stringtranslate.com

Пентиум III

Бренд Pentium III [2] (продаваемый как Intel Pentium III Processor , неофициально PIII или P3 ) относится к 32-битным x86 настольным и мобильным процессорам Intel на базе микроархитектуры P6 шестого поколения, представленной 28 февраля 1999 года. [ необходима цитата ] Первоначальные процессоры бренда были очень похожи на более ранние процессоры под маркой Pentium II . Наиболее заметными отличиями были добавление набора инструкций Streaming SIMD Extensions ( SSE) (для ускорения вычислений с плавающей точкой и параллельных вычислений), а также введение спорного серийного номера, встроенного в чип во время производства.

Даже после выпуска Pentium 4 в конце 2000 года, Pentium III продолжал выпускаться с новыми моделями, представленными вплоть до начала 2003 года. Затем их выпуск был прекращен в апреле 2004 года для настольных компьютеров [3] и в мае 2007 года для мобильных устройств [1] .

Ядра процессора

Подобно Pentium II, который он заменил, Pentium III также сопровождался брендом Celeron для младших версий и Xeon для высокопроизводительных (серверных и рабочих станций) производных. Pentium III в конечном итоге был заменен Pentium 4 , но его ядро ​​Tualatin также послужило основой для процессоров Pentium M , которые использовали многие идеи из микроархитектуры P6 . Впоследствии именно микроархитектура Pentium M процессоров под маркой Pentium M, а не NetBurst, найденный в процессорах Pentium 4, легла в основу энергоэффективной микроархитектуры Core процессоров Intel под марками Core 2 , Pentium Dual-Core , Celeron (Core) и Xeon.

Катмай

Картридж Pentium III Katmai SECC2 со снятым радиатором.
Катмай Die выстрел

Первым вариантом Pentium III был Katmai (код продукта Intel 80525). Это было дальнейшее развитие Deschutes Pentium II. Pentium III имел на 2 миллиона транзисторов больше, чем Pentium II. Отличия заключались в добавлении исполнительных блоков и поддержке инструкций SSE, а также в улучшенном контроллере кэша L1 [ требуется ссылка ] (контроллер кэша L2 остался неизменным, так как он в любом случае был бы полностью переработан для Coppermine), которые отвечали за незначительные улучшения производительности по сравнению с Pentium II "Deschutes". Впервые он был выпущен на скоростях 450 и 500 МГц 28 февраля 1999 года. Были выпущены еще две версии: 550 МГц 17 мая 1999 года и 600 МГц 2 августа 1999 года. 27 сентября 1999 года Intel выпустила 533B и 600B, работающие на частотах 533 и 600 МГц соответственно. Суффикс «B» указывал на то, что скорость шины FSB составляла 133 МТ/с, а не 100 МТ/с, как у предыдущих моделей.

Katmai содержит 9,5 миллионов транзисторов, не включая 512 Кбайт кэша L2 (который добавляет 25 миллионов транзисторов), и имеет размеры 12,3 мм на 10,4 мм (128 мм 2 ). Он изготовлен по технологии Intel P856.5, 250 нм комплементарному металл-оксид-полупроводник ( CMOS ) процессу с пятью уровнями алюминиевых межсоединений . [4] Katmai использовал ту же слотовую конструкцию, что и Pentium II, но с более новым Slot 1 Single Edge Contact Cartridge (SECC) 2, который позволял ядру ЦП напрямую контактировать с радиатором. Были некоторые ранние модели Pentium III с 450 и 500 МГц, упакованные в старый картридж SECC, предназначенный для производителей оригинального оборудования (OEM).

Значимым уровнем степпинга для энтузиастов был SL35D. Эта версия Katmai была официально рассчитана на 450 МГц, но часто содержала чипы кэша для модели 600 МГц и, таким образом, обычно могла работать на частоте 600 МГц.

Коппермайн

Coppermine FC-PGA Pentium III с частотой 900 МГц .
Коппермайн штамп выстрел

Вторая версия под кодовым названием Coppermine (код продукта Intel: 80526) была выпущена 25 октября 1999 года с тактовой частотой 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700 и 733 МГц. С декабря 1999 года по май 2000 года Intel выпускала Pentium III, работающие на частотах 750, 800, 850, 866, 900, 933 и 1000 МГц (1 ГГц). Были выпущены модели как с FSB 100 MT/s, так и с FSB 133 MT/s. Для моделей, которые уже были доступны с той же частотой, к названию модели добавлялась буква «E», чтобы указать на ядра, использующие новый 180-нм техпроцесс. Позднее была добавлена ​​дополнительная буква «B», чтобы обозначить модели с FSB 133 МГц, в результате чего появился суффикс «EB». В общей производительности Coppermine имел небольшое преимущество над Advanced Micro Devices (AMD) Athlon , против которых он был выпущен, но это преимущество было устранено, когда AMD применила собственное сокращение кристалла и добавила в Athlon кэш L2 на кристалле. Athlon имел преимущество в интенсивном коде с плавающей точкой, в то время как Coppermine мог работать лучше, когда использовались оптимизации SSE, но на практике разница в том, как работали два чипа, такт в такт, была незначительной. Однако AMD смогла разогнать Athlon выше, достигнув скорости 1,2 ГГц до запуска Pentium 4.

В производительности Coppermine, возможно, ознаменовал больший шаг, чем Katmai, представив встроенный кэш L2, который Intel называет Advanced Transfer Cache (ATC). ATC работает на тактовой частоте ядра и имеет емкость 256 КБ, что вдвое больше, чем встроенный кэш, который раньше был на Mendocino Celeron. Он является восьмиканальным наборно-ассоциативным и доступен через 256-битную шину Double Quad Word Wide , в четыре раза шире, чем у Katmai. Кроме того, задержка была снижена до четверти по сравнению с Katmai. Еще одним маркетинговым термином Intel была Advanced System Buffering , которая включала улучшения для лучшего использования системной шины 133 MT/s. К ним относятся 6 буферов заполнения (против 4 на Katmai), 8 записей очереди шины (против 4 на Katmai) и 4 буфера обратной записи (против 1 на Katmai). [5] Под давлением конкуренции со стороны AMD Athlon компания Intel переработала внутренние компоненты, наконец устранив некоторые известные остановки конвейера . [ требуется ссылка ] В результате приложения, затронутые остановками, работали на Coppermine быстрее до 30%. [ требуется ссылка ] Coppermine содержал 29 миллионов транзисторов и был изготовлен по 180-нм техпроцессу.

Coppermine был доступен в 370-контактном FC-PGA или FC-PGA2 для использования с Socket 370 или в SECC2 для Slot 1 (все скорости, кроме 900 и 1100). Процессоры Coppermine FC-PGA и Slot 1 имеют открытую матрицу, однако большинство высокочастотных SKU, начиная с модели 866 МГц, также выпускались в вариантах FC-PGA2, которые оснащены встроенным распределителем тепла (IHS). Это само по себе не улучшало теплопроводность, поскольку добавляло еще один слой металла и термопасты между матрицей и радиатором, но значительно помогало удерживать радиатор ровно по отношению к матрице. Более ранние Coppermine без IHS усложняли монтаж радиатора. [6] Если радиатор не был расположен ровно по отношению к матрице, эффективность теплопередачи значительно снижалась. Некоторые производители радиаторов начали снабжать свои продукты прокладками, подобно тому, что AMD сделала с Athlon «Thunderbird», чтобы гарантировать, что радиатор будет установлен ровно. Сообщество энтузиастов зашло так далеко, что создало прокладки, помогающие поддерживать плоский интерфейс. [7]

Версия 1,13 ГГц (S-Spec SL4HH) была выпущена в середине 2000 года, но, как известно, отозвана после того, как сотрудничество HardOCP и Tom's Hardware [8] обнаружило различные нестабильности в работе нового класса скорости ЦП. Ядро Coppermine не могло надежно достичь скорости 1,13 ГГц без различных настроек микрокода процессора, эффективного охлаждения, более высокого напряжения (1,75 В против 1,65 В) и специально проверенных платформ. [8] Intel официально поддерживала процессор только на своей собственной материнской плате VC820 на базе i820 , но даже эта материнская плата показала нестабильность в независимых тестах сайтов обзоров оборудования. В стабильных тестах производительность была показана ниже среднего, при этом ЦП 1,13 ГГц был равен модели 1,0 ГГц. Tom's Hardware приписал этот дефицит производительности расслабленной настройке ЦП и материнской платы для повышения стабильности. [9] Intel потребовалось не менее шести месяцев, чтобы решить проблемы с использованием нового степпинга cD0 и повторно выпустить версии 1,1 ГГц и 1,13 ГГц в 2001 году.

Игровая консоль Microsoft Xbox использует вариант семейства Pentium III/Mobile Celeron в форм-факторе Micro-PGA2 . Обозначение sSpec чипов — SL5Sx, что делает его более похожим на процессор Mobile Celeron Coppermine-128 . Он разделяет с Coppermine-128 Celeron кэш L2 объемом 128 КБ и техпроцесс 180 нм, но сохраняет 8-канальную ассоциативность кэша от Pentium III. [10]

Хотя его кодовое название может создать впечатление, что в нем используются медные межсоединения , на самом деле его межсоединения были алюминиевыми.

Коппермайн Т

Эта версия является промежуточным этапом между Coppermine и Tualatin, при этом поддержка системной логики с более низким напряжением присутствует в последнем, но основное питание находится в пределах ранее определенных спецификаций напряжения первого, поэтому оно может работать на старых системных платах.

Intel использовала новейшие FC-PGA2 Coppermines с степпингом cD0 и модифицировала их так, чтобы они работали с низковольтной системной шиной при 1,25 В AGTL, а также с обычными уровнями сигнала 1,5 В AGTL+ , и автоматически определяли дифференциальную или однотактную синхронизацию. Эта модификация сделала их совместимыми с последним поколением плат Socket 370, поддерживающих процессоры Tualatin, при сохранении совместимости со старыми платами Socket 370. Coppermine T также имел возможности двухсторонней симметричной многопроцессорной обработки, но только на платах Tualatin.

Их можно отличить от процессоров Tualatin по номерам деталей, которые включают цифры «80533», например, номер детали SL5QK 1133 МГц — RK80533PZ006256, а номер детали SL5QJ 1000 МГц — RK80533PZ001256. [11]

Туалатин

Процессор Intel Pentium III-T FC-PGA2 Tualatin-256 с тактовой частотой 1,13 ГГц .
Туалатинский штамп выстрел

Третья ревизия, Tualatin (80530), была пробной для нового 130-нм процесса Intel. Pentium III на базе Tualatin выпускались в период с 2001 по начало 2002 года со скоростями 1,0, 1,13, 1,2, 1,26, 1,33 и 1,4 ГГц. Базовое сокращение Coppermine, никаких новых функций не было добавлено, за исключением добавленной логики предварительной выборки данных, аналогичной Pentium 4 и Athlon XP для потенциально лучшего использования кэша L2, хотя его использование по сравнению с этими новыми процессорами ограничено из-за относительно меньшей пропускной способности FSB (FSB по-прежнему сохранялась на уровне 133 МГц). [12] Были выпущены варианты с кэшем L2 объемом 256 и 512 КБ, последний получил название Pentium III-S; этот вариант в основном предназначался для серверов с низким энергопотреблением и также имел эксклюзивную поддержку SMP в линейке Tualatin.

Хотя обозначение Socket 370 было сохранено, использование сигналов 1.25 AGTL вместо 1.5 V AGTL+ сделало предыдущие материнские платы несовместимыми. [12] Эта путаница перешла и на наименования чипсетов, где только B-степпинг чипсета i815 был совместим с процессорами Tualatin. [13] Intel также разработала новые рекомендации VRM, версии 8.5, которые требовали более точных шагов напряжения и дебютировали с линией нагрузки Vcore (вместо фиксированного напряжения независимо от тока в 8.4). [14] [15] [16] Некоторые производители материнских плат обозначали изменения синими разъемами (вместо белых) и часто также были обратно совместимы с процессорами Coppermine.

Tualatin также лег в основу очень популярного мобильного процессора Pentium III-M, который стал передовым мобильным чипом Intel (Pentium 4 потреблял значительно больше энергии, поэтому не очень подходил для этой роли) на следующие два года. Чип обеспечивал хороший баланс между энергопотреблением и производительностью, таким образом находя место как в высокопроизводительных ноутбуках, так и в категории «тонких и легких».

Pentium III на базе Tualatin показал себя в некоторых приложениях лучше, чем самый быстрый Pentium 4 на базе Willamette и даже Athlon на базе Thunderbird. Несмотря на это, его привлекательность была ограничена из-за вышеупомянутой несовместимости с существующими системами, а единственный официально поддерживаемый Intel чипсет для Tualatin, i815, мог обрабатывать только 512 МБ ОЗУ по сравнению с 1 ГБ зарегистрированной ОЗУ со старым, несовместимым чипсетом 440BX . Однако сообщество энтузиастов нашло способ запустить Tualatin на повсеместно распространенных тогда платах на базе чипсета BX, хотя это часто было нетривиальной задачей и требовало определенных технических навыков.

Процессоры Pentium III на базе Tualatin обычно можно визуально отличить от процессоров на базе Coppermine по металлическому интегрированному теплораспределителю (IHS), закрепленному на верхней части корпуса. Однако последние модели Coppermine Pentium III также имели IHS — интегрированный теплораспределитель на самом деле отличает корпус FC-PGA2 от FC-PGA — оба предназначены для материнских плат Socket 370. [17]

До добавления теплораспределителя иногда было сложно установить радиатор на Pentium III. Нужно было быть осторожным, чтобы не приложить силу к ядру под углом, поскольку это могло привести к растрескиванию краев и углов ядра и разрушению ЦП. Иногда также было сложно добиться плоского сопряжения поверхностей ЦП и радиатора, что является критически важным фактором для хорошей теплопередачи. Это стало еще более сложным с процессорами Socket 370 по сравнению с их предшественниками Slot 1 из-за силы, необходимой для установки кулера на основе сокета, и более узкого двухстороннего механизма крепления (Slot 1 имел 4-точечное крепление). Таким образом, а также потому, что 130-нм Tualatin имел еще меньшую площадь поверхности ядра, чем 180-нм Coppermine, Intel установила металлический теплораспределитель на Tualatin и все будущие настольные процессоры.

Ядро Tualatin было названо в честь долины Туалатин и реки Туалатин в штате Орегон, где у Intel имеются крупные производственные и проектные мощности.

Реализация SSE в Pentium III

Слот 1 процессора Pentium III, установленного на материнской плате

Поскольку Katmai был построен по тому же 250 нм процессу, что и Pentium II "Deschutes", ему пришлось реализовать потоковые расширения SIMD (SSE) с минимальным использованием кремния. [18] Для достижения этой цели Intel реализовала 128-битную архитектуру, дважды циклируя существующие 64-битные пути данных и объединяя блок умножения SIMD-FP со скалярным умножителем FPU x87 в один блок. Чтобы использовать существующие 64-битные пути данных, Katmai выдает каждую инструкцию SIMD-FP как два μops . Чтобы частично компенсировать реализацию только половины архитектурной ширины SSE, Katmai реализует сумматор SIMD-FP как отдельный блок на втором порту отправки. Такая организация позволяет выдавать половину умножения SIMD и половину независимого сложения SIMD вместе, возвращая пиковую пропускную способность к четырем операциям с плавающей точкой за цикл — по крайней мере, для кода с равномерным распределением умножений и сложений. [4] [19]

Проблема заключалась в том, что аппаратная реализация Katmai противоречила модели параллелизма, подразумеваемой набором инструкций SSE. Программисты столкнулись с дилеммой планирования кода: «Должен ли код SSE быть настроен на ограниченные ресурсы выполнения Katmai или его следует настроить на будущий процессор с большими ресурсами?» Оптимизации SSE, специфичные для Katmai, давали наилучшую возможную производительность для семейства Pentium III, но были неоптимальными для Coppermine и последующих, а также для будущих процессоров Intel, таких как серии Pentium 4 и Core.

Основные характеристики

Сравнение размеров кристаллов Pentium III

Споры о вопросах конфиденциальности

Pentium III был первым процессором x86, который включал уникальный, извлекаемый идентификационный номер, называемый серийным номером процессора (PSN). PSN Pentium III может быть прочитан программным обеспечением [20] с помощью инструкции CPUID, если эта функция не была отключена через BIOS .

29 ноября 1999 года Группа по оценке возможностей науки и технологий (STOA) Европейского парламента после своего доклада о методах электронного наблюдения обратилась к членам парламентского комитета с просьбой рассмотреть правовые меры, которые «предотвратили бы установку этих чипов в компьютеры европейских граждан». [21]

В конечном итоге Intel удалила функцию PSN из процессоров Pentium III на базе Tualatin, и эта функция отсутствовала в Pentium 4 и Pentium M.

В значительной степени эквивалентная функция, защищенный идентификационный номер процессора (PPIN) был позже добавлен к процессорам x86 без особого публичного уведомления, начиная с архитектуры Intel Ivy Bridge и совместимых процессоров AMD Zen 2. Он реализован как набор регистров, специфичных для модели , и полезен для обработки исключений проверки машины . [22]

Pentium III RNG (генератор случайных чисел)

В Pentium III была добавлена ​​новая функция: аппаратный генератор случайных чисел . [23] [24] Его описывают так: «несколько осцилляторов объединяют свои выходы, и эта нечетная форма сигнала выбирается асинхронно». [25]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "Уведомление об изменении продукта № 104109-00" (PDF) . Intel. 14 мая 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2004 г. Получено 14 октября 2019 г. .
  2. ↑ Microprocessor Hall of Fame, Intel Corporation , архивировано из оригинала 6 апреля 2008 г. , извлечено 11 августа 2007 г.
  3. ^ "Уведомление об изменении продукта № 102839-00" (PDF) . Intel. 14 октября 2002 г. Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2003 г. Получено 14 октября 2019 г. .
  4. ^ ab Diefendorff, Keith (8 марта 1999 г.). "Pentium III = Pentium II + SSE: архитектура Internet SSE повышает производительность мультимедиа" (PDF) . Microprocessor Report . 13 (3) . Получено 1 сентября 2017 г. .
  5. ^ Пабст, Томас (25 октября 1999 г.). "Новые усовершенствования Коппермайна" . Получено 1 сентября 2017 г.
  6. ^ "Обзор кулера Alpha FC-PAL35T & POP66T". The Tech Zone . 12 апреля 2000 г. Архивировано из оригинала 27 июня 2006 г.
  7. ↑ Вербист, Тим (3 декабря 2000 г.). «Медные шайбы». Оверклокеры онлайн .
  8. ^ ab Pabst, Thomas (28 августа 2000 г.). «Intel признает проблемы с Pentium III 1,13 ГГц: производство и поставки остановлены». Tom's Hardware .
  9. ↑ Пабст, Томас (28 августа 2000 г.). «Последние обновления Intel Pentium III 1,13 ГГц». Tom's Hardware .
  10. ^ "VHJ: Подробнее о процессоре Xbox". Журнал оборудования Van's .
  11. ↑ Intel Pentium III Coppermine-T core , получено 8 июля 2010 г.
  12. ^ ab Shimpi, Anand Lal (30 июля 2001 г.). "Intel Pentium III 1,2 ГГц 0,13-микронный Tualatin: Celeron будущего". Anandtech . Получено 5 апреля 2018 г. .
  13. ^ "B-Stepping With The I815/Solano - Последний проходной маневр: Tualatin 1266 с 512 КБ против Athlon и P4". Tom's Hardware . 19 сентября 2001 г. Получено 5 апреля 2018 г.
  14. ^ "Обзор процессора Server Tualatin". iXBT Labs . Получено 5 апреля 2018 г.
  15. ^ "Обзор iXBT Labs - Intel Celeron 1.2 GHz на базе Tualatin для Socket 370". iXBT Labs . Получено 5 апреля 2018 г.
  16. ^ VRM 8.5 DC–DC Converter Design Guidelines. Intel . Июль 2001 г.
  17. ^ Лал Шимпи, Ананд. Intel Pentium III 1,2 ГГц 0,13-микронный Tualatin: Celeron будущего, Anandtech, 30 июля 2001 г.
  18. ^ Джаганнат Кешава, Владимир Пентковский (1999). "Pentium III Processor Implementation Tradeoffs" (PDF) . Intel Technology Journal . Получено 1 сентября 2017 г. .
  19. ^ "Intel®Architecture Optimization - Reference Manual" (PDF) . 1999 . Получено 1 сентября 2017 .
  20. ^ "Страница отмены поддержки серийного номера P3".
  21. ^ «Консультативная группа просит ЕС рассмотреть запрет Pentium III». CNN . 29 ноября 1999 г.
  22. ^ Ларабель, Майкл (19 марта 2020 г.). «AMD Plumbing Linux Support For Reading the CPU’s Protected Processor Identification Number (PPIN)». Phoronix . Получено 20 марта 2020 г. .
  23. ↑ Роберт Московиц (12 июля 1999 г.). «Случайная природа конфиденциальности». Сетевые вычисления .
  24. ^ "Hardwiring Security". Wired . Январь 1999.
  25. ↑ Терри Риттер (21 января 1999 г.). «Pentium III RNG».

Внешние ссылки

Технические характеристики Intel