После выпуска процессоров четвертого поколения (таких, как 486) Intel и другие производители занялись разработкой новых архитектур и функций, которые и внедрили в так называемые процессоры пятого поколения. В настоящем разделе описаны процессоры пятого поколения производства Intel, AMD и других компаний.
Процессоры Pentium
В октябре 1992 года Intel объявила, что совместимые процессоры пятого поколения (разрабатывавшиеся под кодовым названием Р5) будут называться Pentium, а не 586, как предполагали многие. Такое название было бы вполне естественным, однако выяснилось, что цифровые обозначения не могут быть зарегистрированы в качестве торговой марки, а компания Intel опасалась конкурентов, которые могли начать выпуск аналогичных микросхем под давно ожи-
152 Глава 3. Типы и спецификации микропроцессоров
давшимся непатентуемым” названием. Первые процессоры Pentium были выпущены в марте 1993 года, а через несколько месяцев появились и первые компьютеры на их основе.
Процессор Pentium совместим с предыдущими моделями Intel, но при этом значительно отличается от них. Одно из отличий вполне можно признать революционным: Pentium имеет два конвейера, что позволяет ему выполнять одновременно две команды. (Все предыдущие процессоры выполняли в каждый момент времени только одну команду.) Компанией Intel эта возможность названа суперскалярной технологией. Благодаря этой технологии производительность Pentium по сравнению с процессорами 486 существенно повысилась.
Понятие суперскалярная архитектура обычно связывается с высокопроизводительными RISC-процессорами. Pentium — один из первых процессоров CISC (Complex Instruction Set Computer), который можно считать суперскалярным. Он практически эквивалентен двум процессорам 486, объединенным в одном корпусе. Его характеристики приведены в табл. 3.23.
Таблица 3.23. Характеристики процессора Pentium
Дата появления 22 марта 1993 года (первое поколение), 7 марта 1994 года (второе поколение)
SPGA. Staggered Pin Grid Array (корпус с шахматным расположением выводов).
Два конвейера данных обозначаются буквами u и v. Конвейер u — основной — может выполнять все операции над целыми числами и числами с плавающей запятой. Конвейер v — вспомогательный — может выполнять только простые операции над целыми числами и частично над числами с плавающей запятой. Одновременное выполнение двух команд в разных конвейерах называется сдваиванием. Не все последовательно выполняемые команды допускают сдваивание, и в этом случае используется только конвейер u. Чтобы достичь максимальной эффективности работы процессора Pentium, желательно перекомпилировать программы так, чтобы появилась возможность сдваивать как можно больше команд.
Чтобы в одном или обоих конвейерах сократить время простоев, вызванных задержками выборки команд при изменении счетчика адреса в результате выполнения в программах команд ветвления, в Pentium применяется буфер адреса ветвления (Branch Target Buffer — ВТВ), в котором используются алгоритмы предсказания множественного ветвления. Если переход по команде ветвления должен произойти в ближайшем будущем, программные инструкции из соответствующей ячейки памяти заранее считаются в ВТВ. Предсказание адреса перехода позволяет обоим конвейерам работать с максимальным быстродействием. Внутренняя архитектура процессора Pentium представлена на рис. 3.39.
Процессор Pentium имеет 32-разрядную шину адреса (такую же, как и процессоры 386DX и 486), что позволяет адресовать память объемом до 4 Гбайт. Но, поскольку разрядность шины данных увеличена до 64, при одинаковой тактовой частоте скорость обмена данными оказывается в два раза выше, чем у 486-го. При использовании такой шины данных требуется соответствующая организация памяти, т.е. каждый банк памяти должен быть 64-разрядным.
Рис. 3.39. Внутренняя архитектура процессора Pentium В большинстве системных плат память организована на основе модулей SIMM или DIMM. Модули SIMM бывают 8- и 32-разрядными. В специальных версиях этих модулей применяются коды коррекции ошибок (Error Correction Codes — ECC). В компьютерах с процессором Pentium применяются в основном 36-разрядные модули SIMM (32 бит данных и 4 бит четности) — по два модуля на один банк памяти. На системной плате обычно устанавливается четыре гнезда для этих модулей, т.е. для двух банков памяти. В более новых компьютерах с процессором Pentium и Pentium II применяются 64-разрядные модули DIMM.
Несмотря на то что внешняя шина данных 64-разрядная, внутренние регистры Pentium — 32-разрядные. При выполнении команд и обработке данных внутри процессора они предварительно разбиваются на 32-разрядные элементы и обрабатываются почти так же, как в процессоре 486. Иногда говорят, что Intel вводит всех в заблуждение, называя Pentium 64-разрядным процессором. На это можно ответить, что внешний обмен данными все-таки 64-разрядный. Внутренние же регистры Pentium полностью соответствуют регистрам процессора 486.
Процессор Pentium имеет два встроенных кэша объемом по 8 Кбайт, тогда как в 486-м содержится один кэш объемом 8 или 16 Кбайт. Схемы кэш-контроллера и сама кэш-память размещены на кристалле процессора. В кэш-память копируется информация (данные и программные коды) из различных областей системной памяти. Кэш-память процессора Pentium может также хранить информацию, которая должна быть записана в память, до того момента, пока не снизится нагрузка на процессор и другие компоненты системы. (Процессор 486 выполняет все записи в память сразу.)
Отдельное кэширование кода и данных организовано по двухстраничной схеме; каждая страница разделена на строки по 32 байт. Для каждого кэша предусмотрен специальный ассоциативный буфер преобразования адресов (Translation Lookaside Buffer — TLB), предназначенный для преобразования линейных адресов в физические адреса памяти. Кэш-память может работать как в режиме сквозной записи, так и в двунаправленном режиме, т.е. с построчным опросом. Производительность процессора в двунаправленном режиме оказывается выше, поскольку в кэш-память записываются не только считываемые данные, но и результаты, в отличие от режима сквозной записи (при котором в кэш-память записываются только считываемые данные). В двунаправленном режиме значительно уменьшается количество обменов данными между процессором и системной памятью. В программном кэше предусмотрена защита от записи, поскольку в нем хранятся только программные инструкции, а не меняющиеся по ходу выполнения программ данные. Благодаря использованию укороченных циклов памяти данные в кэш-память (или из нее) могут быть переданы очень быстро.
Производительность компьютеров с процессором Pentium значительно повышается при использовании внешней кэш-памяти (второго уровня), которая обычно имеет емкость 512 Кбайт и выше и строится на основе быстродействующих микросхем статических RAM (время задержки — 15 нс и меньше). Если процессор пытается считать данные, которых еще нет во встроенной кэш-памяти (первого уровня), то состояния ожидания существенно замедляют его работу. Если же эти данные уже записаны во внешнюю кэш-память, процессор выполняет программу без остановок.
Процессор Pentium изготавливается с использованием биполярной КМОП-технологии (Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor — BiCMOS), применение которой приблизительно на 10% усложняет микросхему, но позволяет повысить ее производительность на 30-35% без увеличения размеров кристалла и потребляемой мощности.
Все процессоры Pentium с частотой 75 МГц и выше относятся к классу SL Enhanced, т.е. в них предусмотрена система SMM, обеспечивающая снижение энергопотребления. В процессорах Pentium второго поколения (с тактовой частотой 75 МГц и выше) эта система усовершенствована и предусматривает возможность переключения тактовой частоты, в результате чего дополнительно снижается потребляемая мощность. Возможна даже полная приостановка подачи тактовых сигналов (при этом процессор переходит в дежурный режим с минимальным потреблением мощности). Процессоры Pentium второго поколения работают при напряжении питания 3,3 В, что также снижает потребляемую мощность и, следовательно, нагревание микросхемы.
Во многих системных платах предусмотрено напряжение 3,465 или 3,3 В. Напряжение 3,465 В компанией Intel названо VRE (Voltage Reduced Extended); оно требуется для некоторых версий процессора Pentium, особенно для тех, которые работают на частоте 100 МГц. Стандартная величина напряжения 3,3 В называется STD; оно используется большинством процессоров Pentium второго поколения. Величина напряжения STD может находиться в диапазоне от 3,135 до 3,465 В, номинальное значение — 3,3 В. Существует также специальное значение напряжения, называемое VR ( Voltage Reduced — уменьшенное напряжение); его величина может находиться в диапазоне от 3,300 до 3,465 В, номинальное значение — 3,38 В. Для работы некоторых процессоров требуется именно такое напряжение, и оно поддерживается большинством системных плат. В табл. 3.24 приведены спецификации применяемых напряжений. Максимум, В
3,465 3,465 3,600
Таблица 3.24. Спецификации применяемых напряжений процессора Pentium Спецификация напряжения Номинальное, В Погрешность, В Минимум, В
Чтобы еще больше снизить энергопотребление, Intel разработала специальные процессоры Pentium. Они встраиваются не в обычные корпуса, а в новый пленочный корпус (Tape Carrier Packaging — TCP). Процессор не устанавливается в керамический или пластиковый корпус, а покрывается тонкой защитной пластиковой пленкой. Процессор очень тонок (менее 1 мм, или в два раза тоньше монеты в 10 центов) и весит меньше 1 г. Производителям компьютеров эти процессоры продаются в катушках. Процессор в корпусе TCP припаивается непосредственно на системную плату специальным устройством, и, поскольку он легче, а его корпус меньше, улучшается распределение температуры и снижается энергопотребление. Специально впаянные разъемы на плате, расположенной прямо под процессором, в портативных компьютерах прекрасно охлаждаются и без вентиляторов.
Процессоры Pentium первого поколения
Существует три разновидности процессоров Pentium, каждая из которых выпускается в нескольких модификациях. Процессоры первого поколения работают на частотах 60 и 66 МГц, имеют 273-контактный корпус PGA и рассчитаны на напряжение питания 5 В. Они работают на той же частоте, что и системная плата, т.е. кратность умножения равна 1х.
Процессоры Pentium первого поколения производятся по биполярной технологии BiCMOS, при которой используется структура минимального размера (0,8 мкм). Производство микросхемы, содержащей около 3,1 млн. транзисторов, оказалось слишком сложным; в результате выход годных микросхем был низким, и их производство приостановилось. В то же время некоторые компании, например IBM и Motorola, при изготовлении самых сложных микросхем перешли к технологии, при которой использовалась структура размером 0,6 мкм. Из-за большого размера кристалла и высокого напряжения питания (5 В) процессор Pentium с тактовой частотой 66 МГц потребляет около 3,2 А (мощность — 16 Вт!), выделяя огромное (для микросхемы) количество тепла. Это потребовало установки в некоторых компьютерах дополнительного вентилятора.
Критика процессоров Pentium первого поколения во многих отношениях была оправданной. Зная, что от первоначальной разработки трудно ожидать большего, специалисты утверждали, что в ближайшем будущем должна появиться более совершенная микросхема, и лучше не приобретать компьютеры с процессорами Pentium этого поколения, а дождаться появления микросхем следующего поколения.
Совет
Можно сформулировать одно из главных правил компьютерного мира: никогда не связывайтесь с первым поколением устройств. Наберитесь терпения и подождите, пока на горизонте не появится что-либо получше.
Тем не менее существует выход и для тех, кто приобрел процессор Pentium первого поколения. Точно так же, как для первых систем 486, компания Intel выпустила микросхемы OverDrive, которые позволили практически удвоить быстродействие процессоров Pentium 60 или 66. Для этого приходилось, правда, заменять существующий процессор чипом OverDrive. Последующие модели процессоров Pentium совершенно не совместимы с компоновкой Pentium 60/66 Socket 4, поэтому использование микросхемы OverDrive было единственной возможностью модификации процессора Pentium первого поколения, не требующей замены системной платы.
Микросхема OverDrive позволяла повысить быстродействие системы максимум в два раза. Поэтому все же лучше полностью заменить системную плату и, конечно, процессор, тем самым существенно повысив производительность системы.
Процессоры Pentium второго поколения
В марте 1994 года Intel начала выпуск процессоров Pentium второго поколения. Эти процессоры работают на частотах 90 и 100 МГц; существует также модель, работающая на частоте 75 МГц. Кроме того, появились модификации, рассчитанные на 120, 133, 150, 166 и 200 МГц. Они производятся по биполярной технологии BiCMOS, при которой используется структура размером 0,6 мкм (75/90/100 МГц); это позволило уменьшить размер кристалла и снизить потребляемую мощность. В более быстродействующих версиях процессора Pentium второго поколения (120 МГц и выше) используется еще меньший кристалл, созданный по 0,35-микронной технологии BiCMOS. Микросхема Pentium показана на рис. 3.40. Напряжение питания, используемое этими микросхемами, — 3,3 В и ниже. Ток, потребляемый процессором с тактовой частотой 100 МГц, равен 3,25 А, что соответствует потребляемой мощности 10,725 Вт. Менее быстродействующий процессор с тактовой частотой 90 МГц потребляет ток 2,95 А, что соответствует мощности 9,735 Вт. Процессор с тактовой частотой 150 МГц потребляет ток не более 3 А при напряжении 3,3 В (мощность — 11,6 Вт); процессор с тактовой частотой 166 МГц — 4,4 А (14,5 Вт), а процессор на 200 МГц — 4,7 А (15,5 Вт).
Рис. 3.40. Процессор Pentium. Фотография публикуется с разрешения Intel Процессоры выпускаются в 296-контактном корпусе SPGA, который не совместим с формфактором процессора первого поколения. Перейти от микросхем первого поколения к микросхемам второго поколения можно только одним способом — заменить системную плату. На кристалле процессора Pentium второго поколения располагается 3,3 млн. транзисторов, т.е. больше, чем у первых микросхем. Дополнительные транзисторы появились в результате того,что были расширены возможности управления потребляемой мощностью (в частности, введено переключение частоты тактового сигнала, в состав микросхемы включен усовершенствованный программируемый контроллер прерываний APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller) и интерфейс двухпроцессорного режима DP (Dual Processing)).
Контроллер APIC и интерфейс DP предназначены для организации взаимодействия между двумя процессорами Pentium второго поколения, установленными на одной системной плате. Многие новые системные платы выпускаются с двумя гнездами типа Socket 5 или Socket 7, что позволяет использовать многопроцессорные” возможности новых микросхем. Некоторые операционные системы, например Windows и OS/2, позволяют организовать так называемую симметричную многопроцессорную обработку (Symmetric Multi-Processing — SMP).
В процессорах Pentium второго поколения используется умножение тактовой частоты; он работает быстрее, чем системная шина. К примеру, Pentium на 150 МГц может работать с частотой, которая в 2,5 раза больше частоты шины (60 МГц), а процессор на 100 МГц — с коэффициентом умножения 1,5х при частоте шины 66 МГц и с коэффициентом 2х при частоте 50 МГц. Процессор на 200 МГц может работать с коэффициентом умножения 3х при частоте шины 66 МГц.
Фактически для всех системных плат Pentium существует три параметра тактовой частоты: 50, 60 и 66 МГц. Процессоры Pentium были разработаны с различными коэффициентами умножения для внутренней тактовой частоты и потому могут работать с целым рядом системных плат, при этом частота, на которой работает процессор, будет кратна частоте, на которой работает системная плата.
Отношение частоты, на которой работает ядро, к частоте, на которой работает шина, т.е. кратность умножения частоты, в процессоре Pentium контролируется двумя выводами — BF1 и BF2. В табл. 3.25 показано, как состояние этих выводов влияет на умножение тактовой частоты в процессоре Pentium.
Таблица 3.25. Состояние выводов BFx и тактовые частоты процессора Pentium
Не во всех процессорах имеются выводы шины частоты BF (Bus Frequency). Иными словами, некоторые микросхемы Pentium будут работать только при определенных комбинациях этих выводов или, возможно, при их установке в каком-либо одном положении. Многие новейшие системные платы имеют перемычки или переключатели, позволяющие регулировать контакты BF и тем самым изменять отношение кратности умножения тактовой частоты в процессоре. Некоторые пользователи заставляют” процессоры Pentium на 75 МГц работать на частоте 133 МГц. Данное ухищрение называется разгоном, или оверклокингом (overclocking), и хотя оно часто срабатывает, процессор при этом очень перегревается. Если еще более увеличить тактовую частоту, то процессор может работать некорректно. К счастью, при установке исходной частоты процессора практически всегда восстанавливается его нормальное функционирование.
Существуют микросхемы OverDrive для модернизации процессоров Pentium второго поколения. Ими можно заменить центральный процессор в гнезде типа Socket 5 или Socket 7 (используется множитель 3x), благодаря чему тактовая частота процессора будет увеличена до 200 МГц (при тактовой частоте системной платы 66 МГц), а также будут добавлены возможности MMX. После замены процессора Pentium, работающего на частоте 100, 133 или 166 МГц, микросхемой OverDrive быстродействие компьютера будет соответствовать частоте процессора 200 МГц. Но, вероятно, самым ценным свойством микросхем Pentium OverDrive является поддержка технологии MMX, которая значительно повышает эффективность при выполнении приложений мультимедиа, весьма популярных сегодня.
Процессор Pentium MMX
Третье поколение процессоров Pentium с кодовым названием P55C, появившееся в январе 1997 года, объединило в своей конструкции технологические решения Pentium второго поколения и новую разработку, которую Intel назвала технологией MMX. Процессоры Pentium MMX (рис. 3.41) работают на тактовых частотах 66/166, 66/200 и 66/233 МГц; есть также версия для портативных компьютеров, работающая на тактовой частоте 66/266 МГц. Они имеют много общего с процессорами второго поколения, а именно: суперскалярную архитектуру, поддержку многопроцессорной обработки, встроенный локальный контроллер APIC и функции управления энергопотреблением. Однако новый процессор включает устройство MMX с конвейерной обработкой команд, кэш с обратной записью объемом 16 Кбайт (против 8 Кбайт в более ранних) и 4,5 млн. транзисторов. Микросхемы Pentium MMX производятся по усовершенствованной 0,35-микронной КМОП-технологии с использованием кремниевых полупроводников и работают на пониженном напряжении — 2,8 В. Микросхемы для портативных компьютеров, работающие на тактовых частотах 233 и 266 МГц и изготовленные с использованием 0,25-микронной технологии, потребляют энергии меньше, чем процессор Pentium без MMX 133 МГц.
Рис. 3.41. Процессор Pentium MMX. Слева показан процессор со снятой крышкой ядра. Фотографии публикуются с разрешения Intel Чтобы на системную плату можно было установить процессор Pentium MMX, она должна обеспечивать ему пониженное рабочее напряжение (2,8 В и меньше). Сделать системные платы более универсальными в отношении используемого процессорами напряжения помогло новое решение Intel — процессорное гнездо типа Socket 7 c устанавливаемым модулем, регулирующим напряжение (Voltage Regulation Module — VRM). Этот модуль можно легко заменить и, таким образом, перенастроить плату на использование новейших процессоров с любым рабочим напряжением.
Пониженное напряжение — это прекрасно, но главное достоинство процессора Pentium MMX состоит в мультимедиа расширениях MMX (MultiMedia eXtentions). Разработанная Intel технология MMX была реакцией на постоянно растущую популярность сетевых и приложений мультимедиа, предъявляющих повышенные требования к аппаратному обеспечению. Во многих из этих приложений присутствуют циклично повторяющиеся последовательности команд, на выполнение которых уходит основная часть процессорного времени. Разработанная Intel технология SIMD (Single Instruction Multiple Data — один поток команд на несколько потоков данных) решает эту проблему путем выявления таких циклов и выполнения одной операции (команды) над несколькими данными. Кроме того, в архитектуру процессора введено 57 дополнительных команд, специально предназначенных для работы с графическими, видео- и аудиоданными.
Ошибки процессора Pentium
Подалуй, наиболее известной ошибкой процессора является знаменитая ошибка в блоке вычислений с плавающей запятой (FPU) процессора Pentium. Данная ошибка часто называлась ошибкой FDIV, так как она была связана с инструкцией FDIV (деление с плавающей запятой), хотя ей были подвержены и некоторые другие инструкции, касающиеся деления. Компания Intel официально описала данную проблему в документе Errata No. 23, который называется Slight precision loss for floating-point divides on specific operand pairs”. Ошибка была исправлена в ревизии D1 и всех последующих ревизиях процессоров Pentium с частотой 60/66 МГц, а также в ревизии B5 и всех последующих ревизиях процессоров Pentium с частотой 75/90/100 МГц. Процессоры с частотой 120 МГц и больше сразу характеризовались более новыми ревизиями ядра, а значит, уже были избавлены от ошибки. Таблица с характеристикам различных версий процессоров Pentium приведена далее.
Данная ошибка вызвала немалый резонанс, когда в октябре 1994 года некий математик сообщил о ней в Интернете. Через несколько дней новость распространилась по всему миру, и об ошибке узнали даже те, у кого не было компьютера. Процессоры Pentium некорректно выполняли операции с плавающей запятой, причем неверные результаты вычислений начинались уже с третьей значащей цифры.
К тому моменту, когда ошибка стала известна широкой общественности, Intel уже устранила ее, а также ряд других ошибок в следующих ревизиях процессоров Pentium с частотами 60/66 и 75/90/100 МГц.
После того как ошибка стала известна большому количеству людей и Intel официально признала ее, начался настоящий бум. Многие пользователи начали проверять процессор при работе с электронными таблицами, а также при выполнении различных математических операций и пришли к выводу, что обладают дефектными процессорами, даже не подозревая об этом. Некоторые даже разуверились в самой идее компьютера как инструмента вычислений. Зачем нужен компьютер, если он даже корректно считать не может?
Ажиотаж вокруг ошибки в работе процессоров привел к тому, что доверие пользователей к ПК несколько поубавилось, и они стали подвергать компьютеры более тщательному тестированию. Ведь если приходится часто заниматься вычислениями, необходимо быть уверенным в их достоверности, не так ли? Было выявлено несколько математических программ, в работе которых наблюдались проблемы. Например, в системах на базе Pentium с ошибками работала даже программа Excel 5.0. В данном случае проблему удалось устранить программным путем (в версиях программы 5.0c и выше).
В компании Intel поняли, что сохранить лицо в глазах покупателей можно, только заменив дефектные процессоры. Поэтому, если вам попался процессор с ошибкой в блоке FPU, компания должна заменить его процессором без каких-либо дефектов.
Если вы продолжаете использовать системы с процессором Pentium и вам интересно, подвержен ли данный процессор ошибке Errata 23, зайдите на специальную страницу: http://support.intel.com/support/processor/pentium/fdiv
На ней вы узнаете, как обнаружить данную ошибку и заменить дефектный процессор. Поскольку Intel гарантирует возврат процессоров в течение определенного времени, дополнительной платы за замену от вас не должны потребовать. Также компания Intel заявила, что возвращенные ей дефектные процессоры будут уничтожены и не поступят снова на рынок в какой бы то ни было форме.
Проверка процессора на наличие дефекта блока FPU
Проверить процессор Pentium на наличие ошибок довольно просто. Для этого необходимо выполнить операцию деления и сравнить полученные результаты с эталонными.
Для проверки операции деления можно воспользоваться электронной таблицей (например, Lotus 1-2-3, Microsoft Excel и т.д.), встроенным калькулятором Microsoft Windows или любой другой программой для вычислений, использующей блок FPU. Убедитесь, что при выполнении проверки блок FPU не отключен. Для этого используется специальная команда, которая обеспечивает корректные результаты независимо от того, поврежден блок FPU или нет.
Наиболее серьезные ошибки, связанные с блоком FPU процессоров Pentium, проявляются в третьей значащей цифре. Пример обнаружения ошибки приведен ниже.
Не все программы отображают большое количество цифр после запятой; большинство электронных таблиц ограничивается 13 или 15 значащими цифрами.
Как видите, ошибка проявилась уже в третьей значащей цифре результата. После проверки 5000 пар чисел, содержащих от 5 до 15 цифр, стало понятно, что ошибки, связанные с блоком FPU процессора Pentium, чаще всего проявляются в шестой значащей цифре.
Существует несколько способов устранения проблемы, однако все они отражаются на быстродействии системы. Поскольку Intel решила заменять все дефектные процессоры Pentium, именно это и представляется наилучшим выходом.
Ошибки, связанные с управлением питанием
Начиная с процессоров Pentium второго поколения, Intel стала добавлять функции, которые позволяли устанавливать процессоры в системы, поддерживающие управление энергопотреблением. Подобные системы принято называть Energy Star, поскольку они соответствуют спецификациям, определяемым программой EPA Energy Star, однако их часто называли и green PC (зеленый ПК).
К сожалению, существовал и ряд ошибок, связанных с функциями управления питанием, в результате чего данные функции приходилось просто отключать. В частности, ошибки были связаны с функциями, доступ к которым осуществляется с помощью системы SMM. Подобные проблемы характерны только для процессоров второго поколения с частотой 75/90/100 МГц, так как процессоры первого поколения с частотой 60/66 МГц функций управления питанием не поддерживали, а во всех процессорах с большей частотой (от 120 МГц) подобные ошибки уже устранены.
Большинство проблем связано с контактом STPCLK# и инструкцией HALT. Если набор микросхем задействует подобную комбинацию, система просто зависает”. В большинстве случаев единственным способом устранения проблемы оказалось отключение энергосберегающих режимов, таких как режим ожидания и спящий” режим. Поэтому гораздо лучше просто заменить процессор новым, в котором все ошибки устранены. Ошибки, связанные с функциями управления питанием, характерны для процессоров Pentium ревизии B1 с частотой 75/90/100 МГц и устранены в процессорах ревизии B3 и последующих.
Модели и номера изменений процессора Pentium
Точно так же, как не бывает совершенного программного обеспечения, не бывает и совершенных процессоров. Изготовители составляют списки обнаруженных ошибок и время от времени вносят в процесс изготовления соответствующие изменения. И совершенно естественно, что последующая версия продукта, в которой были учтены все замечания и устранены ошибки, лучше предыдущей. И хотя процессор несовершенен, после очередного исправления он медленно, но уверенно приближается к идеалу. За время жизни” микропроцессора производитель может внести с полдюжины, а то и больше, таких изменений.
Выяснить характеристики процессора можно в таблице технических данных. Но для этого необходимо знать номер спецификации. Обычно он указан непосредственно на микросхеме. Если на микросхему приклеен радиатор, то, чтобы увидеть номер, нужно вытащить ее вместе с радиатором из гнезда (номер вы найдете в нижней части микросхемы).
Поскольку Intel постоянно разрабатывает микросхемы, то, чтобы быть в курсе всех новостей, рекомендую регулярно посещать ее сайт. На нем вы найдете массу информации о процессорах Pentium, кодах изменения — словом, все технические характеристики выпускаемых ею процессоров.
Отличия в напряжениях, необходимых для разных процессоров Pentium, приведены в табл. 3.26.
Таблица 3.26. Напряжения для процессоров Pentium
Многие системные платы Pentium последних версий содержат набор перемычек, которые позволяют применять различные диапазоны напряжения. Зачастую проблемы, связанные с каким-либо процессором, возникают, в первую очередь, из-за несоответствия необходимого напряжения выходному напряжению системной платы.
При покупке бывших в употреблении систем Pentium я бы рекомендовал использовать только процессоры Model 2 (второе поколение) или процессоры более поздних версий, работающие с тактовой частотой 75 МГц и выше. Желательно приобрести версию С2 или же более позднюю, поскольку в них все наиболее существенные ошибки и проблемы уже исправлены. В современных процессорах Pentium каких-либо серьезных ошибок, к счастью, пока не выявлено.
AMD-K5
Это Pentium-совместимый процессор, разработанный компанией AMD и маркируемый как PR75, PR90, PR100, PR120, PR133, PR166 и PR200. Поскольку разработчики стремились создать процессор, физически и функционально совместимый с Intel Pentium, любая системная плата, которая корректно поддерживает Intel Pentium, должна поддерживать и AMD-K5. Однако для правильного распознавания AMD-K5 может потребоваться обновление BIOS. На сайте компании AMD содержится список системных плат, которые были проверены на совместимость. AMD-K5 имеет следующие усовершенствованные средства:
■ кэш команд емкостью 16 Кбайт и двусторонний кэш данных емкостью 8 Кбайт;
■ динамическое выполнение — предсказание перехода с упреждающим выполнением; ■ RISC-подобный пятишаговый конвейер с шестью параллельными функциональными модулями;
■ высокоэффективный сопроцессор для выполнения операций над числами с плавающей запятой;
■ контакты для выбора множителя тактовой частоты (1,5x, 1,75x и 2x).
Микросхемы K5 маркируются в соответствии с их оценкой эффективности (P-Rating), т.е. число на микросхеме указывает не истинную тактовую частоту, а оценочное значение (это показатель частоты процессора Pentium, обладающего тем же быстродействием, что и данный процессор AMD).
Например, процессор версии PR 166 фактически работает на тактовой частоте 117 МГц. Такой подход компании AMD к маркировке своих процессоров объясняется тем, что архитектура K5 была более совершенной по сравнению с архитектурой Pentium, и для достижения одинакового быстродействия процессорам K5 требовалась гораздо меньшая частота. Но даже несмотря на все эти улучшения компания AMD представила на рынке K5 как процессор пятого поколения, аналогичный Pentium.
Процессор AMD-K5 работает при напряжении 3,52 В (VRE). В некоторых устаревших системных платах по умолчанию устанавливается напряжение 3,3 В, которое ниже специфицированного для K5, и это может стать причиной ошибок.
Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Пятое поколение процессоров: P5", 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!
Обсудить статью на форуме