Микропроцессоры Intel

           Проектирование в основном было завершено в феврале 1992 года, началось всеобъемлющее тестирование опытной партии процессоров. В апреле 1992 года было принято решение, что пора начинать промышленное освоение Pentium процессора, завершившееся 22 марта 1993 года широкой презентацией Pentium процессора. Объединяя более чем 3.1 миллион транзисторов на одной кремниевой подложке, 32-разрядный Pentium процессор характеризуется высокой производительностью.

           Суперскалярная архитектура Pentium процессора представляет собой совместимую только с Intel двухконвейерную индустриальную архитектуру, позволяющую процессору достигать новых уровней производительности посредством выполнения более чем одной команды за один период тактовой частоты. Другое важнейшее революционное усовершенствование, реализованное в Pentium процессоре, это введение раздельного кэширования. Pentium процессор позволяет выполнять математические вычисления на более высоком уровне благодаря использованию усовершенствованного встроенного блока вычислений с плавающей запятой.

            Pentium процессор снаружи представляет собой 32-битовое устройство. Внешняя шина данных к памяти является 64-битовой. Процессор Pentium научил компьютеры работать с атрибутами "реального мира" — такими, как звук, голосовая и письменная речь, фотоизображения.

Процессор Pentium Pro

              Отсчет шестого поколения процессоров начался с Pentium Pro, выпущенного осенью 1995 году. Процессоры Pentium Pro выпускались в модифицированных корпусах SPGA (Staggered Pin Grid Array) с матрицей штырьковых выводов, часть из которых расположены в шахматном порядке. В одном корпусе (микросхеме) установлено 2 кристалла - ядро процессора и вторичный кэш собственного (Intel'овского) изготовления. Этот кэш работал на частоте ядра процессора, которая за всю историю Pentium Pro с начальных 150 МГц поднялась всего только до 200 МГц. Объем кэша в разных модификациях был от 256 Кбайт до 2 Мбайт, для повышения надежности применялся ECC-контроль. Для этих процессоров предназначен сокет 8 с 387 выводами. Интерфейс позволяет непосредственно объединять до 4 процессоров для симметричной мультипроцессорной обработки (SMP). Возможно и парное включение процессоров для функционально-избыточного контроля (FRC), при котором один процессор только проверяет действия другого.

             Процессор Pentium Pro, разрабатывался как мощное средство наращивания быстродействия 32-разрядных приложений для серверов и рабочих станций, систем автоматизированного проектирования, программных пакетов, используемых в машиностроении и научнойработе. Все процессоры Pentiumи Pro оснащаются второй микросхемой кэш-памяти, еще больше увеличивающей быстродействе. Мощнейший процессор Pentium Pro насчитывает 5,5 миллионов транзисторов.

Процессоры  с технологией MMX

               8 января 1997 года - корпорация Intel анонсировала процессор Pentium с технологией MMX - первый микропроцессор, в котором реализована разработанная Intel новая технология, позволяющая повысить эффективность приложений, работающих с различными видами информации (видео, аудио и т.п.). С точки зрения программистов, анонсированная технология MMX корпорации Intel представляет собой наиболее существенное улучшение архитектуры Intel за последние 10 лет. Разработка этой технологии началась несколько лет назад в ответ на быстрое развитие вычислительных систем, связанных с обработкой различных видов информации: высококачественная графика, видео и звук

потребовали процессоров с очень высокой производительностью. Потребность в более высокопроизводительных процессорах увеличилась также за счет развития Internet и вызванной этим необходимости доставки по существующим линиям связи различных видов информации. Инженеры корпорации Intel разработали 57 новых инструкций, которые позволили повысить производительность при выполнении наиболее типичных циклов, требующих интенсивных вычислений и характерных для приложений данного класса. Новые процессоры разработаны на основе созданной в Intel улучшенной КМОП- технологии 0,35 микрона, которая позволяет получить более высокую производительность при меньшем потреблении мощности. Процессор Pentium с технологией MMX содержит 4,5 млн. транзисторов и, кроме инструкций MMX, имеет несколько архитектурных улучшений. К ним относятся удвоенный объем размещенной на кристалле кэш-памяти (он теперь равен 32 Кб) и более эффективное предсказание условных переходов, что позволило на 10-20% повысить производительность на стандартных эталонных тестах процессора. Технология MMX обеспечивает полную совместимость с архитектурой Intel и, кроме того, полностью совместима с широко используемыми операционными системами и прикладным программным обеспечением. Эта технология будет включена в будущие процессоры.

Процессор Pentium II

                 7 мая 1997 года в Нью-Йорке корпорация Intel официально представила свой процессор Pentium II, ранее известный под рабочим названием Klamath, представляет собой - если в общих чертах - Pentium Pro, оснащенный ММХ- технологией. В отличие от своего "прародителя", новый процессор нацелен на применение в сферах малого и среднего бизнеса. Он предназначен для устаНовки в настольные ПК, сетевые ПК, рабочие станции и серверы начального уровня. Насчитывающий 7,5 миллионов транзисторов, процессор Pentium II использует технологию Intel MMX, обеспечивающую эффективную обработку аудио, визуальных

и графических  данных. Кристалл и микросхема высокоскоростной кэш-памяти помещены в корпус с односторонним контактом (Single Edge Contact — S.E.C.), который устанавливается на системной плате с помощью одностороннего разъема — в отличие от прежних процессоров, имевших множество контактов. Для того чтобы обеспечить "мощь Pentium Pro" за сравнительно небольшую цену, Intel пришлось перейти на использование в L2-cache относительно дешевой кэш-памяти типа BSRAM (в Pentium Pro используется специально заказываемый и дорогой кэш). Не

менее важным фактором оказался и процент  брака, возникающего при монтаже  ядра процессора и кэша в корпус PGA, поэтому монтаж оказывается самой дорогостоящей стадией производства Pentium Pro. В результате родился тот самый S.E.C.- картридж (Single Edge Connection Cartridge), решающий большую часть этих проблем, и сопутствующий ему slot 1. Процессор дает пользователям возможность вводить в ПК и обрабатывать цифровые фотоизображения, пересылать их друзьям и родственникам через Internet, создавать и редактировать тексты, музыкальные произведения и даже сценки для домашнего кино, передавать видеоизображения по обычным телефонным линиям и по Internet.

Процессор Celeron

            Для "самых простых" компьютеров по 0.25 мкм-технологии выпустили облегченный вариант процессора, названный Celeron. Первые процессоры Celeron имели частоты ядра 266 и 300 МГц (частота шины - 66 МГц). Вторичный кэш исключен, что заметно отразилось на производительности (системные платы для слота 1 вторичного кэша, естественно, не имеют). При падении цен на системные платы и дешевизне самого Celeron машина начального уровня оказывается действительно недорогой. Современные процессоры Celeron, начиная с модели Celeron 300A (с частотой 300 МГц), имеют небольшой (128 Кбайт) вторичный кэш, установленный на кристалле ядра и работающий уже на полной частоте ядра. Эти процессоры известны также под названием Mendocino.

         Процессоры Intel Celeron с тактовыми частотами 500, 466, 433, 400, 366 и 333 МГц ориентированы на рынок компьютеров начального уровня стоимостью до 1200 дол. Производительность процессоров Intel Celeron обеспечивает быструю и эффективную работу популярных современных приложений. Процессоры Intel Celeron наделены всеми достоинствами микроархитектуры P6, на основе которой построен процессор Pentium II. Процессоры Intel Celeron с тактовыми частотами 500, 433, 400, 366 и 333 МГц имеют встроенную кэш-память 2-го уровня объемом 128 Кб. Ядро процессоров Intel Celeron с тактовой частотой 300 МГц содержит 7,5 млн. транзисторов, ядро процессоров с частотами 500, 433, 400, 366 и 333 МГц содержит 19 млн. транзисторов, поскольку включает встроенную кэш-память 2-го уровня. Все процессоры Intel Celeron производятся по 0.25-микронной КМОП-технологии. Все процессоры Intel Celeron выпускаются в пластиковом корпусе с матрицей штырьковых выводов (P.P.G.A.). Формфактор P.P.G.A. совместим с 370-контактным процессорным гнездом, что открывает производителям компьютеров новые возможности снижения стоимости систем, и расширяет спектр возможных конструктивных решений. Кроме того, процессоры Intel Celeron с тактовыми частотами 433, 400, 366, 333 и 300A поставляются в корпусе с

односторонним расположением контактов типа S.E.P.P., обеспечивающим

простоту  установки и экономичность. Независимо от типа корпуса, процессоры Intel Celeron обладают высоким качеством, надежностью и совместимостью. Это мощные процессоры для работы с популярными современными офисными приложениями и программами доступа к Internet.

Процессоры  семейства Xeon

              Для мощных компьютеров предназначено семейство Xeon. Для них ввели новый слот 2, который (вместе с интерфейсом нового процессора) позволяет строить как избыточные системы с FRC, так и симметричные 1-, 2-, 4- и даже 8-процессорные системы. Частота шины - 100 МГц, частота ядра - 400 МГц и выше, вторичный кэш, как и в Pentium Pro, работает на частоте ядра. Объем вторичного кэша - 512 Кбайт, 1 или 2 Мбайт при кэшировании до 64 Гбайт (все адресное пространство при 36-битной адресации). Процессоры Xeon отличаются не только большей мощностью, но и большими размерами - 15,2 x 12,7 x 1,9 см. Процессоры Xeon имеют новые средства хранения системной информации. Постоянная

(только  для чтения) память процессорной  информации PIROM (Processor Information ROM) хранит такие данные, как электрические спецификации ядра процессора и кэш-памяти (диапазоны частот и питающих напряжений), S-спецификацию и серийный 64-битный номер процессора. По инструкции идентификации CPUID такая информация недоступна. Энергонезависимая память Scratch EEPROM предназначена для занесения системной информации поставщиком процессора (или компьютера с этим

процессором) и может быть защищена от последующей записи. Процессор оборудован термодатчиком (термодиод на кристалле ядра) с программируемым устройством контроля температуры. Это устройство имеет аналого-цифровой преобразователь, калибруемый по термодиоду конкретного процессора на этапе тестирования картриджа. Константа настройки термометра заносится в PIROM. Устройство термоконтроля программируется - задается частота преобразований и пороги температуры, по достижении которых вырабатывается сигнал прерывания. Для взаимодействия с PIROM, Scratch EEPROM и устройством термоконтроля процессор имеет дополнительную последовательную шину SMBus (System Management Bus), основанную на интерфейсе I²C.

Процессор Pentium III

             1999 год корпорация Intel представила процессоры Pentium III и Pentium III Xeon. В процессоре Intel Pentium III, самом современном и быстродействующем процессоре корпорации Intel для настольных ПК, воплощены последние технологические достижения, обеспечивающие беспрецедентную производительность, управляемость и удобство работы с Internet. Основная инновация для пользователей Internet и информативных мультимедиа-приложжений - это потоковые SIMD-расширения. Входящие в них 70 новых команд значительно расширяют возможности обработки изображений, 3D-графики, звуковых и видеопотоков, а также распознавания речи. Благодаря мощности, достаточной и для следующего поколения Internet-приложений, процессор Pentium III – отличный выбор для пользователей ПК, смотрящих далеко в будущее. Все процессоры изготавливаются в массовом порядке на основе передовой 0,18- микронной производственной технологии, которая обеспечивает повышение тактовой частоты, дальнейшее наращивание производительности благодаря применению ряда важных новшеств, пониженное энергопотребление. Эта технология позволяет обрабатывать структуры, размеры которых не достигают и одной пятисотой толщины человеческого волоса. Выпущенные сегодня процессоры Pentium III для настольных и мобильных ПК, а также процессоры Pentium III Xeon для серверов и рабочих станций характеризуются рядом принципиальных новых технологических особенностей, таких, как кэш-память 2-го уровня типа Advanced Transfer Cache и усовершенствованная системная буферизация. Применение технологии Advanced Transfer Cache позволило удвоить полосу пропускания между ядром процессора и встроенной, полноскоростной кэш-памятью 2-го уровня емкостью 256 Кбайт. В свою очередь, усовершенствованная технология системной буферизации обеспечивает ускоренное прохождение данных от системной шины к процессору благодаря большему числу «буферов». В новом 0,18-микронном производственном процессе применяются шестислойные алюминиевые межсоединения с низкоемкостными изоляторами из легированного фтором диоксида кремния (SiOF), что позволяет снизить потребляемое напряжение

до 1,1-1,65 вольта (среди процессоров, представленных сегодня, самый энергоэкономный потребляет 1,35 вольта). Процессоры Pentium III выпускаются в виде картриджа с односторонним расположением контактов (Single Edge Contact Cartridge 2, S.E.C.C.2), обеспечивающего удобство установки, защиту процессора и совместимость с будущими высокопроизводительными системами. Совместимость с распространенной сейчас AGP-платформой 440BX позволяет устанавливать новый процессор в существующие системы и ускоряет вывод на рынок новых компьютеров.

Процессоры  с архитектурой IA-64

           После появления в 1995 году первого 32-разрядного многозадачного процессора 80386, архитектура IA-64 является наиболее значительным достижением в области процессорных технологий. Архитектура IA-64 впервые будет реализована в процессоре Itanium, производство которого начнется в середине 2000 года. Этот процессор преодолеет ограничения существующих архитектур и обеспечит запас производительности для будущего развития. Серверы и рабочие станции на базе процессора Itanium будут отличаться беспрецедентным уровнем производительности, масштабируемости и готовности, благодаря комплексу новых функциональных возможностей, получивших название EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing).

            Архитектура IA-64, лежащая в основе процессора Itanium, представляет собой уникальную комбинацию новаторских технологий, таких как явный параллелизм, предсказание ветвлений, спекулятивное исполнение и многое другое. Эффективная масштабируемость архитектуры IA-64 отвечает требованиям серверных систем и рабочих станций высокого класса. Ключевым требованием при разработке IA-64 была совместимость с набором команд архитектуры IA-32, обеспечивающая взаимодействие с существующим программным обеспечением. В результате была создана архитектура с уникальной внутренней масштабируемостью, обеспечивающая беспрецедентный уровень производительности и полную совместимость с существующим ПО для процессоров IA-32. Будущие процессоры на базе архитектуры IA-64 позволят расширить область применения архитектуры Intel в серверах и рабочих станциях, обеспечив производительность и функциональные возможности, достаточные для самых ресурсоемких приложений. Процессор Itanium не только реализует новые возможности 64-разрядной архитектуры, но и обладает аппаратной совместимостью с набором команд IA-32. К концу 2001 года, семейство процессоров архитектуры IA-64 пополнится процессором McKinley, а в 2002 году к ним добавятся процессоры Madison и Deerfield. Поскольку сохранение обратной совместимости является важным фактором защиты капиталовложений, все