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奔腾 (初代しょだい)

维基百科ひゃっか自由じゆうてき百科ひゃっかぜん
重定しげさだこうTillamook
Pentium
產品さんぴん1993ねん3がつ22にちいたり2000ねん2がつ15にち[1][需要じゅよう較佳らいげん]
いちきゅうかい16–32 KiB
CPU插座
上代じょうだい產品さんぴんIntel 80486
つぎにん產品さんぴんP6, Pentium II

奔腾またたたえi586これIntel于1993ねん3がつ22にち推出てきほろ处理奔腾系列けいれつひんぱいなかてきだいいち款CPU。[2][3][4][5]它是あずか80486けんようてき指令しれいしゅうただし它是いち种全しんてき非常ひじょう不同ふどうてきほろ构设计。 P5 奔腾だいいちちょう标量x86ほろ构,也是世界せかいじょうだい一个量产的超标量微处理器。它包括ほうかつそう整数せいすうかんどうさらこころよてき浮点单元さら宽的かずすえ总线、单独てきだい码和かずすえ缓存以及许多其他わざ术和こうのう,以提高性能こうせいのう增强ぞうきょう安全あんぜんせい

它被认为 8086 けんよう处理系列けいれつちゅうてきだいだい主要しゅよう产品,其代ごうほろしょうP5あずか奔腾以来いらいえいとく尔的所有しょゆうしん处理いち样,P5添加てんかりょう一些新指令以增强特定类型工作负载的性能。

奔腾だい一个为类似于大型 IBM 大型おおがた计算つくえてき处理提供ていきょう强大きょうだいかたけん支持しじてき Intel x86处理。这种しん能力のうりょくざいまえてきx86处理だい竞争对手てき处理ちゅう存在そんざいてき。 为了发挥其最大さいだいせんりょく,必须优化编译利用りようしんてきちょう标量そう流水りゅうすい线和需要じゅようおもしん编译てき应用ほどじょ提供ていきょうてき指令しれい级并ぎょうせいえいとく尔花费大りょう精力せいりょく资源あずか开发工具こうぐきょう应商,主要しゅようてき独立どくりつ软件きょう应商(ISV) 操作そうさけい(OS) 公司こうし合作がっさくざい产品发布ぜん针对奔腾优化们的产品。

1996 ねん 10 がつ,推出りょう类似てき奔腾MMX [6]さいようMMX 指令しれいしゅう、拥有さらだいてき缓存其他一些增强功能补充了相同的基本微架构。

えいとく尔奔腾 A80501 66 MHz SX950 しんへん

竞争对手包括ほうかつたく罗拉 68040 、たく罗拉 68060 、PowerPC 601 ,以及SPARCMIPSAlpha系列けいれつ,其中だい多数たすうゆう时也使用しようちょう标量ゆうじょそう指令しれい流水りゅうすい线配置はいち

えいとく尔在 2000 年初ねんしょ停止ていしりょう P5 奔腾 处理 1997 ねん奔腾 II发布以来いらいさく为更便宜べんぎてき产品销售),转而使用しようCeleron处理

开发

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P5 ほろ构是よし曾经设计386486てきSanta Clara团队设计てき[7]设计工作こうさくはじめ于1989ねん[8]团队决定使用しよう具有ぐゆうへんじょう缓存、浮点ぶんささえ预测てきちょう标量构。初步しょほ设计于1990ねん成功せいこう拟,ずいきさき设计りょうぬのきょくいたりょう这个时候,这个团队やめ经有几じゅうめい工程こうてい师了。该设计于 1992ねん4がつりゅうへん(转移いた硅片じょう),此时 beta 测试开始。 [9]いた1992ねん年中ねんじゅう,P5 团队やめゆう 200 めい工程こうてい师。 [10]えいとく尔最はつ计划于1992ねん6がつざいPC Expo贸易てんじょう展示てんじ P5,并于1992ねん9がつ正式せいしき宣布せんぷ该处[11]ただし设计问题はさま使えんじしめせ取消とりけししんへんてき正式せいしき推出也被推迟ちょくいた1993ねんはるてん[12] [13]

最初さいしょ 386 てき首席しゅせき设计师约翰·かつ福德ふくとく ( John H. Crawford ) あずか管理かんり构团队的から纳德·おもね尔珀とく (Donald Alpert) 共同きょうどう管理かんりりょう P5 てき设计[14] 。 Dror Avnon 管理かんりりょう FPU てき设计。 [15] Vinod K. Dham P5计划てき总经[16]

えいとく尔的Larrabee多核たかく构项使用しようげん P5(P54C) てき处理ないかく,并通过使用しよう线程64 指令しれい 16 宽りょう处理单元进行りょう增强ぞうきょう[17]早期そうきAtom处理ないかくちゅうさいようてきえいとく尔低こう耗Bonnell ほろ构也使用しよう类似于 P5 てきゆうじょそう流水りゅうすい线。 [18]

いん数字すうじ不能ふのうちゅうさつしょう所以ゆえんえいとく尔将此系列けいれつ命名めいめい为奔腾而80586 [19]

对 i486 てきあらため

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P5 ほろ构比まえてき i486 构带らいりょう几个重要じゅうようてき进步。

  • 性能せいのう
    • ちょう标量构——奔腾ゆう两条すうすえみち流水りゅうすい线),ざい多情たじょう况下まこと许它ざいまい个时钟周完成かんせい两条指令しれい主管しゅかん(U)以处にんなん指令しれい,而另いち个(V)以处さいつね见的简单指令しれいいち[谁?]せい指令しれいしゅう计算つくえ(RISC) てき支持しじしゃ认为,“复杂てき”x86 指令しれいしゅう可能かのうなが远不かいどおり过紧みつ流水りゅうすい线的ほろ实现,さら不用ふよう说双流水りゅうすい线设计了。ただし486奔腾 证明りょう这确实是可能かのうぎょうてき
    • 64 外部がいぶすうすえ总线使每次まいじないそん访问时可能かのう读取あるうつしいれてきしんいきりょうこぼしばいいん此奔腾加载其だい码缓そんてき速度そくど 80486 かい;它还まこと许更かい访问そん储 64 80 x87 FPUかずすえ
    • さらこころよてき浮点单元。一些指令显示出巨大的改进,ゆう其是 FMUL,其吞吐量 80486 FPU だか 15 ばい。 奔腾还能够与普通ふつうさん术或载/そん储)FPU 指令しれい并行执行 FXCH ST(x) 指令しれい
    • あずか 80486 そう,四输入地址加法器使奔腾能够进一步减少地址计算延迟。奔腾以在单个周期しゅうきない计算だんもと+もとよせそん+缩放よせそん+たてそくへんうつりりょうてきぜん寻址しき; 而486ただゆう一个三输入地址加法器,いん此必须在两个周期しゅうき间进ぎょう此类计算。
    • ほろ使用しよう两条流水りゅうすい线来启用动重复指れいれい如REP MOVSWごと个时钟周执行いち迭代,而80486每次まいじ迭代需要じゅようさん个时钟(最早もはやてき x86 しんへんあきら显多于 486)。此外,ざいかい码阶だん优化对第一个微码字的访问有助于使几个频繁的指令执行得更快,ゆう其是ざい它们さいつね见的形式けいしき典型てんけいじょう况下。れいゆう:(486→奔腾,时钟周期しゅうき):CALL(3→1),RET(5→2),うつり/旋转(2-3→1)。
    • さらかい完全かんぜんもと于硬けんてき乘法じょうほう使 MUL IMUL とう指令しれい 80486 かい几倍(且更预测);对于 32 操作そうさすう,执行时间从 13 いた 42 个时钟周减少りょういた 10-11 个。
    • ぶんささえ预测
  • 其他とくてん
    • つう过引にゅうもと于处てき调试はしこう增强ぞうきょうりょう调试こうのう(请参阅《开发じん员手さつだい 1 かんちゅうてき奔腾处理调试)。
    • 增强ぞうきょうてき检功のうれい如 L1 缓存奇偶きぐうこう验检查(まいり见开发人员手さつだい 1 かんちゅうてき缓存结构)。
    • しん指令しれい:CPUID、CMPXCHG8B、RDTSC、RDMSR、WRMSR、RSM。
    • 测试よせそん TR0-TR7 访问它们てき MOV 指令しれい取消とりけし
  • きさきらいてき奔腾MMX添加てんかりょうMMX 指令しれいしゅう,这是いち基本きほんてき整数せいすう单指れい多数たすうすえ( SIMD ) 指令しれいしゅう扩展,よう媒体ばいたい应用ほどじょ。 MMX 不能ふのうあずかx87 FPU 指令しれいどう使用しよういん为寄そん重用じゅうよう(以允许快そく上下じょうげぶんきり换)。さら重要じゅうようてきあらため进是指令しれいすうすえ缓存大小だいしょうこぼしりょういちばん,以及为了获得さらこのみてき性能せいのう而做てき一些微架构更改。

奔腾每秒まいびょう执行ちょう过 1 亿条指令しれい(MIPS), [20]75MHz 模型もけいざいぼう些基じゅん测试ちゅうのう够达到 126.5 MIPS。 [21]ざい普通ふつうもとじゅん测试ちゅう,奔腾构的ごと个时钟周通常つうじょう提供ていきょうりゃくてい于 486 处理性能せいのうてき两倍。さいかいてき 80486 けん使用しようりゃくゆうあらため进的ほろ构和100MHz操作そうさ)几乎あずかだいいちだい 奔腾いち样强だい,而AMD Am5x86ざい纯 ALU 性能せいのう方面ほうめんあずか 奔腾 75 だい相当そうとう

部分ぶぶん60-100MHzてき早期そうき版本はんぽんP5奔腾处理ざい浮点单元ちゅう存在そんざい问题,导致ぼう些除ほう运算てき结果不正ふせい确(ただし此问题可预测)。这个漏ほらよしどるよし亚州りん堡学いんてき Thomas Nicely きょう授于 1994 ねん发现てき,它被广泛しょう奔腾 FDIV ほら,并让えいとく尔颜めん扫地,该公司こうしずいきさき启动りょう一个换货计划来更换有故障的处理器。

1997 ねん,发现りょう另一个错误,它可能かのうまこと许恶ほどじょざいぼつゆうにんなん特殊とくしゅ权限てきじょう况下使けい统崩溃,そく“ F00F 错误”。所有しょゆう P5 系列けいれつ处理受到りょうかげ响,并且ぼつゆう发布にんなにやめおさむ复此问题てきP5处理ただし现代操作そうさけい统已经修补了此错误。

核心かくしんきさき续产ひん

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奔腾えいとく尔在 1990 年代ねんだい中期ちゅうきよう于个じん计算つくえてき主要しゅようほろ处理原始げんし设计ざい更新こうしんてき处理中重なかしげしん实现,并添加てんかりょうしんこうのう保持ほじ其竞そうりょく,并针对便携式计算つくえとう特定とくてい场推りょう其他变体。よし此,P5ほろ体系たいけい结构ゆう几种变体。

P54C

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えいとく尔奔腾微

だい一个奔腾微处理器内核的代号为“P5”。它的产品だい码是80501。80501ゆう两个版本はんぽん指定してい运行ざいかく60ちょう赫和66MHz,みな使用しようSocket 4 。 奔腾 てきだい一个实现使用传统的 5 ふく电源(みなもと通常つうじょうてきあきらからだかん-あきらからだかん逻辑(TTL) けんようせい要求ようきゅう)。它包含ほうがん 310 まん个晶からだかん,测得 16.7毫米じょう 17.6mm,めん积为 293.92毫米2[22]使用しよう0.8μみゅーmそう极互补金属きんぞく氧化ぶつはん导体 ( BiCMOS ) こう艺。 [23]あずかずいきさき紧跟てきがたごうしょう,80851てき5ふく设计导致其工作こうさく频率てきのう耗相对较だか

えいとく尔奔腾 P54C しんへん

1994 ねん P5てききさき续型ごうてき P54C (80502),其版ほん指定してい为各版本はんぽんざい75、90 ある 100MHz运行,使用しよう 3.3 ふく电源Socket 5 ,这是だいいち个在 3.3ふく电压运行てき奔腾处理くだていりょうのう耗,ただし需要じゅようざいあるじばんじょう进行电压调节。あずか时钟频率较高てき 486 处理いち样,它使用しよう内部ないぶ时钟ばい频器,让内电路以比外部がいぶすうすえ总线さらだかてき频率工作こうさくただしよし物理ぶつりげんせい,其调节外频率さら复杂かずあさ烦。它还まこと许双こう处理,并具有ぐゆう集成しゅうせいてき本地ほんじ APICしんてき电源管理かんりこうのう。它包含ほうがん 330 まん个晶からだかんめん积163个平かた毫米。 [24]使用しようBiCMOS せいほどせいづくり

P54CQS

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1995 年初ねんしょ,P54Cてきてききさき续产ひん P54CQS,其运ぎょう速度そくど为 120MH。它使用しよう0.35μみゅーmBiCMOS こう艺,だいいち个以 0.35ほろべいこう艺制づくりてきP5处理[24]它的あきらからだかん数量すうりょうあずか P54C あいどうつきかんこう艺较しんただし它的しん片面かためん积也しょうどうしんへん使用しよう引线键合连接いたふうそう,仅允许沿しんへん边缘连接。よし为导线的长度有限ゆうげんせい,而且しんへんてき边缘かい远离ふうそうじょうてき焊盘,所以ゆえん较小てきしんへん需要じゅようおもしん设计ふうそう,。此问题解决方あん保持ほじしんへん尺寸しゃくすん变,保留ほりゅう现有てき焊盘环,ただ减小奔腾逻辑电路てき尺寸しゃくすん使つかい其能够实现更だかてき时钟频率。 [24]

P54CS

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P54CQS 紧随其后てき P54CS,它在 133、150、166 200MHz运行,并引にゅうりょうSocket 7 。它包含ほうがん 330 まん个晶からだかんしん片面かためん积为90 mm 2并以 0.35μみゅーm BiCMOS こう艺生产。

P24T

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よう486けい统的 P24T 奔腾OverDrive于 1995 ねん发布,于 3.3V 0.6μみゅーmせいほど使用しよう 63 ある 83 MHz时钟。よし于这些处使用しようSocket 2 / 3いん此必须进ぎょう一些修改以补偿 486 しゅいたてき 32 すうすえ总线较慢てきいた载 L2 缓存。よし此,们配备了32KBてきL1 缓存( P55C ぜん 奔腾 CPU てき两倍)。

P55C

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えいとく尔奔腾 MMX ほろ
奔腾 MMX 166 MHz

P55C(ある 80503)よし以色れつうみほういくわえいとく尔研发中心ちゅうしん开发。它以 さいようMMX科技かぎてき奔腾处理 てき名字みょうじ售(通常つうじょう简称为奔腾MMX );つきかん它基于 P5 ないかくただし具有ぐゆういち组新てき 57 じょう“MMX”指令しれいむねざいひさげだか媒体ばいたいにん务的性能せいのうれい如编码和解わかい数字すうじ媒体ばいたいすうすえ。 奔腾MMX系列けいれつ于 1996 ねん 10 がつ 22 にち宣布せんぷ,并于 1997 ねん 1 がつ发布。 [25]

しん指令しれい适用于新てきすうすえ类型:8 个 8 整数せいすうよん个 16 整数せいすう、两个 32 整数せいすうあるいち个 64 整数せいすうてき 64 压缩むこうりょうよし此,れい如,PADDUSB(Packed ADD Unsigned Saturated Byte)指令しれいはた两个むこうりょうしょうまい个向りょう包含ほうがんはち个 8 无符ごう整数せいすう,按元素げんそ计算;ごと溢出てき加法かほう都会とかい饱和,产生 255,这是以用一个字节表示的最大无符号值。这些相当そうとう专业てき指令しれい通常つうじょう需要じゅようほどじょ员进ぎょう特殊とくしゅ编码才能さいのう使用しよう。 

うちかくてき其他变化包括ほうかついち个 6 级管どうあずか P5 うえてき 5 个)一个返回堆栈(くびさきざい Cyrix 6x86 じょう完成かんせいさらこのみてき并行せいあらため进的指令しれいかい码器、16KB L1 すうすえ缓存 + 16KB L1 指令しれい缓存,两者ゆう 4关联せいあずか P5 じょう 2 てき 8KB L1 すうすえ/指令しれいしょう),4 个写にゅう缓冲现在よしにんいちかんどう使用しよう与一よいち个对应于 P5 うえてきまい个管どうかずあらため进的ぶんささえ预测 奔腾 Pro, [26] [27]具有ぐゆう 512 个条目的もくてき缓冲あずか P5 うえてき 256 个相)。 [28]

包含ほうがん 450 まん个晶からだかんめん积为 140平方へいほう毫米 。[29]该过ほど具有ぐゆう四个互连级别。 [29]

虽然 P55C 仍然あずかSocket 7けんようただし为芯へんきょう电的电压要求ようきゅうあずか标准てき Socket 7 规格不同ふどうざい P55C 标准建立こんりゅうぜん为 Socket 7 せいづくりてきだい多数たすうしゅいた符合ふごう该 CPU 正常せいじょう运行しょ需的そう电压轨(2.8 ふく核心かくしん电压,3.3 ふく输入/输出(I/O) 电压)。えいとく尔通过 OverDrive ます级套けんかい决了这个问题,该套けんさいよう具有ぐゆう自己じこ电压调节こうのうてきない插器。

Tillamook

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奔腾 MMX 笔记ほん CPU 使用しようりょういち固定こてい CPU てきうつり动模块。该模块是いち印刷いんさつ电路ばん(PCB),CPU 以较しょうてき形式けいしき直接ちょくせつ连接いた其上。かたぎ块卡ざい笔记ほんぬしばんじょう通常つうじょうかいあんそういち热器并与接触せっしょくずい 0.25μみゅーm Tillamook Mobile Pentium MMX(以俄勒冈しゅうてきいち个城命名めいめいてき推出,该模块还添加てんかりょう430TXしんへん组以及系统的 512 KBせい态随つくえそんそん储器(SRAM) 高速こうそく缓存。

かたごう变体

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Pentium and Pentium with MMX Technology
だいごう P5 P54C P54C/P54CQS P54CS P55C Tillamook
产品だいごう 80501 80502 80503
せいほど (μみゅーm) 0.80 0.60 or 0.35* 0.35 0.35 (later 0.28) 0.25
しんへん大小だいしょう (mm2) 293.92 (16.7 x 17.6 mm) 148 @ 0,6 μみゅーm / 91 (later 83) @ 0,35 μみゅーm 91 (later 83) 141 @ 0,35 μみゅーm / 128 @ 0,28 μみゅーm 94.47 (9.06272 x 10.42416 mm)
あきらからだかん数量すうりょう (millions) 3.10 3.20 3.30 4.50
くち Socket 4 Socket 5/7 Socket 7
ふうそう CPGA/CPGA+IHS CPGA/CPGA+IHS/TCP* CPGA/TCP* CPGA/TCP* CPGA/PPGA PPGA TCP* CPGA/PPGA/TCP* PPGA/TCP* TCP/TCP on MMC-1
时钟速度そくど(MHz) 60 66 75 90 100 120 133 150 166 200 120* 133* 150* 166 200 233 166 200 233 266 300
总线速度そくど (MHz) 60 66 50 60 50 66 60 66 60 66 60 66 60 66
核心かくしん电压 5.0 5.15 3.3 2,9* 3.3 2.9* 3.3 3.1* 2.9* 3.3 3.1* 2.9* 3.3 3.1* 2.9* 3.3 3.1* 2.9* 3.3 3.3 2.2* 2.45* 2.45* 2.8 2.45* 2.8 2.8 1.9 1.8* 1.8* 1.8* 1.9 2.0* 2.0*
输入/输出电压 5.0 5.15 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
TDP (max. W) 14.6 (15.3) 16.0 (17.3) 8.0 (9.5) 6.0* (7.3*) 9.0 (10.6) 7.3* (8.8*) 10.1 (11.7) 8.0 at 0.6μみゅー* (9.8 at 0.6μみゅー*) 5.9 at 0.35μみゅー* (7.6 at 0.35μみゅー*) 12.8 (13.4) 7.1* (8.8*) 11.2 (12.2) 7.9* (9.8*) 11.6 (13.9) 10.0* (12.0*) 14.5 (15.3) 15.5 (16.6) 4.2* 7.8* (11.8*) 8.6* (12.7*) 13.1 (15.7) 9.0* (13.7*) 15.7 (18.9) 17.0 (21.5) 4.5 (7.4) 4.1* (5.4*) 5.0* (6.1*) 5.5* (7.0*) 7.6 (9.2) 7.6* (9.6*) 8.0*
推出时间 1993-03-22 1994-10-10 1994-03-07 1995-03-27 1995-06-12 1996-01-04 1996-06-10 1997-10-20 1997-05-19 1997-01-08 1997-06-02 1997-08 1998-01 1999-01
* An asterisk indicates that these were only available as Mobile Pentium or Mobile Pentium MMX chips for laptops.
さいよう MMX わざ术的 Pentium OverDrive
だいごう P54CTB
产品だいごう PODPMT60X150 PODPMT66X166 PODPMT60X180 PODPMT66X200
せいほど (μみゅーm) 0.35
くち Socket 5/7
ふうそう 带有热器、风扇稳压てきCPGA
时钟速度そくど (MHz) 125 150 166 150 180 200
总线速度そくど (MHz) 50 60 66 50 60 66
前代ぜんだい 奔腾75 奔腾90 奔腾 100 133 奔腾75 奔腾 90、120 150 奔腾 100、133 166
TDP (max. W) 15.6 15.6 15.6 18
电压 3.3 3.3 3.3 3.3
さいよう MMX わざ术的嵌入かんにゅうしき奔腾版本はんぽん
だいごう P55C Tillamook
产品だい FV8050366200 FV8050366233 FV80503CSM66166 GC80503CSM66166 GC80503CS166EXT FV80503CSM66266 GC80503CSM66266
こう尺寸しゃくすんほろべい 0.35 0.25
时钟速度そくど ( MHz ) 200 233 166 166 166 266 266
总线速度そくど ( MHz ) 66 66 66 66 66 66 66
ふうそう PPGA PPGA PPGA BGA BGA PPGA BGA
TDP (max. W) 15.7 17 4.5 4.1 4.1 7.6 7.6
电压 2.8 2.8 1.9 1.8 1.8 1.9 2.0

关联阅读

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竞争对手

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参考さんこう

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  2. ^ View Processors Chronologically by Date of Introduction, Intel, [August 14, 2007] 
  3. ^ Intel Pentium Processor Family, Intel, [August 14, 2007] 
  4. ^ View Processors Chronologically by Date of Introduction, Intel, [August 14, 2007], (原始げんし内容ないようそん档于2016-04-25) 
  5. ^ Intel Pentium Processor Family, Intel, [August 14, 2007], (原始げんし内容ないようそん档于2010-03-04) 
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えいとく尔数すえひょう

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えいとく尔手さつ

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这些かんかたしゅさつ提供ていきょうりょう奔腾处理及其特性とくせいてきがいじゅつ