Pentium III - Pentium III

Pentium III
Procesor Intel Pentium III Logo.svg
Obecná informace
Spuštěno 26. února 1999
Přerušeno 18. května 2007
Běžní výrobci
Výkon
Max. Taktovací frekvence CPU 400 MHz až 1,4 GHz
Rychlost FSB 100 MHz až 133 MHz
Architektura a klasifikace
Min. velikost funkce 0,25 μm až 0,13 μm
Mikroarchitektura P6
Instrukční sada IA-32 , MMX , SSE
Fyzické specifikace
Jádra
Zásuvka
Produkty, modely, varianty
Základní jména
Dějiny
Předchůdce Pentium II
Nástupce Pentium 4 , Xeon , Celeron , Pentium M

Pentium III (prodávaný jako Intel Pentium III procesor , neformálně PIII nebo P3, a stylizovaná jako Pentium !!! ) značka označuje Intel ‚s 32-bit x86 stolní počítače a mobilní mikroprocesory je založený na šesté generace P6 mikroarchitektury představil dne 26. února , 1999. Počáteční procesory značky byly velmi podobné předchozím mikroprocesorům se značkou Pentium II . Nejpozoruhodnější rozdíly byly přidání instrukční sady Streaming SIMD Extensions (SSE) (pro urychlení výpočtů s pohyblivou řádovou čárkou a paralelních výpočtů) a zavedení kontroverzního sériového čísla vloženého do čipu během výroby.

Dokonce i po vydání Pentium 4 na konci roku 2000 se Pentium III nadále vyrábělo s novými modely představenými až do začátku roku 2003 a byly ukončeny v dubnu 2004 pro stolní jednotky a v květnu 2007 pro mobilní jednotky.

Jádra procesoru

Podobně jako Pentium II, který byl nahrazen, byl Pentium III také doprovázen značkou Celeron pro nižší verze a Xeon pro špičkové (serverové a pracovní stanice) deriváty. Pentium III byl nakonec nahrazen Pentium 4 , ale jeho Tualatin core také sloužil jako základ pro Pentium M CPU , který používal mnoho nápadů z P6 mikroarchitektury . Následně to byla mikroarchitektura Pentium M značkových procesorů Pentium M, a ne NetBurst nalezený v procesorech Pentium 4 , který tvořil základ pro energeticky efektivní jádrovou mikroarchitekturu procesorů CPU s označením Core 2 , Pentium Dual-Core , Celeron (Core) a Xeon.

Rodina procesorů Intel Pentium III
Standardní logo (1999-2003) Mobilní logo (1999-2003) plocha počítače
Kódové označení Jádro Datum vydání
Logo Pentium III (1999-2003) Logo Pentium III-M (1999-2003) Katmai měď
měď
měď T
Tualatin
(250 nm)
(180 nm)
(180 nm)
(130 nm)
Únor 1999
Říjen 1999
Červen 2001
Červen 2001
Seznam mikroprocesorů Intel Pentium III

Katmai

Patrona Pentium III Katmai SECC2 s odstraněným chladičem.
Katmai Die výstřel

První variantou Pentium III byl Katmai (kód produktu Intel 80525). Byl to další vývoj Deschutes Pentium II. Pentium III zaznamenalo nárůst o 2 miliony tranzistorů oproti Pentiu II. Rozdíly spočívaly v přidání prováděcích jednotek a podpory instrukcí SSE a vylepšeného řadiče mezipaměti L1 (řadič mezipaměti L2 byl ponechán beze změny, protože stejně by byl plně přepracován pro Coppermine), které byly zodpovědné za menší zlepšení výkonu oproti " Deschutes "Pentium IIs. Poprvé byl vydán při rychlostech 450 a 500 MHz v únoru 1999. Byly vydány další dvě verze: 550 MHz 17. května 1999 a 600 MHz 2. srpna 1999. 27. září 1999 Intel vydal 533B a 600B běžící na 533 respektive 600 MHz. Přípona „B“ naznačovala, že obsahuje FSB 133 MHz namísto 100 MHz FSB předchozích modelů.

Katmai obsahuje 9,5 milionu tranzistorů, nezahrnuje mezipaměť 512 kB L2 (která přidává 25 milionů tranzistorů) a má rozměry 12,3 mm x 10,4 mm (128 mm 2 ). Je vyroben procesem Intel P856.5, 0,25 mikrometrového komplementárního procesu kov -oxid -polovodič ( CMOS ) s pěti úrovněmi hliníkového propojení . Katmai používal stejný slot-based design jako Pentium II, ale s novějším Slot 1 Single Edge Contact Cartridge (SECC) 2, který umožňoval přímý kontakt jádra CPU s chladičem. Existovalo několik raných modelů Pentium III se 450 a 500 MHz zabalenými ve starší kazetě SECC určené pro výrobce originálního vybavení (OEM).

Pozoruhodná kroková úroveň pro nadšence byla SL35D. Tato verze Katmai byla oficiálně hodnocena na 450 MHz, ale často obsahovala mezipaměti pro model 600 MHz, a proto obvykle může běžet na 600 MHz.

Měděný důl

900 MHz Coppermine FC-PGA Pentium III.
Coppermine Die výstřel

Druhá verze s kódovým označením Coppermine (kód produktu Intel: 80526) byla vydána 25. října 1999 na frekvencích 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700 a 733 MHz. Od prosince 1999 do května 2000 společnost Intel uvedla na trh Pentium III s frekvencemi 750, 800, 850, 866, 900, 933 a 1000 MHz (1 GHz). Byly vyrobeny modely 100 MHz FSB a 133 MHz FSB. U modelů, které již byly k dispozici se stejnou frekvencí, bylo k názvu modelu připojeno „E“ pro označení jader pomocí nového výrobního postupu 0,18  μm . Dodatečné „B“ bylo později připojeno k označení modelů FSB 133 MHz, což vedlo k příponě „EB“. V celkovém výkonu měl Coppermine malou výhodu oproti Athlonům Advanced Micro Devices (AMD), proti kterým byl vydán, což bylo obráceno, když AMD použilo vlastní zmenšovací nástroj a přidalo do Athlonu mezipaměť L2 na desce. Athlon měl výhodu v kódu s intenzivní desetinnou čárkou, zatímco Coppermine mohl fungovat lépe, když byly použity optimalizace SSE, ale v praktickém smyslu byl malý rozdíl v tom, jak tyto dva čipy fungovaly, hodiny za hodinami. AMD však dokázalo taktovat Athlon výše a před uvedením Pentia 4 dosáhlo rychlosti 1,2 GHz.

Pokud jde o výkon, Coppermine pravděpodobně znamenala větší krok než Katmai zavedením mezipaměti L2 na čipu, kterou Intel pojmenoval Advanced Transfer Cache (ATC). ATC pracuje s taktem jádra a má kapacitu 256 KB, což je dvojnásobek kapacity mezipaměti na čipu dříve u Mendocino Celerons. Je osmicestný set-asociativní a je přístupný přes 256bitovou sběrnici Double Quad Word Wide , čtyřikrát širší než Katmai. Latence byla dále snížena na čtvrtinu ve srovnání s Katmai. Další marketingový termín společnosti Intel byl Advanced System Buffering , který zahrnoval vylepšení, aby bylo možné lépe využít výhody systémové sběrnice 133 MHz. Patří sem 6 vyrovnávacích pamětí (vs. 4 na Katmai), 8 záznamů do sběrnicové fronty (vs. 4 na Katmai) a 4 vyrovnávací paměti na zpětný zápis (vs. 1 na Katmai). Pod konkurenčním tlakem AMD Athlon přepracoval Intel interní součásti a nakonec odstranil některé známé stánky potrubí . Výsledkem bylo, že aplikace ovlivněné stánky běžely na Coppermine rychleji až o 30%. Coppermine obsahoval 29 milionů tranzistorů a byl vyroben v procesu 0,18 μm.

Ačkoli jeho kódové označení mohlo budit dojem, že používá měděné propojení , jeho propojení bylo hliníku. Coppermine byl k dispozici v 370-pin FC-PGA nebo FC-PGA2 pro použití se zásuvkou 370 , nebo v SECC2 pro slot 1 (všechny rychlosti kromě 900 a 1100). CPU FC-PGA a Slot 1 Coppermine mají odkrytou zápustku, nicméně většina SKU s vyšší frekvencí počínaje modelem 866 MHz byla vyráběna také ve variantách FC-PGA2, které jsou vybaveny integrovaným rozdělovačem tepla (IHS). To samo o sobě nezlepšilo tepelnou vodivost, protože to přidalo další vrstvu kovu a tepelné pasty mezi matrici a chladič, ale velmi to pomohlo držet chladič naplocho proti matrici. Starší měděné miny bez IHS činily montáž chladiče náročnou. Pokud chladič nebyl umístěn rovně proti matrici, účinnost přenosu tepla byla výrazně snížena. Někteří výrobci chladičů začali na svých produktech poskytovat podložky, podobně jako to udělala AMD s Athlonem „Thunderbird“, aby zajistila, že chladič bude namontován naplocho. Komunita nadšenců zašla tak daleko, že vytvářela podložky, které pomáhají udržovat ploché rozhraní.

Verze 1,13 GHz (S-Spec SL4HH) byla vydána v polovině roku 2000, ale skvěle se na ni vzpomínalo poté, co spolupráce mezi HardOCP a Tom's Hardware odhalila různé nestability s provozem nového rychlostního stupně CPU. Jádro Coppermine nebylo schopno spolehlivě dosáhnout rychlosti 1,13 GHz bez různých vylepšení mikrokódu procesoru, efektivního chlazení, vyššího napětí (1,75 V vs. 1,65 V) a konkrétně ověřených platforem. Intel oficiálně podporoval procesor pouze na vlastní základní desce VC820 i820 , ale i tato základní deska vykazovala nestabilitu v nezávislých testech webů s kontrolou hardwaru. V benchmarcích, které byly stabilní, se výkon ukázal být podprůměrný, přičemž 1,13 GHz CPU se rovnalo modelu 1,0 GHz. Tom's Hardware přičítal tento výkonnostní deficit uvolněnému vyladění CPU a základní desky za účelem zlepšení stability. Společnost Intel potřebovala nejméně šest měsíců na vyřešení problémů pomocí nového kroku cD0 a v roce 2001 znovu vydala verze 1,1 GHz a 1,13 GHz.

Microsoft ‚s Xbox herní konzola používá variantu / Mobile Celeron rodiny Pentium III v Micro-pGA2 form factor. Označením sSpec čipů je SL5Sx, což je více podobné procesoru Mobile Celeron Coppermine-128 . Sdílí s Coppermine-128 Celeron 128 kB L2 cache a 180 nm procesní technologii, ale zachovává asociativitu 8-way cache z Pentium III.

Měď T

Tato revize je přechodným krokem mezi Coppermine a Tualatin, s podporou logiky systému nižšího napětí přítomné na druhém, ale jádrovém výkonu v rámci dříve definovaných specifikací napětí prvního, takže by mohl fungovat na starších systémových deskách.

Intel použil nejnovější měděné miny FC-PGA2 s krokováním cD0 a upravil je tak, aby pracovaly s provozem nízkonapěťové systémové sběrnice při 1,25 V AGTL i normálních úrovních signálu 1,5 V AGTL+ a automaticky detekovaly diferenciální nebo jednostranné taktování. Díky této úpravě byly kompatibilní s nejnovější generací desek Socket 370 podporujících CPU Tualatin při zachování kompatibility se staršími deskami Socket 370. Coppermine-T měl také obousměrné symetrické multiprocesní možnosti, ale pouze v deskách Tualatin.

Od procesorů Tualatin je lze odlišit čísly dílů, které zahrnují číslice „80533“, např. 1133 MHz SL5QK P/N je RK80533PZ006256, zatímco 1000 MHz SL5QJ P/N je RK80533PZ001256.

Tualatin

1,13 GHz FC-PGA2 Tualatin-256 Intel Pentium III-T.
Tualatin zemřela

Třetí revize, Tualatin (80530), byla zkouškou pro nový proces společnosti Intel o 0,13 μm. Tualatin založené Pentium IIIs byly vydány v průběhu roku 2001 až do začátku roku 2002 při rychlostech 1,0, 1,13, 1,2, 1,26, 1,33 a 1,4 GHz. Základní zmenšení Coppermine, nebyly přidány žádné nové funkce, kromě přidané logiky předběžného načtení dat podobné Pentium 4 a Athlon XP pro potenciálně lepší využití mezipaměti L2, ačkoli její použití ve srovnání s těmito novějšími CPU je omezené kvůli relativně menší FSB šířka pásma (FSB byla stále udržována na 133 MHz). Byly vyrobeny varianty s 256 a 512 KB mezipamětí L2, přičemž druhá z nich je označována jako Pentium III-S; tato varianta byla určena hlavně pro servery s nízkou spotřebou energie a také exkluzivně představovala podporu SMP v řadě Tualatin.

Ačkoli označení Socket 370 bylo zachováno, použití signalizace 1,25 AGTL namísto 1,5 V AGTL+ způsobilo, že předchozí základní desky byly nekompatibilní. Tento zmatek se přenesl i do pojmenování čipové sady, kde pouze B-krokování čipové sady i815 bylo kompatibilní s procesory Tualatin. Intel, verze 8.5, navrhl také novou směrnici VRM, která vyžadovala jemnější napěťové kroky a debutovala zátěžová linka Vcore (místo pevného napětí bez ohledu na proud 8.4). Někteří výrobci základních desek by změnu označili modrými paticemi (místo bílými) a často byli také zpětně kompatibilní s CPU Coppermine.

Tualatin také tvořil základ pro velmi populární mobilní procesor Pentium III-M, který se stal předním mobilním čipem Intel (Pentium 4 čerpalo výrazně více energie, a proto nebylo pro tuto roli příliš vhodné) na další dva roky . Čip nabídl dobrou rovnováhu mezi spotřebou energie a výkonem, a tak si našel místo jak v výkonných noteboocích, tak v kategorii „tenké a lehké“.

Tualatinský Pentium III si v některých aplikacích vedl dobře ve srovnání s nejrychlejším Pentium 4 na bázi Willamette a dokonce i s Athlony založenými na Thunderbirdu. Navzdory tomu byla jeho přitažlivost omezena kvůli výše uvedené nekompatibilitě se stávajícími systémy a jediná oficiálně podporovaná čipová sada společnosti Intel pro Tualatins, i815, zvládla pouze 512 MB RAM na rozdíl od 1 GB registrované RAM se starší nekompatibilní čipovou sadou 440BX. Komunita nadšenců však našla způsob, jak spustit Tualatiny na tehdy všudypřítomných deskách založených na čipové sadě BX, ačkoli to byl často netriviální úkol a vyžadoval určitý stupeň technických dovedností.

CPU Pentium III na bázi Tualatinu lze obvykle vizuálně odlišit od procesorů na bázi Copperminu integrovaným kovovým rozdělovačem tepla (IHS) upevněným na horní části obalu. Poslední modely Coppermine Pentium III však také obsahovaly IHS-integrovaný rozdělovač tepla je vlastně tím, co odlišuje balíček FC-PGA2 od FC-PGA -oba jsou pro základní desky Socket 370.

Před přidáním rozdělovače tepla bylo někdy obtížné nainstalovat chladič na Pentium III. Člověk musel dávat pozor, aby nevyvíjel sílu na jádro pod úhlem, protože by to způsobilo prasknutí okrajů a rohů jádra a mohlo by to zničit CPU. Někdy bylo také obtížné dosáhnout plochého spárování povrchů CPU a chladiče, což je faktor zásadního významu pro dobrý přenos tepla. To bylo u procesorů Socket 370 ve srovnání s jejich předchůdci Slot 1 stále náročnější kvůli síle potřebné k montáži chladiče na bázi zásuvky a užšího 2stranného montážního mechanismu (slot 1 představoval 4bodové upevnění). A protože 0,13 μm Tualatin měl ještě menší povrchovou plochu jádra než 0,18 μm Coppermine, Intel nainstaloval kovový rozdělovač tepla na Tualatin a všechny budoucí stolní procesory.

Tualatinské jádro bylo pojmenováno podle údolí Tualatin a řeky Tualatin v Oregonu , kde má Intel velké výrobní a konstrukční zázemí.

Implementace SSE Pentium III

Slot 1 CPU Pentium III namontovaný na základní desce

Protože byl Katmai postaven stejným 0,25 µm procesem jako Pentium II „Deschutes“, musel implementovat Streaming SIMD Extensions (SSE) s použitím minimálního křemíku. K dosažení tohoto cíle Intel implementoval 128bitovou architekturu dvojitým cyklováním stávajících 64bitových datových cest a sloučením jednotky multiplikátoru SIMD-FP se skalárním multiplikátorem FPU x87 do jedné jednotky. Aby bylo možné využít stávající 64bitové datové cesty, Katmai vydá každou instrukci SIMD-FP jako dva μops . Aby částečně kompenzovala implementaci pouze poloviny architektonické šířky SSE, implementuje Katmai sčítač SIMD-FP jako samostatnou jednotku na druhém expedičním portu. Tato organizace umožňuje vydat polovinu násobku SIMD a polovinu nezávislého přírůstku SIMD, čímž se špičková propustnost vrací zpět ke čtyřem operacím s pohyblivou řádovou čárkou za cyklus - alespoň pro kód s rovnoměrným rozložením násobků a sčítání.

Problém byl v tom, že hardwarová implementace Katmai odporovala modelu paralelismu implikovaného sadou instrukcí SSE. Programátoři stáli před dilematem pro plánování kódu: „Měl by být kód SSE vyladěn pro omezené prostředky provádění Katmai, nebo by měl být vyladěn pro budoucí procesor s více prostředky?“ Optimalizace SSE specifická pro Katmai přinesla nejlepší možný výkon z rodiny Pentium III, ale byla neoptimální pro Coppermine a pro budoucí procesory Intel, jako jsou řady Pentium 4 a Core.

Základní specifikace

Krycí jméno První vydání Velikost procesu Mezipaměť L1 Mezipaměť L2 Instrukce Balík VCore Taktovací frekvence Přední autobus
Katmai 26. února 1999 0,25 μm 16 + 16 KB (data + pokyny) 512 KB, externí čipy na modulu CPU při 50% rychlosti CPU MMX , SSE Slot 1 (SECC, SECC2) 2,0 V, (600 MHz: 2,05 V) 450–600 MHz 100 MHz: 450, 500, 550, 600 MHz (tyto modely nemají po rychlosti žádné písmeno)
133 MHz: 533, 600 MHz
Měděný důl 25. října 1999 0,18 μm 16 + 16 KB (data + pokyny) 256 kB, plná rychlost MMX , SSE Zásuvka 1 (SECC2), Zásuvka 370 (FC-PGA, FC-PGA2) 1,6 V, 1,65 V, 1,70 V, 1,75 V 500–1133 MHz 100 MHz: 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 1000, 1100 MHz (modely E)
133 MHz: 533, 600, 667, 733, 800, 866, 933, 1000, 1133 MHz (modely EB)
Měď T Srpna 2000 0,18 μm 16 + 16 KB (data + pokyny) 256 kB, plná rychlost MMX , SSE Zásuvka 370 (FC-PGA, FC-PGA2) 1,75 V 800–1133 MHz 133 MHz
Tualatin 2001 0,13 μm 16 + 16 KB (data + pokyny) 256 nebo 512 KB, plná rychlost MMX , SSE , předběžné načtení hardwaru Zásuvka 370 (FC-PGA2) 1,45, 1,475 V 1000–1400 MHz 133 MHz
Pentium III (256 KB L2-Cache): 1000, 1133, 1200, 1333, 1400 MHz
Pentium III-S (512 KB L2-Cache): 1133, 1266, 1400 MHz

Spor o problémech ochrany osobních údajů

Pentium III byl prvním procesorem x86, který obsahoval jedinečné, získatelné identifikační číslo, nazývané sériové číslo procesoru (PSN). PSN Pentium III lze přečíst softwarově pomocí instrukce CPUID, pokud tato funkce nebyla deaktivována v systému BIOS .

Dne 29. listopadu 1999 požádal panel Evropského parlamentu o hodnocení možností vědy a technologie (STOA) po zprávě o technikách elektronického sledování členy parlamentního výboru, aby zvážili zákonná opatření, která „zabrání instalaci těchto čipů do počítačů evropských občané. "

Intel nakonec odstranil funkci PSN z Pentala III založeného na Tualatinu a tato funkce chyběla v Pentium 4 a Pentium M.

Do značné míry ekvivalentní funkce, chráněné identifikační číslo procesoru (PPIN) bylo později přidáno k procesorům x86 s malým veřejným oznámením, počínaje architekturou Intel Ivy Bridge a kompatibilními procesory Zen 2 AMD. Je implementován jako sada registrů specifických pro model a je užitečný pro zpracování výjimek kontroly stroje .

Pentium III RNG (generátor náhodných čísel)

Do Pentium III byla přidána nová funkce: hardwarový generátor náhodných čísel. Bylo popsáno jako „několik oscilátorů kombinuje své výstupy a že lichý tvar vlny je vzorkován asynchronně“. Tato čísla však byla pouze 32 bitů, v době, kdy kontroly exportu byly na 56 bitů a vyšší, takže nebyly nejmodernější.

Viz také

Reference

externí odkazy

Datové listy Intel