Аппаратные средства персональных компьютеров. Самоучитель - Страница 18

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.

Гибкость архитектуры процессоров шестого поколения позволила для одного и того же типа процессора использовать различные виды ядра. Такой подход позволял без кардинальной доработки компьютера оптимизировать его работу для различных применений.

Чтобы не запутаться, для подтипов одного и того же процессора стали применять условные названия. Сначала их использовали только внутри корпорации Intel, но потом такими названиями стали маркировать и серийные процессоры. Хотя это и породило некоторую путаницу, т. к. для одного и того же процессора могло быть несколько названий.

Первым получил личное имя – кодовое название Klamath, которое стало широко использоваться,  – процессор Pentium II. В дальнейшем красивые имена, которые оказались полезными для рекламных целей, стали получать все процессоры.

В июне 1998 г. корпорация Intel объявила о выпуске процессора Pentium II Xeon с тактовой частотой 400 МГц, предназначенного для серверных приложений и рабочих станций. Процессор выпускался с кэшем второго уровня 512 Кбайт и 1 Мбайт и частотой внешней шины 100 МГц.

В этом же году, в октябре 1998 г., появился процессор Pentium II Xeon с тактовой частотой 450 МГц и кэшем 256 Кбайт.

Так как наибольший эффект в повышении производительности достигался за счет увеличения кэша, то в январе 1999 г. было объявлено о выпуске процессоров Pentium II Xeon с размером кэша 512 Кбайт, 1 и 2 Мбайт.

Продолжая линию Xeon, в марте 1999 г. был выпущен процессор Pentium III Xeon с тактовой частотой 500 и 550 МГц. Число транзисторов на кристалле 9,5 млн. (технология 0,25 мкм). Кэш второго уровня размеров 512 Кбайт, 1 и 2 Мбайт.

В октябре 1999 г. появился процессор Pentium III Xeon с тактовой частотой 733 МГц, произведенный по 0,18 мкм технологии. Самое же замечательное в нем было то, что частота системной шины возросла до 133 МГц.

Уже в январе 2000 г. для процессора Pentium III Xeon удалось добиться повышения тактовой частоты до 800 МГц, а в апреле – до 866 МГц.

Процессор Pentium III Xeon с тактовой частой 933 МГц выпущен в мае 2000 г. Кэш второго уровня – 256 Кбайт. Частота системной шины – 133 МГц.

Только через год, в марте 2001 г., появился новый процессор Pentium III Xeon с тактовой частотой 900 МГц. Кэш второго уровня – 2 Мбайт. Частота системной шины – 100 МГц.

Архитектура процессоров Xeon оказалась настолько удачной, что в мае 2001 г. появился процессор Intel Xeon, без приставки "III" или "4". Первые такие процессоры работали на тактовой частоте 1,4, 1,5 и 1,7 ГГц, а сентябре 2001 г. была взята частота в 2 ГГц. Наиболее впечатляющей оказалась частота системной шины, которая поднялась до 400 МГц. Но, следует заметить, что реально шина продолжала работать на частоте 100 МГц, а вот за один такт стало возможным прочитать 4 слова данных.

Конечно, совершенствование линейки процессоров Xeon шло не только за счет наращивания тактовой частоты и размеров кэша, как может показаться из прочитанного выше текста. Тем более что производительность компьютера не прямо пропорциональна увеличению тактовой частоты, а размер кэша часто вынужденно увеличивают для обеспечения полноценной работы новых функциональных блоков в процессоре. Например, после успешного запуска в производство Pentium 4, в процессоре Xeon в 2001 г., также стала использоваться микроархитектура Intel NetBurst.

Кроме того, процессоры Xeon предназначены для работы во многопроцессорных системах (обычно устанавливается 2 или 4 процессора на системную плату), т. е. они ориентированы на серверные приложения, где основная задача – это обеспечение многопользовательского режима работы. Учитывая такую особенность, разработчики совершенствовали архитектуру этих процессоров в той части, которая обеспечивала эффективность многопроцессорной работы. Венцом усилий инженеров корпорации Intel стала технология Hyper-Threading, реализованная в процессорах Intel Xeon с ядром Prestonia и в Intel Xeon MP, он же – Foster MP. Основная идея, заключенная в технологии Hyper-Threading,  – когда в одном реальном процессоре формируются два логических процессора (Logical Processor, LP). Это несколько похоже на то, как в расширенном разделе винчестера можно создать несколько логических дисков. И точно так же операционная система видит вместо одного процессора два.

Заметим, что технология Hyper-Threading эксплуатирует с успехом тот факт, что при выполнении реальных задач процессор никогда не использует все свои ресурсы. А раз так, то можно без проблем передать простаивающие без работы блоки другой задаче (в какой-то степени это применяется и в обычных процессорах). И даже можно пойти дальше – имитировать наличие двух процессоров.

Правда, два логических процессора – это не два настоящих процессора. Поэтому не стоит задумываться о покупке процессора с технологией Hyper-Threading для домашнего компьютера и простой рабочей станции. Для подавляющего большинства программ, с которыми работают пользователи, выигрыш составляет единицы процентов, а иногда общая производительность компьютера может даже упасть чуть ли не в два раза.

Картриджи для процессоров Pentium II, 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 (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Процессор Pentium III

О первых процессорах Pentium III с тактовыми частотами 450 и 500 МГц было объявлено в феврале 1999 г., в мае 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, и если сложить вместе их пресс-релизы, получится захватывающий авантюрный роман. Каждая корпорация пыталась раньше конкурента объявить о взятии нового рубежа и внедрении новых технологий. Ниже приводится сжатое резюме этой продолжающейся до сих пор схватки с точки зрения корпорации Intel.

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).