Книга Аппаратные средства PC онлайн - страница 19

Процессор Pentium III

Картриджи для процессоров Pentium II, несмотря на ряд преимуществ (если подумать, то это другое направление развития персональных компьютеров), были мало подходящими для персональных компьютеров. А поскольку совершенствование технологии изготовления интегральных микросхем продолжалось, то вскоре удалось размещать кэш второго уровня на кристалле так же, как и в Pentium Pro. Новый процессор, который появился в результате совершенствования технологии, получил название Pentium III (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Процессор Pentium III

О первых процессорах Pentium III с тактовыми частотами 450 и 500 МГц было объявлено в феврале 1999 г., в мае пришло сообщение о начале производства процессора с тактовой частотой 500 МГц, а в августе – с тактовой частотой 600 МГц.

В новом процессоре удалось на одном кристалле разместить 9,5 млн. транзисторов (технология 0,25 мкм).

Кэш второго уровня сделали объемом 256 Кбайт. Частота системной шины 100 МГц.

Как раз в это время обострилась конкурентная борьба между корпорациями Intel и AMD, и если сложить вместе их пресс-релизы, получится захватывающий авантюрный роман. Каждая корпорация пыталась раньше конкурента объявить о взятии нового рубежа и внедрении новых технологий. Ниже приводится сжатое резюме этой продолжающейся до сих пор схватки с точки зрения корпорации Intel.

В октябре 1999 г. было объявлено о процессорах Pentium III с тактовыми частотами 400, 450 и 500 МГц, изготовляемых по технологии 0,18 мкм. Напряжение ядра у этих процессоров оказалось равным 1,6 В для 450 и 500 МГц и 1,35 В для 400 МГц.

Так как требовались все более и более высокочастотные процессоры, то в октябре 1999 г. были анонсированы процессоры Pentium III с тактовыми частотами 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700 и 733 МГц, для производства которых применялась технология 0,18 мкм. Кроме повышения частоты ядра, новые процессоры позволяли использовать для системной шины не только частоту в 100 МГц, но и 133 МГц.

Март 2000 г. оказался продуктивным для процессоров Pentium III. В конце месяца появились процессоры с тактовыми частотами 850 и 866 МГц, а вот в начале – было объявлено о взятии тактовой частоты в 1000 МГц (1 ГГц).

В мае 2000 г. появился Pentium III хотя и с тактовой частотой 700 МГц, но зато с кэшем второго уровня 1 и 2 Мбайт. Заметим, что частота системной шины всего 100 МГц.

Также в мае начат выпуск процессоров Pentium III с тактовой частотой 933 МГц и кэшем второго уровня 256 Кбайт. Частота системной шины – 133 МГц.

Для ноутбуков корпорация Intel в июне 2000 г. начала выпуск Pentium III с тактовой частотой 750 МГц. Кэш второго уровня – 256 Кбайт. Частота системной шины – 100 МГц. Напряжение ядра могло меняться в зависимости от режима работы от 1,35 В до 2 В.

И 2001 г. порадовал владельцев ноутбуков. Вышла целая серия процессоров Intel Pentium III, в середине года преодолевших рубеж 1 ГГц. В июле 2001 г. появились процессоры 866 и 933 МГц, а также гигагерцовые – 1,13, 1,06 и 1 ГГц. Продолжение последовало в октябре 2001 г., когда была взята частота в 1,2 ГГц. Все процессоры работали с частотой внешней шины 133 МГц и имели кэш второго уровня 512 Кбайт.

Еще один процессор Pentium III с технологией сверхнизкого энергопотребления и тактовой частотой 700 МГц появился в ноябре 2001 г. Частота системной шины – 100 МГц. Кэш второго уровня – 512 Кбайт.

* * *

Продолжая внедрять новые технологии, корпорация Intel в январе 2000 г. выпустила процессор Pentium III с технологией Intel SpeedStep, которая позволяла в зависимости от загрузки и внешних условий менять тактовую частоту ядра процессора. Первые такие процессоры появились с тактовыми частотами 600 и 650 МГц. Кэш второго уровня – 256 Кбайт, частота системной шины – 100 МГц, напряжение ядра – 1,6 В. В апреле была достигнута тактовая частота 700 МГц.

Продолжая выпуск процессоров Pentium III с использованием технологии Intel SpeedStep для ноутбуков, в июне 2000 г. начали выпуск моделей с тактовой частотой 600 МГц, у которых напряжение ядра менялось от 1,1 В до 1 В.

Процессор Pentium III с технологией Intel SpeedStep с тактовой частотой 700 МГц, но уменьшенным до 128 Кбайт кэшем был выпущен в сентябре 2000 г. Частота системной шины – 100 МГц. Напряжение ядра – 1,6 В.

В сентябре 2000 г. начат выпуск Pentium III с технологией Intel SpeedStep с тактовыми частотами 800 и 850 МГц. Кэш второго уровня – 256 Кбайт. Напряжение ядра – 1,35 В.

Совершенствуя процессоры для ноутбуков, в январе 2001 г. выпустили процессор Pentium III по технологии Intel SpeedStep с тактовой частотой 500 МГц (далее 600 и 700 МГц) и режимом оптимальной производительности, когда тактовая частота понижалась до 300 МГц. В процессор был интегрирован кэш второго уровня объемом в 256 Кбайт. Частота системной шины – 100 МГц. Напряжение питания ядра менее 0,5 В при частоте 300 МГц.

Для процессоров Pentium III с технологией Intel SpeedStep тактовая частота в 1 ГГц (900 МГц) покорилась в марте 2001 г. Кэш второго уровня – 256 Кбайт. Частота системной шины – 100 МГц. Напряжение ядра в оптимальном режиме 1,35 В.

В продолжение развития линии Pentium III с технологией Intel SpeedStep, в начале 2001 г. были выпущены процессоры для мобильных компьютеров с тактовыми частотами 500 и 600 МГц и кэшем второго уровня объемом в 256 Кбайт и 750 МГц с кэшем, равным 512 Кбайт.

Процессор Pentium 4

В 2000 г. корпорация Intel анонсировала следующее поколение 32-разрядных процессоров, которое получило название Pentium 4. На рис. 2.12, a показан внешний вид процессора в корпусе под Socket 423, а на рис. 2.12, б модернизированный корпус под Socket 478.

Рис. 2.12. Процессор Pentium 4: а – в корпусе под Socket 423; б – в корпусе под Socket 478

Основной изюминкой этих процессоров стала микроархитектура NetBurst, в которой используется ряд новых технологий. Наиболее существенная новинка, позволившая увеличить скорость обмена данными между процессором и внешним миром, это способность считывать данные 4 раза за один такт, т. е. стало возможным использовать частоту системной шины в 400 МГц, а в дальнейшем и 533 МГц. Кроме того, использована гиперконвейерная обработка команд, применена кэш-память с отслеживанием выполнения команд и добавлен блок быстрого исполнения команд, который работает на удвоенной частоте ядра (например, при тактовой частоте ядра 2,53 ГГц блок быстрого исполнения команд работает на частоте 5,1 ГГц, а это, в основном, арифметические и логические команды). Также были улучшены характеристики уже традиционных блоков и технологий, например, динамического исполнения команд, вычислений с плавающей запятой, обработки команд, используемых в мультимедийных приложениях, потоковых SIMD-расширений SSE2, а кэш-память 2 уровня получила более совершенную систему передачи данных. Сама же кэш-память использует отдельную шину (архитектура с двумя независимыми шинами – D.I.B.), независимую от системной, что позволило увеличить пропускную способность каналов передачи данных.

Так как корпорация Intel любит делать сюрпризы пользователям, то в 2000 г. был выпущен процессор Pentium 4 с ядром Northwood и тактовой частотой 2 ГГц, для которого применили технологию 0,13 мкм с использованием медных соединений. Размер кэша второго уровня – 512 Кбайт.

На момент написания этих строк выпущены процессоры Pentium 4 с тактовыми частотами ядра 1,30, 1,40, 1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,90, 2,20, 2,40, 2,50, 2,53, 2,60, 2,66, 2,80 ГГц, а также появились сообщения о скором взятии частоты в 3 ГГц. В процессорах использована кэш-память 1 уровня с технологией отслеживания исполнения команд (Execution Trace Cache) объемом 32 Кбайт, кэш-память 2 уровня – 256 Кбайт (для процессоров 2 ГГц и ниже) или 512 Кбайт (с архитектурой Advance Transfer Cache при техпроцессе 0,13 мкм).

Несмотря на такой спектр новинок, использованных в процессорах Pentium 4, его применение в персональных компьютерах вызывает ряд споров, которые, в основном, вызваны тем, что при сравнении Pentium III и Pentium 4 не наблюдается явного повышения производительности. Тут можно сказать следующее – новая архитектура требует нового подхода к разработке программ и операционных систем. Соответственно, если на новом типе процессора пытаются запустить программное обеспечение, разработанное для предыдущего поколения процессоров, то особого выигрыша чаще всего не получить, можно наблюдать иногда даже и падение производительности. А вот программы, оптимизированные для работы на процессоре Pentium 4, показывают неплохую "шустрость". Так что стоит подождать, когда появится рабочий комплект программ для использования с новым процессором, а не жаловаться, что, мол, мой Pentium 4 с тактовой частотой 1,7 ГГц работает так же, как Celeron 330 МГц.

Примечание

Производительность во многом зависит от системной платы. Например, некоторые первые системные платы для процессора Pentium 4 оказались просто неудачными. На них не то что рекордных показателей не получить, но даже не понять, а зачем было покупать новый процессор.

Для процессоров Pentium 4 был разработан сокет с 423 контактами (Socket 423). Правда, очень скоро кристаллы процессоров Pentium 4 стали устанавливать в новый малогабаритный корпус, для которого был разработан Socket 478 уменьшенных габаритов.