PENTIUM Processor. Технічний огляд

Інформатика, програмування

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Ангарську ДЕРЖАВНА ТЕХНІЧНА АКАДЕМІЯ

Реферат

Тема: PENTIUMP rocessor

Технічний огляд

Кафедра: ПЕ

Факультет: ВМК

Група: ВМКу-01-4

Виконав: Печенін А.В.________________

Перевірив (а): ________________

м. Ангарськ 2003 г.

Зміст:

1. Анотація

2. Короткий історичний огляд

3. Особливості технології Pentium процесора

4. Основні нововведення

5. Особливості архітектури Pentium процесора

6. Порівняльні характеристики

PENTIUM processor

Історія появи Pentium процесора.

Одним звичайним тихим недільним ранком 10 травня 1992 року, чотириінженера фірми INTEL прибули до аеропорту San Jose International.
Встановивши відеоапаратуру, Анжела Чанг, Ерік Деваннайн, Автар Саїна і
Сухель Заатрі знервовано походжали по залі, чекаючи з хвилини на хвилинулітака з Орегона. Коли Марк Хопман, через кілька хвилин післяприземлення літака, вийшов з коридору, тримаючи в руках маленький блакитнийчемодан, вся зустрічає група попрямувала до нього. Вся увага булоприкута до чемодана, в якому знаходився продукт розробників 5
Орегона фабрики. Важко було повірити, що в цьому валізі знаходивсярезультат трирічної праці багатьох людей, втілений в маленький чіп.
Так почалося життя Pentium процесора, який формально був представлений 22березня 1993 року.

У той час, коли Винод ДЕМ робив перші начерки, почавши в червні 1989року розробку Pentium процесора, він і не підозрював, що саме цейпродукт буде одним з головних досягнень фірми INTEL. З появою
Pentium процесора ринок комп'ютерів відразу змінився і почався новий етапконкуренції. San Microsistems, MIPS та інші продавці RISC процесорів,розробляють супершвидкий чіпи, беззастережно визнали, що новийпроцесор фірми INTEL стане стандартом для нових настільних PC.

Процес народження Pentium процесора був нелегким.

За теорією, створюючи процесор, команда розробників створює концепцію проекту, в якому визначаються його основні властивості та нововведення.
Далі інженери проектують логіку, яка потім втілюється вконкретні схеми. Як тільки закінчується схемотехнічнепроектування, проектувальники топології промальовують кожентранзистор. В результаті їх праці створюється кінцевий шаблон.

Реально ж усе було інакше. Традиційний процес проектування бувкардинально перероблений, оскільки були потрібні прискорені темпиреалізації проекту.

Як тільки команда розробників виконувала локальну задачу,менеджери перерозподіляли ресурси. Кожен інженер вирішував персональнузавдання. Командний дух постійно піддавався таких випробувань, якзатримки й труднощі, однак тимчасової план виконання проекту від цього не залежав. Для виконання всіх завдань використовувалися найостаннішідосягнення автоматизованого проектування. Дуже у пригоді досвід,накопичений при проектуванні та вирішенні аналогічних проблем в 286,
Intel386 і Intel486 процесорах.

Як тільки виконувався черговий етап проекту, відразу починався процесвсеосяжного тестування. Було бажання не повторити проблеми,що виникли свого часу з Intel486, затримали його запуск у виробництво.
Кожна помилка трассіровалась у зворотному порядку, і усувалися її причини.
Решта інженери виконували сотні тестувань для перевірки логіки,архітектури та загальної конструкції. Вони виконали більш ніж 5000 уточнюючихтестувань, перш ніж Pentium процесор знайшов свою архітектуру. Длятестування була розроблена спеціальна технологія, яка дозволилаімітувати функціонування процесора Pentium з використаннямпрограмувальних пристроїв, об'єднаних на 14 платах за допомогою кабелів.
Тільки коли були виявлені всі помилки, процесор зміг працювати в реальномусистемі.
На додаток до всього, у процесі розробки та тестування Pentiumпроцесора брали активну участь усі основні розробникиперсональних комп'ютерів і програмного забезпечення, що чималосприяло загальному успіху проекту.

В кінці 1991 року, коли було завершено макет процесора, інженеризмогли запустити на ньому програмне забезпечення. Проектувальники почалививчати під мікроскопом розведення та проходження сигналів по підкладці з метоюоптимізації топології та підвищення ефективності роботи.

Проектування в основному було завершено в лютому 1992 року.
Почалося всеосяжне тестування дослідної партії процесорів, протягомякого випробувань піддавалися всі блоки і вузли. У квітні 1992 року булоприйнято рішення, що пора починати промислове освоєння Pentiumпроцесора. Як основна промислової бази була обрана 5
Орегонському фабрика. Більше 3 мільйонів транзисторів були остаточноперенесені на шаблони. Почалося промислове освоєння виробництва ідоведення технічних характеристик, що завершилися через 10 місяців, 22 березня
1993 широкої презентацією Pentium процесора.

Сучасна мікропроцесорна технологія фірми INTEL.

Досягнення фірми INTEL в мистецтві проектування та виробництванапівпровідників роблять можливим виробляти потужні мікропроцесори в усіменших корпусах. Розробники мікропроцесорів в даний часпрацюють з комплементарним технологічним процесом метал-оксиднапівпровідник (CMOS) з роздільною здатністю менше ніж мікрон.

Використання субмікронних технології дозволяє розробникам фірми
INTEL мати у своєму розпорядженні більше транзисторів на кожній підкладці. Це зробилоза можливе збільшення кількості транзисторів для сімейства X86 від 29,000 в
8086 процесорі до 1,2 мільйонів в процесорі Intel486 DX2, з найвищимдосягненням в процесорі Pentium. Виконаний за 0.8 мікронній BiCMOSтехнології, він містить 3.1 мільйона транзисторів. Технологія BiCMOSпоєднує переваги двох технологій: біполярної (швидкість) і CMOS
(мале енергоспоживання). За допомогою більш ніж у два рази більшоїкількості транзисторів Pentium процесора в порівнянні з Intel486,розробники помістили на підкладці компоненти, раніше розташовувавсязовні процесора. Наявність компонентів всередині зменшує час доступу,що істотно збільшує продуктивність. 0.8 мікрона технологіяфірми INTEL використовує тришаровий метал і має рівень, вищийв порівнянні з оригінальною 1.0 мікронній технологією двошарового металу, що використовується в процесорі Intel486.

Фірма INTEL використала останні досягнення технологіїпроектування мікропроцесорів для досягнення переваг, які можна порівняти зальтернативними архитектурами, що використовуються в наукових та інженерних робітниківстанціях, забезпечивши при цьому сумісність з програмним забезпеченнявартістю $ 50 мільярдів, напрацьованого для сімейства мікропроцесорівсерії X86.

Та й саме програмне забезпечення для Pentium процесорарозроблялося за новою технологією. Ще на етапі проектування апаратнихкоштів процесора до проекту стали залучатися експерти з усіх основнихкомпаній, що розробляють операційні системи та компілятори - Microsoft,
IBM, NeXT, Borland, Watcom, MetaWare та ін Це дозволило на апаратнійрівні підтримати нові технології програмування з урахуванням фірмовогостилю постачальників стандартного програмного забезпечення. З іншогобоку, ще до народження нового процесора використовувалися методикласичної та спеціальної оптимізації, що розкривають специфічнігідності архітектури X86, наприклад, використання команд завантаження -запису, потужних режимів адресації, видалення інваріантних ділянок коду зциклів і т.д. Тепер, тільки за рахунок перекомпіляції традиційнихдодатків вдається підвищити їх продуктивність на новому процесорі щевдвічі. Такого в даний час не може запропонувати не один з конкурентівфірми INTEL.

PENTIUM Processor

Технічний огляд

Новий процесор "Pentium" фірми INTEL поєднує переваги,традиційно притаманні мінікомп'ютерах і робочих станцій, з гнучкістю ісумісністю, якими характеризуються платформи персональнихкомп'ютерів.

Спроектований для потреб об'єднання все ускладнюєтьсясучасного та майбутнього прикладного програмного забезпечення, Pentiumпроцесор розширює діапазон мікропроцесорної архітектури фірми INTEL донових висот, затіняє раніше відмінностями між потужними обчислювальнимиплатформами і створеними для зовсім нової галузі застосуваньнастільними комп'ютерами та серверами.

Нове покоління процесорів фірми INTEL

Об'єднуючи більш ніж 3.1 мільйона транзисторів на одній кремнієвоїпідкладці, 32-розрядний процесор Pentium характеризується високоюпродуктивністю з тактовою частотою 60 і 66МГц. Його суперскалярнаархітектура використовує вдосконалені способи проектування, якідозволяють виконувати більш ніж одну команду за один період тактової частоти, в результаті чого Pentium в змозі виконувати величезну кількість PC -сумісного програмного забезпечення швидше, ніж будь-який іншиймікропроцесор. Крім існуючих напрацювань програмного забезпечення,високопродуктивний арифметичний блок з плаваючою комою Pentiumпроцесора забезпечує збільшення обчислювальної потужності до необхідноїдля використання недоступних раніше технічних і наукових програм,спочатку призначених для платформ робочих станцій. Також, яклокальні та глобальні мережі продовжують витісняти застаріліієрархічні мережі, керовані великими ЕОМ, перевагимультипроцесора і гнучкість операційної системи Pentium процесора --ідеал для Хост-комп'ютера для сучасних додатків клієнт-серверів,що використовуються в промисловості.

Оскільки Pentium процесор здатний досягати рівняпродуктивності рівного чи більш високого, ніж сучасні робочістанції високого рівня, він має переваги, яких позбавленізвичайні робочі станції: повна сумісність з більш, ніж 50 000програмних додатків з вартістю мільярди доларів, які булинаписані під архітектуру фірми INTEL. На додаток, Pentium процесордозволяє використовувати всі основні операційні системи, які доступнісучасним настільних персональних комп'ютерів, робочих станцій ісерверів, включаючи UNIX, Windows-NT, OS/2, Solaris і NEXTstep.

Pentium процесор. Технічні нововведення.

Численні нововведення - характерна особливість Pentiumпроцесора у вигляді унікального поєднання високої продуктивності,сумісності, інтеграції даних та нарощуваність. Це включає:

- суперскалярної архітектуру;

- Роздільне кешування програмного коду та даних;

- Блок предсказания правильної адреси переходу;

- Високопродуктивний блок обчислень з плаваючою комою;

- Розширену 64-бітову шину даних;

- Підтримку багатопроцесорного режиму роботи;

- Засоби завдання розміру сторінки пам'яті;

- Засоби виявлення помилок і функціональної надлишковості;

- Управління продуктивністю;

- нарощуваність за допомогою Intel OverDrive процесора.

Архітектура Pentium процесора

1 - 64-бітовий шинний інтерфейс;
2 - Засоби кешування програмного коду;
3 - буфер вибірки з попередженням;
4 - 32-бітовий цілочисельний блок АЛУ;
5 - 32-бітовий цілочисельний блок АЛУ;
6 - Набір регістрів;
7 - Засоби кешування даних;
8 - Блок предсказания правильної адреси переходу;
9 - Блок конвеєрних обчислень з плаваючою комою.

суперскалярна архітектура Pentium процесора являє собоюсумісну тільки з INTEL двухконвейерную індустріальну архітектуру,дозволяє процесору досягати нових рівнів продуктивностішляхом виконання більш ніж однієї команди за один період тактовоїчастоти. Термін "суперскалярна" позначає мікропроцесорну архітектуру, яка містить більше одного обчислювального блоку. Ці обчислювальніблоки, або конвеєри, є вузлами, де відбуваються всі основніпроцеси обробки даних і команд.

Поява суперскалярної архітектури Pentium процесораявляє собою природний розвиток попереднього сімейства процесорівз 32-бітовою архітектурою фірми INTEL. Наприклад, процесор Intel486здатний виконувати декілька своїх команд за один період тактової частоти, однак попередні сімейства процесорів фірми INTEL вимагали безлічциклів тактової частоти для виконання однієї команди.

Можливість виконувати безліч команд за один період тактовоїчастоти існує завдяки тому, що процесор Pentium має дваконвеєра, які можуть виконувати дві інструкції одночасно. Так само,як і Intel486 з одним конвеєром, подвійний конвеєр Pentium процесоравиконує просту команду за п'ять етапів: попередня підготовка,перший декодування (декодування команди), другий декодування
(генерація адреси), виконання та зворотний вивантаження. Це дозволяєкільком командам знаходитися в різних стадіях виконання, збільшуючитим самим обчислювальну продуктивність. Кожен конвеєр має своєарифметичне-логічний пристрій (ALU), сукупність пристроїв генераціїадреси і інтерфейс кешування даних. А транзистори ми поставимодеревяненькіе. Так само як і процесор Intel486, Pentium процесорвикористовує апаратне виконання команд, що замінює безлічмікрокоманд, що використовуються в попередніх родинах мікропроцесорів. Ціінструкції включають завантаження, запам'ятовування і прості операції АЛП, якіможуть виконуватися апаратними засобами процесора, без використаннямікрокоду. Це підвищує продуктивність без зачіпанням сумісності.
У разі виконання більш складних команд, для додаткового прискоренняпродуктивності виконання розширеного мікрокоду Pentium процесора длявиконання команд використовуються обидва конвеєра суперскалярної архітектури.

У результаті цих архітектурних нововведень, у порівнянні зпопередніми мікропроцесорами, значно більша кількість команд можебути виконано за один і той же час.

Роздільне кешування програмного коду і даних.

Інше найважливіше революційне вдосконалення, реалізоване у
Pentium процесорі, це введення роздільного кешування. Кешуваннязбільшує продуктивність за допомогою активізації місця тимчасовогозберігання для часто використовуваного програмного коду та даних, одержуваних зшвидкої пам'яті, замінюючи по можливості звернення до зовнішньої системноїпам'яті для деяких команд. Процесор Intel486, наприклад, містить один
8-KB блок вбудованою кеш-пам'яті, яка використовується одночасно для кешуванняпрограмного коду і даних.

Проектувальники фірми INTEL обійшли це обмеження використаннямдодаткового контуру, виконаного на 3.1 мільйонів транзисторів
Pentium процесора (для порівняння, Intel486 містить 1.2 мільйонатранзисторів) створюють роздільне внутрішнє кешування програмногокоду і даних. Це покращує продуктивність за допомогою виключенняконфліктів на шині і робить подвійне кешування доступним частіше, ніж цебуло можливо раніше. Наприклад, під час фази попередньої підготовки,використовується код команди, отриманий з кеша команд. У разі наявностіодного блоку кеш-пам'яті, можливий конфлікт між процесом попередньоюпідготовки команди і доступом до даних. Виконання роздільногокешування для команд і даних виключає такі конфлікти, даючиможливість обом командам виконуватися одночасно. Кеш-пам'ятьпрограмного коду та даних Pentium процесора містить по 8 KB інформаціїкожна, і кожна організована як набір двоканального асоціативного
Кеша - призначена для запису тільки попередньопереглянутого специфікованого 32-байтного сегмента, причому швидше,ніж зовнішній кеш. Всі ці особливості розширення продуктивностізажадали використання 64-бітової внутрішньої шини даних, яказабезпечує можливість подвійного кешування і суперскалярної конвеєрноїобробки одночасно із завантаженням наступних даних. Кеш даних має дваінтерфейсу по одному для кожного з конвеєрів, що дозволяє йомузабезпечувати даними дві окремі інструкції протягом одного машинногоциклу. Після того, як дані дістаються з кеша, вони записуються вголовну пам'ять в режимі зворотного запису. Така техніка кешуваннядає кращу продуктивність, ніж просте кешування збезпосередній записом, при якому процесор записує даніодночасно в кеш і основну пам'ять. Тим не менше, Pentium процесорздатний динамічно конфігуруватися для підтримки кешування збезпосередній записом.

Таким чином, кешування даних використовує два різнихчудових рішення: кеш зі зворотним записом і алгоритм, названий MESI
(модифікація, виняток, розподіл, звільняючиение) протокол. Кеш ззворотним записом дозволяє записувати в кеш без звернення до основноїпам'яті на відміну від використовуваного до цього безпосереднього простогокешування. Ці рішення збільшують продуктивність за допомогоювикористання перетвореної шини та попереджувального виключення самоговузького місця в системі. У свою чергу MESI-протокол дозволяє даними вкеш-пам'яті і зовнішньої пам'яті збігатися - чудове рішення ввдосконалених мультипроцесорних системах, де різні процесориможуть використовувати для роботи одні й ті ж дані.

Рекомендований обсяг загальної кеш-пам'яті для настільних систем,заснованих на процесорі Pentium, дорівнює 128-256 K, а для серверів - 256 Kі вище.

Блок предсказания правильної адреси переходу.

Блок предсказания правильної адреси переходу - це наступнийчудове рішення для обчислень, що збільшує продуктивністьза допомогою повного заповнення конвеєрів командами, засноване напопередньому визначенні правильного набору команд, які повиннібути виконані. Pentium процесор - це перший і єдиний PC -сумісний процесор, який використовує блок пророкування, який до цьоготрадиційно був пов'язаний з обчислювальними платформами великих ЕОМ.

Для кращого розуміння цієї концепції, розглянемо типове програмнедодаток. Після виконання кожного програмного циклу, програмавиконує відповідну перевірку для визначення, чи необхідноповернутись в початок циклу або вийти і продовжити виконання наступногокроку. Ці два рішення, або шляху, називають прогнозом адреси переходу.
Блок предсказания правильної адреси переходу прогнозує, якагілку програми буде обов `язковою, грунтуючись на припущенні, щопопередня гілка, яка була пройдена, буде використовуватися знову.
Pentium процесор виконує пророкування правильної адреси переходу,використовуючи спеціальний буфер передбачення переходу (BTB). На відміну відальтернативної архітектури, це програмно-шаблонне нововведення даєможливість для перекомпілірованія програмного коду, збільшуючи при цьомушвидкість і продуктивність існуючого прикладного програмногозабезпечення. Якщо команда управляє розгалуження програми, буфер BTBзапам'ятовує команду і адресу, на яку потрібно перейти, іпророкує, яка гілка команд в наступний момент буде використовуватися.
Коли буфер містить правильне передбачення, перехід виконується беззатримки.

Високопродуктивний блок обчислень з плаваючою комою.

Наростаюча хвиля 32-розрядних програмних додатків включаєбагато інтенсивно обчислюються, графічно орієнтир-програм, якізаймають багато процесорних ресурсів на виконання операцій з плаваючоюкомою, що забезпечують математичні обчислення. Оскільки вимоги до персональних комп'ютерів з боку програмного забезпечення заобчислень з плаваючою комою постійно зростають, задовольнити ціпотреби можуть удосконалення в мікропроцесорної технології.
Процесор Intel486 DX, наприклад, був першим мікропроцесором,інтегрованим на одній підкладці з математичним співпроцесором.
Попередні сімейства процесорів фірми INTEL, при необхідностівикористання обчислень з плаваючою комою, використовували зовнішнійматематичний співпроцесор.

Pentium процесор дозволяє виконувати математичні обчислення набільш високому рівні завдяки використанню вдосконаленоговбудованого блоку обчислень з плаваючою комою, який включаєвосьмітактовий конвеєр і апаратно реалізовані основні математичніфункції. Четирехтактовие конвеєрні команди обчислень з плаваючоюкомою доповнюють четирехтактовую цілочисельну конвейеризації. Великачастина команд обчислень з плаваючою комою можуть виконуватися в одномуцілочисельне конвеєрі, після чого подаються в конвеєр обчислень зплаваючою комою. Звичайні функції обчислень з плаваючою комою, такіяк складання, множення і ділення, реалізовані апаратно з метою прискоренняобчислень.

У результаті цих інновацій, Pentium процесор виконує командиобчислень з плаваючою комою в п'ять разів швидше, ніж 33-МГц Intel486
DX, оптимізуючи їх для високошвидкісних чисельних обчислень,які є невід'ємною частиною таких удосконаленихвідеопріложеній, як CAD і 3D-графіка.

Pentium процесор на тактовій частоті 66 МГц працює як
"чіслодробілка" з рейтингом 64.5 з тесту SPECint92, практично непоступаючись RISC-процесора Alpha компанії Digital, але з тактовою частотоювдвічі вищою.

Загальна продуктивність процесора Pentium перевершує в 6 разів 25
МГц Intel486 SX і в 2.6 разів - 66 МГц Intel486 DX2. Індекс за рейтингомiCOMP для 66 МГц Pentium процесора, що виконує 112 мільйонівоперацій в секунду, становить 567. Індекс по iCOMP (Intel COmparative

Microprocessor Performance) виконує відносне порівнянняпродуктивності 32-бітових процесорів фірми INTEL.

Розширена 64-бітова шина даних.

Pentium процесор зовні представляє собою 32-бітове пристрій.
Зовнішня шина даних до пам'яті є 64-бітової, подвоюючи кількістьданих, які передаються протягом одного шинного циклу. Pentium процесорпідтримує кілька типів шинних циклів, включаючи пакетний режим, впротягом якого відбувається порція даних з 256 біт в кеш даних і впротягом одного шинного циклу.

Шина даних є головною магістраллю, яка передає інформаціюміж процесором і підсистемою пам'яті. Завдяки цій 64-бітовій шиніданих, Pentium процесор істотно підвищує швидкість передачі попорівнянні з процесором Intel486 DX - 528 MB/сек для 66 МГц, в порівнянніз 160 MB/сек для 50МГц процесора Intel486 DX. Ця розширена шина даних сприяє високошвидкісним обчислень завдяки підтримціодночасної підживлення командами і даними процесорного блокусуперскалярні обчислень, завдяки чому досягається ще більшазагальна продуктивність процесора Pentium у порівнянні з процесором
Intel486 DX.

Загалом, маючи більш широку шину даних, Pentium процесорзабезпечує конвейеризації шинних циклів, що сприяєзбільшення пропускної здатності шини. Конвейеризації шинних циклівдозволяє другого циклу стартувати раніше завершення виконання першогоциклу. Це дає підсистемі пам'яті більше часу для декодуванняадреси, що дозволяє використовувати більш повільні і менш дорогікомпоненти пам'яті, зменшуючи в результаті загальну вартість системи. Прискоренняпроцесів читання і запису, параллелілізм адреси і даних, а такождекодування протягом одного циклу - всі разом дозволяє поліпшитипропускну здатність і підвищує можливості системи.

мультипроцесора.

Pentium процесор - це ідеал для наростаючої хвилі мультипроцесорнихсистем, а також високий рівень продуктивності і обчислювальноїпотужності в галузі сучасних обчислювальних засобів. Мультипроцесорнідодатки, які з'єднують дві або більше Pentium процесорів - добреобслуговуються за допомогою вдосконаленої архітектури кристалів,роздільним вбудованим кешуванням програмного коду і даних, а такожнаборами мікросхем для управління зовнішньої кеш-пам'яті і витонченимизасобами контролю цілісності даних.

Як обговорювалося раніше, Pentium процесор підтримуєупорядкований кеш з його MESI протоколом. Коли один процесор одержуєдоступ до даних, які кешуються в іншому процесорі, він маєможливість прийому правильних даних. І якщо дані модифікувалися, всепроцесори отримують можливість доступу до прийому даних умодифікованому вигляді. Новітній процесор Pentium фірми INTEL такожвизначає, які команди розпізнаються системою відповідно довикористовуваним способом програмування. Це суворо визначенопідказує, яким чином програмного забезпечення, розробленого дляоднопроцесорній системи, коректно працювати в багатопроцесорнихоточенні.

Засоби поділу пам'яті на сторінки.

Pentium процесор пропонує опції підтримки будь-якої з традиційнихрозмірів сторінок пам'яті - 4 KB або більш широкі, 4 MB сторінки. Цяопція дозволяє робити обчисленнячастоти свопінгу сторінок в комплексних графічних додатках, буферахфреймів, а також ядер операційних систем, де збільшений розмірсторінки зараз дозволяє користувачам перепланувати ширшеспочатку громіздкі об'єкти. Збільшення сторінок дає результат увигляді підвищення продуктивності, причому все це відбивається наприкладному програмному забезпеченні.

Визначення помилок і функціональна надмірність.

Гарна захист даних і забезпечення їхньої цілісності за допомогоювнутрішніх коштів стає вкрай важливим у додатках, критичних довтрат даних завдяки поширенню сучасного оточення клієнт -серверів. Pentium процесор містить два удосконалення, традиційновластивих проектуванню класу великих ЕОМ - внутрішнє визначенняпомилок і контроль за рахунок функціональної надмірності (FCR) - цедопомагає забезпечити цілісність даних, що розвиваються сьогодні систем,базуються на настільних комп'ютерах.

Внутрішнє визначення помилок доповнює бітом парності внутрішнійкод і кешування даних, зсувне асоціативний таблицю сторінок,мікрокоду, а також цільової буфер переходу, допомагаючи визначати помилки такимчином, що це залишається непомітним і для користувача, і для системи. Утой же час контроль за допомогою функціональної надмірності оптимізованодля додатків, критичних до втрат даних, де Pentium процесорможе працювати у конфігурації основною/контролюючий. Якщо між двомапроцесорами виявляються розбіжності, система сповіщається про помилку. Урезультаті відбувається виявлення більш ніж 99% помилок.

Крім того, на основі процесора розташоване пристрій вбудованоготестування. Самотестування охоплює більше 70% вузлів Pentiumпроцесора, не вимагає виконання скидання кристала і являє собоюпроцедуру, яка зазвичай використовується при діагностиці систем. Іншими вбудованимирішеннями є реалізація стандарту IEEE 1149.1, що дозволяєтестувати зовнішні з'єднання процесора і налагоджувальний режим, що даєможливість програмного забезпечення переглядати регістри і станпроцесора.

Управління продуктивністю.

Управління продуктивністю - особливість Pentium процесора, щодозволяє розробникам систем і прикладних розширень оптимізувати свої апаратні і програмні засоби за допомогою визначенняпотенційно вузького місця для програмного коду. А розробники можутьспостерігати і вважати такти для внутрішніх подій процесора, таких, якпродуктивність читання і запису даних, кешування збігів івипадінь, переривань і використання шини. Це дозволяє їм вимірюватиефективність, яку має код в подвійній архітектурі Pentiumпроцесора і у своїх продуктах і виконувати тонку настройку своїхдодатків або систем для досягнення оптимальної продуктивності.
Вигода для кінцевих користувачів - це більш високі гідності тавища продуктивність, і все це завдяки гарному взаємодії з
Pentium процесором, призначеної для користувача системою і прикладнимпрограмним забезпеченням.

Даючи можливість розробникам проектувати системи з правлінняменергоспоживанням, захистом і іншими властивостями, Pentium процесорпідтримуємо режим управління системою (SMM), подібний до режимуархітектури Intel SL.

нарощуваність.

Разом з усім, що зроблено нового для 32-бітової мікропроцесорноїархітектури фірми INTEL, Pentium процесор сконструйований длялегкої нарощуваність з використанням архітектури нарощування фірми INTEL.
Ці нововведення захищають інвестиції користувачів за допомогоюнарощування продуктивності, яка допомагає підтримувати рівеньпродуктивності систем, заснованих на архітектурі процесорів фірми
INTEL, більше, ніж тривалість життя окремих компонентів.
Технологія нарощування надає можливість використовувати перевагибільшості процесорів вдосконаленою технологи у вже існуючихсистемах за допомогою простої інсталяції кошти однокристальноїнарощування продуктивності. Наприклад, перший засіб нарощування --це Overdrive процесор, розроблений для процесорів Intel486 SX і
Intel486 DX, що використовує технологію простого подвоєння тактовоючастоти, використану при розробці мікропроцесорів Intel486 DX2.

За допомогою нарощування одного з цих додаткових процесорівв сокет, розташований біля центрального мікропроцесора на більшостіматеринських платах Intel486, користувачі можуть збільшити загальнупродуктивність системи більш ніж на 70% практично для всіхпрограмних додатків.

Технологія нарощування за допомогою Overdrive процесорів можлива ідля систем, заснованих на сімействі Pentium процесора, за допомогоюпростої установки в майбутньому процесора, виконаного завдосконаленою технологією. У свою чергу, технологія Pentiumпроцесора є основою додаткового процесора, що розробляєтьсядля систем, базіруемих на Intel486 DX2.

На сьогодні Pentium процесор дає можливість отримання найбільшогопродуктивності при самій помірною ціною, повністю підтримуючисумісність з попередніми мікропроцесорами сімейства X86.
Література:

1. The Intel Pentium Processor. A Technical Overview.

2. Intel Solutions.
-----------------------

+------------------- -----------------------------------------+

| Intel Pentium Processor |

+-------------------------------------- ----------------------+

| 2 ------------+ 8 ---- --------+ |

| +-----+ Cache +----- - + Prediction | |

| | +----+-------+ +------+-----+ |

| | 256-bits | +----------------+ |

| | 3 ----+----+--+ 9 -- -----------+ |

| | +--+------+--+ | | |

| 1 ------------+ | 4 ------+ - +5- -+------+ | Pipelined | |

| - + Bus +---+ | ALU | | ALU | | Point Unit | |

| | Interface | | +------+--++--+--- --- + | | |

| +------------+ | 6 --+------+--+ + - + | |

| 64-bits | Set | | +------------+ |

| +---+-----+--+ | | Multiply | |

| 32-bits +-----+----- - + +------------+ |

| 7 ---+-----+--+ 64-bit | Add | |

| | Data | +------------+ |

| +---- --------+ +------------+ |

+------------------ ------------------------------------------+

+-------------------------------------+----------- -----------+

| +--------+ +--------+ | |

| + - + +------+ | | |

| | +---+----+ +----+---+ | | < p> | | | +-------------+ | |

| | +---+--+-+ +-------- + | |

| +---+ | | +------+ | | |

| + + - + +-+----+- + | | | |

| +---+ | +-+-++-+-+ | | | |

| | | | | | + - + | | суперскалярна |

| | +-+-++-+-+ | | | | архітектура |

| | +-+----+-+ | + --------+ | |

| | | | | | | | |

| | +-+----+-+ | + -- ------+ | |

| | +----+-----+ | | | |

| | +-+---- + - + +--------+ | |

| + - + | | | | |

| +--------+ + --------+ | |

+------------------------------- ------+----------------------+

+------------ -------------------------+----------------------+

| +--------+ +--------+ | |

| + - + +------+ | | |

| | +---+----+ +----+---+ | |

| | | +------- ------+ | |

| | +---+--+-+ +--------+ | |

| + -- - + | | +------+ | | |

| + + - + +-+----+-+ | | | Кешування комадою |

| +---+ | +-+-++-+-+ | | | |

| | | | | | + - + | | |

| | +-+-++-+-+ | | | | Кешування даних |

| | +-+----+-+ | +--------+ | |

| | | | | | | | |

| | +-+----+-+ | +--------+ | |

| | +----+-----+ | | | |

| | +-+----+-+ +------- - + | |

| + - + | | | | |

| +--------+ +--------+ | |

+-------------------------------------+---- ------------------+

+----------------------- --------------+----------------------+

| + --- -----+ +--------+ | |

| + - + +------+ | | |

| | + ---+----+ +----+---+ | |

| | | +-------------+ | |

| | +---+--+-+ +--------+ | |

| +---+ | | +----- - + | | |

| + + - + +-+----+-+ | | | прогноз |

| +---+ | + - + -- ++-+-+ | | | првавільного |

| | | | | | + - + | | Адреса |

| | +-+-++-+- + | | | | переходу |

| | +-+----+-+ | +--------+ | |

| | | | | | | | |

| | +-+----+-+ | +--------+ | |

| | + --- -+-----+ | | | |

| | +-+----+-+ +--------+ | |

| + - + | | | | |

| +--------+ +--------+ | |

+ --- ----------------------------------+--------------- -------+

+---------------------------------- ---+----------------------+

| +--------+ +---- ----+ | |

| + - + +------+ | | блок конвеєрні |

| | +---+----+ +----+---+ | обчислень з |

| | | +-------------+ | плаваючою комою |

| | +---+--+-+ +--------+ | |

| +---+ | | +------+ | | |

| + + - + +-+----+-+ | | | |

| +---+ | +-+-++-+-+ | | | |

| | | | | | + - + | | |

| | +-+-++-+-+ | | | | |

| | +-+----+-+ | +--------+ | |

| | +-+----+-+ | +--------+ | |

| | +----+-----+ | | | суматор |

| | +-+----+-+ +--------+ | |

| + - + | | | | дільник |

| +--------+ +--------+ | |

+--------- ----------------------------+--------------------- - +

+-------------------------------------+-- --------------------+

| +--------+ +--------+ | |

| + - + +------+ | | |

| | +---+----+ +----+-- - + | |

| | | +-------------+ | |

| | +---+--+-+ +--------+ | |

| +---+ | | +------+ | | |

| + + - + +-+----+-+ | | | |

| +---+ | +-+-++-+-+ | | | |

| | | | | | + - + | | |

| | +-+-++-+-+ | | | | |

| | +-+-- --+-+ | +--------+ | |

| | | | | | | | |

| | +-+---- + - + | +--------+ | |

| | +----+-----+ | | | |

| | +-+----+-+ +--------+ | |

| + - + | | | | |

| + --- -----+ +--------+ | |

+------------------------ -------------+----------------------+

+----- -------------------------------------------------- -----+

| Внутрішнє визначення помилок і тестування |

| за допомогою функціональної надмірності |

+--------- ------------------+----+-------------------------- - +

| Master | | Checker |

| +--------+ +----+| | +-------- + +----+|

| + - + +---+ | | | + - + +---+ | |

| | + --- +----+ +--+-+| | | +---+----+ +--+-+|

| | | +------- - + | | | | +--------+ |

| | +---+--+-+ +----+| | | +---+ --+-+ +----+|

|+---+ | | +---+ | | |+---+ | | +---+ | |

| + + - + +-+----+-+ | | | -+-|+ + - + +-+----+-+ | | | < p> |+---+ | +-+-++-+-+ | | | | |+---+ | +-+-++-+ - + | | |

| | | | | | + - + | | | | | | | | | + - + | |

| | +-+-+ +-+-+ | | | | | | | +-+-++-+-+ | | | |

| | +-+----+-+ | + --- - + | | | | +-+----+-+ | +----+|

| | | | | | | | | | | | | | | | |

| | +-+----+-+ | +----+| | | | +-+----+-+ | +----+|

| | +----+---+ | | | | | | +----+---+ | | |

| | +-+---- + - + +----+| | | | +-+----+-+ +----+|

| + - + | | | | | | + - + | | | |

| +--------+ +----+| | | +--------+ +----+|

+-------------+-------------+ | +------+------+ -------------+

| +------------- ---+--------+ | |

| Outputs Inputs IERR # |

+-------------- ----------------------------------------------+