分析Intel公司Pentium系列CPU结构设计.doc

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1、分析Intel公司Pentium系列CPU结构设计一、课题分析承接着80486大获成功的东风，赚大笔美金的Intel在1993年推出了全新一代的高性能处理器——Pentium。PentiumCPU它是世界上第一款与数字无关的处理器，堪称为当代CISC机器的经典之作。由运算器和控制器组成中央微处理器即CPU。要分析Intel公司PentiumCPU结构设计,首先我们要对PentiumCPU的结构和功能进行深刻的了解，进而对它的优点和缺点进行分析，最后针对缺点进行假想，从而写出一份针对PentiumCPU的改进

2、方案。我将从以下几个方面对其进行分析：1.核心技术2.发展进程3.Pentium的结构框图4.Pentium性能简介5.原理结构6.多Cache技术7.超标量流水线8.问题及建议工作安排：分工表王宏斌分析Pentium及早期Pentiumcpu殷贤波分析PentiumII与PentiumVI比较金小敏分析PentiumIII与PentiumVI比较汇总总结分析Pentium系列机结构特点二、Pentium系列CPU总体概况分析  奔腾商标Pentium是英特尔的第五代x86架构之微处理器，于1993年3月2

3、2日开始出货，是486产品线的后代。Pentium本应命名为80586或i586，后来命名为“Pentium”（通常认为“pentium”是希腊文“五（penta）”加拉丁文中代表名词的接尾语“ium”的造词），是因为阿拉伯数字无法被用作注册商标。i586被使用在英特尔竞争对手所制造的类80586的微处理器。1核心技术Tualatin这也就是大名鼎鼎的“图拉丁”核心，是Intel在Socket370架构上的最后一种CPU核心，采用0.13μm制造工艺，封装方式采用FC-PGA2和PPGA，核心电压也降低到了

4、1.5V左右，主频围从1GHz到1.4GHz，外频分别为100MHz（赛扬）和133MHz（PentiumIII），二级缓存分别为512KB（PentiumIII-S）和256KB（PentiumIII和赛扬），这是最强的Socket370核心，其性能甚至超过了早期低频的Pentium4系CPU。WillametteNetburst微架构是P6微架构的后继者，第一个使用这架构的是Willamette核心，于2000年推出。Willamette核心制造工艺落后，发热量大，性能低下，已经被淘汰掉，而被North

5、wood核心所取代。Northwood第二个Pentium4核心，代号为Northwood，改用了更为精细的0.13微米制程，集成了更大的512KB二级缓存，性能有了大幅的提高。按照Intel的规划，Northwood核心会很快被Prescott核心所取代。PrescottPrescott核心的P4处理器发热量要比Northwood核心的大很多。性能接近。这是目前高端的Pentium4EE、主流的Pentium4和低端的CeleronD所采用的核心。Prescott核心与Northwood核心最大的区别是采

6、用了90nm制造工艺，L1数据缓存从8KB增加到16KB，流水线结构也从20级增加到了31级，并且开始支持SSE3指令集。按照Intel的规划，Prescott核心会被CedarMill核心取代。Smithfield这是Intel公司的第一款双核心处理器的核心类型，于2005年4月发布，基本上可以认为Smithfield核心是简单的将两个Prescott核心松散地耦合在一起的产物，这是基于独立缓存的松散型耦合方案，其优点是技术简单，缺点是性能不够理想。其数据延迟问题比较严重，性能并不尽如人意。按照Intel

7、的规划，Smithfield核心将会很快被Presler核心取代。CedarMill这是Pentium46X1系列和CeleronD3X2/3X6系列采用的核心，从2005末开始出现。其与Prescott核心最大的区别是采用了65nm制造工艺，其它方面则变化不大，基本上可以认为是Prescott核心的65nm制程版本。CedarMill核心也是Intel处理器在NetBurst架构上的最后一款单核心处理器的核心类型，按照Intel的规划，CedarMill核心将逐渐被Core架构的Conroe核心所取代。P

8、resler这是PentiumD9XX和PentiumEE9XX采用的核心，Intel于2005年末推出。基本上可以认为Presler核心是简单的将两个CedarMill核心松散地耦合在一起的产物，是基于独立缓存的松散型耦合方案，其优点是技术简单，缺点是性能不够理想。按照Intel的规划，Presler核心从2006年第三季度开始将逐渐被Core架构的Conroe核心所取代。Yonah目前采用Yonah核心CPU