第12章高档Pentium 微处理器.ppt

第 12 章
高档 Pentium
高能奔腾— Pentium Pro
1996年后,Intel又相继推出了
高能奔腾—Pentium Pro、
多能奔腾—Pentium MMX、
二代奔腾—Pentium II、
多能奔腾二代—Pentium III
等Pentium系列高档微处理器
1. RISC 技术
Intel 在开发Pentium Pro 微处理器高性能过程中也采用了RISC技术。Pentium Pro 微处理器不仅是一代卓越的超标量微处理器,而且是超流水线型的,在同样的时钟速率下比Pentium快三分之一。
Pro新技术
Intel的Pentium Pro 微处理器的“Dynamic Execution(动态执行)”使得Pentium Pro 微处理器在大多数情况下处理指令的效率比Pentium更高一些。

Pentium Pro 微处理器采用的是事务总线设计,可以支持多个特殊的总线请求。
Pro内部结构
Pentium Pro 微处理器采用的是一种特殊的总线结构。二级Cache 被设计成与Pentium Pro 微处理器同处一个芯片内,同被封装在一起
Pro 流水线
Pentium Pro 微处理器使用是一种被划分为按序、乱序和退出这样三个操作部分的14级深的流水线,
12. 2 多能奔腾—Pentium MMX
1996年底推出的Pentium 微处理器系列的改进版本—Pentium MMX微处理器(多能奔腾),所采用的MMX技术是Intel 最新发明的一项多媒体增强指令技术。它的指令系统新增加了57条为丰富和加速PC机上多媒体和通信而设计的新指令,所以被称之为“多媒体扩展指令系统”。

Pentium MMX使用了一种叫做单指令流、多数据流(SIMD)的技术,该技术能够使CPU同时对二个、四个甚至八个数据元素进行计算,且不会降低操作速度。

Pentium MMX功能的增强会简化系统中其他子系统。Pentium MMX提高了处理机分担多媒体计算的能力,这将使图形加速、声频、视频的设计和实现变得简单,从而降低了整个系统的成本。
—累加操作
(1)在Pentium MMX上的操作方法
(2)在经典Pentium上操作的方法
12. 3 二代奔腾—Pentium II
1997年5月,Intel 推出了与Pentium Pro同一个级别的微处理器Pentium II。
Pentium II 虽然采用了原有Pentium Pro相同的核心体系结构,但它加快了对段寄存器写操作的速度,还增加了MMX指令,从而加速了操作系统的执行速度。由于Pentium II又增加了可重命名的段寄存器,因此Pentium II有能力可以猜测地执行写操作。
在总线方面,Pentium II微处理器采用了双独立总线结构,即其中的一条总线被连接到了二级Cache,另一条总线主要是负责主存储器的信息传送操作。

Pentium II微处理器又新配备了八个64位的MMX寄存器,以加速多媒体任务的执行。并且配置了可重命名的段寄存器,用以加速操作系统的执行速度。
采用了MMX多媒体增强技术的Pentium II微处理器与多能Pentium MMX微处理器相比,体系结构又有新意,结合双独立总线结构,即其中一条总线连接到二级Cache,另一条总线主要负责与主存储器之间的信息传送。
II 流水线
超标量技术被Intel巧妙地移植到CISC类的Pentium II微处理器上。
超标量组织的主要部件是
指令预取和译码部件、
调度发送和执行部件、
指令缓冲部件
恢复部件。
3. Pentium II 的Cache
将Pentium II 上的一级Cache的容量从16KB加倍到32 KB
4. 分支转移预测
Pentium II使用的是基于转移指令近期执行历史的动态转移预测策略。由一个分支转移目标缓冲存储器(BTB)负责控制着它的运行,BTB进行的是高速缓冲存储操作,其内保存着近期所遇到的有关转移指令的相关信息。
12. 4 多能奔腾二代—Pentium III
1999年2月,推出了Pentium III芯片。它是为提高用户的互联网计算而设计的微处理器。
Pentium III芯片所带来的最重要的技术创新之一就是它新增加的71条被称之为互联网的指令和处理机的序列号。

PentiumⅢ新增添的71条互联网SSE指令,SSE指令集中包含有以下三类指令:
八条高速缓冲存储器控制指令;
50条单指令