Pentium III

редактировать
Линия настольных и мобильных микропроцессоров производства Intel

Pentium III
Логотип процессора Intel Pentium III.svg
Общая информация
Запущена26 февраля 1999 г.
Снято с производства18 мая 2007 г.
Стандартный производитель (-ы)
  • Intel
Производительность
Макс. CPU тактовая частота от 400 МГц до 1,4 ГГц
FSB скоростиот 100 МГц до 133 МГц
Архитектура и классификация
Мин. размер элемента от 0,25 мкм до 0,13 мкм
Микроархитектура P6
Набор команд IA-32, MMX, SSE
Физические характеристики
Ядра
  • 1
Разъем (а)
Продукты, модели, варианты
Имя (я) ядра
  • Катмай
  • Коппермайн
  • Коппермайн Т
  • Туалатин
История
ПредшественникPentium II
ПреемникPentium 4, Xeon, Celeron, Pentium M

Pentium III (продается как Intel Процессор Pentium III, неофициально PIII и стилизованный под pentium !!! ), бренд Intel 32-бит x86 настольные и мобильные микропроцессоры на основе микроархитектуры P6 шестого поколения, представленной 26 февраля 1999 года. Первоначальные процессоры бренда были очень похожи на более ранние микропроцессоры Pentium II. Наиболее заметные различия были добавление SSE набора команд (для ускорения с плавающей точкой и параллельные вычисления), а также введение спорного серийного номера встроено в чип в процессе изготовления.

Даже после выпуска Pentium 4 в конце 2000 года, Pentium III продолжал выпускаться с новыми моделями, представленными до начала 2003 года, и были прекращены в апреле 2004 года для настольных компьютеров и в мае. 2007 для мобильных устройств.

Содержание
  • 1 Ядра процессора
    • 1.1 Katmai
    • 1.2 Coppermine
    • 1.3 Coppermine T
    • 1.4 Tualatin
  • 2 Реализация SSE Pentium III
  • 3 Технические характеристики ядра
    • 3,1 Катмай (0,25 мкм)
    • 3,2 Коппермайн (0,18 мкм)
    • 3,3 Коппермайн T (0,18 мкм)
    • 3,4 Туалатин (0,13 мкм)
  • 4 Споры по вопросам конфиденциальности
  • 5 Pentium III RNG (генератор случайных чисел)
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
Ядра процессора

Подобно Pentium II, который он заменил, Pentium III также сопровождался бренд Celeron для младших версий и Xeon для производных продуктов высокого класса (серверы и рабочие станции). Pentium III в конечном итоге был заменен на Pentium 4, но его ядро ​​Tualatin также послужило основой для Pentium M CPU, в котором использованы многие идеи из микроархитектуры P6. Впоследствии именно микроархитектура Pentium M процессоров под брендом Pentium M, а не NetBurst, найденный в процессорах Pentium 4, легла в основу энергопотребления Intel. эффективная микроархитектура ядра процессоров Core 2, Pentium Dual-Core, Celeron (Core) и Xeon.

Семейство процессоров Intel Pentium III
Стандартный логотип (1999-2003 гг.)Логотип для мобильных устройств (1999-2003 гг.)Настольный компьютер
с кодовым названиемCoreДата выпуска
Логотип Pentium III (1999- 2003) Логотип Pentium III-M (1999-2003 гг.) Катмай. Коппермайн. Коппермайн T. Туалатин(250 нм). (180 нм). (180 нм). (130 нм)февраль 1999. октябрь 1999. июнь 2001. июнь 2001
Список микропроцессоров Intel Pentium III

Katmai

Картридж Pentium III Katmai SECC2 с радиатор удален.

Первым вариантом Pentium III был Katmai (код продукта Intel 80525). Это было дальнейшее развитие Pentium II Deschutes. Pentium III имел на 2 миллиона больше транзисторов, чем Pentium II. Различия заключались в добавлении исполнительных блоков и поддержки инструкций SSE, а также в улучшенном контроллере кеш-памяти L1 (контроллер кеш-памяти L2 остался без изменений, так как в любом случае он будет полностью переработан для Coppermine), которые были ответственны за незначительные улучшения производительности по сравнению с " Дешут "Pentium IIs. Впервые он был выпущен на частотах 450 и 500 МГц в феврале 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 533 и 600 МГц соответственно. Суффикс «B» указывает на то, что он имеет системную шину 133 МГц вместо 100 МГц FSB предыдущих моделей.

Katmai содержит 9,5 миллионов транзисторов, не считая кэш-памяти L2 объемом 512 Кбайт (что добавляет 25 миллионов транзисторов), и имеет размеры 12,3 мм на 10,4 мм (128 мм). Он изготовлен по технологии Intel P856.5, КМОП-технологии 0,25 микрометра с пятью уровнями алюминиевого межсоединения. Katmai использовал тот же дизайн на основе слотов, что и Pentium II, но с более новым картриджем SECC2, который позволял напрямую контактировать между ядром процессора и радиатором. Были некоторые ранние модели Pentium III с 450 и 500 МГц, упакованные в более старый картридж SECC, предназначенный для OEM-производителей.

Известным степпингом для энтузиастов был SL35D. Эта версия Katmai была официально рассчитана на 450 МГц, но часто содержала чипы кэш-памяти для модели 600 МГц и, таким образом, обычно могла работать на частоте 600 МГц.

Coppermine

Coppermine FC-PGA Pentium III с тактовой частотой 900 МГц.

Вторая версия под кодовым названием Coppermine (код продукта Intel: 80526) была выпущена 25 октября 1999 г. при частоте 500 533, 550, 600, 650, 667, 700 и 733 МГц. С декабря 1999 года по май 2000 года Intel выпустила Pentium III с частотой 750, 800, 850, 866, 900, 933 и 1000 МГц (1 ГГц). Были изготовлены модели как с частотой системной шины 100 МГц, так и с частотой системной шины 133 МГц. Для моделей, которые уже были доступны с той же частотой, к названию модели добавлялась буква «E» для обозначения сердечников, использующих новый процесс изготовления 0,18 мкм. Позже была добавлена ​​дополнительная буква «B» для обозначения моделей с системной шиной 133 МГц, в результате чего появился суффикс «EB». С точки зрения общей производительности, Coppermine имел небольшое преимущество перед AMD Athlons, против которого он был выпущен, которое было отменено, когда AMD применила собственное сжатие кристалла и добавила к Athlon на кристалле кэш второго уровня. Athlon обладал преимуществом в коде с интенсивным использованием операций с плавающей запятой, в то время как Coppermine мог работать лучше при использовании оптимизации SSE, но с практической точки зрения разница в том, как эти два чипа работают по тактовой частоте, была небольшой. Однако AMD удалось увеличить тактовую частоту Athlon до 1,2 ГГц до выпуска Pentium 4.

С точки зрения производительности, Coppermine, возможно, сделал больший шаг, чем Katmai, представив встроенный в кристалл L2. cache (который Intel назвал Advanced Transfer Cache или ATC). ATC работает с тактовой частотой ядра и имеет емкость 256 КБ, что вдвое больше, чем у встроенного кэша, ранее использовавшегося на Mendocino Celeron. Это восьмиполосный ассоциативно-наборный, доступ к которому осуществляется через 256-битную шину шириной в два четырех слова, в четыре раза шире, чем у Катмая. Кроме того, задержка была снижена на четверть по сравнению с Katmai. Еще одним маркетинговым термином Intel была расширенная системная буферизация, означающая улучшения, позволяющие лучше использовать преимущества системной шины 133 МГц. К ним относятся 6 буферов заполнения (против 4 в Katmai), 8 записей очереди шины (против 4 в Katmai) и 4 буфера обратной записи (против 1 в Katmai). Под давлением конкурентов со стороны AMD Athlon Intel переработала внутреннее устройство, в конце концов устранив некоторые хорошо известные задержки конвейера. В результате приложения, затронутые этими остановками на трубопроводе, работали на Коппермайне на 30% быстрее. Coppermine содержал 29 миллионов транзисторов и был изготовлен по технологии 0,18 мкм.

Хотя его кодовое название могло создать впечатление, что он использовал медные межсоединения, его межсоединения на самом деле были алюминиевыми. Coppermine был доступен в 370-контактном корпусе FC-PGA или FC-PGA2 для использования с Socket 370 или в SECC2 для слота 1 (все скорости, кроме 900 и 1100). ЦП FC-PGA и Slot 1 Coppermine имеют открытый кристалл, однако большинство высокочастотных SKU, начиная с модели 866 МГц, также производились в вариантах FC-PGA2, которые имеют интегрированный теплоотвод (IHS). Само по себе это не улучшило теплопроводность, поскольку добавлялось еще один слой металла и термопаста между кристаллом и радиатором, но это очень помогло удерживать радиатор ровно напротив кристалла. Раньше Coppermines без IHS затрудняли установку радиатора. Если радиатор не располагался ровно напротив матрицы, эффективность теплопередачи значительно снижалась. Некоторые производители радиаторов начали поставлять прокладки для своих продуктов, аналогично тому, что AMD сделала с «Thunderbird» Athlon, чтобы обеспечить ровную установку радиатора. Сообщество энтузиастов зашло так далеко, что создало прокладки для поддержки плоского интерфейса.

Версия 1,13 ГГц (S-Spec SL4HH) была выпущена в середине 2000 года, но, как известно, была отозвана после сотрудничества между и Tom's Hardware обнаружил различные нестабильности при работе нового класса скорости процессора. Ядро Coppermine не смогло надежно достичь скорости 1,13 ГГц без различных настроек микрокода процессора, эффективного охлаждения, дополнительного напряжения (1,75 В против 1,65 В) и специально проверенных платформ. Intel официально поддерживала процессор только на своей материнской плате на базе VC820 i820, но даже эта материнская плата показала нестабильность в независимых тестах сайтов с обзором оборудования. В тестах, которые были стабильными, производительность была ниже номинальной: процессор с тактовой частотой 1,13 ГГц соответствовал модели с тактовой частотой 1,0 ГГц. Tom's Hardware объяснил этот дефицит производительности ослабленной настройкой процессора и материнской платы для повышения стабильности. Intel потребовалось как минимум шесть месяцев, чтобы решить проблемы с использованием нового степпинга cD0 и перевыпустили 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 его кэш-память второго уровня объемом 128 КБ и техпроцесс 180 нм, но сохраняет 8-стороннюю ассоциативность кеш-памяти от Pentium III.

Coppermine T

Эта версия является промежуточный шаг между Coppermine и Tualatin, с поддержкой системной логики с более низким напряжением, присутствующей на последнем, но мощность ядра в пределах ранее определенных спецификаций напряжения первого, поэтому он может работать на более старых системных платах.

Intel использовала новейшие медные мины FC-PGA2 со степпингом cD0 и модифицировала их так, чтобы они работали с низковольтной системной шиной при 1,25 В AGTL и нормальном 1,5 В AGTL + уровни сигнала и автоматически определяет дифференциальную или несимметричную синхронизацию. Эта модификация сделала их совместимыми с платами Socket 370 последнего поколения, поддерживающими процессоры Tualatin, при сохранении совместимости со старыми платами Socket 370. Coppermine-T также имел возможности двусторонней симметричной многопроцессорной обработки, но только на платах Tualatin.

Их можно отличить от процессоров Tualatin по номерам деталей, которые включают цифры «80533», например 1133 МГц SL5QK P / N - RK80533PZ006256, а SL5QJ 1000 МГц P / N - RK80533PZ001256.

Tualatin

A 1.13 GHz FC-PGA2 Tualatin-256 Intel Pentium III-T.

Третья ревизия, Tualatin (80530), была пробной версией нового 0,13 мкм процесса Intel. Pentium III на базе Tualatin выпускались с 2001 г. до начала 2002 г. с тактовой частотой 1,0, 1,13, 1,2, 1,26, 1,33 и 1,4 ГГц. Базовое сжатие Coppermine, не было добавлено никаких новых функций, 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 FSB пропускная способность (частота FSB все еще оставалась 133 МГц). Выпускались варианты с кэш-памятью L2 256 и 512 КБ, последний получил название Pentium III-S; этот вариант был в основном предназначен для серверов с низким энергопотреблением, а также имел исключительно поддержку SMP в линейке Tualatin.

Хотя обозначение Socket 370 было сохранено, использование сигналов 1,25 AGTL вместо 1,5 В AGTL + сделало предыдущие материнские платы несовместимыми. Эта путаница распространилась и на названия чипсетов, где только B-степпинг чипсета i815 был совместим с процессорами Tualatin. Новое руководство по VRM было также разработано Intel, версия 8.5, которое требовало более точных шагов напряжения и дебютной линии нагрузки Vcore (вместо фиксированного напряжения независимо от тока на 8.4). Некоторые производители материнских плат отмечали изменения синими разъемами (вместо белых) и часто 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 подходил для этой роли.) на следующие два года. Чип обеспечивает 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 хорошие результаты в некоторых приложениях по сравнению с самым быстрым 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, и единственный официально поддерживаемый Intel набор микросхем для Tualatins, i815, мог обрабатывать только 512 МБ ОЗУ, в отличие от 1 ГБ зарегистрированной ОЗУ со старым несовместимым набором микросхем 440BX. Тем не менее, сообщество энтузиастов нашло способ запускать Tualatins на широко распространенных в то время платах на базе чипсетов 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 встроенному металлическому теплораспределителю (IHS), закрепленному на верхней части корпуса. Однако самые последние модели Coppermine Pentium III также имели IHS - интегрированный теплоотвод на самом деле отличает корпус FC-PGA2 от FC-PGA - оба предназначены для материнских плат Socket 370.

До добавления теплораспределителя иногда было трудно установить радиатор на Pentium III. Нужно было быть осторожным, чтобы не прикладывать силу к ядру под углом, потому что это может привести к растрескиванию краев и углов ядра и может разрушить ЦП. Также иногда было трудно добиться плоского сопряжения поверхностей ЦП и радиатора, что является критически важным фактором для хорошей теплоотдачи. Это становилось все более сложной задачей с процессорами Socket 370 по сравнению с их предшественниками Slot 1 из-за силы, необходимой для установки кулера на базе сокета, и более узкого двустороннего механизма крепления (слот 1 имел 4- точечный монтаж). Таким образом, и поскольку 0,13 мкм Tualatin имел даже меньшую площадь поверхности ядра, чем 0,18 мкм Coppermine, Intel установила металлический радиатор на Tualatin и все будущие настольные процессоры.

Ядро Tualatin было названо в честь Tualatin Valley и Tualatin River в Oregon, где Intel имеет крупные производственные и конструкторские мощности.

Реализация SSE Pentium III
Слот 1 ЦП Pentium III, установленный на материнской плате

Поскольку Katmai был построен с использованием того же процесса 0,25 мкм, что и Pentium II «Deschutes», он должен был реализовать SSE используя как можно меньше кремния. Для достижения этой цели Intel реализовала 128-битную архитектуру путем двойного цикла существующих 64-битных путей данных и объединения модуля умножения SIMD-FP со скалярным умножителем FPU x87 в единый модуль. 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. Эта организация позволяет выдавать половину умножения SIMD и половину независимого сложения SIMD, возвращая пиковую пропускную способность к четырем операциям с плавающей запятой за цикл - по крайней мере, для кода с равномерным распределением умножений и сложений.

Проблема заключалась в том, что аппаратная реализация Katmai противоречила модели параллелизма, подразумеваемой набором инструкций SSE. Программисты столкнулись с дилеммой планирования кода: «Следует ли настраивать SSE-код для ограниченных ресурсов исполнения Katmai или его следует настраивать для будущего процессора с дополнительными ресурсами?» Оптимизация SSE для Katmai обеспечила наилучшую возможную производительность для семейства Pentium III, но была неоптимальной для Coppermine и последующих версий, а также для будущих процессоров Intel, таких как Pentium 4 и Core.

Основные характеристики

Katmai (0,25 мкм)

  • L1-Cache : 16 + 16 КБ (данные + инструкции)
  • L2-Cache : 512 КБ, внешние микросхемы на модуле ЦП при 50% скорости ЦП
  • MMX, SSE
  • Слот 1 (SECC, SECC2)
  • VCore : 2,0 В, ( 600 МГц: 2,05 В)
  • Тактовая частота: 450–600 МГц
    • 100 МГц FSB: 450, 500, 550, 600 МГц (У этих моделей нет буквы после скорости)
    • 133 МГц FSB: 533, 600 МГц

Coppermine (0,18 мкм)

  • L1-Cache: 16 + 16 KB (данные + инструкции)
  • L2-Cache: 256 KB, полная скорость
  • MMX, SSE
  • Слот 1 (SECC2), Socket 370 (FC-PGA, FC-PGA2)
  • Передняя шина : 100, 133 МГц
  • Ядро: 1,6 В, 1,65 В, 1,70 В, 1,75 В
  • Первая версия: 25 октября 1999 г.
  • Тактовая частота: 500–1133 МГц
    • 100 МГц FSB: 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 1000, 1100 МГц (E-модели)
    • 133 МГц FSB: 533, 600, 667, 733, 800, 866, 933, 1000, 1133 МГц (модели EB)

Coppermine T (0,18 мкм)

  • L1-кэш: 16 + 16 КБ (данные + инструкции)
  • L2-кэш: 256 КБ, полная скорость
  • MMX, SSE
  • Socket 370 (FC-PGA, FC-PGA2)
  • Передняя шина : 133 МГц
  • VCore: 1,75 В
  • Первый выпуск: август 2000 г.
  • Тактовая частота: 800–1133 МГц
    • 133 МГц FSB: 800, 866, 933, 1000, 1133 МГц

Туалатин (0,13 мкм)

  • L1-Cache: 16 + 16 KB (данные + инструкции)
  • L2-Cache: 256 или 512 КБ, полная скорость
  • MMX, SSE, аппаратная предварительная выборка
  • Socket 370 (FC-PGA2)
  • Фронтальная шина : 133 МГц
  • VCore: 1,45, 1,475 В
  • Первый выпуск: 2001
  • Тактовая частота: 1000–1400 МГц
    • Pentium III (256 КБ L2-кэш): 1000, 1133, 1200, 1333, 1400 МГц
    • Pentium III-S (512 КБ L2-кэш): 1133, 1266, 1400 МГц
Споры о проблемах конфиденциальности

Pentium III был первый процессор x86, содержащий уникальный извлекаемый идентификационный номер, называемый PSN (серийный номер процессора). PSN Pentium III может быть прочитан программным обеспечением с помощью инструкции CPUID, если эта функция не была отключена с помощью BIOS.

29 ноября 1999 г., Science and Technology Options Assessment (STOA) Группа Европейского парламента после своего доклада о методах электронного наблюдения попросила членов парламентского комитета рассмотреть правовые меры, которые «предотвратят установку этих микросхем в компьютеры европейских граждан».

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

В значительной степени эквивалентная функция, PPIN (Идентификационный номер защищенного процессора)) был позже добавлен в процессоры x86 без особого внимания общественности, начиная с архитектуры Intel Ivy Bridge и совместимых процессоров AMD Zen 2. Он реализован в виде набора регистров для конкретной модели и полезен для обработки.

Pentium III RNG (генератор случайных чисел)

Новая функция была добавлена ​​в Pentium III: аппаратный генератор случайных чисел. Это было описано как «несколько генераторов объединяют свои выходные сигналы, и эта нечетная форма сигнала дискретизируется асинхронно». Эти числа, однако, были только 32-битными, в то время как экспортный контроль был на 56-битном и выше, поэтому они не были современными.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки

Таблицы данных Intel

Последняя правка сделана 2021-06-01 08:37:38
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте