Выпущенный в 1997, процессор Pentium II являлся адаптацией Pentium Pro для массового рынка. Он был очень похож на Pentium Pro, но кэш-память различалась. Вместо использования кэша на той же частоте, что и процессор (это было дорого), 512 кбайт кэша L2 работали на половинной частоте. Кроме того, Pentium II оставил классический сокет в пользу картриджа, содержащего процессор и кэш второго уровня, который теперь размещался в картридже, а не на материнской плате или упаковке процессора.
Среди новых функций по сравнению с Pentium Pro можно отметить поддержку MMX (SIMD) и удвоенный размер кэша L1. Первый Pentium III (Katmai) был очень похож на Pentium II. Выпущенный в 1999 году, он добавил поддержку инструкций SSE (SIMD), но в остальном остался идентичен.
Intel Pentium II and III | |
Кодовое название | Klamath (Pentium II 0,35 мкм), Deschutes (Pentium II 0,25 мкм), Katmai (Pentium III) |
Дата выпуска | 1997, 1998, 1999 |
Архитектура | 32 бита |
Шина данных | 64 бита |
Шина адреса | 36 битов (32 бита на P III) |
Макс. объём памяти | 64 Гбайт (4 Гбайт на P III) |
Кэш L1 | 16 + 16 кбайт |
Кэш L2 | Внешний, 512 кбайт (1/2 частоты CPU) |
Тактовая частота | 233-300 МГц (Klamath), 300-450 МГц (Deschutes), 450-600 МГц (Klamath) |
FSB | 66-100-133 МГц |
FPU | Встроенный |
SIMD | MMX (SSE) |
Техпроцесс | 350 нм (Klamath), 250 нм (Deschutes, Katmai) |
Число транзисторов | 7 500 000 + кэш (Pentium II), 9 500 000 + кэш (Pentium III) |
Энергопотребление | 25-35 Вт |
Напряжение | 2,8 В (0,35 мкм), 2 В (0,25 мкм) |
Площадь кристалла | 204 мм² (0,35 мкм), 131 мм2 (0,25 мкм), 128 мм2 (PIII) + кэш |
Сокет | Slot 1 |
Pentium II и III оснащались 512 кбайт кэша L2 (31 млн. транзисторов). Но одна разновидность процессора Pentium II оснащалась кэшем L2 объёмом 256 кбайт на кристалле - Pentium II Mobile Dixon. Он использовал 180-нм техпроцесс и был существенно быстрее, чем настольные версии.
В конце 90-х годов Intel выпустила две широко известных марки процессоров: Celeron и Xeon. Первый был нацелен на "бюджетный" рынок, а последней - на серверы и рабочие станции. Первый Celeron (Covington) представлял собой Pentium II без кэша второго уровня и давал слишком низкую производительность, а Pentium II Xeon, напротив, оснащался кэшем большого объёма. Обе марки до сих пор существуют: Celeron для рынка начального уровня (как правило, со сниженным размером кэша и менее скоростной FSB) и Xeon для серверов (с быстрой FSB, иногда с большим кэшем и более высокими тактовыми частотами).
Intel быстро добавила к Celeron 128 кбайт кэша второго уровня в модели Mendocino. Celeron 300A славился своими прекрасными возможностями разгона, позволяя достигать прирост частоты 50% или больше по сравнению со штатной частотой - весьма немало в то время.
Intel Celeron и Intel Xeon | ||
Кодовое название | Covington, Mendocino | Drake |
Дата выпуска | 1998 | 1998 |
Архитектура | 32 бита | 32 бита |
Шина данных | 64 бита | 64 бита |
Шина адреса | 32 бита | 36 битов |
Макс. объём памяти | 4 Гбайт | 64 Гбайт |
Кэш L1 | 16 + 16 кбайт | 16 + 16 кбайт |
Кэш L2 | 0 кбайт/128 кбайт (встроенный, на частоте CPU) | Внешний, 512 - 2408 кбайт (на частоте CPU) |
Тактовая частота | 266-300 МГц/300-533 МГц | 400-450 МГц |
FSB | 66 МГц | 100 МГц |
FPU | Встроенный | Встроенный |
SIMD | MMX | MMX |
Техпроцесс | 250 нм | 250 нм |
Число транзисторов | 7 500 000/19 000 000 | 7 500 000 + кэш |
Энергопотребление | 16-28 Вт | 30-46 Вт |
Напряжение | 2 В | 2 В |
Площадь кристалла | 131 мм²/154 мм2 | 131 мм² + кэш |
Сокет | Slot1/Socket 370 PPGA | Slot 2 |
Подобно Pentium II, процессор Xeon обладал внешним кэшем L2 внутри картриджа процессора. Его ёмкость составляла от 512 кбайт до 2 Мбайт, а число транзисторов - от 31 до 124 млн.
Pentium III Coppermine стал первым серийным процессором x86, который смог достичь частоты 1 ГГц; была выпущена даже версия на 1,13 ГГц, но она быстро покинула рынок из-за проблем со стабильностью. Новая версия Pentium III отличалась улучшенным кэшем второго уровня - теперь он "поселился" на кристалл. Он был быстрее, чем 512 кбайт внешнего кэша на первой модели, и в то время рекламировался как функция, увеличивающая скорость работы в Интернете. Процессор был выпущен ещё в трёх версиях: серверной (Xeon), начального уровня (Celeron) и мобильной (с первым вариантом технологии SpeedStep).
Intel Pentium III | |
Кодовое название | Coppermine |
Дата выпуска | 1999 |
Архитектура | 32 бита |
Шина данных | 64 бита |
Шина адреса | 32 бита |
Макс. объём памяти | 4 Гбайт |
Кэш L1 | 16 + 16 кбайт |
Кэш L2 | Встроенный, 256 кбайт (на частоте CPU) |
Тактовая частота | 500-1133 МГц |
FSB | 100-133 МГЦ |
FPU | Встроенный |
SIMD | MMX (SSE) |
Техпроцесс | 180 нм |
Число транзисторов | 28,1 млн. |
Энергопотребление | 25-35 Вт |
Напряжение | 1,6 В, 1,8 В |
Площадь кристалла | 106 мм² |
Сокет | Slot 1-Socket 370 FCPGA |
В 2002 году появилась чуть более улучшенная версия Tualatin с большим кэшем L2 (512 кбайт) и 130-нм техпроцессом. Она позиционировалась на серверы (PIII-S) и мобильные устройства, и в компьютерах потребительского уровня встречалась нечасто.
В ноябре 2000 года Intel анонсировала новый процессор Pentium 4. Он обладал более высокой тактовой частотой (1400 МГц, как минимум), однако существенно уступал конкурирующим CPU, если сравнивать производительность на такт. AMD Athlon (и даже Pentium III) оказывались на равных частотах быстрее. Что ещё усложняло ситуацию, Intel попыталась перейти на память Rambus RDRAM (единственный стандарт памяти в то время, который удовлетворял требованиям FSB CPU), но успеха не добилась. Очень дорогой и горячий, Pentium 4 всё равно смог, после многих модификаций и доработок, выйти на конкурентоспособный уровень через несколько лет (в немалой степени благодаря добавлению кэша L3 и таких технологий, как Hyper-Threading).
Intel Pentium 4 32-bit | |||
Кодовое название | Willamette | Northwood | Prescott |
Дата выпуска | 2000 | 2001 | 2004 |
Архитектура | 32 бита | 32 бита | 32 бита |
Шина данных | 64 бита | 64 бита | 64 бита |
Шина адреса | 32 бита | 32 бита | 32 бита |
Макс. объём памяти | 4 Гбайт | 4 Гбайт | 4 Гбайт |
Кэш L1 | 8 кбайт + 12 Kµops | 8 кбайт + 12 Kµops | 16 кбайт + 12 Kµops |
Кэш L2 | 256 кбайт | 512 кбайт | 1024 кбайт |
Тактовая частота | 1,3-2 ГГц | 1,8-3,4 ГГц | 2,4-3,8 ГГц |
FSB | 400 МГц QDR | 400, 533, 800 МГц QDR | 533, 800 МГц QDR |
SIMD | MMX, SSE, SSE2 | MMX, SSE, SSE2 | MMX, SSE, SSE2, SSE3 |
SMT/SMP | Нет | Hyper-Threading (некоторые версии) | Hyper-Threading |
Техпроцесс | 180 нм | 130 нм | 90 нм |
Число транзисторов | 42 млн. | 55 млн. | 125 млн. |
Энергопотребление | 66-100 Вт | 54-137 Вт | 94-151 Вт |
Напряжение | 1,7 В | 1,55 В | 1,25-1,5 В |
Площадь кристалла | 217 мм² | 146 мм² | 112 мм² |
Сокет | Socket 423/Socket 478 | Socket 478 | Socket 478/LGA775 |
У Pentium 4 вышли мобильные версии (с изменяемым множителем), версии Celeron (с меньшим кэшем L2) и версии Xeon (с кэшем L3). Hyper-Threading и кэш L3 стали двумя технологиями, которые сначала появились на серверах, а затем были адаптированы для обычных процессоров (хотя кэш L3 был доступен только в дорогой линейке EE).
Нам следует также упомянуть и частоту FSB, эффективная частота которой в четыре раза превосходит номинальную (физическую) благодаря использованию технологии Quad Data Rate (QDR): 400-МГц шина на самом деле работает на частоте 100 МГц, 533-МГц - на 133 МГц и т.д. Наконец, в 2005 году появились 64-битные версии Pentium 4, но мы поговорим о них позже.
В 2003 году рынок ноутбуков стал расти огромными темпами, но Intel могла предложить только два процессора: стареющий Pentium III Tualatin и Pentium 4, чьё энергопотребление делало его малопригодным для мобильной сферы. Но спасение пришло от израильской команды разработчиков: Banias (или Pentium M). Этот процессор, основанный на архитектуре P6 (та же самая, что и в Pentium Pro), обеспечивал высокую производительность при низком энергопотреблении. Он даже обгонял Pentium 4, потребляя при этом меньше энергии. Этот процессор был использован в 2003 году для платформы Centrino, и за ним в 2004 году последовала ещё более быстрая модель Dothan. Pentium M прекрасно зарекомендовал себя с мобильном мире, и процессор Stealey (A100) по-прежнему использует архитектуру Dothan (с меньшими частотами и TDP).
Intel Pentium M | ||
Кодовое название | Banias | Dothan |
Дата выпуска | 2003 | 2004 |
Архитектура | 32 бита | 32 бита |
Шина данных | 64 бита | 64 бита |
Шина адреса | 32 бита | 32 бита |
Макс. объём памяти | 4 Гбайт | 4 Гбайт |
Кэш L1 | 32 + 32 кбайт | 32 + 32 кбайт |
Кэш L2 | 1024 кбайт | 2048 кбайт |
Тактовая частота | 0,9-1,7 ГГц | 1-2,13 ГГц |
FSB | 400 МГц QDR | 400, 533 МГц QDR |
SIMD | MMX, SSE, SSE2 | MMX, SSE, SSE2 |
SMT/SMP | Нет | Нет |
Техпроцесс | 130 нм | 90 нм |
Число транзисторов | 77 млн. | 140 млн. |
Энергопотребление | 9-30 Вт | 6-35 Вт |
Напряжение | 0,9-1,5 В | 0,9-1,4 В |
Площадь кристалла | 82 мм² | 87 мм² |
Сокет | Socket 479 | Socket 479 |
Как и в случае Pentium 4, шина FSB работает с эффективной частотой, в четыре раза превышающей физическую (QDR). Сокет процессора Socket 479 использует 478 ножек, но они были расположены по-другому, чтобы отличаться от Pentium 4 Socket 478 (хотя существуют переходники).
В 2005 году Intel дважды улучшила Pentium 4. Сначала появился Prescott-2M, а затем Smithfield. Первый стал 64-битным процессором на основе дизайна Prescott, а последний - первым процессором с двумя ядрами. По сути они очень похожи и обладают схожими проблемами с другими CPU Pentium 4: низким числом исполняемых инструкций за такт (IPC) и сложностью повышения тактовых частот из-за высокого тепловыделения. Два этих процессора, призванных как-то компенсировать нелёгкое положение компании на рынке в ожидании Core 2 Duo, хвалили редко. И хотя процессор Pentium D (коммерческое название для Smithfield) действительно обладал двумя ядрами, они представляли собой два кристалла Prescott в одной упаковке.
Intel Pentium 4 | ||
Кодовое название | Prescott-2M | Smithfield |
Дата выпуска | 2005 | 2005 |
Архитектура | 64 бита | 64 бита |
Шина данных | 64 бита | 64 бита |
Шина адреса | 64 (действительно 36) бита | 64 (действительно 36) бита |
Макс. объём памяти | 64 Гбайт | 64 Гбайт |
Кэш L1 | 16 кбайт + 12 Kµops | 2 x 16 кбайт + 12 Kµops |
Кэш L2 | 2048 кбайт | 2 x 1024 кбайт |
Тактовая частота | 3-3,6 ГГц | 2,8-3,2 ГГц |
FSB | 800 МГц QDR | 800 МГц QDR |
SIMD | MMX, SSE, SSE2, SSE3 | MMX, SSE, SSE2, SSE3 |
SMT/SMP | Hyper-Threading | Два ядра (Hyper-Threading на некоторых моделях) |
Техпроцесс | 90 нм | 90 нм |
Число транзисторов | 169 млн. | 230 млн. |
TDP | 84-115 Вт | 95-130 Вт |
Напряжение | 1,2 В | 1,2 В |
Площадь кристалла | 135 мм² | 206 мм² |
Сокет | LGA775 | LGA775 |
Интересно отметить, что хотя процессоры Pentium 4, предназначенные для массового рынка, не поддерживали технологию PAE (которая обеспечивает 36-битную работу с памятью против 32-битной) и были ограничены 4 Гбайт ОЗУ, эти модели могли превышать этот порог. На практике шина адреса всё равно была ограничена 36 битами (40 битами у Xeon), но технология PAE (управления 4-Гбайт страницами) осталась в прошлом - 64-битные программы могут использовать всю доступную память.
Hyper-Threading, технология виртуальной многопроцессорности Intel (SMT), тоже была доступна на некоторых моделях (Xeon и Extreme Edition). Наконец, позднее появилась 65-нм линейка (модельный ряд 9x0) Pentium 4, но она не содержала каких-либо важных улучшений.
В 2006 году Intel объявила процессор Core Duo. Этот первый двуядерный процессор для ноутбуков обеспечивал великолепную производительность - намного лучшую, чем у Pentium 4. Он также оказался первым "настоящим" двуядерным процессором x86. Кэш, например, был общий (в то время как Pentium D был больше похож на сборку двух кристаллов в одной упаковке). Процессор стал частью новой платформы Centrino Duo и оказался весьма успешен. Единственный недостаток - он оставался 32-битным процессором, подобно Pentium 4.
Intel Core Duo | |
Кодовое название | Yonah |
Дата выпуска | 2006 |
Архитектура | 32 бита |
Шина данных | 64 бита |
Шина адреса | 32 бита |
Макс. объём памяти | 4 Гбайт |
Кэш L1 | 32 + 32 кбайт |
Кэш L2 | 2048 кбайт общий |
Тактовая частота | 1,06-2,33 ГГц |
FSB | 667 МГц |
SIMD | MMX, SSE, SSE2, SSE3 |
SMT/SMP | Два ядра |
Техпроцесс | 65 нм |
Число транзисторов | 151 млн. |
TDP | 9-31 Вт |
Напряжение | 0,9-1,3 В |
Площадь кристалла | 91 мм² |
Сокет | Socket 479 |
Была доступна и версия Core Solo с одним ядром, а также и варианты со сниженным энергопотреблением, которые использовали 533-МГц шину QDR (133 МГц) против 667-МГц. Этот процессор стал использоваться и в серверах (кодовое название Sossaman), что было впервые для процессора, разрабатывавшегося для мобильной сферы. Обратите внимание, что процессор на самом деле не использует архитектуру Core, которая была введена вместе с Core 2 Duo, и он был быстро заменён в ноутбуках вариантом Core 2 Duo (Merom). Кроме того, Socket 479 у Yonah отличается от гнезда Socket 479 других процессоров Pentium M.
В 2006 году Intel представила процессор, который быстро стал хитом продаж: Core 2 Duo. При его разработке был в немалой степени почерпнут опыт Pentium M, но процессор использует новую архитектуру Core. До него Intel выпускала две линейки процессоров: Pentium 4 для настольных ПК, Pentium M для ноутбуков и обе линейки для серверов. Но теперь, напротив, у Intel есть единая микроархитектура для всех линеек. 64-битный Core 2 Duo представлен на всех сегментах, от нижнего до верхнего, для настольных ПК, ноутбуков и серверов.
Существует много версий архитектуры, что привело к конфигурациям с разным числом ядер (от одного до четырёх, то есть от Solo до Quad), кэш-памяти (от 512 кбайт до 12 Мбайт) и частотой FSB (от 400 до 1600 МГц QDR). На иллюстрации показана оригинальна модель Core 2 Duo, но существуют и более скоростные версии (45 нм).
Intel Core 2 Duo | |
Кодовое название | Conroe |
Дата выпуска | 2006 |
Архитектура | 64 бита |
Шина данных | 64 бита |
Шина адреса | 64 (действительно 36) бита |
Макс. объём памяти | 64 Гбайт |
Кэш L1 | 32 + 32 кбайт |
Кэш L2 | 2048 кбайт общий |
Тактовая частота | 1,8-3 ГГц |
FSB | 800-1066-1333 МГц |
SIMD | MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3 |
SMT/SMP | Два ядра |
Техпроцесс | 65 нм |
Число транзисторов | 291 млн. |
TDP | 65 Вт |
Напряжение | 1,5 В |
Площадь кристалла | 143 мм² |
Сокет | LGA 775 |
Мобильные версии (Merom), по сути, идентичные (но не такие быстрые, с менее скоростной FSB), а варианты Extreme Edition более скоростные. Core 2 Duo существует и в четырёхъядерном варианте, где используются два двуядерных кристалла Conroe в одной упаковке. У 45-нм версии Core 2 Duo (Penryn) объём кэша больше, а тепла выделяется меньше, но основа осталась такой же, как у первой модели.
Как вы могли догадаться, это только первая статья в серии. За ней последует вторая статья, посвящённая процессорам AMD (включая часть по поводу видеокарт AMD ATI). Но история процессоров Intel x86 не заканчивается на Core 2 Duo, в будущем нас ждут новые модели. Nehalem и Atom тоже являются процессорами x86. И что-то нам подсказывает, что грядущий выход Intel на графический рынок под названием Larrabee тоже построен на нескольких ядрах x86.