Pentium w/MMX technology

Pentium w/MMX technology

ММХ трактуется как "расширения для мультимедии" (multimedia extension). Технология ММХ - это большой шаг вперед, в её основе MMX лежит метод SIMD - одна инструкция над многими данными. Система команд Pentium, стараниями инженеров фирмы Intel, пополнилась 57 новыми инструкциями, которые ускоряют вычисления, обычные для аудио, двух- и трехмерной графики, синтеза речи и ее распознавания, а также в коммуникационных алгоритмах. Процессоры с архитектурой ММХ обладают вычислительными мощностями, позволяющими выполнять мультимедийные и коммуникационные задачи (того времени), сохраняя при этом запас производительности для выполнения других задач и приложений. Эти инструкции ускоряют выполнение мультимедийных операций, например, работу графических и коммуникационных программ, написанных с учетом технологии ММХ. Кроме того, быстродействие нового процессора Pentium ММХ повышено (по сравнению просто с Pentium) за счет вдвое большей (по сравнению с Pentium) кэш-памяти первого уровня (ее объем составляет 32 Кбайт - по 16 Кбайт для кода и данных) и оптимизированной внутренней архитектуры.

Благодаря этим изменениям линия Pentium в 1998г., обрела второе дыхание. Задачи по обработке изображений на ММХ-машинах просчитывались на 50% быстрее, чем на ПК с обычными процессорами Pentium.

Даже если приложения не имеют специальной поддержки технологии ММХ, на ММХ-процессорах они все равно будут работать немного быстрее на (7-II8Ж).

Чтобы разместить в корпусе существующего Pentium новые возможности, пришлось пойти на некоторые компромиссы. Так, ММХ-процессоры не могут одновременно выполнять инструкции ММХ и операции с плавающей запятой. Это не такая уж большая проблема, поскольку сопроцессор активно используют немногие программы (что не скажешь о трехмерных играх). Однако, если будет использоваться приложение, требующее от процессора частого переключения между операциями с плавающей запятой и ММХ, оно будет выполняться на ММХ-процессоре медленнее, чем на обычном кристалле с той же тактовой частотой.

Машины на процессорах Pentium ММХ позволяют воспроизводить видео в формате МРЕG, не требуя дорогих аппаратных ускорителей, - достоинство, которое трудно переоценить, учитывая продвижение на рынок дисководов DVD.

Но даже при наличии всех этих улучшений специализированные платы расширения не вытеснены ММХ-процессорами. Например, процессоры с ММХ-расширением не могут сравняться по величине ускорения с новыми графическими 3D-акселераторами.

Некоторые особенности процессора Pentium ММХ: встроенный cache 32 Кб; технология изготовления - 0,35 микрон; количество транзисторов 4,5 млн.; выпускались с тактовыми частотами 133, 150, 166, 200, 233 МГц. Все процессоры семейства Pentium разработаны для господствующих в настоящее время настольных систем и обеспечивают существенные улучшения по сравнению с предыдущими поколениями микропроцессоров Intel, типа Intel486 и lntel386 и т.д., при сохранении кодовой совместимости. Основные характеристики:

64-разрядная шина данных
Целостность данных
Встроенный контроллер прерываний микропроцессора
Контроль производительности и отслеживание исполнения
Улучшение страничного обмена
Управление мощностью с помощью SL-технологии
Суперскралярная архитектура с возможностью параллельного исполнения двух целочисленных инструкций за один такт
Конвейерный блок вычислений с плавающей запятой (FPU) для поддержки 32- и 64- разрядных форматов, установленных стандартом IEEE 754, а также 80-разрядного формата. Это дает возможность исполнения в одном такте двух инструкций с плавающей запятой, обеспечивая увеличение производительности вычислений с плавающей запятой до пяти раз с планированием инструкции и конвейерным исполнением.
FPU - это объектный код, совместимый с математическими сопроцессорами Intel486 DX и Intel 487 SX, Intel 387 DX, и Intel 387 SX.
Многие инструкции, микрокодированные в процессорах x86, теперь аппаратно встроены в процессор для обеспечени высокой производительности.
Контрольные сигналы шины для управления согласованностью кэш-памяти в мультипроцессорных системах.
Встроенный контроллер прерываний микропроцессора, обеспечивающий симметричную многопроцессорную обработку с минимальными затратами.
Двухпроцессорный режим, обеспечивающий повышение производительности приложений в 32-разрядных операционных системах.
Расширенная форма страничного обмена обеспечивает доступ к структурам данных, большим доступного объема памяти, сохраняя их частично в памяти и частично на диске.
Аппаратная поддержка виртуальных прерываний, которая обеспечиваетс Виртуальным флагом прерываний(VIF) и Виртуальным ожиданием прерываний(VIP) в регистре EFLAGS, в некоторых случаях устраняет необходимость мониторного захвата из виртуального-8086 или защищенного режимов.
Идентификация CPU для получения информации о семействе, модели, степпинге и характеристиках процессора с помощью команды CPUID. Возможность выполнения этой инструкции определяется возможностью установки ID в регистре EFLAGS.
Определение ошибок внутренних устройств и интерфейса шины обеспечиваетс с помощью защиты контроля по четности и Machine Check Exception (MCE). Также обеспечивается аппаратная поддержка для проверки завершения цикла шины.

Некоторые возможности процессора используются для тестирования и контроля производительности. Это:

Встроенный Self Test (BIST), обеспечивающий 100% определение единичных константных ошибок микрокода и больших PLA, а также тестирование кэш кода, кэш данных, Translation Lookaside Buffers(TLB) и постоянных ROM.
Порт доступа к стандартным тестам IEEE 1149.1 и архитектурный механизм сканировани границ, позволяющий тестирование процессора с помощью стандартного интерфейса.
Расширения Отладки, которые позволяют отлаживать адреса ввода-вывода и доступ к памяти.
Внутренние счетчики, которые могут использоваться для контроля производительности и учета событий.

Процессоры Pentium ММХ уже сняты с производства, и в качестве их альтернативы фирма Intel предлагает процессоры Celeron (упрощенный и соответственно удешевленный вариант Pentium II, а позднее упрощенный Pentium III).

[К главной странице] [Следующий раздел]