Главная страницаОбратная связьКарта сайта

Шестое поколение процессоров: P6 .Часть 2

Как и в Pentium Pro, в Pentium II внедрена архитектура двойной независимой шины (Dual Independent Bus — DIB). Термин двойная независимая шина своим происхождением обязан двум независимым шинам в процессоре Pentium II — шине кэш-памяти второго уровня и системной шине, по которой происходит обмен данными между процессором и основной памятью. Pentium II может использовать обе шины одновременно, поэтому интенсивность обмена данными других устройств с Pentium II может быть вдвое выше, чем с процессором, в котором использовалась архитектура одиночной шины. Архитектура двойной независимой шины позволяет повысить быстродействие кэш-памяти второго уровня процессора Pentium II с частотой 333 МГц в 2,5 раза. Причем с увеличением тактовой частоты процессоров Pentium II возрастает и быстродействие кэш-памяти второго уровня. Кроме того, системная шина с конвейерной организацией позволяет параллельно выполнять два потока транзакций, а не один. Все эти улучшения архитектуры двойной независимой шины увеличивают ее пропускную способность почти в три раза по сравнению с пропускной способностью шины с одиночной архитектурой у обычного процессора Pentium.

Общие технические характеристики процессоров Pentium II приведены в табл. 3.34, а параметры конкретных моделей — в табл. 3.35.

Таблица 3.34. Технические характеристики процессоров Pentium II

Частота шины                           66, 100 МГц

Кратность умножения частоты     3,5х, 4х, 4,5х, 5х
Тактовая частота                      233, 266, 300, 333, 350, 400, 450 МГц

Объем встроенной кэш-памяти    Первого уровня: 32 Кбайт (16 Кбайт для кода и 16 Кбайт для данных); второго уровня: 512 Кбайт (половинная тактовая частота процессора)



Кэш-память первого уровня всегда работает на основной тактовой частоте процессора, потому что она установлена непосредственно на его кристалле. Кэш-память второго уровня в Pentium II обычно работает на половине основной тактовой частоты процессора, что позволяет снизить стоимость микросхемы кэша. Например, в Pentium II с частотой 333 МГц кэш-память первого уровня работает на тактовой частоте 333 МГц, в то время как кэш-память второго уровня — на частоте 167 МГц. Хотя кэш-память второго уровня работает не на полной тактовой частоте, как это было в Pentium Pro, ее быстродействие значительно выше по сравнению с кэш-памятью на системной плате, работающей на тактовой частоте 66 МГц (это частота большинства системных плат с гнездом типа Socket 7 для Pentium). Как утверждает Intel, пропускная способность новой двойной шины втрое выше пропускной способности обычной.

Теперь, перенеся кэш-память из внутреннего корпуса процессора и используя внешнюю микросхему, установленную в одном картридже, Intel может обходиться более дешевыми микросхемами кэш-памяти и еще больше увеличивать тактовую частоту процессора. Тактовая частота Pentium Pro была ограничена 200 МГц, так как было трудно найти доступную кэш-память с более высокой частотой. А поскольку тактовая частота кэш-памяти составляет половину тактовой частоты процессора, Pentium II может работать на частоте 400 МГц, что позволяет использовать микросхемы кэш-памяти с номинальной тактовой частотой всего 200 МГц. Чтобы компенсировать половинную тактовую частоту кэш-памяти в Pentium II, Intel удвоила объем кэш-памяти второго уровня (в Pentium Pro стандартный объем равен 256 Кбайт, а в Pentium II — 512 Кбайт).

Обратите внимание, что дескрипторы ОЗУ, имеющиеся в кэш-памяти второго уровня, допускают кэширование оперативной памяти объемом до 512 Мбайт в процессорах Pentium II (от 233 до 333 МГц). В процессорах на 350, 400 МГц и выше дескрипторы ОЗУ расширены, поэтому в таких моделях разрешается кэшировать до 4 Гбайт оперативной памяти. Это очень важно, если вы планируете когда-либо установить память емкостью более 512 Мбайт. Некэ-шируемая память снижает производительность любой системы.

Системная шина Pentium II имеет встроенную поддержку одного или двух процессоров. Существуют версии Pentium II с кодами коррекции ошибок (Error Correction Code — ECC) на шине кэша второго уровня (L2). Они разработаны специально для серверов или других систем, выполняющих жизненно важные задачи, в которых большую роль играет надежность и целостность данных. Во всех процессорах Pentium II сигналы запроса и выдачи адреса на шину защищены контролем четности, а кроме того, предусмотрен механизм повторения для повышения целостности и надежности данных.

Для установки Pentium II в систему существует специальное крепление. Процессор устанавливается в разъем Slot 1 на системной плате так, чтобы быть защищенным от повреждений в результате вибраций и толчков. Крепления разрабатываются изготовителями системных плат. (Например, такие системные платы, как Intel Boxed AL440FX и DK440LX, имеют крепления и другие важные компоненты для сборки системы.)

Процессор Pentium II генерирует большое количество тепла, которое необходимо рассеивать. Для этого на нем устанавливается теплоотвод (радиатор). Кроме того, для охлаждения Pentium II можно использовать активный теплоотвод (с вентилятором). В отличие от активных теплоотводов, устанавливаемых ранее для коробочных процессоров Intel, вентиляторы Pentium II получают питание от разъема с тремя контактами на системной плате. Для электрического подключения вентиляторов в большинстве системных плат предусмотрено несколько соединителей.

Для теплоотвода на системной плате имеются специальные монтажные отверстия. Обычно пластмассовая опорная стойка вставляется в отверстия теплоотвода рядом с центральным процессором (перед установкой картриджа центрального процессора с теплоотводом). Большинство теплоотводов имеют два компонента: вентилятор в пластмассовом кожухе и металлический радиатор. Последний присоединяется к теплоотводящей пластине процессора и не снимается, тогда как вентилятор можно снять и заменить в случае необходимости. На рис. 3.49 показан корпус SEC с вентилятором, проводами, по которым подводится питание, креплениями, разъемами и отверстиями для крепления к системной плате.



Отверстия для крепления теплоотвода Рис. 3.49. Процессор Pentium II/III и крепление радиатора
В приведенных ниже таблицах указаны технические характеристики различных версий Pentium II.

Чтобы вы могли идентифицировать свой процессор Pentium II, найдите номер спецификации на картридже SEC. Он находится в изменяемой части метки на верхней стороне модуля процессора. Размещение маркировки показано на рис. 3.50.

По номеру спецификации (фактически это алфавитно-цифровой код) можно точно установить тип процессора (табл. 3.36).

Например, номер спецификации SL2KA идентифицирует процессор как Pentium II с частотой 333 МГц (тактовая частота системной шины — 66 МГц) с кэш-памятью второго уровня (L2), в которой применяются коды коррекции ошибок. В этой же таблице указано, что для данного процессора требуется напряжение питания только 2,0 В. Кроме того, указан номер ревизии, и, воспользовавшись изданным Intel руководством Pentium II Specification Update Manual, можно точно узнать, какие ошибки были устранены в конкретных моделях процессора.


SECC. Single Edge Contact Cartridge (картридж с одним рядом контактов).

SECC2. Single Edge Contact Cartridge, версия 2.

PLGA. Plastic Land Grid Array (пластиковый корпус с матрицей контактных площадок).

OLGA. Organic Land Grid Array (органический корпус с матрицей контактных площадок).

ECC. Error Correcting Code (код коррекции ошибок).

1. Процессор Pentium II с установленным вентилятором (коробочный’’).

2. Эти процессоры имеют расширенную кэш-память второго уровня, что позволяет кэшировать до 4 Гбайт основной памяти. Все остальные процессоры Pentium II позволяют кэшировать 512 Мбайт.

3. Эти ‘‘коробочные’’ процессоры поддерживают коды коррекции ошибок для кэш-памяти второго уровня.

4. ‘‘Коробочный’’ процессор Pentium II OverDrive с установленным вентилятором предназначен для обновления систем на базе процессоров Pentium Pro (Socket 8).

5. Эти процессоры могут работать только на фиксированной частоте, установленной производителем. Для их разгона необходимо повышать частоту системной шины.

Существует две модификации корпуса SECC2. Более старая модификация PLGA использовалась в корпусах SECC. Сейчас она заменяется модификацией OLGA. В этой модификации уменьшены размеры процессора, она проще в производстве и лучше обеспечивает отвод тепла от процессора — теплоотводные элементы монтируются непосредственно к микросхемам. На рис. 3.51 показана сторона корпуса SECC2 (модификации PLGA и OLGA), к которой монтируется теплоотводный элемент.

Рис. 3.51. Корпус SECC2, модификации PLGA и OLGA

Системные платы Pentium II имеют преобразователь напряжения, который служит для подачи нужного напряжения на центральный процессор. Для разных моделей Pentium II требуются различные напряжения, поэтому преобразователь следует установить так, чтобы обеспечить конкретному процессору подачу необходимого электропитания. На платах для Pentium Pro, в отличие от плат для более старых моделей Pentium, нет никаких переходных устройств или переключателей для установки напряжения; эта процедура выполняется автоматически с помощью имеющихся на корпусе процессора контактов идентификации напряжения (VID). В табл. 3.37 показана взаимосвязь между контактами и устанавливаемым напряжением.

Таблица 3.37. Устанавливаемое напряжение для Pentium II




0. Контакт процессора соединен с Vss.

1. Контакт процессора разомкнут.

VID0 -VID3 используются в гнезде Socket 370.

Socket 370 поддерживает только параметры 1,30 -2,05 В.

VID0 -VID4 используются в гнезде Slot 1.

Slot 1 поддерживает параметры 1,30 -3,5 В.

Чтобы убедиться в том, что система готова к установке любого процессора Pentium II, значения, выделенные в таблице полужирным начертанием, должны поддерживаться. Большинство процессоров Pentium II работают при напряжении 2,8 В; некоторые новые модели — при 2,0 В.

Процессор Pentium II Mobile Module — это Pentium II для портативных компьютеров; в него входит высокоэффективный набор микросхем системной логики 440BX. Это был первый набор микросхем на рынке, поддерживающий частоту процессорной шины 100 МГц; правда, данная функция не поддерживалась в мобильных версиях. Этот набор микросхем был выпущен одновременно с версиями Pentium II, работающими с частотами 350 и 400 МГц.

В новых моделях мобильных процессоров Pentium IIPE устанавливается интегрированная кэш-память второго уровня объемом 256 Кбайт, которая работает на частоте процессора, что делает мобильный процессор Pentium II более производительным по сравнению с процессорами для настольных систем, в которых кэш второго уровня работает на половинной частоте процессора.

Процессор Celeron

Этот процессор — настоящий хамелеон. Изначально он относился к семейству P6 и был построен на основе ядра Pentium II. Затем были выпущены версии на основе ядра Pentium III, а самые последние версии базируются на ядре Pentium 4, в том числе и Prescott. Основная область применения процессоров Celeron — компьютерные системы эконом-класса.

Большинство функциональных возможностей Celeron не отличается от возможностей процессоров Pentium II/III/4 за счет одинакового внутреннего ядра. Основные различия между ними — в объеме кэш-памяти второго уровня, корпусе и быстродействии шины процессора.

Изначально процессоры Celeron выпускались в корпусах SEPP (Single Edge Processor Package). Этот корпус похож на корпус SECC и помещается в разъем Slot 1; единственное отличие SEPP — отсутствие пластиковой крышки. Эти корпуса больше не применяются, благодаря чему было уменьшено время производства и стоимость процессоров Celeron. В первых моделях Celeron использовалась та же монтажная плата, что и в Pentium II.

Даже без пластиковых крышек упаковка Slot 1 была слишком дорогостоящей за счет использования механизма фиксации (стоек), необходимого для установки процессора в разъем, а также из-за сложной конструкции теплоотводов. После выпуска процессоров AMD для разъема Socket 7 компания Intel анонсировала новое конструктивное исполнение семейства процессоров Celeron — корпус PPGA (Plastic Pin Grid Array). Разъем для такого типа процессоров называется PGA-370 или Socket 370 (370 контактов). Корпуса, созданные для этого разъема, назывались PPGA или FC-PGA (Flip-Chip PGA — корпус PGA с перевернутым ядром) (рис. 3.52). Корпуса обоих этих типов вставлялись в 370-контактный разъем и обеспечивали более низкую стоимость и размеры систем благодаря пониженным требованиям к креплению и охлаждению процессора.

FC-PGA



 


Рис. 3.52. Внешний вид корпусов FC-PGA, PPGA и SEPP процессоров Celeron

Все модели процессоров Celeron до 433 МГц выпускались в корпусе SEPP и вставлялись в гнездо Slot 1 с 242 контактами. Модели с тактовой частотой 300 МГц и выше также выпускались в корпусе PPGA. Таким образом, процессоры Celeron с частотой 300–433 МГц доступны в двух типах корпусов. Все модели процессоров Celeron с частотой 466 МГц и выше выпускаются только в корпусах PPGA. Последние процессоры Celeron для Socket 370 работают на частоте 1,4 ГГц, а новейшие Celeron для Socket 478 основаны на архитектуре процессоров Pentium 4.

Можно ли использовать процессоры Celeron в корпусе PPGA с системными платами под Slot 1? Для решения этой проблемы был разработан переходник Slot 1–Socket 370 (рис. 3.53).



4 Разъем Slot 1 Рис. 3.53. Переходник Slot 1-Socket 370

Приведем наиболее общие характеристики процессоров семейства Celeron.

■ Начиная с процессора Celeron 300A, устанавливается кэш-память второго уровня объемом 128 Кбайт; первые процессоры с частотой 300 и 266 МГц вообще не имели кэшпамяти второго уровня.

■     Использование того же ядра, что и в Pentium II (модели с частотами 266-533 МГц), Pentium III (модели 533 МГц и выше), Pentium 4 или Core (с частотой 1,6 ГГц и выше).

■     Поддержка частоты шины 66, 100, 400, 533 и 800 МГц в зависимости от версии.

■     Специальное назначение — компьютерные системы эконом-класса.

■     Поддержка технологии MMX, модели Celeron 533A и выше также поддерживают набор команд SSE; Celeron с частотой 1,7 ГГц и выше поддерживает SSE2; Celeron D и Core поддерживают SSE3.

■     Использование недорогих корпусов SEP, PPGA, FC-PGA и FC-PGA2.

■     В большинстве моделей имеется интегрированная кэш-память первого и второго уровней, объем которой отличается в зависимости от модели процессора. Как правило, объем кэш-памяти второго уровня процессоров Celeron составляет половину от оригинального объема прародителя Celeron.

■     Интегрированный термодатчик, позволяющий отслеживать температурный режим процессора.

Начиная с модели Celeron 300A, в процессор устанавливается кэш-память второго уровня объемом 128 Кбайт. Во всех выпускавшихся до этого процессорах Celeron (266 и 300 МГц) кэш-памяти второго уровня нет. Процессоры на базе ядра Pentium II (Celeron 300A и до моделей 533 МГц) содержат 19 млн. транзисторов, а модели на базе ядра Pentium III (с частотами 533 МГц и выше) — 28,1 млн. транзисторов. Процессоры с частотой 1,6 ГГц и выше основаны на ядре Pentium 4 или Core. Следует отметить, что процессоры Celeron, основанные на ядре Pentium III/4, содержат кэш-память второго уровня объемом 256 Кбайт, но 128 Кбайт отключены, т.е. функциональны по-прежнему 128 Кбайт. Причина заключается в том, что компании Intel было выгоднее создавать процессоры Celeron на основе Pentium III или 4 и просто отключать часть кэш-памяти, а не разрабатывать совершенно новое ядро процессора. Модели процессоров Celeron на базе ядра Pentium III поддерживают как MMX, так и SSE, а основанные на Pentium 4 поддерживают также инструкции SSE2. Старые модели Celeron, основанные на ядре Pentium II, поддерживают только инструкции MMX.

Все процессоры Celeron в корпусах SEPP и PPGA создавались по 0,25-микронной технологии, а процессоры в корпусах FC-PGA и FC-PGA2 — по 0,18- и 0,13-микронной. Чем меньше расстояние между транзисторами, тем меньше тепла выделяет процессор и тем большую тактовую частоту он поддерживает.

Самые новые процессоры Celeron для настольных компьютеров поставляются на рынок под торговыми марками Celeron D и Celeron 400, в то время как под торговой маркой Celeron M поставляются процессоры класса Celeron для бюджетных портативных компьютеров. При производстве процессоров Celeron D используется 0,09-микронный технологический процесс, а процессоров Celeron 400 — 0,065-микронный.

Краткая история процессоров Celeron

Первые процессоры Celeron представляли собой экономичные версии процессора Intel Pentium II. Компания Intel решила, что, удалив с монтажной платы кэш-память второго уровня и освободившись от пластикового корпуса, можно будет создать более дешевый новый” процессор Pentium II, обладающий несколько меньшей производительностью. Таким образом, первые модели Celeron с частотами 266 и 300 МГц вообще были лишены кэш-памяти второго уровня L2.

К сожалению, это настолько отрицательно сказалось на быстродействии, что, начиная с модели 300A, все процессоры Celeron оснащались кэш-памятью второго уровня L2 объемом 128 Кбайт, работающей на частоте ядра процессора, что порой было предпочтительнее кэшпамяти L2 объемом 512 Кбайт процессора Pentium II, которая работала на половине частоты ядра. На самом деле Celeron оказался первым процессором для ПК, оснащенным интегрированной кэш-памятью второго уровня. Только чуть позже был выпущен процессор Pentium III Coppermine, также оснащенный интегрированной кэш-памятью L2.

Стоит ли говорить, что выпуск процессоров Celeron породил немало споров. С одной стороны, Celeron представлял собой усеченную версию Pentium II; с другой стороны, в нем использовался ряд новых технологий. Каково же различие в быстродействии процессоров Celeron и Pentium II? К счастью, отсутствие кэша L2 наблюдалось только в первых моделях Celeron; начиная с версии с частотой 300 МГц, все процессоры Celeron содержали интегрированную кэш-память второго уровня, работающую на полной скорости ядра.

Первые модели Celeron с частотами от 266 до 400 МГц выпускались в корпусе SEPP, который выглядел, как печатная плата, предназначенная для установки в разъем Slot 1. Этот же разъем использовался и для установки Pentium II, что означает возможность установки процессоров Celeron в корпусе SEPP в любую системную плату для Pentium II в разъеме Slot 1. По мере развития серии процессоров Celeron формфактор изменялся в соответствии с параметрами процессоров Pentium II/III/4, на которых они основывались. Начиная с модели 300A (процессор Celeron с частотой 300 МГц и интегрированной кэш-памятью второго уровня объемом 128 Кбайт), процессоры выпускались в корпусе PPGA с интерфейсом Socket 370. Данное гнездо после изменения напряжения питания использовалось для установки более новых моделей Pentium III. Процессоры Celeron в исполнении Socket 370 выпускались с частотами от 300 МГц до 1,4 ГГц. При этом использовались корпуса PPGA, FC-PGA, а затем и FC-PGA2. Последний вариант предполагает использование металлического рассеивателя, предотвращающего повреждение ядра процессора.

Последние версии Celeron базируются на ядре процессоров Pentium 4. Все они выпускаются в корпусе FC-PGA2 и предназначены для установки в гнездо Socket 478, как и процессоры Pentium 4. В то же время процессоры Celeron D доступны в корпусах для разъемов Socket 478 и Socket T (LGA775) и используют ядро Prescott процессора Pentium 4. Серия процессоров Celeron 400 предназначена для установки только в разъем Socket T. Следует отметить, что процессоры Celeron никогда не выпускались с формфактором Socket 423, используемым только первыми процессорами Pentium 4.

Как видите, под названием Celeron” всегда подразумевались версии основных процессоров Intel с пониженным быстродействием. Прежде чем принимать решение о выборе определенного процессора Celeron, необходимо знать, какие именно функции он поддерживает. Существует как минимум восемь различных версий процессоров Celeron (табл. 3.38).

Различные версии корпусов процессоров Celeron представлены на рис. 3.54.




Celeron III в корпусе FC-PGA (Socket 370)

Таблица 3.38. Версии процессоров Celeron

Версия Celeron      Базовое ядро                Кодовое имя        Технологический        Кэш-память L2, Кбайт

процесс, мкм

Celeron                   Pentium II Deschutes       Covington              0,25                             0

Celeron A                Pentium II Deschutes       Mendocino              0,25                             128

Celeron A-PGA         Pentium II Deschutes       Mendocino              0,25                             128

Celeron III               Pentium III Coppermine     Coppermine-128      0,18                             128

Celeron IIIA             Pentium II Tualatin            Tualatin-256            0,13                             256

Celeron 4                 Pentium 4 Willamette        Willamette-128        0,18                             128

Celeron 4A               Pentium 4 Northwood        Northwood-128        0,13                             128

Celeron D                Pentium 4 Prescott           Prescott-256           0,09                             256

Celeron D                Pentium 4 Cedar Mill         Cedar Mill-512         0,065                           512

Продолжение табл. 3.38

Продолжение табл. 3.38

Поддержка мультимедийных        Физический       Корпус        Частота           Мин. частота        Макс. частота

инструкций                                  интерфейс                           шины, МГц

MMX                                               Slot-1                 SEPP            66                   266 МГц               300 МГц

MMX                                               Slot-1                 SEPP            66                   300 МГц               433 МГц

MMX                                               Socket 370         PPGA            66                   300 МГц               533 МГц

SSE                                               Socket 370         FC-PGA         66/100             533 МГц               1,1 ГГц

SSE                                               Socket 370         FC-PGA2        100                 900 МГц               1,4 ГГц

SSE2                                              Socket 478         FC-PGA2        400                 1,7 ГГц                1,8 ГГц

SSE2                                              Socket 478         FC-PGA2        400                 2,0 ГГц                2,8 ГГц

SSE3                                              Socket 478/        FC-PGA2        533                 2,13 ГГц               3,33 ГГц

Socket T

(LGA775)

SSE3                                              Socket LGA775   FC-PGA2        533                 3,06 ГГц               3,6 ГГц

SSE3                                              Socket LGA775   FC-PGA2        800                 1,6 ГГц                2,0 ГГц

SSE. Расширения версия Streaming SIMD (Single Instruction Multiple Data, т.е. один поток команд много потоков данных); инструкции MMX, а также 70 дополнительных инструкций для обработки графики и звука.

SSE2. Расширенная версия Streaming SIMD; инструкции SSE, а также 144 дополнительные инструкции для обработки графики и звука.

Указанные в столбце ‘‘Кодовое имя’’ названия не являются официальными. Они используются для идентификации разных версий процессоров Celeron.

Минимальная и максимальная частоты указывают на пределы допустимой тактовой частоты выпускаемых процессоров каждой из вариаций.

Процессоры Celeron и Celeron D для гнезда Socket 478

Процессоры Celeron для гнезда Socket 478 можно разделить на три группы (см. табл. 3.38).

■     Процессоры Celeron, работающие с частотами 1,7 и 1,8 ГГц, базирующиеся на ядре Pentium 4 Willamette, поддерживающие шину с частотой 400 МГц, оснащенные кэшпамятью второго уровня L2 объемом 128 Кбайт, а также поддерживающие расширения SSE2.

■     Процессоры Celeron, работающие с частотами 2-2,8 ГГц, базирующиеся на ядре Pentium 4 North wood, поддерживающие шину с частотой 400 МГц, оснащенные кэшпамятью второго уровня L2 объемом 128 Кбайт, а также поддерживающие расширения SSE2.

■     Процессоры Celeron D, работающие с частотами 2,13 -3,2 ГГц, базирующиеся на ядре Prescott (самое современное ядро Pentium 4), поддерживающие шину с частотой 533 МГц, оснащенные кэш-памятью второго уровня объемом 256 Кбайт, а также поддерживающие расширения SSE3.



Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Шестое поколение процессоров: P6 .Часть 2", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2024 Дискета.info