Аппаратные средства персональных компьютеров. Самоучитель, стр. 17
Если заглянуть в недавнее прошлое, то можно вспомнить, что все игры с отличной графикой работали в DOS, не используя возможности Windows. То есть пользователь, работая в среде Windows, запускал сессию DOS, а уже в ней начинала работать "навороченная" игра. Смысл такого многоступенчатого подхода был в том, что скорость отображения сложной графики в Windows 95 оказалась крайне низка. Максимум графических возможностей для Windows 95 – это весьма популярная игра "пасьянс".
Для ускорения работы с графикой в процессоре Pentium ММХ появились дополнительные регистры и типы данных, а также инструкции (команды) для их использования.
О выпуске процессора Pentium с технологией ММХ с тактовой частотой 166 и 200 МГц (6,44 SPECint95, 4,87 SPECfp95, iCOMP Index 2.0 – 182) было объявлено в январе 1997 г. Количество транзисторов на кристалле процессора достигло 4,5 млн. (технология 0,35 мкм).
О последнем процессоре, предназначенном для настольных персональных компьютеров, с тактовой частотой 233 МГц (7,12 SPECint95, 5,21 SPECfp95, iCOMP Index 2.0 – 203) было объявлено в июне 1997 г.
Для применения в мобильных ПК и ноутбуках выпускались процессоры Pentium ММХ с тактовыми частотами 200 и 233 МГц (сентябрь 1997 г.) и 266 МГц (январь 1998 г.). В этих модификациях процессора использовалась 0,25 мкм технология.
Через год, в январе 1999 г., для использования в ноутбуках корпорацией Intel был предложен еще один вариант процессора Pentium М MX с тактовой частотой 300 МГц.
Несмотря на достоинства технологии ММХ, в ней оказались довольно серьезные недостатки. В первую очередь, это невозможность одновременного использования сопроцессора и инструкций ММХ, т. к. регистры ММХ отображались на регистры сопроцессора. Если не учитывать такую особенность при написании программы, то вместо ускорения работы можно было получить резкое падение производительности компьютера. Кроме технологии ММХ, в процессорах Pentium ММХ применены технологии, которые были разработаны для процессора Pentium Pro, например, более эффективный механизм предсказаний.
Компьютеры с процессором Pentium ММХ до сих пор эффективно используются с операционными системами Windows 95/98, показывая вполне достойную производительность в офисных приложениях.
Процессор Pentium Pro
Шестое поколение процессоров х86 начало свой отсчет от процессора Pentium Pro и нашло свое развитие в Pentium II и III. Процессоры этого поколения до сих пор используются во всех сферах деятельности человека. Их появление, наконец, дало реальный толчок к претворению в жизнь предсказаний фантастов, писавших о далеком будущем. Это видеотелефоны, коллекции фильмов на компакт-дисках, распознавание зрительных образов и человеческой речи. Всего просто не перечислить!
Примечание
Среди компьютерщиков принято подразделять процессоры линейки х86 на поколения, отсчитывая их от процессора 8086. Соответственно, второе поколение – это 286 процессоры, третье – 386, четвертое – 486. Процессор Pentium, относящийся к пятому поколению, имеет цифровое наименование – 586. Конечно, особой надобности в такой классификации нет, к тому же в последнее время достаточно сложно провести границу между различными модификациями процессоров, да и конкуренты Intel создают довольно оригинальные конструкции процессоров. Поэтому в этой книге не акцентируется разделение процессоров х86 на поколения, а лишь используется эта условная градация для логичности изложения материала в необходимых местах. Заметим, что корпорация Intel использует номера поколений только в рекламных целях, а в технической документации используется подход, как показано в табл. 2.2, где приведены основные характеристики выпускавшихся процессоров.
* GP – регистры общего назначения, FPU – регистры математического сопроцессора.
Процессор Pentium Pro, родоначальник современных процессоров, появился 1 ноября 1995 г. Любопытной особенностью процессора Pentium Pro является то, что он может использоваться не только для IBM PC совместимых компьютеров, но и для компьютеров фирмы Apple, которые используют процессоры корпорации Motorola.
При разработке процессоров Pentium Pro были использованы совершенно новые подходы к обработке информации. Например, с помощью метода динамического исполнения можно выполнять команды не в том порядке, как они указаны в коде программы. Т. е. команды, независимые от результатов предыдущих операций, будут обработаны в любой момент, в том числе и до начала выполнения команд условных переходов и работы с внешними устройствами.
Существенной особенностью архитектуры процессоров Pentium Pro стало наличие второй шины данных разрядностью в 300 битов, независимой от основной. Такая шина потребовалась, чтобы эффективно работать с внутренним кэшем второго уровня, который мог быть от 256 Кбайт до 1 Мбайт.
Первые процессоры Pentium Pro работали на тактовой частоте 150, 166, 180 и 200 МГц (8,20 SPECint95, 6,21 SPECfp95). Объем адресуемой памяти был равен 64 Гбайт, а виртуальной памяти – 64 Тбайт.
Последний вариант процессора с тактовой частотой 200 МГц (8,66 SPECint95, 6,80 SPECfp95) и одним мегабайтом встроенной кэш-памяти второго уровня был выпущен в августе 1997 г.
Несмотря на великолепные технические характеристики, Pentium Pro не использовался для производства массовых IBM PC совместимых персональных компьютеров.
Процессор Pentium II
Процессор Pentium II имеет архитектуру процессора Pentium Pro, которая сопряжена с технологией ММХ. Основное назначение процессора Pentium II – это использование в дешевых персональных компьютерах. Для того чтобы понизить стоимость производства микропроцессора, инженеры корпорации Intel предложили использовать гибридную технологию – разнести логические блоки процессора и кэш второго уровня на разные кристаллы, смонтировав их вместе на одной керамической пластине. Соответственно, такое решение потребовало изменения корпуса процессора. Для процессора Pentium II был разработан специальный картридж с печатным краевым разъемом, который устанавливался на системную плату таким же образом, как и модули памяти.
Впервые о начале выпуска процессора Pentium II было объявлено в мае 1997 г.
Первые процессоры работали на тактовой частоте 233, 266,300 МГц (11,7 SPECint95, 8,15 SPECfp95). При этом внешняя тактовая частота, поступающая с системной платы, должна быть равна 66,66 МГц. В процессоре использовалось 7,5 млн. транзисторов (технология 0,35 мкм). В кэше второго уровня находилось 512 Кбайт памяти. На рис. 2.10 показан внешний вид картриджа процессора.
Рис. 2.10. Процессор Pentium II
В январе 1998 г. был выпущен процессор Pentium II с тактовой частотой 333 МГц (12,8 SPECint95, 9,14 SPECfp95).
О процессорах Pentium II с тактовой частотой 350 и 400 МГц было объявлено в апреле 1998 г. Наибольший интерес этот процессор вызвал не тем, что работал на более высокой частоте, а тем, что частота внешней шины могла быть равной 100 МГц. Повышение частоты шины системной платы резко увеличивало производительность компьютера.
Последний процессор Pentium II, предназначенный для массовых персональных компьютеров, был выпущен в августе 1998 г. Его тактовая частота достигла 450 МГц.
Для мобильных ПК и ноутбуков в апреле 1998 г. был выпущен процессор Pentium II с тактовыми частотами 233 и 266 МГц. Для питания ядра процессора требовалось всего 1,7 В. Потребляемая процессором (в том числе и кэшем) мощность была равна 7,5 Вт для 233 МГц и 8,6 Вт для 266 МГц.
В сентябре 1998 г. появился процессор Pentium II для мобильных ПК с тактовой частотой 300 МГц. Напряжение ядра у этого процессора составило 1,6 В, а потребляемая мощность 9,0 Вт.