Pentium

Pentium

第五代微處理器
Pentium是英特爾的第五代x86架構之微處理器,于1993年3月22日開始出貨,是486産品線的後代[1]。INTEL公司還替它起了一個相當好聽的中文名字奔騰。奔騰的廠家代号是P54C,PENTIUM的内部含有的晶體管數量高達310萬個,時鐘頻率由最初推出的60MHZ和66MHZ,後提高到200MHZ。作為世界上第一個586級處理器,PENTIUM也是第一個令人超頻的最多的處理器,憑借Pentium的制造工藝優良,整個Pentium系列的CPU的浮點性能也是各種各樣性能是CPU中最強的,可超頻性能最大[2],因此赢得了586級CPU的大部分市場。
    中文名:奔騰處理器 外文名: 适用領域: 所屬學科: 英文名:Pentium 開始出貨:1993年3月22日 所屬學科:計算機科學 所屬公司:Intel 特點:處理能力強等

基本簡介

Pentium本應命名為80586或 i586,後來命名為“Pentium”(通常認為“pentium”是希臘文“五(penta)”加拉丁文中代表名詞的接尾語“ium”的造詞),是因為阿拉伯數字無法被用作注冊商标。i586被使用在英特爾競争對手所制造的類80586的微處理器。

INTEL在1993年推出的全新一代的高性能處理器Pentium。由于CPU市場的競争越來越趨向于激烈化,INTEL覺得不能再讓AMD和其他公司用同樣的名字來搶自己的飯碗了,于是提出了商标注冊,由于在美國的法律裡面是不能用阿拉伯數字注冊的,于是INTEL玩了個花樣,用拉丁文去注冊商标。

Pentium在拉丁文裡面就是“五”的意思了。

單單是最初版本的66MHZ的PENTIUM微處理器,它的運算性能比33MHZ的80486DX就提高了3倍多,而100MHZ的PENTIUM則比33MHZ的80486DX要快6至8倍。

值得一提的是,從奔騰75開始,CPU的插座技術正式從以前的Socket4轉換到同時支持Socket5和7同時支持,其中Socket7還一直沿用至今。而且所有的PentiumCPU裡面都已經内置了16K的一級緩存,這樣使它的處理性能更加強大。

核心架構

Tualatin

這也就是大名鼎鼎的“圖拉丁”核心,是Intel在Socket 370架構上的最後一種CPU核心,采用0.13μm 制造工藝,封裝方式采用FC-PGA2和PPGA,核心電壓也降低到了1.5V左右,主頻範圍從1GHz到1.4GHz,外頻分别為100MHz(賽揚)和133MHz(Pentium III),二級緩存分别為512KB(Pentium III-S)和256KB(Pentium III和賽揚),這是最強的Socket 370核心,其性能甚至超過了早期低頻的Pentium 4系CPU。

Willamette

Netburst微架構是P6微架構的後繼者,第一個使用這架構的是Willamette核心,于2000年推出。這是早期的Pentium 4和P4賽揚采用的核心,最初采用Socket 423接口,後來改用Socket 478接口(賽揚隻有1.7GHz和1.8GHz兩種,都是Socket 478接口),采用0.18um制造工藝,前端總線頻率為400MHz, 主頻範圍從1.3GHz到2.0GHz(Socket 423)和1.6GHz到2.0GHz,二級緩存分别為256KB(Pentium 4)和128KB(賽揚)。

Willamette核心制造工藝落後,發熱量大,性能低下,已經被淘汰掉,而被Northwood核心所取代。

Northwood

第二個Pentium4核心,代号為Northwood,改用了更為精細的0.13微米制程,集成了更大的512KB二級緩存,性能有了大幅的提高。

這是目前主流的Pentium 4和賽揚所采用的核心,其與Willamette核心最大的改進是采用了0.13um制造工藝,并都采用Socket 478接口,核心電壓1.5V左右,二級緩存分别為128KB(賽揚)和512KB(Pentium4),前端總線頻率分别為400/533/800MHz(賽揚都隻有400MHz),主頻範圍分别為2.0GHz到2.8GHz(賽揚),1.6GHz到2.6GHz(400MHz FSB Pentium 4),2.26GHz到3.06GHz(533MHz FSB Pentium 4)和2.4GHz到3.4GHz(800MHzFSB Pentium 4),并且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都支持超線程技術(Hyper-ThreadingTechnology),封裝方式采用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的規劃,Northwood核心會很快被Prescott核心所取代。

Prescott

Prescott核心的P4處理器發熱量要比Northwood核心的大很多。性能接近。這是目前高端的Pentium 4 EE、主流的Pentium 4和低端的Celeron D所采用的核心。Prescott核心與Northwood核心最大的區别是采用了90nm制造工藝,L1 數據緩存從8KB增加到16KB,流水線結構也從20級增加到了31級,并且開始支持SSE3指令集。

Prescott核心CPU初期采用Socket 478接口,現在基本上已經全部轉到Socket 775接口,核心電壓1.25-1.525V。前端總線頻率方面,Celeron D全部都是533MHz FSB,而除了Celeron D之外的其它CPU為533MHz(不支持超線程技術)和800MHz(支持超線程技術)以及最高的1066MHz(支持超線程技術)。封裝方式采用PPGA(Socket 478)和PLGA(Socket 775)。Prescott核心自從推出以來也在不斷的完善和發展,先後加入了硬件防病毒技術Execute Disable Bit(EDB)、節能省電技術EnhancedIntel SpeedStep Technology(EIST)、虛拟化技術IntelVirtualization Technology(Intel VT)以及64位技術EM64T等等,二級緩存也從最初的1MB增加到了2MB。按照Intel的規劃,Prescott核心會被Cedar Mill核心取代。

Smithfield

(PentiumD,Pentium EE)

這是Intel公司的第一款雙核心處理器的核心類型,于2005年4月發布,基本上可以認為Smithfield核心是簡單的将兩個Prescott核心松散地耦合在一起的産物,這是基于獨立緩存的松散型耦合方案,其優點是技術簡單,缺點是性能不夠理想。目前Pentium D 8XX系列以及Pentium EE 8XX系列采用此核心。Smithfield核心采用90nm制造工藝,全部采用Socket 775接口,核心電壓1.3V左右,封裝方式都采用PLGA,都支持硬件防病毒技術EDB和64位技術EM64T,并且除了Pentium D 8X5和Pentium D 820之外都支持節能省電技術EIST。

前端總線頻率是533MHz(Pentium D 8X5)和800MHz(Pentium D 8X0和Pentium EE 8XX),主頻範圍從2.66GHz到3.2GHz(Pentium D)、3.2GHz(Pentium EE)。Pentium EE和Pentium D的最大區别就是Pentium EE支持超線程技術而Pentium D則不支持。Smithfield核心的兩個核心分别具有1MB的二級緩存,在CPU内部兩個核心是互相隔絕的,其緩存數據的同步是依靠位于主闆北橋芯片上的仲裁單元通過前端總線在兩個核心之間傳輸來實現的,所以其數據延遲問題比較嚴重,性能并不盡如人意。按照Intel的規劃,Smithfield核心将會很快被Presler核心取代。

CedarMill

這是Pentium 4 6X1系列和Celeron D 3X2/3X6系列采用的核心,從2005末開始出現。其與Prescott核心最大的區别是采用了65nm制造工藝,其它方面則變化不大,基本上可以認為是Prescott核心的65nm制程版本。CedarMill核心全部采用Socket 775接口,核心電壓1.3V左右,封裝方式采用PLGA。其中,Pentium 4全部都為800MHz FSB、2MB二級緩存,都支持超線程技術、硬件防病毒技術EDB、節能省電技術EIST以及64位技術EM64T;而Celeron D則是533MHzFSB、512KB二級緩存,支持硬件防病毒技術EDB和64位技術EM64T,不支持超線程技術以及節能省電技術EIST。Cedar Mill核心也是Intel處理器在NetBurst架構上的最後一款單核心處理器的核心類型,按照Intel的規劃,Cedar Mill核心将逐漸被Core架構的Conroe核心所取代。

Presler

這是Pentium D 9XX和Pentium EE 9XX采用的核心,Intel于2005年末推出。基本上可以認為Presler核心是簡單的将兩個Cedar Mill核心松散地耦合在一起的産物,是基于獨立緩存的松散型耦合方案,其優點是技術簡單,缺點是性能不夠理想。Presler核心采用65nm制造工藝,全部采用Socket 775接口,核心電壓1.3V左右,封裝方式都采用PLGA,都支持硬件防病毒技術EDB、節能省電技術EIST和64位技術EM64T,并且除了Pentium D 9X5之外都支持虛拟化技術Intel VT。前端總線頻率是800MHz(Pentium D)和1066MHz(Pentium EE)。

與Smithfield核心類似,Pentium EE和Pentium D的最大區别就是Pentium EE支持超線程技術而Pentium D則不支持,并且兩個核心分别具有2MB的二級緩存。在CPU内部兩個核心是互相隔絕的,其緩存數據的同步同樣是依靠位于主闆北橋芯片上的仲裁單元通過前端總線在兩個核心之間傳輸來實現的,所以其數據延遲問題同樣比較嚴重,性能同樣并不盡如人意。Presler核心與Smithfield核心相比,除了采用65nm制程、每個核心的二級緩存增加到2MB和增加了對虛拟化技術的支持之外,在技術上幾乎沒有什麼創新,基本上可以認為是Smithfield核心的65nm制程版本。

Presler核心也是Intel處理器在NetBurst架構上的最後一款雙核心處理器的核心類型,可以說是在NetBurst被抛棄之前的最後絕唱,以後Intel桌面處理器全部轉移到Core架構。按照Intel的規劃,Presler核心從2006年第三季度開始将逐漸被Core架構的Conroe核心所取代。

Yonah

目前采用Yonah核心CPU的有雙核心的Core Duo和單核心的Core Solo,另外Celeron M也采用了此核心,Yonah是Intel于2006年初推出的。這是一種單/雙核心處理器的核心類型,其在應用方面的特點是具有很大的靈活性,既可用于桌面平台,也可用于移動平台;既可用于雙核心,也可用于單核心。Yonah核心來源于移動平台上大名鼎鼎的處理器Pentium M的優秀架構,具有流水線級數少、執行效率高、性能強大以及功耗低等等優點。

Yonah核心采用65nm制造工藝,核心電壓依版本不同在1.1V-1.3V左右,封裝方式采用PPGA,接口類型是改良了的新版Socket 478接口(與以前台式機的Socket478并不兼容)。在前端總線頻率方面,目前Core Duo和Core Solo都是667MHz,而Yonah核心Celeron M是533MHz。在二級緩存方面,目前Core Duo和Core Solo都是2MB,而即Yonah核心Celeron M是1MB。Yonah核心都支持硬件防病毒技術EDB以及節能省電技術EIST,并且多數型号支持虛拟化技術Intel VT。但其最大的遺憾是不支持64位技術,僅僅隻是32位的處理器。

共享式的二級緩存配合Intel的“Smart cache”共享緩存技術,實現了真正意義上的緩存數據同步,大幅度降低了數據延遲,減少了對前端總線的占用。這才是嚴格意義上的真正的雙核心處理器!Yonah核心是共享緩存的緊密型耦合方案,其優點是性能理想,缺點是技術比較複雜。不過,按照Intel的規劃,以後Intel各個平台的處理器都将會全部轉移到Core架構,Yonah核心其實也隻是一個過渡的核心類型,從2006年第三季度開始,其在桌面平台上将會被Conroe核心取代,而在移動平台上則會被Merom核心所取代。

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