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奔腾处理器 编辑
奔腾处理器是Intel公司在1992年10月发布的第五代微处理器系列,该产品在1993年3月正式推向市场:奔腾处理器与以前的Intel公司处理器完全兼容,并有新的内容。值得一提的是奔腾处理器中有两条数据流水线,可以同时执行两条指令,Intel公司把这种同时执行两条指令的能力称为超标量技术。该技术使奔腾处理器能以每周期两条指令的速率更快地工作。
第2代奔腾处理器增加了片内的可编程中断控制器(APIC)和双处理器接口,实现了同一主机板上两个第2代处理器的同时运行,拓宽了文件服务器的设计途径。使用该特性的对称多重处理(SMP)已经集成到Windows NT和Windows 2000等操作系统中。
第3代奔腾处理器发表于1997年1月,它把MMX技术结合进第2代奔腾处理器,也就是扩充了面向多媒体操作的数据类型和增加了57条新的指令,又称奔腾MMX处理器(Pentium-MMX)。该产品拥有166,200,233MHz和只用于移动设备的266MHz等速度的版本,同样包括超标量体系结构、支持多重处理、片内本地APIC控制器和电源管理特性。新增特性是流水线的MMX单元和16KB代码回写高速缓冲存储器等。
奔腾Ⅱ处理器是在1997年5月展示于世人的。该处理器问世后不久,其333MHz和更快的芯片就采用0.2tLm技术。不仅提高了核心工作频率,还降低了电源消耗。奔腾Ⅱ处理器还拥有双独立总线(DIB)体系结构,即处理器中存在着两条总线——L2高速缓冲存储器总线和处理器到存储器系统总线。由此,该处理器能得到单总线结构处理器两倍的输入/输出数据。DIB体系结构使处理器的L2高速缓冲存储器的运行速度达到了普通奔腾处理器的L2高速缓冲存储器的速度的两倍半。总的来说,DIB体系结构的改进提供了原来的3倍带宽。
奔腾Ⅲ处理器正式发表于1999年2月,其最重要的改进是带有70条新指令的流式SIMD扩展(SSE)。神奇的增强性能使该芯片更适用于高级图像处理、3D技术、流式音频、视频、Web访问和语音识别等应用。所有奔腾Ⅲ处理器都有512KB的L2高速缓冲存储器,它们以核心处理器一半的速度运行。奔腾Ⅲ处理器的Xeon版本中的L2高速缓冲存储器则完全以核心处理器的速度运行,适合于服务器和工作站的使用。
奔腾Ⅳ处理器是Intel公司最新的微处理器产品,发表于2000年。它的网络成组微架构已有效地工作于1.30GHz,1.40GHz和1.50GHz,超流水线技术成倍地加深多达20个流水线,成功地提升了处理器的性能和频率。高速执行引擎使处理器的ALu(算术逻辑单元)工作于两倍的核心频率,取得了极高的执行吞吐。400MHz的系统总线速度改善了高级动态执行和浮点处理。奔腾Ⅳ处理器的144条新指令的SSE2指令集合里,有76条是新增加的指令,还有68条是原有的SSE指令集合。该处理器的目标是占领服务器和工作站的市场。
2022年初,新一代的奔腾处理器采用了与 12 代酷睿一样的 Intel 7 工艺,但没有大小核架构。参数方面,奔腾 G7400 为 2 核 4 线程,3.7GHz,6MB 三级缓存,46W TDP,支持 DDR4-3200 内存和 DDR5-4800 内存。核显为 UHD 710,16 EU 1.35GHz。
在内部,它与80486十分相似。当然,它与前几代的处理器是兼容的。而主要的不同在于它可以同时执行多条指令。Pentium处理器与80x86家族的以前成员保持了100%的代码兼容性,从而保护了用户的软件投资。
Intel 486微处理器具有一个8K的高速缓存,而Pentium处理器则具有两个8K的高速缓存,其中一个用于指令,另一个用于数据。这些高速缓存用来临时存储从较慢的主存中取出的指令和数据。当系统使用数据时。它很有可能重复地使用它,而从位于处理器芯片内的高速缓存中取出数据,要比从主存中取出数据快得多。
Pentium处理器的浮点单元,是根据Intel 486微处理器中的浮点单元完全重新设计的。它由一个8级的流水线组成,能够在一个时钟周期内执行一次浮点操作。
像486一样,Pentium处理器使用32位的内部总线。然而,它到内存的外部数据总线是64位宽,将单个总线周期内可传送的数据量翻了一番。64位的数据总线允许Pentium处理器以高达528MB/秒的速率分别将数据写入或读出内存,这比50MHz的Intel 486的峰值传输速率(160MB/秒)高出了3倍还多。
这些优势的基础在于Pentium处理器的结构特征,而对486结构的增强则大大地改善了处理器的性能。与33MHz的486DX相比,性能改善了3~5倍(计算密集的程序其性能改善更好);与66MHz的Intel 486DX2 CPUSHEL,性能改善了1.5倍。
这个程序似乎并没有利用奔腾CPU里浮点运算的弱点,它直接向CPU送去错误的指令。这种死机现象除了手动重置计算机外没有其他好的解决办法。
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