,5 | Pentium 150, Pentium 166 |
| 3,0 | Pentium 200 |
P55C
8 студзеня 1997 года былі выпушчаны працэсары Pentium, заснаваныя на ядры P5 трэцяга пакалення (P55C). Цэнтрам распрацовак і даследаванняў Intel у Хайфе (Ізраіль) у ядро P55C быў дададзены новы набор інструкцый, названы MMX (MultiMedia eXtension), які істотна павялічыў (ад 10 да 60 %, у залежнасці ад аптымізацыі) прадукцыйнасць камп’ютара ў мультымедыя-праграмах. У выніку, гэтыя працэсары мянуюцца Pentium w/MMX technology (звычайна скарачаецца да Pentium MMX). Новы працэсар змяшчае ў сабе прыладу MMX з канвеернай апрацоўкай каманд, кэш L1 павялічаны да 32 Кб (16 Кб для даных і 16 Кб для інструкцый). Складаецца новы працэсар з 4,5 млн транзістараў і вырабляецца па ўдасканаленай 280-нанаметровай CMOS-тэхналогіі з выкарыстаннем крамянёвых паўправаднікоў, працуе на напружанні 2,8 В. Максімальны спажывальны ток роўны 6,5 А, цеплавыдзяленне роўнае 17 Вт (для Pentium 233 MMX). Плошча крышталя ў працэсараў Pentium MMX роўная 141 мм². Працэсары выпускаліся ў 296-кантактным корпусе тыпу CPGA ці PPGA для Socket 7.
Pentium OverDrive
Было выпушчана некалькі пакаленняў Pentium OverDrive.
- У 1995 годзе выйшаў першы Pentium OverDrive (на ядры P24T). Ён быў прызначаны для ўсталёўкі ў раздым тыпу Socket 2 ці Socket 3 і працаваў з напружаннем сілкавання 5 В, гэта значыць прызначаўся для мадэрнізацыі сістэм, якія выкарыстоўвалі працэсар 486 без замены мацярынскай платы. Пры гэтым дадзены працэсар валодаў усімі функцыямі працэсара Pentium першага пакалення (на ядры P5). Было выпушчана дзве мадэлі, які працавалі на частотах 63 і 83 МГц, старэйшая спажывала ток 2,8 А і мела рассейваную магутнасць 14 Вт. З-за высокага кошту дадзены працэсар сышоў, не паспеўшы з’явіцца. І хоць праз нейкі час (4 сакавіка 1996 года) на змену гэтым працэсарам прыйшлі Pentium ODP5V з частотамі 120 і 133 МГц, заснаваныя на ядры P5T (па сутнасці, уяўляе сабой ядро P54CS), яны таксама не сталі папулярнымі.
- 4 сакавіка 1996 года з’яўляецца наступная версія Pentium OverDrive — Pentium ODP3V — на ядры P54CT. Гэтае ядро заснавана на ядры P54CS. Працэсар выпускаўся ў 320-кантактным корпусе CPGA для Socket 5 ці Socket 7.
- 3 сакавіка 1997 года з’яўляюцца дзве мадэлі Pentium ODPMT (з частотамі 150 і 166 МГц), збудаваныя на ядры P54CTB (аналаг P55C). Пазней, 4 жніўня 1997 года, выходзяць яшчэ дзве мадэлі на тым жа ядры (з частотамі 180 і 200 МГц). Яны вырабляліся ў 320-кантактных карпусах CPGA і былі прызначаны для Socket 5 ці Socket 7 (Pentium ODPMT-200 MMX — толькі для Socket 7).
Tillamook
Працэсары, заснаваныя на гэтым ядры, прызначаліся для партатыўных камп’ютараў, выкарыстоўваліся ў г.з. “мабільным модулі” MMC-1 Mobile Module Connector з 280 пінамі, працавалі разам з чыпсетам Intel 430 TX маючы 512 КБ кэш-памяці на сістэмнай плаце. Ядро Tillamook (названа ў гонар горада ў штаце Арэгон, ЗША), уяўляе сабой ядро P55C са зніжаным напружаннем сілкавання — мадэль з частатой 300 МГц працавала з напружаннем 2,0 В, спажываючы ток 4,5 А і мела цеплавыдзяленне 8,4 Вт. Старэйшыя мадэлі (з частатой 233, 266 і 300 МГц) вырабляліся па 250-нм тэхпрацэсе і мелі крышталь плошчай 90 мм², таксама існавалі версіі з 166 МГц частатой ядра Мадэлі 200 і 233 выпускаліся са жніўня 1997 г., мадэль 266 са студзеня 1998, а старэйшая ў0 шэрагу мадэль была прэзентавана ў студзені 1999 г.
Іншыя працэсары, якія ўжываюць марку Pentium
Працэсары Intel Pentium карысталіся велізарнай папулярнасцю, і Intel вырашыла не адмаўляцца ад маркі Pentium, называючы так і наступныя працэсары, хоць яны моцна адрозніваюцца ад першых Pentium’аў і не належаць да пятага пакалення. Такімі з’яўляюцца:
Тэхнічныя характарыстыкі разнастайных ядраў
| P5 | P54C | P54CS | P55C | |
|---|---|---|---|---|
| Дата анонсу першай мадэлі | 23 сакавіка 1993 | 7 сакавіка 1994 | 27 сакавіка 1995 | 8 студзеня 1997 |
| Тактавыя частоты, МГц | 60, 66 | 75, 90, 100 | 120, 133, 150, 166, 200 | 166, 200, 233 |
| Частата сістэмнай шыны (FSB), МГц | 60, 66 | 50, 60, 66 | 60, 66 | 66 |
| Кэш L1, Кбайт | 8 (для даных)+8 (для інструкцый) | 16+16 | ||
| Кэш L2, Кбайт | вонкавы да 1 Мбайт | |||
| Напружанне сілкавання, В | 5 | 3,3 | 2,8/3,3 | |
| Колькасць транзістараў, млн | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 4,5 |
| Плошча крышталя, мм² | 294 | 148 | 90 | 141 |
| Максімальнае цеплавыдзяленне, Вт | 16 | 10,1 | 15,5 | 16 |
| Тэхпрацэс, нм | 800 | 600 | 350 | 280 |
| Раздым | Socket 4 | Socket 5, Socket 7 | Socket 5, Socket 7 (150—200 — толькі Socket 7) | Socket 7 |
| Корпус | 273-кантактны PGA | 296-кантактны CPGA | 296-кантактны CPGA/PPGA | |
| Адрасавальная памяць | 4 Гбайт | |||
| Разраднасць рэгістраў | 32 | |||
| Разраднасць вонкавай шыны | 64 | |||
| Разраднасць шыны адрасу | 32 | |||
Спасылкі
- Падрабязны спіс працэсараў Pentium з фотаздымкамі Архівавана 19 снежня 2005. (англ.)
- Дакументацыя працэсараў Pentium (англ.)
- Электратэхнічныя параметры працэсараў, у прыватнасці Intel Pentium (англ.)
- Падрабязныя характарыстыкі працэсараў Архівавана 13 студзеня 2006. (англ.)
- Тэхнічны агляд працэсара Intel Pentium Архівавана 12 мая 2014. (руск.)
Катэгорыя·X86