Материал: 4433

36

выводятся на контакты стандартного корпуса процессора сигналы, например, нужные для построения многопроцессорных систем, и пр. Фактически, появление процессора Celeron, как и процессора Pentium II, обусловлено несовершенством технологического процесса при изготовлении кремниевых кристаллов. Например, любая пылинка, попавшая на кристалл, представляет собой большую гору по сравнению с транзисторами, из которых собран процессор. Да и пластины кремния не являются идеальными, хотя больше всего сил и денег у производителей уходит на очистку кремния от посторонних примесей и создание идеальной кристаллической структуры. Наиболее сильно подвержены повреждению области кэша второго уровня, т. к. занимают большую площадь на кристалле и создаются из наиболее мелких транзисторов. Заметим, что именно из-за проблем с кэшем в качестве временного решения проблемы кэш второго уровня процессора Pentium II выполнялся на отдельных микросхемах. Идея выпуска упрошенных моделей процессоров так понравилась потребителям, что корпорация "Intel" продолжила выпуск процессоров Celeron и после появления Pentium III и 4. То есть процессоры Celeron являются упрощенными вариантами выпускающихся в данный момент процессоров. Поэтому потребителю надо не забывать, что под одной торговой маркой скрываются значительно отличающиеся друг от друга процессоры, а это может вызвать проблемы при апгрейде компьютера. Для сокращения разнообразия выпускаемых процессоров кэш второго уровня уменьшают до величины 128 Кбайт. Пользователям, которые самостоятельно модернизируют свой персональный компьютер, следует помнить, что в процессорах, выпускаемых не в картриджах, надо обращать внимание на тип используемого в процессоре ядра, т. к. не все системные платы поддерживают многообразие существующих технологий. Возможно даже повреждение процессора Celeron Coppermine, если системная плата не вырабатывает пониженного напряжения питания, нужного для такого процессора. Кроме того, процессоры Celeron, начиная с тактовой частоты 1,2 ГГц, являются "аналогами" Pentium 4, в которых использовано ядро Tualatin. Процессор имеет кэш второго уровня в 256 Кбайт, как Pentium III. Системная шина работает на частоте 100 МГц. Заметим, что для новых версий процессоров Celeron в очередной раз было снижено напряжение питания, поэтому опять возникают проблемы с подбором пары процессор—системная плата. В 2002 г. появилось сообщение, что процессоры Celeron 900А представляют собой "урезанный" Pentium 4 1,7 ГГц.

Высокая производительность требуется не всем, и для многих приложений

37

вполне достаточно использовать процессор Intel Celeron. В настоящее время выпускается несколько версий процессоров Intel Celeron, различающихся тактовыми частотами и технологическим процессом производства (см. таблицу 3.1). Все современные процессоры Intel Celeron поддерживают частоту системной шины 400 МГц и имеют кэш второго уровня L2 размером 128 Кбайт. В остальном микроархитектура процессоров Intel Pentium 4 и Intel Celeron совпадают.

Таблица 3.1

Основные характеристика процессоров Intel Celeron

Процессор Pentium II

Процессор Pentium II имеет архитектуру процессора Pentium Pro, которая сопряжена с технологией ММХ. Основное назначение процессора Pentium II — это использование в дешевых персональных компьютерах. Для того чтобы понизить стоимость производства микропроцессора, инженеры корпорации "Intel" предложили использовать гибридную технологию: разнести логические блоки процессора и кэш второго уровня на разные кристаллы, смонтировав их вместе на одной керамической пластине. Такое решение потребовано изменения корпуса процессора. Для процессора Pentium II был разработан специальный картридж с печатным краевым разъемом, который устанавливался на системную плату таким же образом, как и модули памяти. Впервые о начале выпуска процессора Pentium II было объявлено в мае 1997 г. Первые процессоры работали на тактовой частоте 233, 266,300 МГц. При этом внешняя тактовая

38

частота, поступающая с системной платы, должна быть равна 66,66 МГц. В процессоре использовалось 7,5 млн транзисторов (технология 0,35 мкм). В кэше второго уровня находилось 512 Кбайт памяти. В январе 1998 г. был выпущен процессор Pentium II с тактовой частотой 333 МГц. О процессорах Pentium II с тактовой частотой 350 и 400 МГц было объявлено в апреле 1998 г. Наибольший интерес этот процессор вызвал не тем, что работал на более высокой частоте, а тем, что частота внешней шины могла быть равной 100 МГц. Повышение частоты шины системной платы резко увеличивало производительность компьютера. Последний процессор Pentium II, предназначенный для массовых персональных компьютеров, был выпущен в августе 1998 г. Его тактовая частота достигла 450 МГц. Для мобильных ПК и ноутбуков в апреле 1998 г. был выпущен процессор Pentium II с тактовыми частотами 233 и 266 МГц.

Для питания ядра процессора требовалось всего 1,7 В. Потребляемая процессором (в том числе и кэшем) мощность была равна 7,5 Вт для 233 МГц и 8,6 Вт для 266 МГц. В сентябре 1998 г. появился процессор Pentium II для мобильных ПК с тактовой частотой 300 МГц. Напряжение ядра у этого процессора составило 1,6 В, а потребляемая мощность 9,0 Вт. Для снижения энергопотребления весьма соблазнительным оказался вариант, когда кэш второго уровня уменьшается в два раза до величины в 256 Кбайт. О серии таких процессоров Pentium II было объявлено в январе 1999 г. Процессор производился с тактовыми частотами 266, 300, 333 и 366 МГц. Напряжение питания ядра 1,6 В. Потребляемая мощность: 266 МГц — 7,0 Вт, 300 МГц — 7,7 Вт, 333 МГц - 8,6 Вт, 366 МГц - 9,5 Вт. О последнем процессоре Pentium II для мобильных ПК было объявлено в июне 1999 г. Процессор имел тактовую частоту 400 МГц. Напряжение питания ядра составляло всего 1,5 В, а потребляемая мощность 7,5 Вт.

Процессор Pentium III

Картриджи для процессоров Pentium несмотря на ряд преимуществ (если подумать, то это другое направление развития персональных компьютеров), были мало подходящими для персональных компьютеров. А поскольку совершенствование технологии изготовления интегральных микросхем продолжалось, то вскоре удалось размещать кэш второго уровня на кристалле так же, как и в Pentium Pro.

Новый процессор, который появился в результате совершенствования технологии, получил название Pentium III. О первых процессорах Pentium III с тактовыми частотами 450 и 500 МГц было объявлено в феврале 1999 г., в мае

39

пришло сообщение о начале производства процессора с тактовой частотой 500 МГц, а в августе — с тактовой частотой 600 МГц. В новом процессоре удалось на одном кристалле разместить 9,5 млн транзисторов (технология 0,25 мкм). Кэш второго уровня сделали объемом 256 Кбайт. Частота системной шины 100 МГц. Как раз в это время обострилась конкурентная борьба между корпорациями "Intel" и "AMD". Каждая корпорация пыталась раньше конкурента объявить о взятии нового рубежа и внедрении новых технологий.

В октябре 1999 г. было объявлено о процессорах Pentium III с тактовыми частотами 400, 450 и 500 МГц, изготовляемых по технологии 0,18 мкм. Напряжение ядра у этих процессоров оказалось равным 1,6 В для 450 и 500 МГц и 1,35 В для 400 МГц. Так как требовались все более и более высокочастотные процессоры, то в октябре 1999 г. были анонсированы процессоры Pentium III с

тактовыми частотами 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700 и 733 МГц, для производства которых применялась технология 0,18 мкм. Кроме повышения частоты ядра, новые процессоры позволяли использовать для системной шины не только частоту в 100 МГц, но и 133 МГц. Март 2000 г. оказался продуктивным для процессоров Pentium III. В конце месяца появились процессоры с тактовыми частотами 850 и 866 МГц, а вот в начале было объявлено о взятии тактовой частоты в 1000 МГц (1 ГГц). В мае 2000 г. появился Pentium III, хотя и с тактовой частотой 700 МГц, но зато с кэшем второго уровня 1 и 2 Мбайт. Заметим, что частота системной шины всего 100 МГц. Также в мае начат выпуск процессоров Pentium III с тактовой частотой 933 МГц и кэшем второго уровня 256 Кбайт. Частота системной шины — 133 МГц. Для ноутбуков корпорация "Intel" в июне 2000 г. начала выпуск Pentium III с тактовой частотой 750 МГц. Кэш второго уровня — 256 Кбайт. Частота системной шины — 100 МГц. Напряжение ядра могло меняться в зависимости от режима работы от 1,35 В до 2 В. И 2001 г. порадовал владельцев ноутбуков. Вышла целая серия процессоров Intel Pentium III, в середине года преодолевших рубеж 1 ГГц. В июле 2001 г. появились процессоры 866 и 933 МГц, а также гигагерцовые —

1,13, 1,06 и 1 ГГц.

Продолжение последовало в октябре 2001 г., когда была взята частота в 1,2 ГГц. Все процессоры работали с частотой внешней шины 133 МГц и имели кэш второго уровня 512 Кбайт. Еще один процессор Pentium III с технологией сверхнизкого энергопотребления и тактовой частотой 700 МГц появился в ноябре 2001 г. Частота системной шины — 100 МГц. Кэш второго уровня — 512 Кбайт. Продолжая внедрять новые технологии, корпорация "Intel" в январе 2000 г.

40

выпустила процессор Pentium III с технологией Intel SpeedStep, которая позволяла в зависимости от загрузки и внешних условий менять тактовую частоту ядра процессора. Первые такие процессоры появились с тактовыми частотами 600 и 650 МГц. Кэш второго уровня — 256 Кбайт, частота системной шины — 100 МГц, напряжение ядра —1,6 В. В апреле была достигнута тактовая частота 700 МГц. Продолжая выпуск процессоров Pentium III с использованием технологии Intel SpeedStep для ноутбуков, в июне 2000 г. начали выпуск моделей с тактовой частотой 600 МГц, у которых напряжение ядра менялось от 1,1 В до 1 В. Процессор Pentium III с технологией Intel SpeedStep с тактовой частотой 700 МГц, но уменьшенным до 128 Кбайт кэшем был выпущен в сентябре 2000 г. Частота системной шины — 100 МГц. Напряжение ядра — 1,6 В. В сентябре 2000 г. начат выпуск Pentium III с технологией Intel SpeedStep с тактовыми частотами 800 и 850 МГц. Кэш второго уровня — 256 Кбайт. Напряжение ядра

— 1,35 В. Совершенствуя процессоры для ноутбуков, в январе 2001 г. выпустили процессор Pentium III по технологии Intel SpeedStep с тактовой частотой 500 МГц (далее 600 и 700 МГц) и режимом оптимальной производительности, когда тактовая частота понижалась до 300 МГц. В процессор был интегрирован кэш второго уровня объемом в 256 Кбайт. Частота системной шины — 100 МГц. Напряжение питания ядра менее 0,5 В при частоте 300 МГц. Для процессоров Pentium III с технологией Intel SpeedStep тактовая частота в 1 ГГц (900 МГц) покорилась в марте 2001 г. Кэш второго уровня —256 Кбайт. Частота системной шины — 100 МГц. Напряжение ядра в оптимальном режиме 1,35 В. В продолжение развития линии Pentium III с технологией Intel SpeedStep, в начале 2001 г. были выпущены процессоры для мобильных компьютеров с тактовыми частотами 500 и 600 МГц и кэшем второго уровня объемом в 256 Кбайт и 750 МГц с кэшем, равным 512 Кбайт.

Процессор Pentium 4

В 2000 г. корпорация "Intel" анонсировала следующее поколение 32разрядных процессоров, которое получило название Pentium 4, в корпусе под Socket 423, а затем, модернизированный корпус под Socket 478. Основной изюминкой этих процессоров стала микроархитектура NetBurst, в которой используется ряд новых технологий. Наиболее существенная новинка, позволившая увеличить скорость обмена данными между процессором и внешним миром, это способность считывать данные 4 раза за один такт, т. е. стало возможным использовать частоту системной шины в 400 МГц, а в дальнейшем и 533 МГц. Кроме того, использована гиперконвейерная обработка