Этапы развития ЭВМ

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. 
 

6. Intel Pentium III

 

   Представленный в начале 1999 года, процессор Pentium® III, был создан  для использования преимуществ Интернета. Хотя производительность процессора Pentium® III достаточно высока, ее не хватает для приложений с интенсивным использованием мультимедийных средств, передовых игровых программ и одновременной работы с несколькими задачами.

Процессор Intel® Pentium® III - это надежное решение для настольных ПК начального уровня как для дома, так и для бизнеса. Процессор Intel Pentium III справляется с современными рабочими нагрузками и обладает универсальностью и совместимостью, позволяющими ему поддерживать работу широкого спектра приложений для электронного бизнеса и домашнего офиса. Серверы начального уровня на базе процессоров Pentium III с кэш-памятью 2 уровня объемом 512 КБ могут поддерживать до 6 ГБ оперативной памяти. Это отличный выбор для одно- и двухпроцессорных высокоинтегрированных, низкопрофильных серверов, а также компактных серверов, используемых в условиях ограниченного пространства и энергопотребления.

Процессор Intel® Pentium® III с кэш-памятью второго  уровня объемом 512 КБ соединяет в  себе микроархитектуру P6 с динамическим исполнением команд, архитектуру двойной независимой шины (DIB), мультитранзакционную системную шину и технологию обработки мультимедийных данных Intel® MMX™. Кроме того, в процессоре Intel® Pentium® III с кэш-памятью второго уровня объемом 512 КБ реализованы потоковые SIMD-расширения для Интернета: набор из 70 команд, расширяющих возможности обработки изображений, потоков аудио- и видеоданных, распознавания речи - все это для повышенной эффективности работы в Интернете. Встроенная в кристалл процессора кэш-память второго уровня объемом 512 КБ с улучшенной передачей данных и усовершенствованной системой буферизации удовлетворяет более высоким потребностям по пропускной способности, предъявляемым современными серверными окружениями. Процессор Pentium® III рассчитан на удовлетворение потребностей серверов начального уровня.

Характеристики  процессора

• Процессор Intel® Pentium® III с кэш-памятью второго уровня объемом 512 КБ выпускается с тактовыми частотами вплоть до 1.40 ГГц.
• Процессор имеет кэш-память второго уровня объемом 512 КБ с улучшенной передачей данных (память встроена в кристалл, работает на частоте процессора и имеет код коррекции ошибок (ECC)).
• Неблокируемая кэш-память первого уровня объемом 32 КБ (16 KB/16 KB).
• Некоторые модели процессора снабжены блоком DPL, который предвидит, какие данные вскоре потребуются процессору, и заранее загружает их в кэш-память с улучшенной передачей данных, что еще больше повышает производительность процессора и приложения.
• Микроархитектура P6 с динамическим исполнением команд, предусматривающая предсказание ветвлений, анализ потоков данных и упреждающее исполнение команд.
• Потоковые SIMD-расширения для Интернета включают в себя 70 команд, расширяющих возможности обработки изображений, потоков аудио- и видеоданных, распознавания речи - все это для повышенной эффективности работы в Интернете.
• Технология обработки мультимедийных данных Intel® MMX™.
• Архитектура двойной независимой шины (DIB) повышает пропускную способность и производительность по сравнению с процессорами, имеющими одну шину.
• Адресное пространство для кэширования памяти объемом до 64 ГБ.
• Встроенные средства сохранения целостности данных и повышения общей надежности - ECC, Fault Analysis, Recovery для системной шины и шины кэш-памяти второго уровня.
• Процессоры изготовляются по 0.13, 0.18 и 0.25-микронным технологиям Intel для повышения частоты ядра процессора и понижения энергопотребления.
• Полная совместимость с существующим ПО для архитектуры IA.

Самый современный и самый мощный процессор Intel для серверов начального уровня  
   Процессор Intel® Pentium® III с кэш-памятью второго уровня объемом 512 КБ для серверов начального уровня выпускается сейчас с тактовыми частотами до 1.40 ГГц . Все версии процессора бинарно совместимы с предыдущим поколением процессоров архитектуры IA. Теперь процессоры Pentium® III выпускаются и в корпусе FC-PGA2. Корпус FC-PGA2 рассчитан на новый класс мощных компактных серверов.

Типы  корпусов

   В настоящее время процессоры Pentium® III выпускаются в корпусах трех типов: S.E.C.C.2, FC-PGA и FC-PGA2. Корпусы FC-PGA и FC-PGA2 разработаны специально для нового поколения тонких, компактных и высокопроизводительных ПК. Типы корпусов для различных моделей процессоров указаны на рисунке 1.

Микроархитектура P6 с динамическим исполнением команд

• Предсказание ветвлений позволяет прогнозировать исполнение программы по нескольким возможным путям, ускоряя тем самым поступление данных на процессор.
• Анализ потоков данных: исследование зависимостей данных между командами позволяет организовать выполнение команд в оптимальной последовательности.
• Упреждающее исполнение команд в оптимальном порядке обеспечивает постоянную загрузку блоков суперскалярных вычислений процессора и повышает общую производительность.

Архитектура двойной независимой  шины (DIB)

   В процессоре Intel® Pentium® III реализована  высокопроизводительная архитектура  двойной независимой шины (DIB). Архитектура  DIB предусматривает подключение  кэш-памяти второго уровня к  отдельной высокоскоростной шине, что позволяет разгрузить системную шину от обмена данными с кэш-памятью. В результате значительно повышается общая пропускная способность, производительность и масштабируемость системы.

Неблокируемая кэш-память первого  уровня

   Процессор Intel® Pentium® III имеет два отдельных блока кэш-памяти первого уровня объемом по 16 КБ: один блок для команд и один блок для данных. Кэш-память первого уровня ускоряет доступ к недавно использованным данным и командам, повышая тем самым общую производительность системы.

Кэш-память второго уровня объемом 512 КБ с улучшенной передачей  данных  
   (Имеется на некоторых моделях, указанных на рис. 1) Кэш-память с улучшенной передачей данных (ATC) содержит в себе микроархитектурные усовершенствования, позволяющее увеличить пропускную способность интерфейса между кэш-памятью второго уровня и ядром процессора, а также сделать производительность кэш-памяти строго пропорциональной частоте ядра. Характеристики ATC: