Процессоры Pentium II.

Первый вариант Pentium II на 233, 266 и 300 МГц рассчитан на частоту шины (или внешнюю тактовую частоту) 66 МГц. Он имел процессорное ядро типа Klamath, изготовлявшееся по 0.35 мкм технологии. Сейчас процессоры Pentium II с таким ядром уже больше не выпускаются.

Напряжение питания ядра Klamath . 2.8 В, потребляемая мощность . 35, 38, и 43 Вт. Кэш-память 2 уровня работает на половине полной тактовой частоты и построена на микросхемах статической памяти со временем выборки 7 нс.

Второй вариант Pentium II, представленный в мае 1997 года фирмой Intel, рассчитан на 100 МГц шину. Процессоры Pentium II на 333, 350, 400 и 450 МГц (частота шины у первого 66 МГц, у остальных 100 МГц) содержат новое процессорное ядро Deschutes, которое отличается от Klamath только тем, что изготавливается по 0.25 мкм технологии и содержит (7,5 млн транзисторов).

Напряжение питания ядра . 2 В, потребляемая мощность снизилась до 21-27 Вт. Хотя процессорное ядро у всех моделей одно и то же, в зависимости от номинальной частоты процессора в них устанавливается кэш-память с разным быстродействием: для 333 и 350 МГц . 5.5 нс, для 400 МГц . 5 нс и для 450 МГц . 4.3 нс.

Процессорное ядро Pentium II поддерживает 512 Кб, 1 или 2 Мб кэш-памяти на половинной или полной тактовой частоте процессора, а сама память выполнена в виде отдельных микросхем. Стандартный вариант, с 512 Кб кэш-памяти, функционирующей на вдвое меньшей чем у ядра частоте, использован в процессорах Pentium II. Гораздо более дорогой вариант, с 512 Кб, 1 или 2 Мб памяти, функционирующей на полной тактовой частоте, использован в процессорах Pentium II Хеоn. И максимально дешевый вариант, совсем без кэш-памяти 2 уровня, был опробован в первых версиях процессора Celeron. Во втором варианте процессора Celeron (содержит 19 млн. транзисторов, а ядро Pentium II .7.8 млн.). (128 Кб) кэш-памяти 2 уровня непосредственно интегрировано в кристалл процессора.

Процессоры Celeron. Процессор Celeron создавался как более дешевый вариант Pentium II, нацеленный на компьютеры базового уровня. Частота шины выбрана равной 66 МГц, что позволяет использовать более дешевые системные платы. Первая версия процессора Celeron (кодовое название Covington) выпускалась на тактовые частоты 266 и 300 МГц и представляла собой просто Pentium II без кэш-памяти 2 уровня.

Вторая версия процессора Celeron . это тоже печатная плата с припаянным на нее процессорным ядром выполненым по 0.25 мкм технологии и отличается наличием интегрированной полноскоростной кэш-памяти 2 уровня объемом 128 Кб. Удвоение скорости работы кэш-памяти по сравнению с Pentium II почти полностью скомпенсировало возможное снижение производительности из-за четырехкратного уменьшения объема.

По производительности Celeron оказался практически таким же, как и Pentium II, даже несмотря на более медленную 66 МГц шину. При использовании 100 МГц шины, что иногда возможно, на некоторых приложениях Celeron даже опережает Pentium II за счет более быстрой кэш-памяти.

Процессоры Celeron пока выпускаются на тактовые частоты 300, 333, 366, 400 и 433 МГц. Тактовая частота будет доведена как минимум до 500 МГц.

Процессоры Хеоn. Процессоры Xeon ориентированы на рынок серверов и рабочих станций серьезного уровня, для которых стоимость не является определяющим фактором. Поэтому в них использовано достаточно дорогостоящее решение . полноскоростная кэш-память 2 уровня большого объема (512 Кб, 1 и 2 Мб). Это позволило именно для этих условий применения добиться значительного роста производительности даже в рамках архитектуры Pentium II (процессор Pentium II Xeon). Процессоры Pentium II Хеоn имеют ряд дополнительных особенностей, учитывающих специфику сферы применения. Поддерживается многопроцессорный режим . до 8 процессоров и большой объем памяти . до 64 Гб.

Для ответственных приложений, на которые ориентированы процессоры Хеоn, должна гарантироваться исключительная надежность. В процессор интегрирован датчик для контроля за температурой. Реализованы меры для полной и однозначной идентификации процессора. Для этого используется специальное запоминающее устройство PIROM (Processor Information ROM), в котором содержится информация о процессорном ядре и кэш-памяти: некоторые спецификации и идентификационные номера.

Имея стандартное процессорное ядро ( для МП данной группы), процессоры Pentium II Хеоn на обычных приложениях демонстрируют практически такой же уровень производительности, что и аналогичный Pentium II, поэтому, с учетом очень высокой стоимости, использовать их для решения стандартных задач нет никакого смысла.

Приблизительно с конца 1997г. встроенная кэш-память 2 уровня начала использоваться и в процессорах других производителей. Так, фирма AMD интегрировала в кристалл процессора K6-III 256 Кб кэш-памяти, функционирующей на полной тактовой частоте. А в процессоре К7 использовала такую же гибкую схему, как и Intel в Pentium II: может быть от 512 Кб до 8 Мб кэш-памяти, частоты ее функционирования . треть тактовой, половина тактовой или полная тактовая, Фирма Cyrix также намеревается снабдить свой будущий процессор Jalapeno интегрированной в кристалл памятью объемом 256 Кб.

Существенный резерв повышения производительности ПК состоял в оптимизации на аппаратном уровне решения ряда задач, связанных с использованием однотипных операций. Начало использованию такого подхода в процессорах общего применения положила технология ММХ (Multimedia Extension), впервые реализованная в процессорах 5 поколения Pentium ММХ, сейчас поддерживается всеми процессорами 6 поколения, от всех производителей. Однако технология ММХ ориентированна только на целочисленные операции, в то время как такая актуальная область, как ЗD-гpaфикa, использует преимущественно операции с плавающей точкой.

Преодолеть эти ограничения призвана еще одна подобная технология, но уже для операций с плавающей точкой. Впервые она была реализована фирмой AMD в процессоре К6-2 с опережением Intel более чем на полгода и получила название 3DNow! Расширение 3DNow! оптимизировано для работы с ЗD-гpaфикой и включает в себя 21 инструкцию для данных с плавающей точкой.

Вариант процессора фирмы Intel с аппаратной поддержкой инструкций с плавающей точкой сначала называли ММХ-2, потом KNI (Katmai New Instructions), а затем, уже окончательно, SSE (Streaming SIMD Extension). Первым процессором с SSE стал Pentium III (до официального выхода был известен как Katmai). Расширение SSE включает набор из 70 инструкций SIMD для данных с плавающей точкой.

Процессоры Pentium III. Процессоры Pentium III нацелены на те же сегменты рынка, что и Pentium II. Они, естественно, не конкурируют с Pentium II, а призваны просто заменить их. Главное отличие от Pentium II заключается в использовании нового ядра Katmai. Кэш-память 2 уровня по-прежнему составляет 512 Кб и функционирует на вдвое меньшей частоте, чем ядро. Для производства Katmai используется 0.25 мкм и 0.18 мкм (это уже ядро Coppermine)технологии.

Katmai от Deschutes отличается наличием блока SSE, а также некоторыми другими, не столь значительными, усовершенствованиями. Например, улучшен механизм потокового доступа к памяти (Memory Streaming Architecture). Первоначально предполагалось также удвоить объем кэш-памяти 1 уровня, доведя его до 64 Кб (32 Кб для инструкций и 32 Кб для данных), однако в первых вариантах процессора это не реализовано. Не исключено, что это будет сделано в 0.18 мкм версии. Возможно, в ней же появится полноскоростная кэш-память 2 уровня.

Процессор Pentium III выпускается на тактовые частоты 450 и 500 МГц.

Кроме SSE процессоры Pentium III имеют еще одну новую особенность, которая, правда, вызвала очень неоднозначную реакцию потенциальных пользователей. Это .зашитый. в процессор серийный номер. Он предназначен для повышения безопасности электронной коммерции, особенно в сочетании с генератором истинно случайных чисел на основе теплового шума, который предполагается добавить позднее. Возможно его использование и в других целях, в том числе и без ведома подключенного к сети Интернет пользователя, что уже рассматривается как покушение на права и свободы личности. Поэтому большинство производителей компьютеров блокируют пока доступ к серийному номеру средствами BIOS. В дальнейшем ситуация, возможно, изменится.