Реферат: Процессоры
- 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 обеспечиваетс Виртуальным флагом прерываний(VIF) и Виртуальным ожиданием прерываний(VIP) в регистре EFLAGS, в некоторых случаях устраняет необходимость мониторного захвата из виртуального-8086 или защищенного режимов.
- Идентификация CPU для получения информации о семействе, модели, степпинге и характеристиках процессора с помощью команды CPUID. Возможность выполнения этой инструкции определяется возможностью установки ID в регистре EFLAGS.
- Определение ошибок внутренних устройств и интерфейса шины обеспечиваетс с 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 контроля производительности. Это:
- Встроенный Self Test (BIST), обеспечивающий 100% определение единичных константных ошибок 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 сканировани границ, позволяющий тестирование процессора с помощью стандартного интерфейса.
- Расширения Отладки, которые позволяют отлаживать адреса ввода-вывода и доступ к памяти.
- Внутренние счетчики, которые могут использоваться для контроля производительности и учета событий.
Pentium Pro
Обзор продукции
Семейство процессоров Pentium Pro - это следующее поколение высокопроизводительных изделий Intel для мощных настольных компьютеров, рабочих станций и серверов. Это семейство включает в себя процессоры с тактовой частотой от 150 Mгц и выше, которые легко объединяются в многопроцессорные системы до четырех процессоров в каждой. Преимущество в производительности процессора Pentium Pro над предыдущими поколениями процессоров достигаетс за счет технологии, называемой Динамическим Исполнением. Это следующий этап развития суперскалярной архитектуры, ранее реализованной в процессорах Pentium, который позволил широко использовать трехмерную визуализацию и интерактивные возможности, необходимые для современных коммерческих и технических приложений и развивающихся приложений завтрашнего дня. Надежность и сервисные средства процессора Pentium Pro важны для наиболее ответственных приложений.
Основные характеристики
- Тактовая частота ядра 150, 166, 180 и 200 Mгц
- Совместим по кодам с приложениями, работающими с предыдущими семействами процессоров Intel
- Оптимизирован для 32-разрядных приложений, работающих под управлением современных 32-разрядных операционных систем
- Микроархитектура с Динамическим Исполнением
- Единый корпус содержит процессор Pentium Pro, кэш-память и интерфейс системной шины
- Наращивается до четырехпроцессорной системы с 4Гб памяти
- Раздельные внешняя системная шина и внутренняя полноскоростная шина кэш-памяти
- Раздельные неблокируемая кэш-память данных и инструкций размером 8Kб/8Kб
- Интегрированная неблокируемая кэш-память второго уровня 256 или 512 Kб
- Средства сохранения целостности данных: аппаратная коррекция ошибок (ECC), анализ ошибок и восстановление данных, проверка функциональной избыточности
Pentium II
Наиболее высокопроизводительный процессор, сочетающий мощность процессора Pentium Pro с возможностями технологии MMX.
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.
