Министерство общего и профессионального образования

Тольятиннский политехнический институт

Кафедра автоматизации технологических процессов

Реферат

«Процессоры корпорации Intel»

Группа: Э-109

Студент: Топоров Д.Г.

г. Тольятти

1998 год

Корпорация Intel на данный момент предоставляет модельный ряд процессоров Pentium MMX, Pentium Pro, Celeron, Pentium II, Pentium II Xeon.
Первые 2 модели на данный момент уже не производятся, но предоставляются дилерами Intel по всему миру. Начнем обзор с процессоров Intel Pentium MMX.

Intel Pentium MMX

Краткий обзор:

•Процессоры Pentium® с тактовой частотой 233, 200 и 166 МГц обеспечивают лучшую производительностьсреди процессоров с гнездом Socket 7.
•Более высокая производительность по сравнению с обычными процессорамиPentium
-- на 10-20% на стандартных тестах
-- более 60% на тесте Intel's Media Benchmark,оценивающем производительность технологии MMX™ при работе с мультимедиа
•Имеет улучшенную микроархитектуру по сравнению с процессором Pentium
-- полная поддержка технологии MMX
-- удвоены кэш данных и кэш кода до 16 К каждая
-- улучшен механизм предсказания ветвления
-- улучшенная конвейерная обработка
-- более глубокие буферы записи
•Полная совместимость со всей библиотекой программного обеспечения персональныхкомпьютеров, созданного для процессоров Pentium®, Intel486™ и
Intel386™

Процессоры Pentium® c технологией MMX™, выпускающиеся с тактовой частотой 233, 200 и 166 МГц,являются существенным дополнением семейства
Pentium.Скорость работы приложений в системах с процессором Pentium с технологией MMXна 10-20% больше, чем в системах с процессором Pentium той же тактовой частоты. Приложения, разработанные для технологии MMX, реализуют дополнительнуюпроизводительность, которую обеспечивает технология
MMX, позволяя использоватьбогатую цветовую гамму, более реалистичную графику, полно-экранное видео ит.д. Конкретные возможности определяются типомприложения и степенью использования технологии MMX. Эталонный тест
IntelMedia Benchmark, который оценивает производительность мультимедиа, исполняетсболее чем на 60% быстрее в системе на базе процессора Pentium с технологией MMX, чем в системе с процессором Pentium той же тактовой частоты.

Для более полного интерактивного использования ПК система должна обладать высокойпроизводительностью в трех направлениях: при выполнении целочисленных вычислений и операций с плавающей запятой, а такжепри работе с мультимедиа. Обычные приложения, такие как текстовые редакторы, программы для создания и просмотрапрезентаций, персональные финансовые программы, требуют высокой производительности целочисленных вычислений. Однако,для использования видео, трехмерных игр и обработки изображений необходимо максимальное расширение мультимедийныхвозможностей ваших процессоров и систем, а также высокая производительность операций с плавающей запятой.Процессор Pentium® c технологией MMX™ с тактовой частотой 233 МГц имеет лучшие показатели производительности во всех трех областях.

Процессор Pentium с технологией MMX обеспечивает полную совместимость, как программную, так и по выводам, спредыдущими процессорами семейства
Pentium. Он содержит 4.5 миллионатранзисторов и изготовлен по расширенной
0.35 микронной технологиис использованием технологии КМОП и технологии понижения напряжения. Это позволяетсохранить тепловые характеристики оригинального процессораPentium при существенном увеличении производительности.

Описание процессора

Процессор Pentium с технологией MMX - новый представитель семействапроцессоров Pentium c улучшенной микроархитектурой:
•Полная поддержка технологии MMX. В основе технологии MMX лежитметод SIMD
- одна инструкция над многими данными, - который позволяет увеличитьпроизводительность широкого набора мультимедийных и коммуникационных приложений. Процессор Pentium c технологией MMX поддерживает 57 новых инструкций и 4 новых64-разрядных типа данных. Все существующие операционные системы и приложениполностью совместимы с процессором Pentium с технологией MMX.
•Удвоен объем кэш данных и кэш кода до 16К каждой. Кэш данных и кэш кода1- го уровня процессора были удвоены до 16kb каждая.Раздельные встроенныекэш увеличивают производительность, сокращая среднее время доступа к памятии обеспечивая быстрый доступ к часто используемым инструкциям и данным.Кэш кода и кэш данных используются одновременно, причем кэш данных поддерживаетдва обращения одновременно.Кэш данных поддерживает метод обратной записи(write-back) или, альтернативно, построчной сквозной записи
(writethrough).
•Улучшенное предсказание ветвления.Динамическое предсказание ветвления используетBranch Target Buffer (BTB), который предсказывает наиболее вероятный наборинструкций для исполнения.
•Улучшенная конвейерная обработка.Для повышения производительности быладобавлена дополнительная стадия конвейерной обработки.
•Более глубокие буферы записи.Для улучшенипроизводительности записи в память, буферная область,состоящая из четырех буферов,теперь используется совместно двумя конвейерами.

Все процессоры семейства Pentium разработаны для господствующих в настоящеевремя настольных систем и обеспечивают существенные улучшения посравнению с предыдущими поколениями микропроцессоров Intel, типаIntel486 и lntel386 и т.д., при сохранении кодовой совместимости. Основные характеристики:
•64-разрядная шина данных
•Целостность данных
•Встроенный контроллер прерываний микропроцессора
•Контроль производительности и отслеживание исполнения
•Улучшение страничного обмена
•Управление мощностью с помощью SL-технологии
•Суперскралярная архитектура с возможностью параллельного исполнения двухцелочисленныхинструкций за один такт
•Конвейерный блок вычислений с плавающей запятой (FPU) для поддержки32- и
64- разрядных форматов, установленных стандартом IEEE 754,а также 80- разрядного формата. Это дает возможность исполнения водном такте двух инструкций с плавающей запятой, обеспечивая увеличениепроизводительности вычислений с плавающей запятой до пяти раз с планированиеминструкции и конвейерным исполнением. FPU - это объектный код,совместимый с математическими сопроцессорами Intel486 DX и Intel 487 SX,Intel 387 DX, и
Intel 387 SX.
•Многие инструкции, микрокодированные впроцессорах x86, теперь аппаратно встроены в процессор для обеспеченивысокой производительности.
•Контрольные сигналы шины для управления согласованностью кэш-памяти вмультипроцессорных системах.
•Встроенный контроллер прерываний микропроцессора, обеспечива- ющий симметричную многопроцессорную обработку с минимальными затратами.
•Двухпроцессорный режим, обеспечивающий повышение производительности приложенийв 32-разрядных операционных системах.
•Расширенная форма страничного обмена обеспечивает доступ к структурам данных,большим доступного объема памяти, сохраняя их частично в памяти и частично на диске.
•Аппаратная поддержка виртуальных прерываний, которая обеспечивается
Виртуальным флагом прерываний(VIF) и Виртуальным ожиданием прерываний(VIP) врегистре EFLAGS, в некоторых случаях устраняет необходимость мониторногозахвата из виртуального-8086 или защищенного режимов.
•Идентификация CPU для получения информации о семействе,модели, степпинге и характеристиках процессора с помощью командыCPUID. Возможность выполнения этой инструкции определяется возможностьюустановки ID в регистре EFLAGS.
•Определение ошибок внутренних устройств и интерфейса шины обеспечиваетсс помощью защиты контроля по четности и Machine Check Exception (MCE).Также обеспечивается аппаратная поддержка для проверки завершения цикла шины.

Некоторые возможности процессора используются для тестирования и контролпроизводительности. Это:
•Встроенный Self Test (BIST), обеспечивающий 100% определение единичных константныхошибок микрокода и больших PLA, а также тестирование кэш кода, кэш данных,Translation Lookaside Buffers(TLB) и постоянных ROM.
•Порт доступа к стандартным тестам IEEE 1149.1 и архитектурный механизм сканированиграниц, позволяющий тестирование процессора с помощью стандартного интерфейса.
•Расширения Отладки, которые позволяют отлаживать адреса ввода-вывода и доступ кпамяти.
•Внутренние счетчики, которые могут использоваться для контроля производительностии учета событий.

Intel Celeron

15 апреля среди прочих продуктов фирмой Intel был представлен новый процессор Celeron. Он представляет собой удешевленную версию Pentium II за счет изъятия из него кеша второго уровня. Этот процессор ориентирован, в первую очередь, на системы нижней ценовой категории, однако стоимость
Pentium II пока еще велика, и Celeron может сыграть важную роль при переходе на новое поколение процессоров.

Частота, на которой работает Celeron, составляет 266 МГц при внешней -
66 МГц. Представленная в тот же день 100-мегагерцовая шина новым процессором официально не поддерживается. Кристалл обладает 32 Кбайтами кеш- памяти первого уровня и устанавливается в гнездо Slot 1.

По всем этим причинам, этот процессор расценивался многими как абсолютно неприменимый в нормальных условиях из-за катастрофически низкой производительности, немалый вклад в которую вносит L2-кеш.

Однако, возможно, придется пересмотреть свои позиции. Проведенные тесты показывают, что этот процессор очень даже неплохо разгоняется благодаря использованию 100-мегагерцовой шины. Уже многие специалисты отметили, что Celeron разгоняется до частоты 400 МГц. Наши опыты это подтверждают.