Что такое интел пентиум. Pentium D - серия двухъядерных процессоров: обзор, характеристики, отзывы

Чипы серии Pentium D стали первыми процессорами для настольных систем, которые включали 2 вычислительных модуля на одном кремниевом кристалле. Именно такое исполнение позволяло им увеличить быстродействие в задачах, которые требовали наличия нескольких физических ядер. Именно о серии этих новаторских центральных процессоров и пойдет речь в данном материале.

Предыстория появления

В начале 2005 года в мире процессорных решений сложилась весьма проблематичная ситуация: дальнейшее повышение тактовой частоты было уже невозможным, а увеличивать производительность все же было необходимо. Поэтому в существующую организацию персональных компьютеров необходимо было вносить определенные изменения, суть которых сводилась к тому, что на одном кристалле начали изготавливать уже 2 вычислительных модуля. При выполнении однопоточных приложений быстродействие оставалось на том же уровне. А вот в случае запуска программного кода, оптимизированного уже под 2 ядра, такая компоновка позволяла получить существенное увеличение быстродействия, которое в некоторых случаях могло достигать 30-40 процентов. Первым таким чипом и стал процессор Pentium D. По существу, какой-либо большой новизны в полупроводниковых кристаллах данного продукта не было по той причине, что это были хорошо известные модули обработки кода “Пентиум 4”. Только в последних ядро было лишь только одно, то вот в “Пентиум Д” их было уже два.

Ниша процессоров данного семейства

Первые Pentium D позиционировались компанией “Интел” как доступные флагманские решения с высоким уровнем быстродействия. К тому же, как было уже отмечено ранее, данные процессорные устройства имели 2 ядра на одной кремниевой подложке. На ступеньку ниже в сегменте продукции “Интел” на то время располагались “Пентиум 4” с поддержкой НТ. У них был один физический блок и два логических. То есть программный код такие решения могли обрабатывать в 2 потока. В результате в рамках платформы LGA775 они обеспечивали средний уровень быстродействия. На нишу же офисных систем были нацелены процессоры серии Celeron. Скромные технические характеристики не позволяли их использовать в каких-либо других сферах.

Что входило в список поставки?

В двух списках комплектации можно было встретить ЦПУ серии Pentium D от “Интел”. Один из них расширенный и называется ВОХ. В него компания-производитель включила следующее:

Фирменную коробку из картона.

Прозрачный пластиковый чехол для безопасной транспортировки процессорного устройства.

Систему охлаждения, разработанную компанией “Интел”. В нее входил воздушный кулер и специальная модификация термопасты, которая способствовала улучшенному отводу тепла с ЦПУ.

Краткое руководство по применению в бумажном виде.

Наклейка с логотипом семейства процессоров.

Гарантийный талон.

Наиболее оптимально такой вариант поставки подходил для использования ЦПУ в номинальном режиме. Если же планировалось “разгонять” процессор, то предпочтительней уже выглядела комплектация TRAIL. Она была практически полностью идентична перечню поставки ВОХ. Разница лишь только заключалась в отсутствии системы охлаждения. В этом случае ее необходимо было приобретать отдельно. Как правило, вариант комплектации TRAIL приобретался компьютерными энтузиастами, которые затем оснащали свои ПК продвинутой системой охлаждения. Это позволяло разогнать компьютер и увеличить его быстродействие.

Процессорный разъем. Архитектурные особенности

В сокет LGA775 должен был устанавливаться любой чип линейки Pentium D. Характеристики же их указывали на то, что не все материнские платы данной платформы поддерживали такие ЦПУ. Поэтому при сборке новой вычислительной системы необходимо в обязательном порядке проверить список поддерживаемых моделей процессоров и найти в нем “Пентиум Д”. Эту же самую процедуру нужно делать и в случае модернизации персонального компьютера. Как было отмечено ранее, 2 ядра обычных кристалла “Пентиум 4” входили в состав Pentium D. Температура из-за такой компоновки подложки в процессе работы существенно возрастала. Чтобы исключить перегрев полупроводниковой основы ЦПУ, компания “Интел” вынуждена была существенно снизить номинальные значения тактовых частот. В результате не существенно уменьшилась производительность в однопоточных задачах, а вот в программном коде, оптимизированном на 2 потока, быстродействие увеличилось.

Первое поколение “Пентиум Д”

Впервые Intel Pentium D был представлен в мае 2005 года. Кодовое название данного семейства - Smithfield. Изготавливались эти ЦПУ по технологии 90 нм, тепловой пакет у них был заявлен на уровне 130 Вт. Младшая модель с индексом 805 имела тактовую частоту 2,66 ГГц, а шина данных на материнской плате при этом функционировала на 533 МГц. Все остальные чипы имели частоту системной шины 800 МГц. Причем как первого, так и второго поколения. Наиболее же производительная модель ЦПУ маркировалась индексом 840. Ее рабочая частота была равна 3,2 ГГц. Кэш первого уровня был равен 64 Кб, а второго - 2 кластера по 1 Мб. Количество транзисторов в этом случае было равно 230 миллионам, а площадь кристалла составляла 206 мм 2 .

Вторая ревизия чипов данного поколения

Через год было выпущено обновленное поколение данного семейства чипов. Первым нововведением стал техпроцесс. Теперь полупроводниковые кристаллы изготавливались по технологии 65 нм. Это позволило уменьшить площадь кристалла до 140 мм 2 . Но при этом тепловой пакет ЦПУ не изменился и остался равен 130 Вт. Второе важное обновление - это увеличение тактовой частоты. Ее минимальное значение было установлено производителем на отметке 2,8 ГГц для чипов индексом 915. Флагманов в этом случае было 3. Pentium D 945 и 950 функционировали на частоте 3,4 ГГц, а 960 - 3,6 ГГц. Еще одно важное нововведение - это увеличение кэша второго уровня в 2 раза - до 2 кластеров по 2 Мб. Именно за счет сочетания этих нескольких факторов и удалось компании “Интел” добиться увеличения производительности, которое в процентном соотношении могло достигать 20 процентов.

Стоимость

На момент начала продаж стоимость таких чипов находилась в диапазоне от 70 до 110 долларов. С учетом позиционирования и возможностей такой ценник был вполне оправдан. Сейчас же с начала продаж прошло уже достаточно много времени, но встретить такие процессоры в продаже все еще можно. Только цены на них существенно снизились и находятся в диапазоне от 30 до 50 долларов. Например, Pentium D 945 сейчас стоит 3800 рублей. С учетом того, что основная ниша таких ЦПУ - это офисные системы, то подобный подход к ценообразованию целиком и полностью оправдан. При этом остальные комплектующие в таком персональном компьютере обойдутся значительно дешевле. Поэтому “Пентиум Д” - достойный вариант для сборки недорогих ПК с низким быстродействием.

Еще недавно, каких-то лет 20 назад, производительность компьютера полностью определялась центральным процессором. Собственно, сами компьютеры именовались по поколению процессоров – «тройка», «четверка», «пентиум». И сразу всем было понятно – на что способна система. Но года с 1997-го важную роль начали играть 3D-ускорители, радикально повышающие производительность в играх. Сначала они были дополнением к основной видеокарте, но очень скоро переехали в нее саму. Больше того, видеокарты научились брать на себя часть нагрузки, раньше лежавшей на центральном процессоре.

Поэтому сегодня производительность ПК определяется связкой процессора, видеокарты, памяти и накопителя. Ни один из компонентов не способен «вытащить» скорость в одиночку. И все же процессор до сих пор задает уровень машины, и именно с него начинается выбор конфигурации.

Я помню время, когда выбирать процессор было легко. Они отличались только поколением, частотой и, конечно, ценой. Чем новее поколение и выше частота, тем быстрее. Оцениваешь свои финансовые возможности – и покупаешь. Хорошие были времена. Жаль, что денег на нормальные процессоры тогда не хватало.

Занятно, что на “вафле”, вышедшей из печки, могут быть очень разные процессоры. В смысле, кристаллы-то одинаковые, но как их промаркируют – большой вопрос.

Сейчас все, мягко говоря, сложнее. Возьмем для начала продукцию Intel. В продаже одновременно три поколения процессоров (а в некоторых случаях и четыре) для настольных систем. Каждое поколение разбито на три семейства. Каждое семейство, в свою очередь, разбито на группы, от 3 до 10 (!). И в каждой группе от нескольких штук до полутора десятков процессоров. Нормально, да? Даже человеку, который в этом немного разбирается, определиться бывает непросто. А уж нормальным людям, которым нужно быстро, не заморачиваясь купить компьютер, совсем тяжко.

Прочитав этот текст до конца, вы сможете выбрать процессор для своих нужд, не тратя на него лишних денег. Которые, на самом деле, очень даже нелишние.

Начнем с азов

Процессоры для персональных компьютеров сегодня делают две компании – Intel и AMD . Еще пару лет назад я бы сказал, что выбирать следует только из продукции Intel, потому что AMD катастрофически отставала по производительности. Но, к счастью, компании удалось ликвидировать разрыв, и сегодня процессоры конкурируют практически на равных. В этом материале мы поговорим о том, что выпускает Intel, а про AMD напишу позднее.

Процессоры для настольных компьютеров и ноутбуков существенно отличаются по характеристикам и производительности. Проще говоря, у них вообще мало общего, кроме названий. Мобильные версии существенно медленнее: Core i7 в ультрабуке проигрывает Core i3 в домашней системе. В данном материале речь идет именно о стационарных, настольных версиях. Именно их мы можем выбирать по собственному вкусу, тогда как в ноутбуке чип впаян намертво и заменить его нельзя. Можно только поменять целиком ноутбук.

Количество ядер само по себе не определяет производительность . Продавцы в магазинах любят утверждать обратное: мол, четыре ядра лучше двух, берите побольше! На самом деле, многое зависит от задач. Если компьютер будет использоваться для набора текстов, любительской обработки фотографий и даже 3D-игр, типа World of Tanks, разницы между 2 и 4 ядрами вы не почувствуете. Просто потому, что большинство программ до сих пор умеет использовать только два ядра, а остальные будут простаивать. Конечно, если денег куры не клюют, надо брать все САМОЕ ДОРОГОЕ. Но в ситуации с ограниченным бюджетом двухъядерный процессор с высокой частотой выглядит более предпочтительной покупкой. Также есть смысл сэкономить на процессоре, если не хватает на быструю видеокарту: от нее в играх толку определенно больше. Четыре ядра всерьез пригодятся при рендеринге видео, массовой конвертации фотографий из RAW в JPEG, при работе с 3D-графикой, архивации больших объемов данных и т.д. и т.п. То есть при решении скорее профессиональных, чем домашних задач.

Кэш имеет значение. Кэш – это сверхбыстрая память, встроенная в сам процессор. В стародавние времена, когда оперативная память и накопители были медленными, объем кэша являлся критическим для производительности параметром. Вот серьезно, когда в процессоре объем кэша увеличивался с 512 килобайт до 1 мегабайта, при той же частоте скачок скорости был заметен невооруженным глазом. Сейчас кэш уже не играет такого значения, но все же когда наиболее часто используемые данные находятся внутри процессора, это полезно. На тестах производительности это не сказывается, но отзывчивость компьютера тем выше, чем больше объем. В современных процессорах Intel объем кэша бывает от 2 до 12 мегабайт.

Процессоры отличаются поколениями. Сейчас на полках рядышком лежат сразу три поколения Intel Core – шестое, седьмое и восьмое. Первые два отличаются чисто косметически, используют одно и то же гнездо на материнской плате, и, в общем, взаимозаменяемы. Которое дешевле – то и берем. Восьмое поколение претерпело существенные изменения, о которых напишу отдельно. И оно, увы, требует новую материнскую плату, на которой не работают процессоры шестого и седьмого поколений. Так что перед покупателем встает своеобразная дилемма: покупать чуть дешевле немасштабируемую систему на процессорах старого поколения, где при апгрейде придется менять сразу и процессор, и материнскую плату, или взять сразу новое, где – возможно – при необходимости можно будет поменять только процессор. Это такая иллюзорная надежда, потому что у «старого» процессора запаса производительности хватит надолго, уж года на два точно. А к тому времени Intel придумает еще какое-нибудь несовместимое гнездо. Но надеяться, конечно, надо.

В чем там разница?

У Intel сегодня три семейства процессоров – Celeron, Pentium и Core.

Celeron исторически самая дешевая и медленная разновидность , предназначенная для компьютеров базового уровня. Когда они только появились, пользоваться ими без разгона было не очень комфортно. Впрочем, разгонялись первые Celeron знатно, у меня получилось раскочегарить Celeron 300A с 300 МГц до 450, что давало производительность на уровне топовых Pentium II того времени.

Но времена изменились. Например, Celeron G3950 работает на частоте 3 ГГц, имеет два ядра и выполнен по современному 14-нанометровому техпроцессу. А стоит при этом чуть больше 3 тысяч рублей. Не рекордсмен, конечно, но для большинства офисных машинок подходит просто идеально.

Pentium – бодрые середнячки . Линейка Pentium G имеет частоту от 3.5 до 3.7 ГГц, что в сочетании с 3 мегабайтами кэша и двумя ядрами обеспечивает, мягко говоря, приличную производительность. В паре с топовой видеокартой такой процессор не посрамит даже топовую игру. К недостаткам можно отнести разве что отсутствие поддержки технологии Turbo Boost, дополнительно разгоняющей ядра процессора под высокой нагрузкой, но с учетом базовых частот современных Pentium это вряд ли так уж важно. Тем более, что новые модели Pentium, в отличие от шестого и седьмого поколения Core i3, поддерживают технологию Hyper-Threading, которая помогает выполнять два потока команд на одном ядре. Цена от 3300 до 5000 рублей.

Core – топовое семейство. Но внутри него не все так однозначно, потому что внутри него живут очень-очень разные процессоры.

Core i 3 до недавнего времени были очень похожи на Pentium. Отличия обнаруживались только в частотах (еще чуть выше) и объеме кэша (4 мегабайта вместо 3). Смысла переплачивать не было, если честно. Но недавно в продаже появились Core i3 8-го поколения, где по старой цене двухъядерной модели дают четырехъядерную, а объем кэша составляет 8 мегабайт. В России, правда, пока разница в цене со старыми моделями присутствует, но несерьезная, несколько сотен рублей. Например, Intel Core i3-8100 стоит около 9 тысяч, и если «бесплатные» ядра почувствуют далеко не все пользователи, то вот 8-мегабайтный кэш очень в тему. Цена Core i3, в зависимости от поколения и частоты, колеблется в промежутке от 7 до 14 тысяч рублей.

Core i 5 – золотая середина. В абсолютном большинстве случаев это и есть топовый процессор для домашних нужд. Все там в лучшем виде – и 4 ядра для серьезных задач, и высокие частоты, и Turbo Boost для ускорения под нагрузкой, и кэша достаточно. А в восьмом поколении число ядер у топовых Core i5 увеличили до 6 штук. Если честно, мне трудно представить задачу, где пригодится столько. Уж четыре-то ядра до сих пор мало приложений умеет нагружать как следует, а когда научатся работать с шестью? Вопрос большой. С другой стороны, здесь, как и с Core i3, используется принцип «больше ядер по прежней цене». И если шесть стоят, как четыре – ну почему б не взять? Ради все того же кэша. Честно предупреждаю: разницы не почувствуете. Но моральное удовлетворение – вполне возможно. Разброс цен снова большой – от 11 до 24 тысяч рублей.

Core i 7 – топ из топов. Отличие от Core i5 в более высокой частоте и увеличенном объеме кэша. Плюс появляется такой зверь, как уже упомянутая Hyper-Threading. Это довольно старая технология, появившаяся еще в Pentium 4, благодаря которой каждое ядро притворяется для приложений сразу двумя. То есть с точки зрения программ в системе не 4 ядра, а восемь. Ну или не 6, а 12, если говорить о восьмом поколении. Серьезного смысла в покупке Core i7 домой нет. Вот просто нет и все. Рекомендуется только тем, кто кушать не может, пока не купит самое-самое крутое. В восьмом поколении Core i7 также получили 6 ядер и аж 12 мегабайт кэша. Цена вопроса от 20 до 34 тысяч рублей. Да, кстати, у меня Core i7.

Полезные советы

– Не жалейте денег на материнскую плату . Вот не жалейте и все тут. Чтобы и породы хорошей, и разъемов всяких вдоволь, и даже излишества кое-какие не помешают, вроде улучшенного встроенного звука и Wi-Fi/Bluetooth-модулей. Мать – всему голова, и от нее зависит, насколько стабильно будет работать система. Мне нравится продукция ASUS, ASRock и Gigabyte.

– В названии процессоров семейства Core на конце встречается буква К . Например, Intel Core i7-8700K. Это означает, что у процессора разблокирован множитель, и вы можете попробовать разогнать его до более высокой частоты стандартными средствами материнской платы, без дополнительного колдунства. Никакого экономического смысла в этом нет, потому что множитель разблокируют только у самых дорогих и производительных моделей, и без того работающих на высокой частоте. Но развлечься можно. Главное, не забыть купить хороший кулер с большим радиатором.

– Двухъядерные Celeron , Pentium и Core i 3 вполне могут работать с пассивным охлаждением , если в корпусе компьютера есть хоть один вентилятор. Достаточно поставить на них эффективный радиатор и умеренно щедро смазать термопастой.

– Во всех современных процессорах Intel есть встроенное графическое ядро . Оно слабо подходит для игр, но со всем остальным справляется. Больше того, во всех актуальных моделях есть аппаратное кодирование и декодирование видео, которое раньше было атрибутом старших процессоров.

– Я специально оставил за кадром линейку Core X , где водятся совсем уж дорогие модели для состоятельных маньяков. Если у вас уж совсем много денег, найдете себе такой и без моих подсказок.

Продолжение про AMD находится в работе. Вопросы можно (и нужно) задавать по адресу [email protected] .

Просмотры: 6 253

Торговая марка, под которой выпускалось несколько поколений процессоров Intel х86. Самая известная разработка корпорации Intel . Процессоры под именем разошлись по миру миллиардами экземпляров.

Впервые процессор был представлен публике 22 марта 1993 года. Это был процессор пятого поколения, разительно отличавшийся от Intel 80486 (процессора четвертого поколения, именуемого в народе 486-м или просто «четверкой»). Дабы подчеркнуть принципиальную новизну своего детища, Intel даже дала ему персональное имя, что вообще было в новинку. Имя тут же было зарегистрировано как товарная марка, что лишало производителей «клонов» возможности использовать схожие названия. Название произошло от латинского слова «pent» (пятый) - что указывало на номер поколения процессора.

О происхождении этого имени до сих пор бродят легенды. Согласно официальным источникам, его придумала агенство Lexicon Branding , занимающееся созданием новых брендов. Однако, согласно совершенно неофициальным источникам, имя возникло из фамилии одного из ведущих разработчиков - советского ученого В. М. Пентковского, которого Intel пригласила к себе в 1989 году. Есть и третья версия, согласно которой, обе вышеописанных теории верны и слово , предложенное Lexicon Branding , это исключительно удачное сочетание латыни и фамилии.

Первые партии процессоров (с частотой до 100 мГц) оказались с некоторыми недоработками, которые, впрочем, были очень быстро устранены. В результате получился относительно недорогой и исключительно успешный процессор. Успех оказался ошеломительным настолько, что Intel решила не отказываться от бренда, создавая под ним все новые и новые поколения процессоров. Так появились:

• Pentium III (он же )
• Pentium Extreme Edition
• Pentium Dual-Core

Эпопея с продолжалась до 2006 года, когда на смену громкому, но уже набившему оскомину имени пришло новое - Intel Core . Впрочем это не означает, что компания отказалась от проверенного годами бренда. Просто отошел на второй план.

Pentium I
В конце 1991 года, когда была завершен макет процессора, инженеры смогли запустить на нем программное обеспечение. Проектировщики начали изучать под микроскопом разводку и прохождение сигналов по подложке с целью оптимизации топологии и повышения эффективности работы.

Проектирование в основном было завершено в феврале 1992 года. Началось всеобъемлющее тестирование опытной партии процессоров, в течение которого испытаниям подвергались все блоки и узлы. В апреле 1992 года было принято решение, что пора начинать промышленное освоение Pentium процессора. В качестве основной промышленной базы была выбрана 5 Орегонская фабрика. Более 3 миллионов транзисторов были окончательно перенесены на шаблоны. Началось промышленное освоение производства и доводка технических характеристик, завершившиеся через 10 месяцев, 22 марта 1993 года широкой презентацией Pentium процессора.
Объединяя более, чем 3.1 миллион транзисторов на одной кремниевой подложке, 32-разрядный Pentium процессор характеризуется высокой производительностью с тактовой частотой 60 и 66 МГц. Его суперскалярная архитектура использует усовершенствованные способы проектирования, которые позволяют выполнять более, чем одну команду за один период тактовой частоты, в результате чего Pentium в состоянии выполнять огромное количество PC-совместимого программного обеспечения быстрее, чем любой другой микропроцессор. Кроме существующих наработок программного обеспечения, высокопроизводительный арифметический блок с плавающей запятой Pentium процессора обеспечивает увеличение вычислительной мощности до необходимой для использования недоступных ранее технических и научных приложений, первоначально предназначенных для платформ рабочих станций.
Многочисленные нововведения - характернаяособенность
Pentium процессора в виде уникального сочетания высокой производительности, совместимости, интеграции данных и наращиваемости. Это включает:- Суперскалярную архитектуру;
- Раздельное кэширование программного кода и данных;
- Блок предсказания правильного адреса перехода;
- Высокопроизводительный блок вычислений с плавающей запятой;
- Расширенную 64-битовую шину данных;
- Поддержку многопроцессорного режима работы;
- Средства задания размера страницы памяти;
- Средства обнаружения ошибок и функциональной избыточности;
- Управление производительностью;
- Наращиваемость с помощью Intel OverDrive процессора. Cуперскалярная архитектура Pentium процессора представляет
собой совместимую только с Intel двухконвейерную индустриальную архитектуру, позволяющую процессору достигать новых уровней производительности посредством выполнения более, чем одной команды за один период тактовой частоты. Термин "суперскалярная" обозначает микропроцессорную архитектуру, которая содержит более одного вычислительного блока. Эти вычислительные блоки, или конвейеры, являются узлами, где происходят все основные процессы обработки данных и команд.
Появление суперскалярной архитектуры Pentium процессора представляет собой естественное развитие предыдущего семейства процессоров с 32-битовой архитектурой фирмы Intel. Например, процессор Intel486 способен выполнять несколько своих команд за один период тактовой частоты, однако предыдущие семейства процессоров фирмы Intel требовали множество циклов тактовой частоты для выполнения одной команды.
Возможность выполнять множество команд за один период тактовой частоты существует благодаря тому, что Pentium процессор имеет два конвейера, которые могут выполнять две инструкции одновременно. Так же, как и Intel486 с одним конвейером, двойной конвейер Pentium процессора выполняет простую команду за пять этапов: предварительная подготовка, первое декодирование (декодирование команды), второе декодирование (генерация адреса), выполнение и обратная выгрузка.
В результате этих архитектурных нововведений, по сравнению с предыдущими микропроцессорами, значительно большее количество команд может быть выполнено за одно и то же время.
Другое важнейшее революционное усовершенствование, реализованное в Pentium процессоре, это введение раздельного кэширования. Кэширование увеличивает производительность посредством активизации места временного хранения для часто используемого программного кода и данных, получаемых из быстрой памяти, заменяя по возможности обращение ко внешней системной памяти для некоторых команд. Процессор Intel486, например, содержит один 8-KB блок встроенной кэш-памяти, используемой одновременно для кэширования программного кода и данных.
Проектировщики фирмы Intel обошли это ограничение использованием дополнительного контура, выполненного на 3.1 миллионах транзисторов Pentium процессора (для сравнения, Intel486 содержит 1.2 миллиона транзисторов) создающих раздельное внутреннее кэширование программного кода и данных. Это улучшает производительность посредством исключения конфликтов на шине и делает двойное кэширование доступным чаще, чем это было возможно ранее. Например, во время фазы предварительной подготовки, используется код команды, полученный из КЭШа команд. В случае наличия одного блока кэш-памяти, возможен конфликт между процессом предварительной подготовки команды и доступом к данным. Выполнение раздельного кэширования для команд и данных исключает такие конфликты, давая возможность обеим командам выполняться одновременно. Кэш-память программного кода и данных Pentium процессора содержит по 8 KB информации каждая, и каждая организована как набор двухканального ассоциативного КЭШа - предназначенная для записи только предварительно просмотренного специфицированного 32-байтного сегмента, причем быстрее, чем внешний кэш. Все эти особенности расширения производительности потребовали использования 64-битовой внутренней шины данных, которая обеспечивает возможность двойного кэширования и суперскалярной конвейерной обработки одновременно с загрузкой следующих данных. Кэш данных имеет два интерфейса, по одному для каждого из конвейеров, что позволяет ему обеспечивать данными две отдельные инструкции в течение одного машинного цикла. После того, как данные достаются из КЭШа, они записываются в главную память в режиме обратной записи. Такая техника кэширования дает лучшую производительность, чем простое кэширование с непосредственной записью, при котором процессор записывает данные одновременно в кэш и основную память. Тем не менее, Pentium процессор способен динамически конфигурироваться для поддержки кэширования с непосредственной записью.
Таким образом, кэширование данных использует два различных великолепных решения: кэш с обратной записью и алгоритм, названный MESI (модификация, исключение, распределение, освобождение) протокол. Кэш с обратной записью позволяет записывать в кэш без обращения к основной памяти в отличие от используемого до этого непосредственного простого кэширования. Эти решения увеличивают производительность посредством использования преобразованной шины и предупредительного исключения самого узкого места в системе. В свою очередь MESI-протокол позволяет данным в кэш-памяти и внешней памяти совпадать - великолепное решение в усовершенствованных мультипроцессорных системах, где различные процессоры могут использовать для работы одни и те же данные.
Блок предсказания правильного адреса перехода - это следующее великолепное решение для вычислений, увеличивающее производительность посредством полного заполнения конвейеров командами, основанное на предварительном определении правильного набора команд, которые должны быть выполнены.
Pentium процессор позволяет выполнять математические вычисления на более высоком уровне благодаря использованию усовершенствованного встроенного блока вычислений с плавающей запятой, который включает восьмитактовый конвейер и аппаратно реализованные основные математические функции. Четырехтактовые конвейерные команды вычислений с плавающей запятой дополняют четырехтактовую целочисленную конвейеризацию. Большая часть команд вычислений с плавающей запятой могут выполняться в одном целочисленном конвейере, после чего подаются в конвейер вычислений с плавающей запятой. Обычные функции вычислений с плавающей запятой, такие как сложение, умножение и деление, реализованы аппаратно с целью ускорения вычислений.
В результате этих инноваций, Pentium процессор выполняет команды вычислений с плавающей запятой в пять раз быстрее, чем 33-МГц Intel486 DX, оптимизируя их для высокоскоростных численных вычислений, являющихся неотъемлемой частью таких усовершенствованных видеоприложений, как CAD и 3D-графика.
Pentium процессор снаружи представляет собой 32-битовое устройство. Внешняя шина данных к памяти является 64-битовой, удваивая количество данных, передаваемых в течение одного шинного цикла. Pentium процессор поддерживает несколько типов шинных циклов, включая пакетный режим, в течение которого происходит порция данных из 256 бит в кэш данных и в течение одного шинного цикла.
Шина данных является главной магистралью, которая передает информацию между процессором и подсистемой памяти. Благодаря этой 64-битовой шине данных, Pentium процессор существенно повышает скорость передачи по сравнению с процессором Intel486 DX - 528 MB/сек для 66 МГц, по сравнению со 160 MB/сек для 50 МГц процессора Intel486 DX. Эта расширенная шина данных способствует высокоскоростным вычислениям благодаря поддержке одновременной подпитки командами и данными процессорного блока суперскалярных вычислений, благодаря чему достигается еще большая общая производительность Pentium процессора по сравнению с процессором Intel486 DX.
Давая возможность разработчикам проектировать системы с управлением энергопотреблением, защитой и другими свойствами, Pentium процессор поддерживаем режим управления системой (SMM), подобный режиму архитектуры Intel SL.
Вместе со всем, что сделано нового для 32-битовой микропроцессорной архитектуры фирмы Intel, Pentium процессор сконструирован для легкой наращиваемости с использованием архитектуры наращивания фирмы Intel. Эти нововведения защищают инвестиции пользователей посредством наращивания производительности, которая помогает поддерживать уровень продуктивности систем, основанных на архитектуре процессоров фирмы Intel, больше, чем продолжительность жизни отдельных компонентов. Технология наращивания делает возможным использовать преимущества большинства процессоров усовершенствованной технологи в уже существующих системах с помощью простой инсталляции средства однокристального наращивания производительности. Например, первое средство наращивания - это OverDrive процессор, разработанный для процессоров Intel486 SX и Intel486 DX, использующий технологию простого удвоения тактовой частоты, использованную при разработке микропроцессоров Intel486 DX2.
Первые модели процессора Pentium работали на частоте 60 и 66 МГц и общались со своей внешней кэш-памятью второго уровня по 64-битовой шине данных, работающей на полной скорости процессорного ядра. Hо если скорость процессора Pentium растет, то системному разработчику все труднее и дороже обходится его согласование с материнской платой. Поэтому быстрые процессоры Pentium используют делитель частоты для синхронизации внешней шины с помощью меньшей частоты. Hапример, у 100 МГц процессора Pentium внешняя шина работает на 66 МГц, а у 90 МГц - на 60 МГц. Процессор Pentium использует одну и ту же шину для доступа к основной памяти и к периферийным подсистемам, таким как схемы PCI.

Intel Pentium II (произносится: Интел Пентиум два) - процессор архитектуры x86, анонсированный 7 мая 1997 года. Ядро Pentium II представляет собой модифицированное ядро P6 (впервые использованное в процессорах Pentium Pro). Основными отличиями от предшественника являются увеличенный с 16 до 32 Кб кэш первого уровня и наличие блока SIMD-инструкций MMX (появившихся немногим ранее в Pentium MMX), повышена производительность при работе с 16-разрядными приложениями. В системах, построенных на базе процессора Pentium II, повсеместное применение нашли память SDRAM и шина AGP.

Процессор Pentium II представляет собой картридж SECC или SECC2 (отличающийся более простой конструкцией), содержащий процессорную плату («субстрат») с установленными на ней ядром процессора, микросхемами кэш-памяти BSRAM и tag-RAM. Кэш-память второго уровня работает на половине частоты ядра. Процессор предназначен для установки в 242-контактный щелевой разъём Slot 1.
Существует также вариант Pentium II OverDrive в корпусе PGA (устанавливается в гнездовой разъём Socket 8) с полноскоростным кэшем второго уровня, предназначенный для замены Pentium Pro.Первые процессоры Pentium II (Klamath) были предназначены для рынка настольных персональных компьютеров и производились по 350 нм техпроцессу. Дальнейшим развитием семейства десктопных Pentium II стало 250 нм ядро Deschutes. Через некоторое время вышли процессоры Mobile Pentium II, предназначенный для установки в ноутбуки, и Xeon, ориентированный на высокопроизводительные системы и серверы. На базе ядра Deschutes выпускались также процессоры Celeron (Covington), предназначенные для использования в недорогих компьютерах. Они представляли собой Pentium II, лишённый картриджа и кэша второго уровня.

Процессоры Pentium III с тактовыми частотами 766, 800, 850, 866 и 1 ГГц (1000 MГц) и выше, являлись самыми совершенными и наиболее мощными процессорами корпорации Intel (до выпуска процессоров Intel Pentium 4) для настольных ПК и обладали производительностью Internet-приложений следующего поколения, а также качеством, надежностью и совместимостью.
Процессор Pentium III идеально соответствует требованиям активных пользователей ПК, любителей компьютерных игр и Internet. Этот процессор полностью реализует мультимедийные возможности ПК, прежде всего, в области работы полноэкранного видео и высококачественной графики и восприятия Internet. В процессоре Pentium III воплощено все лучшее от процессоров Intel® и реализованы новейшие технологии. Среди них, в частности, 70 новых команд, обеспечивающих широкие возможности при работе с новым программным обеспечением и путешествиях по Internet.
Поставляемые версии процессоров имеют тактовую частоту системной шины либо 133 МГц, либо 100 МГц и поддерживают работу с чипсетами Intel R 840, 820, 815, 810e, 440GX и 440BX и их аналогами.
Процессоры Pentium III доступны в двух различных типах корпусов: Картридж с одним рядом контактов типа 2 (Single Edge Contact Cartridge 2 - S.E.C.C .2) и Корпус с перевернутым кристаллом и с матрицей штырьковых выводов (Flip-Chip Pin Grid Array - FC-PGA). Корпус FC-PGA разработан для нового поколения персональных компьютеров с низким профилем корпуса.
Pentium III процессор имеет два отдельных 16 КБ-х кэша первого уровня (L1), один для команд и один для данных. Кэш L1 обеспечивает быстрый доступ к недавно использованным данным, увеличивая общие эксплуатационные показатели системы. 256 КБ-й кэш второго уровня (L2) с улучшенной передачей данных (Advanced Transfer Cache-ATC). Кэш ATC содержит ряд микро архитектурных усовершенствований, для обеспечения более скоростного интерфейса между кэшем L2 и ядром процессора, и работает с частотой ядра процессора. Особенностью ATC является:
Не блокирующий, полно скоростной кэш второго уровня
Ассоциативность набора с 8 путями
256-разрядная шина данных
Интерфейс с уменьшенным временем ожидания по сравнению с дискретными кэшами

Pentium 4 (произносится: Пентиум четыре) - x86-совместимый процессор, разработанный Intel. Микроархитектура процессора была полностью изменена, по сравнению с предыдущими поколениями процессоров. Новая микроархитектура получила новое название - NetBurst. Оригинальный Pentium 4 носил кодовое имя «Willamette», работал на частотах 1,4 и 1,5 ГГц и был анонсирован 20 ноября 2000 года (изначально анонс был запланирован на октябрь, однако дата анонса была перенесена) и предназначался для установки в разъём Socket 423. Первые процессоры, основанные на новой архитектуре, вызвали множество нареканий. Во-первых - это производительность, производительность Pentium 4 была ниже чем у Pentium III, работающего на частоте в 1,5 раза меньшей. Во-вторых, для работы нового процессора требовалась материнская плата, основанная на чипсете i850, которая стоили весьма недёшево. В-третьих, все материнские платы предназначались для работы с дорогой памятью Rambus (RDRAM). В-четвертых, для работы материнской платы требовалась замена блока питания, а иногда и корпуса.
За более чем 5 лет было выпущено множество ядер и моделей Pentium 4, основанных на них. Причем с выходом новой модели к названию процессора добавлялись либо новая буква, либо еще какие-нибудь цифры, а иногда и то, и другое; всё это существенно запутывает идентификацию конкретной модели.
Процессор Pentium 4 построен на совершенной новой архитектуре - NetBurst. Ниже приведены некоторые отличительные особенности оригинальной архитектуры NetBurst (некоторые из них в последующем были изменены).
Конвейер. Длина конвейера была увеличена до 20 шагов, то есть для завершения одной команды процессору требовалось 20 циклов. Данный шаг позволял значительно легче наращивать тактовую частоту, кроме того, в перспективе это позволяло значительно повысить быстродействие, но производительность в расчете на 1 МГц была меньше, чем у предыдущих процессоров. Отчасти этим объясняется низкая производительность Pentium 4, работающего на низких частотах. Так же в результате такого нововведения увеличилось и время ожидания.
Модуль предсказания переходов (ветвлений). Чтобы компенсировать недостатки применения длинного конвейера инженеры Intel улучшили схему предсказания ветвлений, в результате правильность перехода предсказывалась с вероятностью до 95 %.
Системная шина. В Pentium 4 используется совершенно новая 128-битная системная шина с двумя 64-битными линиями. Частота новой шины(FSB) составляет 100 МГц (у последних, тогда, моделей Pentium III она составляла 133 МГц), однако за счет передачи за 1 такт одновременно 4 пакетов (QPB - Quad Pumped Bus), эффективная частота шины составляла 400 МГц, а пропускная способность шины составляла 3200 Мб/с.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ или ALU). В АЛУ обрабатываются целочисленные команды. В новом процессоре АЛУ работает на удвоенной частоте ядра (у Pentium 4 1,5ГГц АЛУ работает на частоте 3 ГГц за счет использования обоих фронтов сигнала). Таким образом, некоторые инструкции выполняются за половину такта. В Pentium 4 используются два АЛУ.
Кэш-память первого уровня (L1). Как и прежде кэш L1 разделен на две части: для команд и для данных. В кэше теперь хранятся декодированные команды и располагаются в порядке их выполнения (технология Trace Cache), что увеличивает производительность.
Математический Сопроцессор (FPU). Математический сопроцессор содержит два модуля для операций с плавающей запятой. Но реальную вычислительную работу выполняет лишь один модуль - это операции сложения (FADD) и умножения (FMUL), второй модуль выполняет операции обмена между регистрами и памятью (FSTORE). Для процессора Pentium 4 1,4 ГГц сопроцессор обеспечивает производительность в 1,4 GFLOPS. К примеру, в процессорах Athlon используется сопроцессор, состоящий из трех модулей (один для операций типа FSTORE, два других для операций типа FADD и FMUL) и обеспечивающий производительность в 2 GFLOPS (для процессора Athlon 1 ГГц).
SIMD-расширения. В процессор Pentium 4 был добавлен новый набор SIMD-расширений (SSE2), который добавил 144 новые инструкции (68 целочисленных инструкций и 76 инструкций для вычислений с плавающей запятой).