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 来自本人毕业论文的一小部分,现在这部分已经被我从论文中删除掉,为经与许,请勿转发

 

    在整个处理器的发展过程中Intel处理器始终占有非常重要地位,下面将从16位的Intel处理器开始讨论其发展.

(1)16 位的处理器(1978)

32位处理器出现之前,占据市场的是,Intel 16位处理器8086和8088.8086有16位的寄存器和一条16位的内部总线,拥有20-bits的寻址能力,可访问1M以内的地址范围.而8088则是在8086的基础上加了一条16位的外部总线.

8086/8088是实现分段机制的IA-32处理器体系处理器,在段内,通过一个16位的寄存器包含一个16位的指针最多可以指向一个64K地址范围的空间.通过一次使用4个段寄存器,8086/8088就可以一次(不改变段中的值)访问256 Kbytes大小的地址.若改变段的内容,就会形成20位(=4位的段寄存器+16位的寄存器)的1M寻址能力.

(2)Intel® 286 处理器 (1982)

Intel®286是实现保护模式的IA-32处理器体系处理器,保护的方式使用段寄存器内容作为选择子或者指针进描述符表.每个描述符提供24-bit的基地址和一个上限为16Mbytes的物理内存大小,从而提供一个在段交换基础下的内存保护管理,和一些保护机制,这些机制包括:

◇ 段大小限制检查

◇ 只读和只执行的段选项

     ◇ 四个权限等级划分

(3)IntelTM 386 处理器 (1985)

IntelTM 386 处理器是IA-32结构家族中的第一款32位处理器.它提供32-bit的寄存器同时用于运算(operands)和寻址(addressing),32位Intel386 寄存器的低一半空间仍然保留着先前版本中16位寄存器的特性,允许向后兼容.这个处理器同时提供一个虚拟的8086模式,用以更高速度运行8086/8088上开发的程序(非保护模式).

此外,IntelTM386处理器拥有如下支持:

◇ 一个32位的地址总线支持高达4-Gbytes的物理内存

◇ 一个分段内存模式和平(flat)内存模式

◇ 分页,每页固定为4-Kbyte大小,从而提供虚拟内存管理

◇支持并行执行

(平内存模式可以理解为:无须段寄存器或内部总线等于外部总线)

(4)IntelTM 486 处理器 (1989)

IntelTM 486 处理器通过将扩展386的译码和执行单元到5个流水线来提供比386更多的并行支持,流水线之间是并行的,也就是说最多可以有5条指令同时执行.

此外,这个处理器添加特性如下:

◇ 一个8-Kbyte的片内一级缓存,增加了在一个标准时钟周期里面能执行的指令百分数.

◇ 一个综合的X87 FPU.

◇ 节能和系统管理能力

(5)Intel® Pentium® 处理器 (1993)

    Intel奔腾处理器是第二个实现流水作业的处理器,拥有超标量性能.(两个流水线,称u和v,一起可以在每个时钟周期里,同时执行两条指令),片上一级缓存增加到两片(每片8 KBytes),一片用于负责编码,一片负责数据缓存.数据高速缓存使用MESI协议,以支持更高效的完成写回缓存,这点比486的写缓存性能有所提升.通过片上一个叫条件分支表来提供分支预测,构建高性能的循环执行.

此外,这个处理器添加特性如下:

◇扩建使虚拟8086模式更有效率,并支持4 MB及4K的页面

◇ 内部128 bits及256 bits的数据路径提高了内部数据传输速度.

◇ 外部数据总线宽度暴增到64 bits.

◇ 拥有一个APIC(Advanced Programmable Interrupt Controller)让系统支持多处理器.

◇一个双倍处理器模式支持胶合双处理器系统

其后逐步发展的Pentium家族推出的英特尔MMX技术(奔腾处理器的MMX技术).英特尔MMX技术采用单指令多数据集( SIMD )执行模型去运行并行计算包含在64位寄存器的整数数据集.

(6)P6 处理器家族 (1995-1999)

    P6系列处理器基于对超标量微架构,并确定新的性能标准,设计的目标之一在使用相同的0.6微米,四层,金属的BiCMOS制造工艺的情况下,其性能还要显著超越Pentium处理器,这个家族的处理器特点包括以下几个方面:

◇英特尔的Pentium Pro处理器是三路超标量.采用并行处理技术,该处理器能够平均解码,调度,并完成执行(睡眠) 3指令每时钟周期.在超标量执行过程中,Pentium Pro提供动态执行(微观数据流分析,故障处理,更高级的分支预测和推测执行).该处理器进一步加强了其高速缓存. 它和奔腾处理器一样具有相同的两个片上的8 k字节的第1级高速缓存和一个额外的256 KB的二级缓存,封装入处理器.

◇Intel Pentium II 处理器将其 MMX(多媒体的扩充MultiMedia eXtensions)技术和其他升级硬件添加到P6家族中去,P6处理器核心封装在在一个单边接触插盒(single edge contact cartridge,SECC:是一种矩形塑料包装盒,通过边缘指状联接安装于系统主板.)中.一级数据和指令缓存都扩大到16K,并二级缓存(外部)支持大小256 KBytes, 512 KBytes, and 1 MByte 三种.一个半时钟周期环境下总线将两个2级缓存和处理器连在一起.多种低功耗状态选择,如AutoHALT, Stop-Grant, Sleep, 和 Deep Sleep,使其在不工作(空转)的时候节省电源.

◇奔腾II至强(Xeon)处理器具有前几代奔腾处理器的各种特性.包含4路和8路(或更高)可扩展和一个2 Mbyte二级缓存运行在全时钟周期下总线上.

◇英特尔赛扬处理器家族集中于经济型电脑市场的成长.引入了一个集成的128 KB的二级缓存和一个塑料针栅阵列( ppga )外形,以降低系统设计成本.

◇英特尔奔腾III处理器,引入了流SIMD扩展(SSE)进IA - 32体系结构.SSE延伸扩展的SIMD执行模型和英特尔MMX技术一起被引入,提供了一套新的128位寄存器以执行SIMD操作,和浮点数计算.

◇奔腾III至强(Xeon)处理器通过提高处理器最高运行速度,on-die,和高级转移缓存对IA-32体系的性能层次做了扩展.

(7)Intel® Pentium® 4 处理器家族(2000-2006)

英特尔奔腾4处理器家族是基于英特尔是Netburst微架构;

英特尔奔腾4处理器引入流SIMD扩展2 (的SSE2 ) , Intel Pentium 4处理器3.40 GHz的,支持超线程技术引入流SIMD扩展3 ( SSE3指令集),英特尔64体系结构是在Intel Pentium 4处理器最末版支持超线程技术和英特尔奔腾4处理器6xx和5xx序列.
    英特尔虚拟化技术(Intel® VT )的推出,英特尔奔腾4处理器672和662 .

(8)Intel® Xeon® 处理器 (2001-2006)

    Intel Xeon处理器(例外双核心Intel Xeon处理器,吕, Intel Xeon处理器5100系列) ,是基于英特尔是Netburst微架构,正如一个家庭中,这一组的IA - 32 处理器(最近英特尔公司64位处理器) ,是专为在多处理器的服务器系统和高性能工作站.

英特尔Xeon处理器MP推出支持超线程技术; 64位的Intel Xeon处理器3.60 GHz的( 800 MHz系统总线) ,采用英特尔推出64个建筑.双核心Intel Xeon处理器,包括双核心技术. Intel Xeon处理器, 70xx系列包括英特尔虚拟化技术.

Intel Xeon处理器5100系列推出省电,高性能的英特尔核心微架构.该处理器是基于英特尔64体系结构,它包括了英特尔虚拟化技术和双核心技术. Intel Xeon处理器3000系列,也是基于英特尔核心微架构. Intel Xeon处理器5300系列推出4个处理器核心,在物理封装,他们也是基于英特尔核心微架构.

(9)Intel® Pentium® M 处理器 (2003-现在)

英特尔奔腾M处理器家族,是一种高性能,低功耗移动处理器家族微结构改进比前一代产品的IA - 32的英特尔移动处理器更优.这个家族是专为延长电池寿命,并无缝集成与平台创新,使新使用模式(如作为扩展移动性,超薄形因素,而集成无线联网) .

    其增强微架构,包括:
◇支持英特尔架构的动态执行
◇高性能,低功耗核心的制造均采用英特尔先进的
工艺技术的铜互连
◇片内(on-die)主32 k字节指令高速缓存和32 KB的回写数据高速缓存
◇片内第二级缓存(高达2 MB的) ,与高级传输快取缓存架构
◇先进的分支预测和数据预取逻辑
◇支持MMX技术,流式SIMD指令和的SSE2指令集
◇一个400或533兆赫,源同步处理器系统总线
◇先进的电源管理采用增强型英特尔SpeedStep ®技术

关于on-die

在Celeron(赛扬微处理器)刚出来的时候,并没有二级缓存,里面只集成了一个片内32Kb的一级缓存,与Pentium II一样,二级缓存被集成在主板上,C靠近CPU的的地方,和集成在CPU里的二级缓存相比其速度通常只为CPU全速的一半.(die:集成电路或晶体管生产过程中,将半导体硅晶圆片分割成的矩形芯片.)如果拿当时的Celeron与这里的Pentium M相比,把集成在处理器里的二级缓存称为“on-die(在芯片上)”,而把外部的二级缓存称为“off-die(不在芯片上)”.

SpeedStep ®技术

Intel 所采用的一种节省耗电的技术. 在600MHz 以上的 Mobile Pentium III 处理器, 设计了两组 PLL 时脉输入线路, 可以支援两种不同核心电压/时脉的组合配对. 一种是 1.6V 核心电压,最大效能 (Maximum Performance) 模式 (100%); 另一种是电池最佳化 (Battery Optimized) 模式, 这时候 CPU 的时脉通常只有 80% 左右, 其中核心电压可降到 1.35V. 而且两种操作模式的切换时间只需两千分之一秒的时间. 以 Intel 的资料表示: 操作频率降低 20%, 再配合核心电压的降低, 理论上耗电量可以降到原先操作模式的五到六成之间. 以 600MHz 的笔记型 Pentium III 为例, 在我们外出携带笔记型电脑时, 通常不会去接 AC Power 交流电电源, 此时笔记型电脑只能吃电池的电源. 这时候 CPU 会自动设定切到500MHz/1.35V 低速/低压模式, 耗电量大幅降低, 而电池的供应时间也得以延长. 又当笔记型电脑移到可以接 AC Power 交流电电源的地方时, 一旦接上 AC Power 电源, 系统便自动切回 600MHz/1.6V 全速/高电压模式.

(10)The Intel® Pentium®处理器至尊版(2005-2007)

英特尔奔腾处理器至尊版推出了双核心技术.这技术提供了先进的硬件多线程的支持.处理器基于英特尔是Netburst微架构,并支持深交所,的SSE2 , SSE3指令集,超线程技术,和Intel 64架构.

(11)Intel® Core™ Duo and Intel® Core™ Solo 处理器(2006-Current)

   英特尔Core Duo(酷睿)处理器,提供省电,双核心的表现与低功耗设计,延长电池寿命.这个家族与单核心Intel的Core Solo处理器提供微构架增强超过Pentium M处理器家族.

   其增强微架构,包括:

◇英特尔®智能高速缓存,能够有效的数据共享两处理器核心

◇改进的解码和执行的SIMD

◇英特尔动态电源协调和增强型英特尔®深层睡眠,以减少功率消耗

◇英特尔®高级散热管理功能的数字温度传感器接口

◇支持功率优化型667 MHz汇流排

双核心Intel Xeon处理器,吕是基于相同的微架构作为英特尔Core Duo处理器,并支持IA - 32体系结构.

(12)Intel® Xeon® Processor 5100 Series and Intel® Core™2 处理器家族 (2006-现在)

Intel Xeon处理器3000 , 5100 ,和5300系列,英特尔核心2极端的情况下,英特尔核心2个四芯处理器,英特尔Core 2 Duo处理器家族支持英特尔64架构;高性能基础上,省电的英特尔® 核心微架构.英特尔

Core微架构包括以下新特点:

◇英特尔®宽动态执行,以提高性能和执行能力,大吞吐量

◇英特尔®智能功率管理,降低电力消耗

◇英特尔®高级智能高速缓存,能够在两个处理器核心间,高效共享数据

◇英特尔®智能内存访问,以增加数据带宽与隐藏存储器访问时的等待时间

◇英特尔®高级数字媒体增强,这提高了应用性能采用多代流SIMD扩展

Intel Xeon处理器5300系列,英特尔核心2极速四核心处理器,以及英特尔的核心2个四处理器支持英特尔四核心技术.



地震让大伙知道:居安思危,才是生存之道。
posted on 2008-04-22 23:48 小寻 阅读(1263) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: 嵌入式开发

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