Pentium (shuningdek, i586 deb ataladi) 1993-yil 22-martda Intel tomonidan taqdim etilgan x86 mikroprotsessoridir. Bu birinchi Pentium brendidan foydalangan holda protsessor

General information

Launched	March 22, 1993
Discontinued	July 15, 1999^[1]^[^better source needed^]
Performance
Max. CPU clock rate	60–300 MHz
FSB speeds	50–66 MHz
Cache
L1 cache	16–32 KiB
Architecture and classification
Microarchitecture	P5
Instruction set	IA-32
Extensions	MMX
Physical specifications
Transistors	3.1M 800 nm (P5) 3.2M 600 nm (P54C) 3.3M 350 nm (P54CS) 4.5M 350 nm (P55C)
Cores	1
Socket(s)	Socket 4 Socket 5 Socket 7
Products, models, variants
Model(s)	Pentium series Pentium OverDrive series Pentium MMX series
History
Predecessor(s)	i486
Successor(s)	P6, Pentium II
Support status
Unsupported

i486 ustidagi yaxshilanishlar
P5 mikroarxitekturasi oldingi i486 arxitekturasiga nisbatan bir qancha muhim yutuqlarni olib keladi.
Ishlash:
Superskalar arxitektura - Pentiumda ikkita ma'lumot yo'li (quvur liniyasi) mavjud bo'lib, ular har bir soat siklida ikkita ko'rsatmalarni bajarishga imkon beradi.
holatlar. Asosiy quvur (U) har qanday ko'rsatmani bajara oladi, ikkinchisi (V) esa eng keng tarqalgan oddiy ko'rsatmalarni bajara oladi. Ba'zilari qisqartirildi
Kompyuter ko'rsatmalar to'plami (RISC) tarafdorlari "murakkab" x86 ko'rsatmalar to'plami hech qachon amalga oshirilmasligini ta'kidladilar.
Rivojlanish
i486 ustidagi yaxshilanishlar
Intel Pentium A80501 66 MGts SX950
O'lgan rasm
Intel Pentium mikroarxitekturasi
qattiq quvurli mikroarxitektura bilan, ikki quvurli dizayn bilan kamroq. 486 va Pentium
bu haqiqatan ham mumkin va amalga oshirilishi mumkinligini ko'rsatdi.
64-bitli tashqi ma'lumotlar avtobusi har bir xotirada o'qish yoki yozish mumkin bo'lgan ma'lumot miqdorini ikki baravar oshiradi
kirish va shuning uchun Pentiumga o'z kod keshini 80486 ga qaraganda tezroq yuklash imkonini beradi; ham imkon beradi
64-bit va 80-bit x87 FPU ma'lumotlariga tezroq kirish va saqlash.
Kod va ma'lumotlar keshlarini ajratish bilan solishtirganda olish va operandni o'qish/yozish ziddiyatlarini kamaytiradi
486. Kirish vaqtini va amalga oshirish narxini kamaytirish uchun ularning ikkalasi ham ikki tomonlama assotsiativdir.
486-ning yagona to'rt tomonlama keshi. Pentium-dagi tegishli yaxshilanish - bu matnni o'qish qobiliyati.
kod keshidan ulashgan blok, hatto u ikkita kesh qatoriga bo'lingan bo'lsa ham (kamida 17 bayt)
eng yomon holatda). Tezroq suzuvchi nuqtali birlik. Ba'zi ko'rsatmalar, ayniqsa, katta yaxshilanishni ko'rsatdi
FMUL, 80486 FPUga qaraganda 15 baravar yuqori o'tkazish qobiliyatiga ega. Pentium ham bunga qodir
FXCH ST(x) buyrug'ini oddiy (arifmetik yoki yuklash/saqlash) FPU bilan parallel ravishda bajarish
ko'rsatma.
To'rt kirishli manzil qo'shuvchilar Pentium-ga 80486 bilan solishtirganda manzilni hisoblash kechikishini yanada kamaytirish imkonini beradi. Pentium
segment-baza + baza-registr + masshtabli registr + bir siklda darhol ofset bilan to'liq manzillash rejimlarini hisoblay oladi; 486 bor
faqat uchta kirish manzili qo'shuvchidir va shuning uchun bunday hisoblarni ikki davr o'rtasida taqsimlash kerak.
Mikrokod REP MOVSW kabi avtomatik takrorlanadigan ko'rsatmalarni har soatda bitta takrorlashni amalga oshirish uchun ikkala quvur liniyasidan ham foydalanishi mumkin.
80486 uchun har bir iteratsiya uchun uchta soat kerak bo'lgan (va eng qadimgi x86 chiplari 486 dan sezilarli darajada ko'p). Shuningdek, optimallashtirish
dekodlash bosqichlarida birinchi mikrokod so'zlariga kirish bir nechta tez-tez ko'rsatmalarni sezilarli darajada ko'proq bajarishga yordam beradi
tez, ayniqsa, ularning eng keng tarqalgan shakllari va tipik hollarda. Ba'zi misollar (486→Pentium, soat siklida): CALL (3→1),
RET (5→2), siljitadi/aylanadi (2–3→1).
Tezroq, toʻliq apparatga asoslangan multiplikator MUL va IMUL kabi koʻrsatmalarni avvalgisiga qaraganda bir necha barobar tezroq (va oldindan bashorat qilinadigan) qiladi.
80486; bajarilish vaqti 32 bitli operandlar uchun 13 dan 42 takt sikligacha 10-11 gacha kamayadi.
Virtual 8086 rejimini tezlashtirish uchun virtuallashtirilgan uzilish.
Filialni bashorat qilishBoshqa xususiyatlar:
Protsessorga asoslangan disk raskadrovka portining joriy etilishi bilan yaxshilangan disk raskadrovka funksiyalari (Ishlab chiquvchilar qo‘llanmasi, 1-jilddagi Pentium protsessorini nosozliklarni tuzatishga qarang).
L1 kesh paritetini tekshirish kabi kengaytirilgan o'z-o'zini sinab ko'rish xususiyatlari (Ishlab chiquvchilar qo'llanmasi, 1-jilddagi kesh tuzilishiga qarang).
Yangi ko'rsatmalar: CPUID, CMPXCHG8B, RDTSC, RDMSR, WRMSR, RSM.
TR0–TR7 test registrlari va ularga kirish uchun MOV ko'rsatmalari olib tashlandi.
Keyingi Pentium MMX shuningdek, multimedia ilovalarida foydalanish uchun sotiladigan MMX ko'rsatmalar to'plamini, asosiy butun sonli yagona ko'rsatmani, ko'p ma'lumotlar (SIMD) ko'rsatmalar to'plamini qo'shdi. MMXni x87 FPU ko'rsatmalari bilan bir vaqtda ishlatib bo'lmadi, chunki registrlar mavjud edi
qayta ishlatiladi (tezkor kontekstni almashtirishga ruxsat berish uchun). Yana muhim yaxshilanishlar ko'rsatmalar va ma'lumotlar keshlarining ikki baravar ko'payishi va yaxshi ishlash uchun bir nechta mikroarxitektura o'zgarishlari edi.
Pentium sekundiga 100 milliondan ortiq buyruqni (MIPS) bajarish uchun mo'ljallangan.
[20] va 75 MGts modeli aniq 126,5 MIPS ga erisha oldi
ko'rsatkichlar.
[21] Pentium arxitekturasi odatda umumiy mezonlarda soatiga 486 protsessordan ikki baravar kamroq unumdorlikni taklif qildi. The
eng tezkor 80486 qism (bir oz yaxshilangan mikroarxitektura va 100 MGts chastotasi bilan) deyarli birinchi avlod Pentiums va AMD kabi kuchli edi.
Am5x86, uning nomiga qaramay, aslida 486-sinf protsessor, sof ALU ishlashi bo'yicha Pentium 75 ga teng edi.
Intel Pentium A80501 66 MGts SX950
Xatolik
60–100 MGts chastotali P5 Pentiumlarning dastlabki versiyalarida suzuvchi nuqta blokida muammo bor edi, bu esa ba'zi bo'linishlardan noto'g'ri (lekin oldindan aytib bo'ladigan) natijalarga olib keldi.
operatsiyalar. 1994 yilda Virjiniya shtatidagi Lynchburg kollejida professor Tomas Nicely tomonidan topilgan bu kamchilik Pentium FDIV xatosi sifatida keng tanildi va
noto'g'ri protsessorlarni almashtirish uchun almashinuv dasturini yaratgan Intel kompaniyasini sharmanda qildi.
1997 yilda zararli dasturga hech qanday maxsus imtiyozlarsiz tizimni buzishga imkon beradigan yana bir xato aniqlandi, bu "F00F bug". Barcha P5 seriyali
protsessorlarga ta'sir ko'rsatdi va hech qanday qattiq qadamlar chiqarilmadi, ammo zamonaviy operatsion tizimlar buzilishlarni oldini olish uchun vaqtinchalik echimlar bilan yamalgan.

Pentium MMX ning yadrolar va qadamlari

P5
Pentium mikroprotsessorining birinchi yadrosi "P5" kod nomini oldi. Uning mahsulot kodi 80501 (eng dastlabki qadamlar uchun 80500) edi
Q0399). Socket 4 dan foydalangan holda mos ravishda 60 MGts va 66 MGts chastotalarda ishlash uchun belgilangan ikkita versiya mavjud edi. Bu birinchi
Pentiumning amalga oshirilishi 273 pinli PGA format faktori yordamida chiqarildi va 5v quvvat manbaida ishladi. (tushgan
odatiy tranzistor-tranzistor mantig'i (TTL) muvofiqligi talablaridan). Unda 3,1 million tranzistor va
293,92 mm maydon uchun 16,7 mm dan 17,6 mm gacha o'lchangan
2
.
[22] U 800 nm bipolyar komplementarda ishlab chiqarilgan
metall-oksid-yarimo'tkazgich (BiCMOS) jarayoni.
[23] 5 voltli dizayn nisbatan yuqori energiya sarfiga olib keldi
to'g'ridan-to'g'ri quyidagi modellar bilan solishtirganda uning ish chastotasi

Intel Pentium mikroarxitekturasi
P54C
P5 dan keyin 1994 yilda P54C (80502) paydo bo'ldi, versiyalari 3,3 voltli quvvat manbai yordamida 75, 90 yoki 100 MGts chastotada ishlashi belgilangan. O'tkazgichni belgilash
Soket 5, bu 3,3 voltda ishlaydigan birinchi Pentium protsessori bo'lib, energiya sarfini kamaytiradi, lekin anakartlarda kuchlanishni tartibga solishni talab qiladi. Bilan kabi
yuqori soatli 486 protsessor, ichki sxemaning tashqi chastotaga qaraganda yuqori chastotada ishlashini ta'minlash uchun ichki soat multiplikatoridan foydalanildi.
Xato
Yadrolar va qadamlar
P5
P54C
Intel Pentium P54C zarbasi
Intel Pentium MMX
mikroarxitektura
Pentium MMX 166 MGts
qoplamasiz
manzillar va ma'lumotlar avtobuslari, chunki jismoniy tufayli tashqi chastotani oshirish ancha murakkab va noqulay
cheklovlar. Bundan tashqari, u ikki tomonlama ko'p ishlov berishga ruxsat berdi va o'rnatilgan mahalliy APIC va yangi quvvat boshqaruviga ega edi
Xususiyatlari. U 3,3 million tranzistorni o'z ichiga olgan va 163 mm o'lchagan
2
.
[24] U BiCMOS jarayonida ishlab chiqarilgan
Turli xil ta'riflar tufayli 500 nm va 600 nm sifatida tavsiflangan.
P54CQS
P54C dan keyin 1995 yil boshida 120 MGts chastotada ishlaydigan P54CQS paydo bo'ldi. U 350 nm da ishlab chiqarilgan
BiCMOS jarayoni va 350 nm jarayonda ishlab chiqarilgan birinchi tijorat mikroprotsessor edi.
[24] Uning tranzistorlar soni
P54C bilan bir xil va yangi jarayonga qaramay, u bir xil o'lim maydoniga ega edi. Chip ga ulangan
faqat chipning chekkalari bo'ylab ulanishga imkon beruvchi simli ulanish yordamida paket. Kichikroq chip bo'lardi
paketni qayta ishlab chiqishni talab qildi, chunki simlar uzunligi bo'yicha cheklov mavjud va chipning chekkalari uzoqroq bo'lar edi.
paketdagi prokladkalardan uzoqroqda. Yechim chipni bir xil o'lchamda ushlab turish, mavjud pad-ringni saqlab qolish va faqat
yuqori soat chastotalariga erishish uchun Pentium mantiqiy sxemasining hajmini kamaytiring.

Intel Pentium P54C
P54CS
Tez orada P54CQS dan keyin 133, 150, 166 va 200 MGts chastotalarda ishlaydigan P54CS paydo bo'ldi va Socket 7 ni taqdim etdi. U 3,3 million tranzistorni o'z ichiga olgan.
90 mm o'lchandi
2
va 350 nm BiCMOS jarayonida to'rt darajadagi o'zaro bog'liqlik bilan ishlab chiqarilgan.
P24T
486 ta tizim uchun P24T Pentium OverDrive 1995 yilda chiqarilgan bo'lib, ular 63 yoki 83 MGts chastotali 3,3 V 600 nm versiyalarga asoslangan edi. Bular ishlatilgandan beri
Soket 2/3, 32-bitli ma'lumotlar avtobusi va 486 ta anakartning sekinroq bortdagi L2 keshini qoplash uchun ba'zi o'zgarishlar qilish kerak edi. Shuning uchun ular shunday edilar
32 KB L1 kesh bilan jihozlangan (P55C-dan oldingi Pentium protsessorlaridan ikki baravar ko'p).
P55C
P55C (yoki 80503) Xayfadagi Intel tadqiqot va rivojlantirish markazi tomonidan ishlab chiqilgan. U MMX bilan Pentium sifatida sotilgan
Texnologiya (odatda Pentium MMX deb ataladi); Garchi u P5 yadrosiga asoslangan bo'lsa-da, u yangi 57 "MMX" to'plamini taqdim etdi.
raqamli media ma'lumotlarini kodlash va dekodlash kabi multimedia vazifalarida ishlashni yaxshilashga qaratilgan ko'rsatmalar. Pentium MMX liniyasi 1996-yil 22-oktabrda taqdim etilgan va 1997-yil yanvarida chiqarilgan.[25]
Yangi ko'rsatmalar yangi ma'lumotlar turlarida ishladi: sakkizta 8-bitli 64-bitli paketli vektorlar, to'rtta 16-bitli, ikkitasi 32-bitli
butun sonlar yoki bitta 64 bitli butun son. Masalan, PADDUSB (Packed ADD Unsigned Saturated Byte) ko'rsatmasi ikkita vektorni qo'shadi,
har birida elementlar bo'yicha sakkizta 8 bitli belgisiz butun sonlar mavjud; to'yingan to'ldirish edi har bir qo'shimcha, hosil 255, the
baytda ifodalanishi mumkin bo'lgan maksimal belgisiz qiymat. Bu juda ixtisoslashgan ko'rsatmalar odatda maxsus kodlashni talab qiladi
ulardan foydalanish uchun dasturchi.
Yadrodagi boshqa o'zgarishlarga 6 bosqichli quvur liniyasi (P5 da 5 ga qarshi) qaytib stack (birinchi marta Cyrix 6x86 da qilingan) va yaxshi parallellik kiradi,
takomillashtirilgan ko'rsatmalar dekoderi, 16KB L1 ma'lumotlar keshi + 4 tomonlama assotsiativlikka ega 16KB L1 ko'rsatmalar keshi (8KB L1ga nisbatan).
P5 da 2 tomonlama maʼlumot/yoʻriqnoma), 4 ta yozish buferi, endi har ikkala quvur liniyasi tomonidan ishlatilishi mumkin (har bir quvur liniyasiga mos keladigan biriga nisbatan).
P5 da) va Pentium Pro-dan olingan takomillashtirilgan filial bashoratchisi,[26][27]
512 kirish buferi bilan (P5 da 256 ga qarshi).
[28]
U 4,5 million tranzistorni o'z ichiga olgan va 140 mm maydonga ega edi
2
. U xuddi shu metall bilan 280 nm CMOS jarayonida ishlab chiqarilgan
oldingi 350 nm BiCMOS jarayoniga o'xshaydi, shuning uchun Intel o'xshash tranzistor zichligi tufayli uni "350 nm" deb ta'rifladi.
[29] The
jarayon o'zaro bog'liqlikning to'rtta darajasiga ega.
[29]
P55C 7-rozetka bilan mos bo'lgan bo'lsa-da, chipni quvvatlantirish uchun kuchlanish talablari standart Socket 7-dan farq qiladi.
spetsifikatsiyalar. P55C standarti yaratilgunga qadar Socket 7 uchun ishlab chiqarilgan ko'pgina anakartlar talab qilinadigan ikki kuchlanishli relsga mos kelmaydi.
ushbu protsessorning to'g'ri ishlashi uchun (2,8 voltli yadro kuchlanishi, 3,3 voltli kirish / chiqish (I / U) kuchlanishi). Intel muammoni OverDrive yangilash to'plamlari bilan hal qildi
o'z kuchlanish regulyatsiyasi bilan interposer.

Intel Pentium MMX ning mikroarxitekturasi

Pentium MMX 166 MGts qoplamasiz
Tillamook
Pentium MMX notebook protsessorlari protsessorni ushlab turuvchi mobil moduldan foydalangan. Ushbu modul bosilgan elektron plata (PCB) bo'lib, unga protsessor to'g'ridan-to'g'ri biriktirilgan
kichikroq shakl omili. Modul noutbukning anakartiga o'rnatildi va odatda issiqlik tarqatuvchi o'rnatildi va modul bilan aloqa qildi. Biroq,
250 nm Tillamook Mobile Pentium MMX (Oregon shtatidagi shahar nomi bilan atalgan) bilan modul tizimning 512 KB statik quvvati bilan birga 430TX chipsetiga ham ega edi.
tasodifiy kirish xotirasi (SRAM) kesh xotirasi.

Pentium MMX ning modellari

Pentium va Pentium MMX texnologiyalari