Страница 1 из 4
ЙНННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННН»
є є
є є
є є
є є
є ЭЫ ЭЫ є
є ЭЫЫЫ є
є ЭЫЫЫЫЬ ЬЫЫЬ ЭЫЬЫЫЬ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫЬЫЫЬЫЫЫЬ TM є
є ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫЯ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫЯ ЭЫЯ ЭЫ є
є ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ є
є ЭЫ ЭЫ ЭЫЯЯЯ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ є
є ЭЫЫЫЯ ЯЫЫЯ ЭЫ ЭЫ ЯЫЫ ЯЫЫ ЯЫЫЫЯЫ ЭЫ ЭЫ ЭЫ є
є ЭЫ є
є ЭЫ P R O C E S S O R є
є є
є (M)(C) I N T E L '9 2 є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є P E N T I U M P r o c e s s o r є
є є
є Технический обзор є
є є
є є
є є
є (С) 1993. Александр Колпаков. є
є Составление, перевод. є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є Аннотация. є
є є
є Краткий исторический обзор є
є Особенности технологии Pentium процессора є
є Основные нововведения є
є Особенности архитектуры Pentium процессора є
є Сравнительные характеристики є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є є
є 1993 є
є є
ИННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННННј
P E N T I U M
processor
История появления Pentium процессора.
Одним обычным тихим воскресным утром 10 мая 1992 года,
четыре инженера фирмы INTEL прибыли в аэропорт San Jose
International. Установив видеоаппаратуру, Анджела Чанг, Эрик
Деваннайн, Автар Саини и Сухель Заатри нервозно прохаживались
по залу, ожидая с минуты на минуту самолета из Орегона.
Когда Марк Хопман, спустя несколько минут после приземле-
ния самолета, вышел из коридора, держа в руках маленький голу-
бой чемодан, вся встречающая группа направилась к нему. Все
внимание было приковано к чемодану, в котором находился про-
дукт разработчиков 5 Орегонской фабрики. Трудно было поверить,
что в этом чемодане находился результат трехлетнего труда мно-
гих людей, воплощенный в маленький чип. Так началась жизнь
Pentium процессора, который формально был представлен 22 марта
1993 года.
В то время, когда Винод Дэм делал первые наброски, начав
в июне 1989 года разработку Pentium процессора, он и не подоз-
ревал, что именно этот продукт будет одним из главных достиже-
ний фирмы INTEL. С появлением Pentium процессора рынок компь-
ютеров сразу изменился и начался новый этап конкуренции. San
Microsistems, MIPS и другие продавцы RISC процессоров, разра-
батывающие супербыстрые чипы, безоговорочно признали, что но-
вый процессор фирмы INTEL станет стандартом для новых настоль-
ных PC.
Процесс рождения Pentium процессора был нелегким.
По теории, создавая процессор, команда разработчиков соз-
дает концепцию проекта, в котором определяются его основные
свойства и нововведения. Далее инженеры проектируют логику,
которая затем воплощается в конкретные схемы. Как только за-
канчивается схемотехническое проектирование, проектировщики
топологии прорисовывают каждый транзистор. В результате их
труда создается конечный шаблон.
Реально же все было иначе. Традиционный процесс проекти-
рования был кардинально переработан, поскольку требовались
ускоренные темпы реализации проекта.
Как только команда разработчиков выполняла локальную за-
дачу, мененджеры перераспределяли ресурсы. Каждый инженер ре-
шал персональную задачу. Командный дух постоянно подвергался
таким испытаниям, как задержки и трудности, однако временной
план выполнения проекта от этого не зависел. Для выполнения
всех задач использовались самые последние достижения автомати-
зированного проектирования. Очень пригодился опыт, накопленный
при проектировании и решении аналогичных проблем в 286,
Intel386 и Intel486 процессорах.
Как только выполнялся очередной этап проекта, сразу начи-
нался процесс всеобъемлющего тестирования. Было желание не
повторить проблемы, возникшие в свое время с Intel486, задер-
жавшие его запуск в производство. Каждая ошибка трассировалась
в обратном порядке и устранялись ее причины. Остальные инжене-
ры выполняли сотни тестирований для проверки логики, архитек-
туры и общей конструкции. Они выполнили более, чем 5000 уточ-
няющих тестирований, прежде, чем Pentium процессор обрел свою
архитектуру. Для тестирования была разработана специальная
технология, позволившая имитировать функционирование Pentium
процессора с использованием программируемых устройств, объеди-
ненных на 14 платах с помощью кабелей. Только когда были обна-
ружены все ошибки, процессор смог работать в реальной системе.
В дополнение ко всему, в процессе разработки и тестирования
Pentium процессора принимали активное участие все основные
разработчики персональных компьютеров и программного обеспече-
ния, что немало способствовало общему успеху проекта.
В конце 1991 года, когда была завершен макет процессора,
инженеры смогли запустить на нем программное обеспечение. Про-
екировщики начали изучать под микроскопом разводку и прохожде-
ние сигналов по подложке с целью оптимизации топологии и повы-
шения эффективности работы.
Проектирование в основном было завершено в феврале 1992
года. Началось всеобъемлющее тестирование опытной партии про-
цессоров, в течение которого испытаниям подвергались все блоки
и узлы. В апреле 1992 года было принято решение, что пора на-
чинать 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.
Современная микропроцессорная технология фирмы INTEL.
Достижения фирмы INTEL в искусстве проектирования и про-
изводства полупроводников делают возможным производить мощные
микропроцессоры в все более малых корпусах. Разработчики мик-
ропроцессоров в настоящее время работают с комплементарным
технологическим процесом метал-оксид полупроводник (CMOS) с
разрешением менее, чем микрон.
Использование субмикронной технологии позволяет разработ-
чикам фирмы INTEL располагать больше транзисторов на каждой
подложке. Это сделало возможным увеличение количества тран-
зисторов для семейства X86 от 29,000 в 8086 процессоре до 1,2
миллионов в процессоре Intel486 DX2, с наивысшим достижением в
Pentium процессоре. Выполненный по 0.8 микронной BiCMOS техно-
логии, он содержит 3.1 миллиона транзисторов. Технология
BiCMOS объединяет преимущества двух технологий: биполярной
(скорость) и CMOS ( малое энергопотребление ). С помощью бо-
лее, чем в два раза большего количества транзисторов Pentium
процессора по сравнению с Intel486, разработчики поместили на
подложке компоненты, ранее располагавшимися снаружи процессо-
ра. Наличие компонентов внутри уменьшает время доступа, что
существенно увеличивает производительность. 0.8 микронная тех-
нология фирмы INTEL использует трехслойный метал и имеет уро-
вень, более высокий по сравнению с оригинальной 1.0 микронной
технологией двухслойного металла, используемой в процессоре
Intel486.
Фирма INTEL использовала самые последние достижения тех-
нологии проектирования микропроцессоров для достижения преиму-
ществ, сравнимых с альтернативными архитектурами, используемы-
ми в научных и инженерных рабочих станциях, обеспечив при этом
совместимость с програмным обеспечение стоимостью $50 миллиар-
дов, наработанного для семейства микропроцессоров серии X86.
Да и само программное обеспечение для Pentium процессора
разрабатывалось по новой технологии. Еше на этапе проектирова-
ния аппаратных средств процессора к проекту стали привлекаться
эксперты из всех основных компаний, разрабатывающих операцион-
ные системы и компиляторы - Microsoft, IBM, NeXT, Borland,
Watcom, MetaWare и др. Это позволило на аппаратном уровне под-
держать новые технологии программирования с учетом фирменного
стиля поставщиков стандартного программного обеспечения. С
другой стороны, еще до рождения нового процессора использова-
лись методы классической и специльной оптимизации, раскрываю-
щие специфические достоинства архитектуры X86, например,
использование команд загрузки-записи, мощных режимов адресса-
ции, удаление инвариантных участков кода из циклов и т.д. Те-
перь, только за счет перекомпиляции традиционных приложений
удается повысить их производительность на новом процессоре еще
вдвое. Такого в настоящее время не может предложить не один из
конкурентов фирмы INTEL.
PENTIUM Processor
Технический обзор