Pentium II

Intel Pentium II (ryska Intel Pentium two ) - processor x86 - kompatibel mikroarkitektur Intel P6 , tillkännagav den 7 maj 1997 [1] . Pentium II-kärnan är en modifierad P6-kärna (används först i Pentium Pro-processorer ). Huvudskillnaderna från sin föregångare är cachen på första nivån ökad från 16 till 32 KB och närvaron av ett block av SIMD - instruktioner MMX (som dök upp lite tidigare i Pentium MMX ), förbättrad prestanda när man arbetar med 16-bitars applikationer. I system byggda på grundval av Pentium II-processorn har SDRAM-minne och AGP -bussen [2] funnit utbredd användning .

Allmän information

De flesta Pentium II-processorer kom i två pakettyper: SECC och SECC2 .

Pentium II i ett SECC-paket är en patron som innehåller ett processorkort ( " substrat ") med ett processorchip installerat på det, samt två eller fyra BSRAM- och tag-RAM- cachechips . En värmefördelande platta pressas mot processorchippet med hjälp av elastiska plattor och stift (en kylare är i sin tur installerad på den ). Processormarkeringen finns på kassetten. Processorn är utformad för att installeras i en 242-stifts slitsad Slot 1 -kontakt . L2-cachen körs på halva kärnklockan . Alla processorer baserade på Klamath-kärnan, tidiga modeller baserade på Deschutes-kärnan med frekvenser på 266-333 MHz, och några senare modeller baserade på denna kärna producerades i SECC-paketet.

Den största skillnaden mellan SECC2 och SECC är frånvaron av en värmefördelningsplatta. Kylaren som är installerad på processorn i SECC2-paketet kommer i direkt kontakt med processorkretsen. Några av de sena Pentium II-modellerna baserade på Deschutes-kärnan med frekvenser på 350-450 MHz producerades i SECC2-fallet.

Det finns också en Pentium II OverDrive-variant i ett PGA -paket (installerat i en Socket 8-socket ) med en fullhastighets L2-cache, designad för att ersätta Pentium Pro [2] [3] .

Modeller

De första Pentium II-processorerna (Klamath) designades för marknaden för stationära persondatorer och tillverkades med 350 nm-teknik. En vidareutveckling av den stationära Pentium II-familjen var 250 nm Deschutes-kärnan. Efter en tid släpptes Mobile Pentium II-processorer, designade för installation i bärbara datorer , och Xeon , fokuserade på högpresterande system och servrar. På basis av Deschutes-kärnan producerades även Celeron (Covington)-processorer, designade för användning i lågkostnadsdatorer. De var en Pentium II, utan en patron och en andra nivås cache. [2] [4]

Pentium II

Klamath-kärnan är en evolutionär fortsättning på P6-kärnan som Pentium Pro byggdes på . Cacheminnet för den första nivån ökades från 16 till 32 KB, ett block med SIMD - instruktioner MMX lades till, ändringar gjordes för att förbättra prestandan när man arbetade med 16-bitars kod. Processorn har förmågan att fungera i tvåprocessorsystem (till skillnad från Pentium Pro , som kan fungera i fyraprocessorsystem) [2] .

Den andra nivåns cache togs bort från processorpaketet, vilket resulterade i att tillverkningskostnaden för processorn reducerades avsevärt, eftersom detta gjorde det möjligt för Intel att inte tillverka cacheminneschips utan att köpa dem (BSRAM-chips tillverkade av Toshiba , SEC och NEC användes ). Cachen på 512 KB (fyra chips placerade på båda sidor av processorkortet) fungerade på halva kärnfrekvensen.

Processorn tillverkades enligt 350 nm-teknik, hade en kärnspänning på 2,8 V, genererade en stor mängd värme och hade ingen hög frekvenspotential [6] .

Alla processorer baserade på Klamath-kärnan producerades i en SECC- patron (helt sluten patron med en kylflänsplatta).

Den 26 januari 1998 tillkännagav Intel Pentium II-processorn, byggd på en ny kärna med kodnamnet Deschutes. Till skillnad från Klamath tillverkades processorer med Deschutes-kärnan med 250 nm-teknik, kärnspänningen reducerades till 2,0 V, vilket gjorde det möjligt att avsevärt minska värmeavledningen och höja den maximala frekvensstången till 450 MHz. De flesta revisions Bx-processorer kan arbeta vid frekvenser över 500 MHz.

512 KB L2-cachen fungerade fortfarande på halva kärnfrekvensen, men gjordes i form av två BSRAM-chips placerade på båda sidor av processorchippet. Enligt vissa rapporter kan detta leda till mindre prestandaförluster i förhållande till Klamath vid lika frekvenser. I de senaste versionerna av Pentium II-processorn och tidiga Pentium III-processorer ändrades placeringen av mikrokretsarna: mikrokretsarna var placerade ovanför varandra till höger om kristallen.

Tag-RAM har också genomgått förändringar: istället för Intel 82459AB-chippet, som hade en ganska hög värmeavledning, används 82459AC-chipsen (i version A0-processorer) och 82459AD. Den senare värms praktiskt taget inte upp och kan användas vid frekvenser över 500 MHz. Till en början var tag-RAM placerad på baksidan av kortet under chipet och flyttades sedan efter cacheminneschipsen [6] . Chips 82459AB och 82459AC kan cache upp till 512 MB RAM och 82459AD - upp till 4 GB. [7]

Tidiga processorer med Deschutes-kärnan, som Klamath, hade en patron av SECC- typ . Det var svårt att kyla cacheminnet i den här kassetten: kylflänsplattan rörde inte BSRAM-chipsen , så kylflänsplattan uppgraderades först (utsprång verkade tillåta kontakt med chipsen) och försvann sedan. Patronen utan kylflänsplatta fick namnet SECC2 [8] .

För att särskilja modeller som arbetar på samma frekvenser (266 och 300 MHz) men med olika kärnor, hade processorer byggda på Deschutes-kärnan bokstaven "A" lagt till i slutet av namnet. Tidiga processorer (med frekvenser på 266, 300, 333, 350 och 400 MHz) hade en formstorlek på 131 mm², med lanseringen av en ny version minskade formstorleken till 118 mm². Processorer med en frekvens på 350 MHz och högre arbetade med en extern frekvens på 100 MHz. Den modifierade Deschutes-kärnan, i vilken SSE -blocket dök upp , fick namnet Katmai och utgjorde grunden för nästa Intel-processor - Pentium III .

Pentium II OverDrive

OverDrive- seriens processorer har traditionellt utformats för att uppgradera tidigare generationssystem.

Pentium II OverDrive, som introducerades den 10 augusti 1998 , är designad för att uppgradera system baserade på Pentium Pro och är installerad i Socket 8-sockeln . Processorn är baserad på P6T-kärnan (modifierad Deschutes-kärna). Dess huvudsakliga skillnad från Deschutes är fullhastighets L2-cachen. Det fanns en enda Pentium II OverDrive som körde på 333 MHz (66 MHz buss) eller 300 MHz (60 MHz), beroende på moderkortet [9] .

Mobile Pentium II

Mobile Pentium II-processorer producerades baserade på Tonga- och Dixon-kärnorna. De kännetecknades av en reducerad matningsspänning , hade en liten värmeavledning , vilket gjorde det möjligt att använda dem i bärbara och bärbara datorer .

Processorer baserade på Tonga-kärnan släpptes från 2 april 1998 till 250 nm . teknologi i ett BGA-paket och installerat i en patron tillsammans med andra nivås cacheminneschip med en total volym på 512 KB .

Processorer baserade på Dixon-kärnan producerades vid 180 nm. teknologier och hade en integrerad andranivåcache på 256 KB [10] , som fungerade vid kärnfrekvensen. Dessa processorer hade ett BGA- eller mPGA-paket och kunde installeras antingen i en patron eller direkt på moderkortet [1] .

Marknadsposition och jämförelse med konkurrenter

Pentium II var Intels flaggskepp för stationära processorer från lanseringen i maj 1997 fram till introduktionen av Pentium III-processorn i februari 1999 . Parallellt med Pentium II fanns följande x86-processorer:

• Intel Pentium MMX . Den introducerades 4 månader före uppkomsten av Pentium II. Från Pentium II till introduktionen av de första Celeron-processorerna 1998 fungerade Pentium MMX som grunden för lågkostnadsdatorer.
• Intel Celeron . Avsedd för lågprismarknaden för stationära datorer. Ursprungligen var det en Pentium II, utan en andra nivås cache. Allvarligt underlägsen i de flesta uppgifter till både Pentium II och dess konkurrenter. Efter att familjen överförts till en ny kärna, Celeron, som fick 128Kb av en fullhastighets L2-cache, var i vissa uppgifter inte bara sämre än Pentium II, utan överträffade den också vid lika frekvenser på grund av en snabbare cache [4 ] [11] .
• AMD K6 . Den konkurrerade med Pentium MMX-processorn på lågprisprocessormarknaden.
• AMD K6-2 . Den konkurrerade med Pentium II- och Celeron-processorerna. Hade ett betydligt lägre pris än Pentium II. På kontoret applikationer och applikationer optimerade för 3DNow! överträffade Pentium II. På grund av den föråldrade FPU : n var den sämre än både Pentium II och Celeron när man arbetade med flyttal, vilket negativt påverkade först och främst prestanda i multimediaapplikationer och spel som inte var optimerade för 3DNow! [12] .
• Cyrix M-II . I kontorsapplikationer var Pentium II, Celeron och AMD K6-2 något sämre. I multimediaapplikationer och spel var eftersläpningen mer allvarlig. Den var populär som bas för kontorsdatorer på grund av dess låga kostnad (i termer av pris/prestandaförhållande var processorn en av de bästa i sin klass) [13] .
• IDT WinChip 2 . Designad för billiga datorer. Den konkurrerade med K6-2- och Celeron-processorerna. Den kostade lite mindre än K6-2, i prestanda i de flesta applikationer var den sämre än både K6-2 och Celeron [14] .
• Stig mP6 . Den utvecklades som en processor för bärbara datorer, hade en mycket låg strömförbrukning. På grund av den lilla storleken på första nivåns cache (16 KB) och bristen på stöd för 3DNow! sämre prestanda även än IDT WinChip 2-processorn [15] .

Specifikationer

Processor kärnrevisioner

Pentium II

Pentium II OverDrive

Mobile Pentium II

Processor mikrokod uppdatering

Firmware-uppdateringar är 2K-block med data som finns i systemets BIOS. Sådana block finns för varje revision av processorkärnan. Intel förser BIOS-tillverkare med de senaste mikrokodversionerna och placerar dem även i uppdateringsdatabasen . Det finns ett speciellt verktyg utvecklat av Intel som låter dig bestämma vilken processor du använder och lokalt ändra BIOS-koden för att stödja denna processor. Uppdateringen kan också göras genom att flasha en ny BIOS-version med stöd för den processor som krävs från moderkortstillverkaren [16] .

Fixade buggar

Processorn är en komplex mikroelektronisk enhet, som inte utesluter möjligheten att den fungerar felaktigt. Fel uppstår på designstadiet och kan åtgärdas genom att uppdatera mikrokoden [16] för processorn, eller genom att släppa en ny version av processorkärnan. 95 olika buggar hittades i Pentium II-processorer, varav 23 fixades [17] .

Nedan är buggarna fixade i olika versioner av Pentium II-processorkärnorna. Dessa buggar finns i alla kärnor som släpptes innan de fixades, med början i Klamath C0-kärnan, om inget annat anges.

Klamath C1

• Protokollfel vid arbete med cacheminne.
• Deadlocks uppstår när man hanterar IOQ (Input/Output Queue) djup 1 på system med dubbla processorer.
• Ett fel uppstod när FIST-satsen kördes med vissa ogiltiga data.

Deschutes A0

• Branch prediktionsfel vid arbete med MMX-instruktioner .
• Fel vid inställning av avstängningssignal när den högsta tillåtna temperaturen överskrids.
• Generering av ett oåterkalleligt fel vid paritetsöverträdelse i IFU.
• Generera ett allvarligt fel när data skiljer sig i ströminstruktionsbufferten och instruktionscachen.
• Crash när du arbetar med icke-cachad data efter inaktivering och återaktivering av personsökning.
• Fel i PMC-drift vid begäran av L2-cache.
• Att felaktigt kasta ett "överträdelse av användarlägesskydd"-undantaget istället för att ställa in "sidfel"-signalen.
• Inaktivera MCE för L2-cache när du tömmer cachen.
• Felaktig inställning av processorflaggor efter inaktivering av TLB på system med dubbla processorer.

Deschutes A1

• Korruption av information om tillståndet för data i cachen ( Deschutes A0 ).
• Kasta ett fatalt fel på en cachemiss ( Deschutes A0 ).

Deschutes B1

• Cache-ogiltigfördröjning under hårdvarusynkronisering i system med dubbla processorer.
• För tidig borttagning av en blockeringssignal under utförandet av en viss sekvens av transaktioner.
• FPU- undantagsgenereringsfördröjning .
• BIST (Built-in Self-Test) rapporterar framgång oavsett resultat ( Deschutes A0 ).
• Ingen avstängningssignal när den högsta tillåtna temperaturen överskrids. ( Deschutes A0 ).
• Minnesskrivfel under instruktionerna MOVD och MOVQ ( MMX ).
• Bussprotokollkonflikt när du arbetar med vissa styrkretsar.
• Fel vid arbete med inaktiverad MTRR ( Deschutes A0 ).

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 Implementering av IA-32: Intel P2 (inkl. Celeron och Xeon) Arkiverad från originalet den 27 september 2007.  (Engelsk)
2. ↑ 1 2 3 4 Sjätte generationens Intel-processorer . Datum för åtkomst: 22 mars 2009. Arkiverad från originalet den 4 april 2009. (obestämd)
3. ↑ Vad finns inuti en Pentium II-patron . Tillträdesdatum: 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 23 juni 2008. (obestämd)
4. ↑ 1 2 Celeron-processor . Hämtad 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 4 april 2013. (obestämd)
5. ↑ Kostnaden för processorer vid tidpunkten för tillkännagivandet i en sats på 1000 stycken anges.
   • Intel Desktop Pentium II-processor Arkiverad 1 november 2010 på Wayback Machine 
6. ↑ 1 2 Vanliga frågor om överklockning Pentium II 266, 300 MHz och högre . Hämtad 6 februari 2007. Arkiverad från originalet 27 augusti 2006. (obestämd)
7. ↑ Processorer - ― Spline . Hämtad 2 april 2018. Arkiverad från originalet 2 april 2018. (obestämd)
8. ↑ Öppna och färdigställande av kassetten för Intel Pentium II-processorn. . Hämtad 6 februari 2007. Arkiverad från originalet 29 september 2007. (obestämd)
9. ↑ Implementering av IA-32: Intel P6 Overdrive Arkiverad 20 maj 2011 på Wayback Machine 
10. ↑ Intel - Pentium II mobil Arkiverad 13 maj 2010.
11. ↑ Mendocino: Celeron 300A och 333-processorer . Hämtad 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 4 april 2013. (obestämd)
12. ↑ AMD K6-2-processor . Hämtad 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 7 juni 2008. (obestämd)
13. ↑ Cyrix M II sätter en ny stapel för datorer på nybörjarnivå . Datum för åtkomst: 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 24 september 2009. (obestämd)
14. ↑ Översikt över IDT Winchip 2 266-processorn . Tillträdesdatum: 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 22 augusti 2008. (obestämd)
15. ↑ Rese mP6 266-processorrecension . Datum för åtkomst: 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 22 juni 2008. (obestämd)
16. ↑ 1 2 Bugfixar i CPU:n . Tillträdesdatum: 22 mars 2009. Arkiverad från originalet 27 juni 2009. (obestämd)
17. ↑ Intel Corporation. Intel® Pentium® II-processorspecifikationsuppdatering  (engelska) (pdf)  (länk ej tillgänglig) (juli 2002). - s. 22-85. Hämtad 5 februari 2009. Arkiverad från originalet 24 augusti 2011.

Länkar

Officiell information

• Officiell databas över Pentium II-processorer  (engelska)
•  Dokumentation för Pentium II-processor
• Mobil Pentium II-dokumentation

Processorspecifikationer

• Specifikationer för Pentium II  -processorer
• Elektriska parametrar för processorer, i synnerhet Intel Pentium II  (engelska)
• Detaljerad lista över Pentium II-processorer med många bilder  (engelska)
•  Detaljerade processorspecifikationer

Beskrivning av processorers arkitektur och historia

• Utvecklingen av Pentium-processorer
• Historia om IA-32-arkitekturen och beskrivning av arkitekturen för P6-familjen av processorer
• Processortyper och specifikationer

Recensioner och tester

• Öppna och förfina kassetten i Intel Pentium II-processorn.
• Överklockning av en Pentium II
• De första experimenten med överklockning iPII 333MHz
• Hur man får Pentium II att köra på 100MHz FSB
• Jämförelse av system baserade på Super Socket-7 och Slot 1
• Resultaten av datortestning 1997-1998.

Diverse

•  TOP500 listar 1993 till idag
• Recensioner från Red Hill om processorer av olika generationer  (eng.)