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1、§2.4Pentium微處理器關(guān)于Pentium（奔騰）的命名按照80X86的邏輯，80486之后的下一個CPU名字應(yīng)是80586，但是Intel公司決定不再采用數(shù)字命名，原因是為了保護商標版權(quán)，所以Intel為了獲得新一代CPU的商標專利，將其取名為Pentium，它來源于希臘字“Pente”，其意思為5，現(xiàn)在人們習(xí)慣上也將Pentium叫做586，或稱作奔騰586，或稱P5（Pentium未正式命名前的稱呼）。1Pentium微處理器是1993年投入使用的，與80X86系列保持完全兼容。采用0.8微米的Bi-CMOS技術(shù)，使芯片集成度達到310萬個晶體管。全部引
2、腳被封裝在一個大型的237針PGA中。時鐘頻率有60MHz、66MHz、75MHz、90MHz、100MHz、120MHz、133MHz、150MHz及166MHz等多種，其中Pentium-66的運算速度為112MIPS。業(yè)內(nèi)人士認為Pentium是一個劃時代的微處理器，它的性能已超過了原有的工作站及超級小型機。21．采用超標量雙流水線結(jié)構(gòu)超標量流水線設(shè)計是Pentium微處理器技術(shù)的核心。所謂超標量就是處理器內(nèi)部含有多個執(zhí)行單元來完成多條指令的同時執(zhí)行。Pentium有兩條分別稱為U和V的指令流水線，各自有獨立的算術(shù)邏輯單元ALU及高速緩存結(jié)構(gòu)。這種雙流水線并行
3、作業(yè)的方式，使得Pentium在每個時鐘周期內(nèi)可同時執(zhí)行兩條指令。此外，還有一個執(zhí)行單元，保證同時完成一條浮點運算指令。Pentium微處理器有如下技術(shù)特點：3為了減少由于轉(zhuǎn)移導(dǎo)致流水線的效率損失，Pentium采用分支預(yù)測技術(shù)來動態(tài)預(yù)測指令的目標地址，從而節(jié)省了CPU的執(zhí)行時間。通常在用戶程序中包含不少的條件轉(zhuǎn)移指令，在流水線計算機中，這些轉(zhuǎn)移指令由于產(chǎn)生分支可能使予取和予譯碼指令作廢。Pentium內(nèi)部有兩個予取指令緩沖隊列，在執(zhí)行條件轉(zhuǎn)移指令前，一個以順序方式予取指令，另一個以轉(zhuǎn)移方式予取2．分支預(yù)測技術(shù)4指令，后者也稱作分支目標緩沖器BTB（BranchTa
4、rgetBuffer），這是一個小的cache，它基于轉(zhuǎn)移指令，尤其是循環(huán)轉(zhuǎn)移的固有特點，可以認為在大多數(shù)情況下，當一條轉(zhuǎn)移指令被再次執(zhí)行時，其成功與否及轉(zhuǎn)移目標與上次相同。據(jù)此可構(gòu)造動態(tài)的分支目標預(yù)測硬件。BTB是一種效果較好的硬件機制，統(tǒng)計表明BTB的容量較大時（如超過256項）預(yù)測準確率可達90%。通過這種動態(tài)分支預(yù)測技術(shù)，不管是否產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，所需指令都在執(zhí)行前予取好。5Pentium內(nèi)部有兩個Cache，每個8KB。一個Cache用于指令高速緩存，另一個用于數(shù)據(jù)高速緩存。這兩個高速緩存可同時存取，前者可提供多達32位的原始操作碼，后者每個時鐘周期內(nèi)可以提供兩次
5、存取的數(shù)據(jù)。這種雙路高速緩存結(jié)構(gòu)減少了爭用高速緩存所造成的沖突，改進了處理器性能。3．雙Cache的采用6浮點運算過程分為8個流水步級，前4步同整數(shù)流水線，接下來兩步為二級浮點操作，最后兩步為寫結(jié)果、出錯報告等。浮點運算單元對一些常用指令如ADD、MUL等不是采用微程序，而是由硬件實現(xiàn)，使浮點運算速度更快。4．更快的浮點運算單元7Pentium對一些常用指令如MOV、PUSH、POP、INC、DEC、TEST及JMP等改用硬件實現(xiàn)，而不使用微操作，加快了指令的執(zhí)行速度。5．固化常用指令8Pentium內(nèi)部總線與80386、80486一樣，數(shù)據(jù)線和地址線的寬度都為32
6、位，但CPU和內(nèi)存進行數(shù)據(jù)交換的外部數(shù)據(jù)總線為64位，提高了讀寫存儲器的速度，使得一個總線周期內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸量提高了一倍。例如，在主頻66MHz時，內(nèi)部64位總線使CPU與內(nèi)存可一次傳送8個字節(jié)數(shù)據(jù)，這樣，Pentium傳送數(shù)據(jù)的速度達528MB/S（8字節(jié)×66MHz）。此外，Pentium還支持一種叫突發(fā)式的總線周期，該模式可在一個總線周期內(nèi)傳送4個64位數(shù)。6．增加總線寬度9在存儲管理中，Pentium的頁面大小除可采用80386、80486的4KB頁面外，還可選用高達4MB的頁面。頁面尺寸由控制寄存器CR4中的PSE位來選擇。當選用4MB頁面時，只需用頁組目錄
7、項表來尋址4MB頁面，無需頁表，從而極大地減少了內(nèi)存用量，并加快訪問內(nèi)存的速度。10§2.5Itanium微處理器地址總線６４位，數(shù)據(jù)總線６４位，內(nèi)部集成度為2.2億個晶體管，約是Pentium的10倍。特點：可有三級Cache；多個執(zhí)行部件和多個通道；數(shù)量眾多寄存器；采用完全并行指令計算技術(shù)；采用新機制的分支預(yù)測技術(shù)。11本節(jié)結(jié)束，謝謝合作！12
