Pentium II

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

<< Pentium II >> Центральный процессор

Производство:	с 1997 по 1999 год
Производитель:	Intel
Частота ЦП:	233 — 450 МГц
Частота FSB:	60 — 100 МГц
Технология производства:	350 — 250 нм
Наборы инструкций:	IA-32, MMX
Разъёмы: Slot 1 Mobile Module Connector
Ядра: Klamath Deschutes Tonga Dixon

Intel Pentium II (произносится: Интел Пентиум два) — процессор архитектуры x86, анонсированный 7 мая 1997 года. Ядро Pentium II представляет собой модифицированное ядро P6 (впервые использованное в процессорах Pentium Pro). Основными отличиями от предшественника являются увеличенный с 16 до 32 Кб кэш первого уровня и наличие блока SIMD-инструкций MMX (появившихся немногим ранее в Pentium MMX), повышена производительность при работе с 16-разрядными приложениями. В системах, построенных на базе процессора Pentium II, повсеместное применение нашли память SDRAM и шина AGP.

[править] Общие сведения

Pentium-II: SECC и SECC2

Процессор Pentium II представляет собой картридж SECC или SECC2 (отличающийся более простой конструкцией), содержащий процессорную плату («субстрат») с установленными на ней ядром процессора, микросхемами кэш-памяти BSRAM и tag-RAM. Кэш-память второго уровня работает на половине частоты ядра. Процессор предназначен для установки в 242-контактный щелевой разъём Slot 1.

Существует также вариант Pentium II OverDrive в корпусе PGA (устанавливается в гнездовой разъём Socket 8) с полноскоростным кэшем второго уровня, предназначенный для замены Pentium Pro.

[править] Модели

Первые процессоры Pentium II (Klamath) были предназначены для рынка настольных персональных компьютеров и производились по 350 нм техпроцессу. Дальнейшим развитием семейства десктопных Pentium II стало 250 нм ядро Deschutes. Через некоторое время вышли процессоры Mobile Pentium II, предназначенный для установки в ноутбуки, и Xeon, ориентированный на высокопроизводительные системы и серверы. На базе ядра Deschutes выпускались также процессоры Celeron (Covington), предназначенные для использования в недорогих компьютерах. Они представляли собой Pentium II, лишённый картриджа и кэша второго уровня.

**Процессоры Pentium II для настольных компьютеров (desktop)**
Кодовое имя ядра	Klamath			Deschutes
Техпроцесс (нм)	350			250
Тактовая частота ядра (МГц)	233	266	300	266	300	333	350	400	450
Анонсирован	7 мая 1997			1 сентября 1997		26 января 1998	15 апреля 1998		24 августа 1998

[править] Pentium II

[править] Klamath

Pentium II (Klamath)

Ядро Klamath является эволюционным продолжением ядра P6, на котором был построен Pentium Pro. Кэш-память первого уровня увеличена с 16 до 32 Кб, добавлен блок SIMD-инструкций MMX, внесены изменения с целью повышения производительности при работе с 16-битным кодом. Процессор имеет возможность работы в двухпроцессорных системах (в отличие от Pentium Pro, способного работать в четырёхпроцессорных системах).

Кэш второго уровня был вынесен из корпуса процессора, в результате чего стоимость производства процессора была существенно снижена, так как это позволяло Intel не заниматься производством микросхем кэш-памяти, а закупать их (использовались микросхемы BSRAM производства Toshiba, SEC и NEC). Кэш объёмом 512 Кб (четыре микросхемы, расположенные на обеих сторонах процессорной платы) работал на половине частоты ядра.

Процессор выпускался по 350 нм технологии, имел напряжение ядра 2.8 В, выделял большое количество тепла и не обладал высоким частотным потенциалом.

Все процессоры на ядре Klamath выпускались в картридже SECC (полностью закрытый картридж с пластиной теплоотвода).

[править] Deschutes

Pentium II (Deschutes B0)

Pentium II (Deschutes B0 в корпусе SECC2/OLGA)

26 января 1998 года Intel анонсировала процессор Pentium II, построенный на новом ядре, носящем кодовое имя Deschutes. В отличие от Klamath, процессоры с ядром Deschutes изготавливалось по 250 нм техпроцессу, напряжение ядра было снижено до 2.0 В, что позволило значительно снизить тепловыделение и поднять планку максимальной частоты до 450 МГц. Большинство процессоров ревизий Вх способны работать и на частотах свыше 500 МГц.

Кэш второго уровня объёмом 512 Кб по-прежнему работал на половине частоты ядра, однако был выполнен в виде двух микросхем BSRAM, расположенных по обе стороны кристалла процессора. По некоторым данным, это могло приводить к незначительным потерям в производительности относительно Klamath на равных частотах. В последних ревизиях процессора Pentium II и ранних Pentium III расположение микросхем было изменено: микросхемы расположились друг над другом справа от кристалла.

Подверглась изменениям и tag-RAM: вместо микросхемы Intel 82459AB, обладавшей довольно высоким тепловыделением, используются микросхемы 82459AC (в процессорах ревизии А0) и 82459AD. Последняя практически не нагревается и работоспособна на частотах свыше 500 МГц. Изначально tag-RAM располагалась на обратной стороне платы под кристаллом, а затем была перемещена вслед за микросхемами кэш-памяти.

Ранние процессоры с ядром Deschutes, как и Klamath, имели картридж типа SECC. Охлаждение кэш-памяти в этом картридже было затруднено: пластина теплоотвода не касалась микросхем BSRAM, поэтому сначала пластина теплоотвода была модернизирована (появились выступы, позволяющие осуществить контакт с микросхемами), а затем исчезла. Картридж без теплоотводной пластины получил наименование SECC2.

Чтобы отличить модели, работающие на одинаковых частотах (266 и 300 МГц), но имеющие разные ядра, у процессоров, построенных на ядре Deschutes, в конце названия дописывали литеру «A». Ранние процессоры (с частотами 266, 300, 333, 350 и 400 МГц) имели размер кристалла 131 мм², с выходом новой ревизии размеры кристалла уменьшились до 118 мм². Процессоры с частотой 350 МГц и выше работали с внешней частотой 100 МГц. Модифицированное ядро Deschutes, в котором появился блок SSE, получило наименование Katmai и легло в основу следующего процессора компании Intel — Pentium III.

[править] Pentium II OverDrive

Процессоры серии OverDrive традиционно предназначались для модернизации систем предыдущего поколения. Pentium II OverDrive, представленный 10 августа 1998, предназначен для модернизации систем на базе Pentium Pro и устанавливается в разъем Socket 8. В основе процессора лежит ядро P6T (модифицированное ядро Deschutes). Основным отличием его от Deschutes является полноскоростной кэш второго уровня. Существовала единственная модель Pentium II OverDrive, работавшая на частоте 333 МГц (частота шины — 66 МГц) или 300 МГц (60 МГц), в зависимости от системной платы.

[править] Mobile Pentium II

Мобильные процессоры Mobile Pentium II выпускались на основе ядер Tonga и Dixon. Они отличались пониженным напряжением питания, имели небольшое тепловыделение, что и позволяло использовать их в ноутбуках и лэптопах.

Процессоры на ядре Tonga выпускались по 250 нм. техпроцессу в корпусе BGA и устанавливались в картридж вместе с микросхемами кэш-памяти второго уровня общим объёмом 512 Кб.

Процессоры на ядре Dixon выпускались по 180 нм. техпроцессу и имели интегрированный кэш второго уровня, работавший на частоте ядра. Эти процессоры имели корпус BGA или mPGA и могли устанавливаться либо в картридж, либо непосредственно на системную плату.

[править] Положение на рынке и сравнение с конкурентами

Pentium II являлся флагманским процессором компании Intel для настольных компьютеров с момента выхода в мае 1997 года и до появления на рынке процессора Pentium III в феврале 1999 года. Параллельно с Pentium II существовали следующие x86-процессоры:

Intel Pentium MMX. Был представлен за 4 месяца до появления Pentium II. С момента Pentium II и до появления первых процессоров Celeron в 1998 году, Pentium MMX служил основой для недорогих компьютеров.
Intel Celeron. Предназначался для рынка недорогих настольных компьютеров. Первоначально представлял собой Pentium II, лишённый кэш-памяти второго уровня. Серьёзно уступал в большинстве задач как Pentium II, так и конкурентам. После перевода семейства на новое ядро, Celeron, получивший 128Кб полноскоростного кэша второго уровня в некоторых задачах не только не уступал Pentium II, но и опережал его при равных частотах за счёт более скоростного кэша.
AMD K6. Являлся конкурентом процессора Pentium MMX на рынке недорогих процессоров.
AMD K6-2. Являлся конкурентом процессоров Pentium II и Celeron. Имел значительно более низкую цену, чем Pentium II. В офисных приложениях и приложениях, оптимизированных под набор инструкций 3DNow! превосходил Pentium II. За счёт устаревшего FPU уступал как Pentium II, так и Celeron при работе с числами с плавающей запятой, что отрицательно сказывалось в первую очередь на производительности в мультимедийных приложениях и играх, не оптимизированных под 3DNow!.
Cyrix M-II. В офисных приложениях незначительно уступал Pentium II, Celeron и K6-2. В мультимедийных приложениях и играх отставание было более серьёзным. Был популярен как основа для офисных компьютеров за счёт невысокой стоимости (по соотношению цена/производительность процессор был одним из лучших в своём классе).
IDT WinChip 2. Предназначался для недорогих компьютеров. Являлся конкурентом процессоров K6-2 и Celeron. Стоил немногим меньше K6-2, в производительности уступал как K6-2, так и Celeron.
Rise mP6. Разрабатывался как процессор для ноутбуков, имел очень низкое энергопотребление. За счёт небольшого объёма кэш-памяти первого уровня (16Кб) и отсутствия поддержки 3DNow! уступал в производительности даже процессору IDT WinChip 2.

[править] Интересные факты

Единственным суперкомпьютером на базе процессоров Pentium II, вошедшим в список TOP500 (см. en:TOP500) стал кластер Parnass2, построенный в университете Бонна (University Bonn — Dep. of Applied Mathematics) в 1999 году. В июне 1999 года Parnass2 содержал 128 процессоров и занимал 362 место. В ноябрьском списке TOP500 кластер опустился на 454 место, несмотря на повышение производительности за счёт увеличения числа процессоров до 144.^[1]
На выставке CeBIT 98 компанией Intel была продемонстрирована компьютерная система, оборудованная процессором Pentium II, работавшим на частоте 702 MHz.^[2]

[править] Технические характеристики

	Klamath	Deschutes	P6T	Tonga	Dixon
	Десктопный		Overdrive	Мобильный
Тактовая частота
Частота ядра, МГц	233 — 300	266 — 450	333 (300)	233 — 300	266 — 400
Частота FSB, МГц	66	66, 100	66 (60)	66	66, 100

Характеристики ядра
Набор инструкций	IA-32, MMX
Разрядность регистров	32 бит (целочисленные), 80 бит (вещественночисленные), 64 бит (MMX)
Глубина конвейера	Целочисленный: 12 — 17 стадий (в зависимости от типа исполняемой инструкции), вещественночисленный: 25 стадий
Разрядность ША	36 бит
Разрядность ШД	64 бит
Количество транзисторов, млн.	7,5				27,4

Кэш L1
Кэш данных	16 Кб, 4-канальный наборно-ассоциативный, длина строки — 32 байта, двухпортовый
Кэш инструкций	16 Кб, 4-канальный наборно-ассоциативный, длина строки — 32 байта

Кэш L2
Объём, Кб	512				256
Частота	½ частоты ядра				частота ядра
Разрядность BSB	64 бит
Организация	Объединённый, наборно-ассоциативный, неблокируемый; длина строки — 32 байта
Ассоциативность	4-канальный

Интерфейс
Разъём	Slot 1		Socket 8	MMC	MMC, SMD
Корпус	LGA в картридже SECC	LGA или OLGA в картридже SECC или SECC2	SPGA	BGA	BGA, mPGA
Шина	GTL+

Технологические, электрические и тепловые характеристики
Техпроцесс	280 нм. CMOS (четырёхслойный, алюминиевые соединения)	250 нм. CMOS (пятислойный, алюминиевые соединения)			180 нм. CMOS (алюминиевые соединения)
Площадь кристалла, мм²	203	131 (рев. A0) 118	118		180
Напряжение ядра, В	2,8	2		1,6	1,5 — 1,6
Напряжение кэша L2, В	3,3				напряжение ядра
Напряжение цепей I/O, В	3,3
Максимальное тепловыделение, Вт	43	27,1		11,6	13,1