pentium微处理器

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1、§2.4Pentium微处理器关于Pentium（奔腾）的命名按照80X86的逻辑，80486之后的下一个CPU名字应是80586，但是Intel公司决定不再采用数字命名，原因是为了保护商标版权，所以Intel为了获得新一代CPU的商标专利，将其取名为Pentium，它来源于希腊字“Pente”，其意思为5，现在人们习惯上也将Pentium叫做586，或称作奔腾586，或称P5（Pentium未正式命名前的称呼）。1Pentium微处理器是1993年投入使用的，与80X86系列保持完全兼容。采用0.8微米的Bi-CMOS技术，使芯片集成度达到310万个晶体管。全部引

2、脚被封装在一个大型的237针PGA中。时钟频率有60MHz、66MHz、75MHz、90MHz、100MHz、120MHz、133MHz、150MHz及166MHz等多种，其中Pentium-66的运算速度为112MIPS。业内人士认为Pentium是一个划时代的微处理器，它的性能已超过了原有的工作站及超级小型机。21．采用超标量双流水线结构超标量流水线设计是Pentium微处理器技术的核心。所谓超标量就是处理器内部含有多个执行单元来完成多条指令的同时执行。Pentium有两条分别称为U和V的指令流水线，各自有独立的算术逻辑单元ALU及高速缓存结构。这种双流水线并行

3、作业的方式，使得Pentium在每个时钟周期内可同时执行两条指令。此外，还有一个执行单元，保证同时完成一条浮点运算指令。Pentium微处理器有如下技术特点：3为了减少由于转移导致流水线的效率损失，Pentium采用分支预测技术来动态预测指令的目标地址，从而节省了CPU的执行时间。通常在用户程序中包含不少的条件转移指令，在流水线计算机中，这些转移指令由于产生分支可能使予取和予译码指令作废。Pentium内部有两个予取指令缓冲队列，在执行条件转移指令前，一个以顺序方式予取指令，另一个以转移方式予取2．分支预测技术4指令，后者也称作分支目标缓冲器BTB（BranchTa

4、rgetBuffer），这是一个小的cache，它基于转移指令，尤其是循环转移的固有特点，可以认为在大多数情况下，当一条转移指令被再次执行时，其成功与否及转移目标与上次相同。据此可构造动态的分支目标预测硬件。BTB是一种效果较好的硬件机制，统计表明BTB的容量较大时（如超过256项）预测准确率可达90%。通过这种动态分支预测技术，不管是否产生转移，所需指令都在执行前予取好。5Pentium内部有两个Cache，每个8KB。一个Cache用于指令高速缓存，另一个用于数据高速缓存。这两个高速缓存可同时存取，前者可提供多达32位的原始操作码，后者每个时钟周期内可以提供两次

5、存取的数据。这种双路高速缓存结构减少了争用高速缓存所造成的冲突，改进了处理器性能。3．双Cache的采用6浮点运算过程分为8个流水步级，前4步同整数流水线，接下来两步为二级浮点操作，最后两步为写结果、出错报告等。浮点运算单元对一些常用指令如ADD、MUL等不是采用微程序，而是由硬件实现，使浮点运算速度更快。4．更快的浮点运算单元7Pentium对一些常用指令如MOV、PUSH、POP、INC、DEC、TEST及JMP等改用硬件实现，而不使用微操作，加快了指令的执行速度。5．固化常用指令8Pentium内部总线与80386、80486一样，数据线和地址线的宽度都为32

6、位，但CPU和内存进行数据交换的外部数据总线为64位，提高了读写存储器的速度，使得一个总线周期内的数据传输量提高了一倍。例如，在主频66MHz时，内部64位总线使CPU与内存可一次传送8个字节数据，这样，Pentium传送数据的速度达528MB/S（8字节×66MHz）。此外，Pentium还支持一种叫突发式的总线周期，该模式可在一个总线周期内传送4个64位数。6．增加总线宽度9在存储管理中，Pentium的页面大小除可采用80386、80486的4KB页面外，还可选用高达4MB的页面。页面尺寸由控制寄存器CR4中的PSE位来选择。当选用4MB页面时，只需用页组目录

7、项表来寻址4MB页面，无需页表，从而极大地减少了内存用量，并加快访问内存的速度。10§2.5Itanium微处理器地址总线６４位，数据总线６４位，内部集成度为2.2亿个晶体管，约是Pentium的10倍。特点：可有三级Cache；多个执行部件和多个通道；数量众多寄存器；采用完全并行指令计算技术；采用新机制的分支预测技术。11本节结束，谢谢合作！12