P6 (микроархитектура)

P6

Общая информация
Запущен	1 ноября 1995 г. ; 25 лет назад ( 1 ноября 1995 г.)
Представление
Максимум. Тактовая частота процессора	От 233 МГц до 1,40 ГГц
Скорость FSB	От 66 МГц до 133 МГц
Кэш
Кэш L1	Pentium Pro: 16 КБ на ядро ​​(8 КБ кэш-памяти I + 8 КБ кэш-памяти D) Pentium II / 3: 32 КБ (16 КБ кэш-памяти I + 16 КБ кэш-памяти D)
Кэш L2	От 128 КБ до 512 КБ от 256 КБ до 2048 КБ (Xeon)
Архитектура и классификация
Архитектура	P6 x86
инструкции	x86
Расширения
Физические характеристики
Транзисторы
Ядра
Розетки)
Продукты, модели, варианты
Модель (ы)
Вариант (ы)
История
Предшественник	P5
Преемник	NetBurst, Intel Core

P6 микроархитектуры является шестым поколение Intel x86 микроархитектуры, реализована Pro Pentium микропроцессора, который был введен в ноябре 1995 года часто называют i686. На смену ей пришла микроархитектура NetBurst в 2000 году, но в конечном итоге она была возрождена в линейке микропроцессоров Pentium M. Преемником варианта Pentium M микроархитектуры P6 является микроархитектура Core, которая, в свою очередь, также является производной от микроархитектуры P6.

• 1 От Pentium Pro к Pentium III
  • 1.1 чипы на базе P6
• 2 P6 Вариант Pentium M
  • 2.1 Баниас / Дотанский вариант
• 3 P6 вариант Enhanced Pentium M
  • 3.1 Вариант Йоны
• 4 Дорожная карта
  • 4.1 Преемник
• 5 См. Также
• 6 Ссылки

Ядро P6 было микропроцессором Intel шестого поколения в линейке x86. Первой реализацией ядра P6 был процессор Pentium Pro в 1995 году, непосредственный преемник оригинального дизайна Pentium (P5).

Процессоры P6 динамически преобразуют инструкции IA-32 в последовательности буферизованных микроопераций, подобных RISC, а затем анализируют и переупорядочивают микрооперации, чтобы обнаруживать параллелизируемые операции, которые могут быть переданы более чем одному исполнительному устройству одновременно. Pentium Pro был не первым чипом x86, в котором использовалась эта технология - NexGen Nx586, представленный в 1994 году, также использовал его, - но это был первый чип Intel x86, который использовал эту технологию.

Некоторые методы, впервые использованные в пространстве x86 в ядре P6, включают:

• Спекулятивное исполнение и завершение вне очереди (Intel называет это «динамическим исполнением»), что потребовало новых списанных модулей в ядре исполнения. Это уменьшило количество остановок конвейера и частично позволило увеличить скорость Pentium Pro и последующих поколений процессоров.
• Superpipelining, который увеличился с 5-ступенчатого конвейера Pentium до 14 Pentium Pro и ранней модели Pentium III (Coppermine), и в конечном итоге превратился в менее чем 10-ступенчатый конвейер Pentium M для рынка встроенных и мобильных устройств из-за неэффективности энергопотребления. и проблемы с более высоким напряжением, которые возникли в предшественнике, а затем снова удлинение 10–12-ступенчатого конвейера до Core 2 из-за трудностей, связанных с увеличением тактовой частоты при улучшении процесса изготовления, может каким-то образом свести на нет некоторое негативное влияние более высокого энергопотребления на более глубокая конструкция трубопровода.
• PAE и более широкая 36-битная адресная шина для поддержки 64 ГБ физической памяти (линейное адресное пространство процесса по-прежнему было ограничено 4 ГБ).
• Переименование регистров, что позволило более эффективно выполнять несколько инструкций в конвейере.
• Инструкции CMOV активно используются при оптимизации компилятора.
• Другие новые инструкции: FCMOV, FCOMI / FCOMIP / FUCOMI / FUCOMIP, RDPMC, UD2.
• Новые инструкции в ядре Pentium II Deschutes: MMX, FXSAVE, FXRSTOR.
• Новые инструкции в Pentium III: SSE.

Архитектура P6 просуществовала три поколения от Pentium Pro до Pentium III и была широко известна низким энергопотреблением, превосходной производительностью целых чисел и относительно высоким числом инструкций за цикл (IPC). На смену линейке процессорных ядер P6 пришла архитектура NetBurst (P68), которая появилась с появлением Pentium 4. Это был совершенно другой дизайн, основанный на использовании очень длинных конвейеров, которые способствовали высокой тактовой частоте за счет более низкого IPC и более высокого энергопотребления.

Чипы на базе P6

• Celeron (варианты Covington / Mendocino / Coppermine / Tualatin)
• Pentium Pro
• Pentium II Overdrive (чип Pentium II в 387-контактном Socket 8 )
• Pentium II
• Pentium II Xeon
• Pentium III
• Pentium III Xeon

Основная статья: Pentium M

P6 Pentium M

Общая информация
Запущен	12 марта 2003 г.
Представление
Максимум. Тактовая частота процессора	От 600 МГц до 2,26 ГГц
Скорость FSB	От 400 МТ / с до 533 МТ / с
Кэш
Кэш L1	64 КБ (32 КБ кэш-памяти + 32 КБ кэш-памяти D)
Кэш L2	От 512 КБ до 2048 КБ
Архитектура и классификация
Архитектура	P6 x86
инструкции	MMX
Расширения
Физические характеристики
Транзисторы
Розетки)
Продукты, модели, варианты
Модель (ы)
История
Предшественник	NetBurst
Преемник	Улучшенный Pentium M

После выпуска Pentium 4-M и Mobile Pentium 4 быстро стало понятно, что новые мобильные процессоры NetBurst не идеальны для мобильных вычислений. Процессоры на базе Netburst были просто не такими эффективными в расчете на такт или ватт по сравнению с их предшественниками P6. Мобильные процессоры Pentium 4 работали намного горячее процессоров Pentium III-M и не давали значительных преимуществ в производительности. Его неэффективность сказалась не только на сложности системы охлаждения, но и на крайне важном времени автономной работы.

Понимая, что их новая микроархитектура - не лучший выбор для мобильного пространства, Intel вернулась к чертежной доске, чтобы разработать дизайн, который оптимально подходил бы для этого сегмента рынка. Результатом стал модернизированный дизайн P6 под названием Pentium M :

Обзор дизайна

• Фронтальный автобус с четырьмя насосами. С начальным ядром Banias Intel применила системную шину 400  МТ / с, которая впервые использовалась в Pentium 4. Ядро Dothan перешло на системную шину 533 МТ / с, вслед за развитием Pentium 4.
• Кэш большего размера L1 / L2. Кэш L1 увеличился с 32 КБ у предшественника до 64 КБ во всех моделях. Первоначально 1 МБ кэш-памяти L2 в ядре Banias, затем 2 МБ в ядре Dothan. Активация динамического кеша селектором квадрантов из состояний сна.
• SSE2 Streaming SIMD (Single Instruction, Multiple Data) Extensions 2 support.
• Усовершенствованный 10- или 12-ступенчатый конвейер команд, который позволяет увеличить тактовую частоту без увеличения длины конвейера, уменьшенного с 14 ступеней на Pentium Pro / II / III.
• Выделенное управление стеком регистров.
• Добавление глобальной истории, косвенного предсказания и предсказания цикла в таблицу предсказания ветвлений. Удаление местного предсказания.
• Micro-ops Слияние определенных подинструкций, опосредованное блоками декодирования. Команды x86 могут привести к меньшему количеству микроопераций RISC и, следовательно, потребовать меньшего количества циклов процессора для выполнения.

Pentium M был самым энергоэффективным процессором x86 для ноутбуков в течение нескольких лет, потребляя максимум 27 Вт при максимальной нагрузке и 4-5 Вт в режиме ожидания. Повышение эффективности обработки, вызванное его модернизацией, позволило ему конкурировать с Mobile Pentium 4 с тактовой частотой более чем на 1 ГГц (самый быстрый мобильный Pentium 4 по сравнению с самым быстрым Pentium M) и оснащенным гораздо большей памятью и пропускной способностью шины. Первые процессоры семейства Pentium M (Banias) внутренне поддерживают PAE, но не показывают флаг поддержки PAE в своей информации CPUID; это приводит к тому, что некоторые операционные системы (в первую очередь дистрибутивы Linux) отказываются загружаться на таких процессорах, поскольку их ядра требуют поддержки PAE.

Баниас / Дотанский вариант

• Celeron M (варианты Banias / Shelton / Dothan)
• Pentium M
• A100 / A110
• EP80579
• CE 3100

Основная статья: Йонах (микропроцессор)

P6 Enhanced Pentium M

Общая информация
Запущен	2006 г.
Представление
Максимум. Тактовая частота процессора	От 1,06 ГГц до 2,33 ГГц
Скорость FSB	От 533 МТ / с до 667 МТ / с
Кэш
Кэш L1	64 КБ
Кэш L2	От 1 МБ до 2 МБ 2 МБ (Xeon)
Архитектура и классификация
Архитектура	P6 x86
инструкции	MMX
Расширения
Физические характеристики
Транзисторы
Розетки)
Продукты, модели, варианты
Модель (ы)
История
Предшественник	Pentium M
Преемник	Intel Core

Процессор Yonah был запущен в январе 2006 года под брендом Core. Одно- и двухъядерные мобильные версии продавались под брендами Core Solo, Core Duo и Pentium Dual-Core, а серверная версия была выпущена как Xeon LV. Эти процессоры частично решили некоторые недостатки Pentium M, добавив:

• Поддержка SSE3
• Одно- и двухъядерные технологии с 2 МБ общей кэш-памяти второго уровня (реструктуризация организации процессора)
• Увеличена скорость FSB, при этом частота FSB составляет 533 или 667 МТ / с.
• 12-этапный конвейер команд.

Это привело к промежуточной микроархитектуре для низковольтных процессоров, которая находится между P6 и следующей микроархитектурой Core.

Вариант Йоны

• Celeron M 400 серии
• Core Solo / Duo
• Двухъядерный процессор Pentium T2060 / T2080 / T2130
• Xeon LV / ULV (Соссаман)

Основная статья: Intel Tick-Tock

Преемник

Основная статья: Intel Core (микроархитектура)

27 июля 2006 года была запущена микроархитектура Core, производная от P6, в форме процессора Core 2. Впоследствии было выпущено больше процессоров с микроархитектурой Core под торговыми марками Core 2, Xeon, Pentium и Celeron. Ядро микроархитектура является последней строкой основного процессора Intel, использовать FSB, со всеми более поздними процессорами Intel на базе Nehalem и более позднего Intel микроархитектуры отличая интегрированный контроллер памяти и QPI или DMI шину для связи с остальной частью системы. Улучшения по сравнению с процессорами Intel Core:

• 14-ступенчатый конвейер команд, обеспечивающий более высокие тактовые частоты.
• Поддержка SSE4.1 для всех моделей Core 2, изготовленных с использованием литографии 45 нм.
• Поддержка 64-битной архитектуры x86-64, которая ранее предлагалась только процессорами Prescott, последним архитектурным пакетом Pentium 4.
• Увеличена скорость FSB с 533 до 1600 МТ / с.
• Увеличенный размер кэша L2, при этом размер кэша L2 составляет от 1 МБ до 12 МБ (процессоры Core 2 Duo используют общий кэш L2, а процессоры Core 2 Quad, имеющие половину общего кеша, совместно используются каждой парой ядер).
• Dynamic Front Side Bus Throttling (некоторые мобильные модели), при котором скорость FSB снижена вдвое, что, в свою очередь, снижает скорость процессора вдвое. Таким образом, процессор переходит в режим низкого энергопотребления, называемый режимом сверхнизкой частоты, который помогает продлить срок службы батареи.
• Технология динамического ускорения для некоторых мобильных процессоров Core 2 Duo и технология Dual Dynamic Acceleration для мобильных процессоров Core 2 Quad. Технология динамического ускорения позволяет ЦП разгонять одно ядро ​​процессора при выключении другого. В технологии Dual Dynamic Acceleration два ядра деактивированы, а два ядра разогнаны. Эта функция активируется, когда приложение использует только одно ядро ​​для Core 2 Duo или до двух ядер для Core 2 Quad. Разгон осуществляется увеличением множителя тактовой частоты на 1.

Хотя все эти чипы технически являются производными от Pentium Pro, с момента своего создания архитектура претерпела несколько радикальных изменений.

• Список микроархитектур ЦП Intel