AKTUELLE ORD OG UTTRYKK FOR MIKROPROSESSORER 2

Transkript

1 MIKROPROSESSORER AKTUELLE ORD OG UTTRYKK FOR MIKROPROSESSORER 2 PROSESSORER FRA 1971 OG FRAM TIL I DAG 5 PC- MIKROPROSESSOR HISTORIE 5 INTEL INTEL INTEL ZILOG Z-80 6 INTEL INTEL INTEL I486 8 PENTIUM 8 PENTIUM PRO ( ) 8 PENTIUM MMX 9 PENTIUM II (KLAMATH) 9 PENTIUM II (DESCHUTES) 11 CELERON (COVINGTON) 11 CELERON A (MENDOCINO) 12 INTEL CELERON 12 ULIKE VERSJONER CELERON 13 CELERON 566 MHZ 13 PENTIUM III VS. CELERON 13 INTEL PENTIUM III (KATMAI) 14 INTEL PENTIUM III (TUALATIN) 14 INTEL PENTIUM III (XEON) 14 ULIKE VERSJONER PENTIUM III 15 INTEL PENTIUM 4 15 INTEL PENTIUM 4 (WILLAMETTE) 15 INTEL PENTIUM 4A (NORTHWOOD) 16 INTEL PENTIUM 4E (PRESCOTT) 16 ITANIUM OG ITANIUM

2 Aktuelle ord og uttrykk for mikroprosessorer MHz MHz står for Mega Hertz. Det er en målestokk som brukes for å beskrive hastigheten på prosessorer (CPU) altså evnen til å behandle data. 1 MHz = sykluser i sekundet. FPU (Floating Point Unit) Dette er den logiske delen av prosessoren som tar seg av flyttallsoperasjoner, gjerne typiske matematiske regneoppgaver utenom normale programvareinstruksjoner. ALU (Aritmetisk Logic Unit) Dette kan man se på som selve kalkulatoren i prosessoren, og tar for seg aritmetiske regneoperasjoner. FSB (Front Side Bus) Front Side Bus var i utgangspunktet definert av Intel som hastigheten og kommunikasjonsbussen mellom prosessor og systemminne. I årenes løp har arkitekturen på datamaskiner forandret seg noe, og i særdeleshet med AMD sine "Hammer"-prosessorer. I dagens systemer kan man se på FSB som kommunikasjonshastigheten mellom prosessor og nordsiden (north bridge) av hovedkortet. På K7-systemer samt P4-systemene fra Intel inneholder nordsiden minnekontrolleren. FSB blir som regel oppgitt i MHz, og dette angir hvor mange millioner ganger man kan sende data over denne bussen hvert sekund. I tillegg oppgir produsenter gjerne den "effektive" frekvensen. Intel oppgir f.eks. på sine nyeste prosessorer en FSB på 800 MHz, mens den reelle hastigheten på bussen er 200 MHz, men Intel bruker en teknikk kalt QDR (Quad Data Rate) som gjør at man kan sende 4 bit per syklus. AMD på sin side opererer med 200 MHz sammen med en teknikk som kalles DDR (Double Data Rate) som kan sende 2 bit per syklus. Slot Er åpning i datamaskinen hvor du kan plassere et kort. Slot 1 og Slot 2 er betegnelsen Intel bruker på de forskjellige prosessorkontaktene til Pentium II generasjonen. Ved siden av de vanlige Pentium II prosessorene fra Intel bruker også Intels Celeron Slot 1 tilkobling. Xeon prosessorer bruker Slot 2. Slotket Adapter for å konvertere mellom to fysiske prosessorformater. MMX "Multimedia Extensions" (MMX) er et sett med hjelpeinstruksjoner som skal lette CPUen i kalkulasjonen av 3D og multimedia og dermed gi høyere ytelse. 2

3 Cache Cache er et mellomlager som er raskere enn lagringsmediet det er designet for. Et typisk eksempel på cache er mellom CPU og RAM, der man har en liten mengde svært raskt minne som mellomlagret de siste dataene som ble hentet fra RAM. Slik kan man oppnå at en del data kan hentes fra den raske cachen, istedenfor tregere RAM. Et annet eksempel er harddisker, der man gjerne har en cache på 1-8 MB på selve disken. L1/L2/L3 cache Alle prosessorer av nyere dato har en del minne (cache) integrert i selve prosessoren. Hensikten med dette er at det tar relativt mye tid for en prosessor å hente informasjon som ligger i selve internminnet (RAM), og derfor har man integrert en liten mengde RAM i selve prosessoren. Dette minnet er primært delt opp i to deler: L1 og L2 cache, mens enkelte prosessorer også har et tredje nivå kalt L3. Jo høyere tall, desto lenger unna ALU-delen av prosessoren ligger minnet. Fordelen med denne cachen er at hastigheten som dette minnet opererer på er synkront med hastigheten på prosessoren, noe som gjør at det tar svært kort tid å hente ut informasjon som ligger der. Multiplier (multiplikator) Hastigheten på en prosessor blir avgjort av to ting: Hastigheten på FSB og hvor mange ganger prosessoren internt multipliserer dette signalet. Multiplikatoren på en prosessor er rett og slett det som styrer hvor mange ganger signalet skal multipliseres. Jo høyere multiplikator man har, jo høyere blir frekvensen på prosessoren (forutsatt at man ikke forandrer på FSB-frekvensen). Vcore Vcore er betegnelsen på prosessorspenningen. Typisk kan dette være 1,5V. Produsenter av prosessorer vil alltid prøve å få denne spenningen ned så mye som mulig for å minke varmeutvikling. Problemet er at jo mindre denne spenningen er, jo mer påvirkelig er prosessoren for elektromagnetisk støy. Branch prediction "Branch prediction" har blitt et viktig virkemiddel for å effektivisere instruksjonsflyten gjennom "pipeline". Trace cache "Trace cache" er noe Intel har innført tidlig i pipelinen ved å konvertere deler av L1-cachen til et register for ferdig kodede instruksjoner. Hensikten med "trace cache" er å lagre dekodede instruksjoner slik at instruksjonene kan hoppe over "decode" delen i pipelinen ved en loop i programmet. Dermed kan disse instruksjonene ledes direkte til "execution core". Da unngår man at mange av instruksjonene må gå gjennom alle 20 trinnene (31 for Pentium 4 "Prescott") i pipelinen hver gang. Hyper-Threading Hyper-Threading konverterer en fysisk prosessor om til 2 logiske prosessorer. Det gjør at en enkel prosessor kan håndtere 2 selvstendige sett med instruksjoner samtidig. 3

4 Ulike tråder fra programmer kan derfor behandles som om det var to fysiske prosessorer) ved at man utnytter ledig plass i pipelinen. Dette kan være en stor fordel når man arbeider med flere programmer samtidig. Hyper-Threading kom på Intel Xeon prosessorer for servere i mars Senere ble også teknologien og finne på Pentium GHz i november For å kunne kjøre HT må man også har et hovedkort, BIOS og operativsystem som har støtte. SSE, SSE2, og SSE3 Da Pentium III ble introdusert i februar 1999, var det inkludert en oppdatering av MMX kalt Streaming SIMD Extension (SSE). Dette ble også kalt Katmai New Instructions (KNI) fordi de var originalt inkludert i Katmai prosessoren. SSE inkluderer 70 nye instruksjoner for grafikk og lyd - prosessering enn det MMX brukte. I tilegg til å legge til flere MMX type instruksjoner, tillater SSE - instruksjonene floating point calculations og bruker nå en separat del i prosessoren i stedet for å dele standard floating-point unit som MMX gjorde. SSE2 ble introdusert i november 2000 sammen med Pentium 4 prosessoren. Denne la til 144 SIMDinstruksjoner samtidig som den inkluderte alle tidligere MMX og SSE - instruksjoner. SSE3 ble introdusert i februar 2004 sammen med Pentium 4 Prescott prosessoren og legger til nye 13 SIMD instruksjoner for forbedring av kompleks matematikk, grafikk video omkoding og kommunikasjon synkronisering. SSE3 inkluderer også alle tidligere MMX, SSE og SSE2 instruksjoner. Noen av fordelene med SSE er: Bedre løsning og høyere kvalitet på bilde fremvising og manipulasjon for grafisk software. Høyere kvalitet audio, MPEG2 (en måte å pakke lyd og bilde på, enten det er begge deler i ett, eller kun en av delene) video, og samtidige MPEG2 omkoding og dekoding for multimedia applikasjoner. Redusert CPU bruk for stemmegjenkjennelse, så vel som større nøyaktighet og raskere respons ved kjøring av stemmegjenkjennings software. SSEx er spesielt anvendelig med MPEG2 dekoding, som er standard system brukt på DVD video disker. SSE - utstyrte prosessorer skulle derfor være bedre utstyrt for utføring av MPEG2 dekoding i software i full hastighet uten behov for tileggs hardware MPEG2 dekoder kort. SSE - utstyrte prosessorer er også mye bedre og raskere enn tidligere prosessorer når det kommer til stemmegjenkjennelse. For at SSE - instruksjonene skal komme til nytte, må de være omkodet i den type software en bruker. De fleste software selskaper innen grafikk og lyd har oppdatert disse applikasjonene til å bruke samme trekk som SSE. SSE er et tilegg til MMX; SSE2 er et tilegg til SSE og SSE3 er et tilegg til SSE2. Derfor kan en prosessor som støtter SSE3 også støtte SSE2 instruksjoner og en prosessor som støtter SSE2 støtter også SSE instruksjoner, og en som støtter SSE støtter også MMX. Dette betyr at en standard MMX - aktivert applikasjon kjøres på samme måte som de gjorde på en standard MMX prosessor. 4

5 Prosessorer fra 1971 og fram til i dag PC- Mikroprosessor historie Motoren eller hjernen til en pc er prosessoren, også kalt mikroprosessor eller Central Processing Unit (CPU). CPU n i datamaskiner utfører regneoppgaver, bearbeider data og er ofte den dyreste delen man har i en hjemme pc. Intel 4004 I 1971 ble den første mikroprosessoren laget av Intel og den fikk navnet Intel 4004 og hadde 2300 transistorer. Prosessoren gikk på den utrolige hastigheten av 108 KHz (en tiendedels megahertz) og var bygget på en måte som gjorde det mulig å plassere transistorer ved siden av hverandre med ett mellomrom på bare 10 mikrons (miliontedels meter). Dataoverføringshastigheten var ikke på mer enn 4 bit av gangen og maksimum adresserbar minne var kun 640 byte. Intels 4004 ble egentlig designet for bruk i kalkulatorer, men viste seg og være brukbar for mange andre bruksområder også. Eksempler på dette er trafikklys, blodanalyseringsmaskiner og den ble til og med brukt i NASAs Pioneer 10 Deep Space Probe Intel 8008 Første generasjon av 8-bit prosessor kom til verden i april 1972 og het Denne prosessoren inneholdt 3500 transistorer og ble bygget på samme måte som 4004 (10-micron). Den store forskjellen mellom 8008 og 4004 var at 8008 prosessoren hadde en 8-bit databuss som gjorde at den kunne flytte 8bit med data samtidig, altså dobbelt så mye som den forrige prosessoren. Den kunne i tillegg adressere opp til 16 KB med minne. Denne prosessoren ble fra starten av brukt i enkle terminaler og i kalkulatorer. Intel 8080 Det var Intels 8080 prosessor som ble lansert i april 1974 som var med å revolusjonere pc-verden. Denne prosessoren kjørte på en hastighet på hele 2 MHz, som for det meste skyldtes raskere klokkehastighet (ca 10 ganger raskere enn 8008) prosessoren inneholdt 6000 transistorer med en avstand på bare 6-micron fra hverandre. Akkurat som den forrige prosessoren kom også denne med 8bit databuss hastighet. Likevel kunne 8080 adressere mer minne, hele 64 KB. Det var 8080 cpu n som hjalp til med å starte pc revolusjonen fordi 8080 ble brukt i den første personlige datamaskinen som het Altair Operativsystemet CP/M ble skrevet for akkurat 8080 prosessoren og Microsoft ble grunnlagt og leverte sitt første produkt til denne maskinen 5

6 (Microsoft Basic) prosessoren ble faktisk så populær at den ble klonet av ett selskap som het Zilog (grunnlagt i 1975 av mange tidligere ansatte fra Intel). Andre som Motorola kom med sin 6800 prosessor eller Rockwell med sin 6502 var også med på denne utviklingen i håp om å få sin del av kaken. Zilog Z-80 Zilog lanserte i 1976 en prosessor som var en utbedret utgave av Intel sin Den var ikke pin kompatibel med 8080, men i stedet kombinerte den funksjoner som for eksempel minne grensesnittet og RAM kretser som gjorde at billigere og enklere systemer kunne bli laget. Z-80 prosessoren kunne også kjøre alle programmene som fra starten av hadde blitt laget for Intels Z-80 n hadde også ett nytt internt register og instruksjoner slik at programvare som var til Z-80 prosessoren kunne ikke alltid brukes på maskiner med den eldre 8080 prosessoren. Z-80 prosessoren kjørte på en hastighet på 2,5MHz (senere versjoner opp til 10 MHz) denne prosessoren hadde 8500 transistorer. Z-80 prosessoren ble brukt i mange pioner systemer som for eksempel maskiner som Osborne og Kaypro. Andre bedrifter fulgte etter og Z-80 prosessoren ble etter hvert standard prosessor for maskiner som kjørte CP/M operativsystem. Og ikke minst den mest populære. Etter Z-80 kom Intel tilbake med en 8085 prosessor som gikk på hele 5MHz og hadde 6,500 transistorer med en avstand på bare 3-micron.( 3 milliontedels meter) og fremdeles med en 8 bit databuss. Altså ingen store framskritt enn at de hadde klart å plassere transistorene mye nærmere hverandre. MOS Technologies kom i 1976 med prosessoren Denne cpu n ble designet av flere tidligere ansatte fra Motorola prosessoren var en 8-bit prosessor som 8080 fra Intel, men den ble solgt for ca 25 $ i stedet for 300 $ som Intels 8080 gikk for. Prisen appellerte til mange nye kunder, også Steve Wozniak som plasserte 6502 prosessorene i Apple I og Apple II maskinene sine. Denne prosessoren ble også brukt i systemer fra Commandore. Til og med den Nintendo 8bit n hadde denne prosessoren. Motorola gikk videre og utviklet en serie prosessorer som ble gitt navnet 6800 series Denne serien av prosessorer gjorde grunnlaget for mange Apple Macintosh maskiner. I dag brukes fremdeles etterkommere av serien i Apple maskiner det er bare i det siste få årene at Intel har begynt å lukte på markedet til Motorola. Intel 8086 I juni 1978 introduserte Intel 8086 prosessoren cpu n hadde da det som skulle bli den originale x86 instruksjonssettet som fremdeles blir brukt i maskiner i dag (P4 og AMD Athlon XP) inneholdt en stor endring i forhold til tidligere prosessorer, den var den første 16bit prosessoren på markedet og revolusjonerte på den måten markedet. Prosessoren hadde en 16-bit databuss og ett 16 bit intern register. Prosessoren kunne altså kunne flytte 16 bit med data om gangen både inn og ut. Det betydde at den kunne jobbe med 16-bit tall og 6

7 data internt prosessoren hadde transistorer og gikk på hastigheter opp til 5 MHz. Prosessoren brukte også 20bit data adressering så den kunne adressere opp til 1MB minne. Prosessoren var ikke bakover kompatibel med 8080 prosessoren, men hadde likheter sånn at det ikke ble noen stor jobb å gjøre om på programvare sånn at den kunne brukes på denne 8086 prosessoren. Selv om 8086 prosessoren var en god cpu på denne tiden så krevde den en 16bit support brikke som var veldig kostbar (cpu n i seg selv var ikke billig heller). Derfor lanserte Intel en ribbet versjon av den som de kalte Denne cpu n hadde samme kjernen og register som 8086 og kunne adressere like mye minne, men den eksterne databussen ble redusert til 8bit. Dette resulterte i at man kunne bruke eldre maskinvare og kutte kostnadene. Dette var en av hovedgrunnene til at IBM valgte å bruke den reduserte cpu n (8088) i sine første datamaskiner. Intel 286 Til dags dato har bakover kompatibilitet blitt ett hovedtema. Selv om det har blitt lagt til flere funksjoner til prosessorene så har ikke dette gått utover kompatibiliteten. En stor endring av prosessorene var det å bevege seg bort i fra den 16bit interne arkitekturen på 286 og tidligere prosessorer til 32bit som kom med de første 386 og senere prosessorer, Det morsomme er jo at det tok programvare markedet hele 10 år før de begynte med å levere programvare som brukte 32bit instruksjoner. 286 prosessoren var den første skikkelige prosessoren, for det var først her man fikk en prosessor som kunne brukes til multitasking (kjøre flere programmer samtidig). Dette var jo revolusjonerende på denne tiden. 286 prosessoren var en 16-bit prosessor med hele transistorer og prosessoren kunne adressere opp til 16MB minne. I tillegg til at den støttet utvidet fysisk minne kunne denne brikken også jobbe med virtuelt minne og hadde dermed rom for store utvidelser. Intel bit instruksjonssett ble introdusert med 386DX prosessoren som Intel lanserte i 1985, men det var ikke før i 1995 at Windows 95 ble det første operativsystemet som støttet instruksjonssettet. Siden man hele tiden hadde passet på at de nye prosessorene skulle være bakover kompatible så kunne 386DX prosessoren fremdeles utføre 16bit instruksjoner. 386DX prosessoren hadde hele transistorer. 386 prosessoren gav ett stort løft i teknologi når den kom. 386 var en 32- bit prosessor, det vil si at data overføringen var dobbelt så rask som sin forgjenger. Prosessoren inneholdt transistorer og kom i mange versjoner (16, 20, 25, and 33 MHz ). Med en 32-bit adressebus så kunne prosessoren jobbe med hele 4 GB RAM og 64 TB med virtuelt minne. I tillegg så var 386 prosessoren den første som brukte instruksjons pipeline som gjorde det mulig for prosessoren å starte med neste oppgave før den forrige var ferdig. Denne prosessoren var i likhet med 286 prosessoren bakover kompatibel med 8088 systemer, men kunne i tillegg jobbe i virtual real mode. Dette gjorde det mulig å kjøre flere prosesser samtidig, men for å oppnå dette måtte man bruke ett multitasking operativsystem som for eksempel Windows. I 1988 kom Intel med 386SX, som i virkeligheten var en enkel versjon av 386DX. Den hadde en 16-bit data buss i stedet for 32-bit og den var tregere. Den brukte mindre strøm, noe som gjorde at Intel kunne bruke denne prosessoren i bærbare maskiner. 7

8 Intel i486 I 1989 kom Intels 486 prosessor med en klokkehastighet på hele 25 MHz og 1,2 millioner transistorer, databuss på 32 bit. Adresserbar minne på hele 4 gigabyte. Virtuell minne kapasiteten var 64 TB. Typisk bruk av denne prosessoren var i vanlige desktop datamaskiner og servere. Denne prosessoren var ett klart framskritt og var hele 50 ganger så rask som 8088 prosessoren. Pentium Pentium familien kom med 60 /66 /75 /90 /100 /120 /133 /150 /166 /200 MHz klokke hastigheter. Den originale 60/66 MHz versjonen var av typen Socket 4 oppsett, mens resten av etterfølgerne av denne kom som socket 7. Denne prosessoren var også kompatibel med alle eldre operativsystem som DOS, Windows 3.1, Unix, og OS/2. Designet på denne prosessoren gjorde at det var mulig å utføre 2 operasjoner per klokkesekvens og den hadde i tillegg to separate 8 KB cache (kode cache og data cache) og pga pipeline fpu (floating point unit) så ble hastighetene skyhøye i forhold til x86 prosessorene. Pentium Pro ( ) Pentium Pro (også kalt P6 eller PPro ) er en RISC brikke med en 486 emulator på. Hastigheten på denne prosessoren var 200 MHz og lavere. Mange flere teknikker ble brukt på denne prosessoren for å øke ytelsen enn på dens forgjengere. Økte hastigheter ble gjort mulig ved at prosessene ble delt opp i flere etapper, og mer arbeid blir gjort i løpet av en klokke periode. Tre instruksjoner kan dekodes i løpet av en klokke periode på denne prosessoren (Pentium klarte bare 2). I tillegg til dette så er instruksjoner, dekoding og utføring av oppgaver koblet sammen. Det vil si at instruksjoner fremdeles kan utføres selv om en av pipeline stopper (som for eksempel når en instruksjon venter på data fra minne, her ville Pentium prosessoren stoppet opp ). Det er slike forbedringer som av resultatet PPro har to separate 8KB L1 cache (en for data og en for instruksjoner), og opp til 1MB onboard L2 cache i samme pakke. Onboard L2 cache økte ytelsen i seg selv på denne prosessoren fordi prosessoren ikke trengte å bruke L2 cache på hovedkortet. PPro er optimalisert for 32-bit kode, så den vil ikke kjøre 16- bit kode noe fortere enn Pentium ville ha gjort. Det er en veldig god prosessor for servere, fordi den er kompatibel med multiprosessor systemer med opp til 4 prosessorer. 8

9 Pentium MMX Intel gav ut mange forskjellige typer Pentium prosessorer, og en av disse var Pentium MMX prosessoren. Denne cpu n var en forbedring av den originale Pentium prosessoren innen områder som multimedia og ytelse. En av forbedringene var MMX instruksjonssettet også der den fikk navnet sitt fra. MMX instruksjonssettet var en utvidelse av det normale instruksjonssettet. Ytelsen på Pentium MMX prosessoren var % raskere med standard programvare og den var til og med raskere med programvare som var optimalisert for MMX teknologien. Mange multimedia applikasjoner og spill utnyttet slik at MMX hadde bedre ytelse og hadde høyere frame rates - bilde antall. Prosessoren var blitt oppgrader til 16 KB. Det ble også nyttet pipelined FPU og i tillegg en ekstra instruksjon pipe for å klare raskere instruksjons prosessering. Pentium II (Klamath) Mai 1997 lanserte Intel prosessoren Pentium II (Klamath). Pentium II er bygget på det samme designet som Pentium Pro, men det er lagt til 2 millioner ekstra transistorer som gir til sammen 7.5 millioner transistorer. I Pentium II ble også MMX teknologien innført (som inkluderer fordobling av L1 cache og 57 nye MMX instruksjoner). Intel Pentium II 300 Sett fra det fysiske standpunktet, var det store endringer fra de tidligere prosessorene. Pentium II gikk steget videre, og prosessorbrikken ble karakterisert av sitt SEC (Single Edge Contact) design. Selve prosessorbrikken og 12 cache brikker er montert på en liten strømfordelingsplate. Denne strømfordelingsplaten er plassert inne mellom et metallskall og et plastskall som er plassert på hver sin side. SECC (Single Edge Contact Cartridge) er da den fullstendige brikken som inneholder SECC brikke prosessoren Pentium II og de 12 cache brikkene. En kan dermed koble den til et hovedkort med dens Single Edge Contact, kalt Slot 1. 9

10 Det er to variasjoner av dette brikkesettet, SECC og SECC2: SECC Med SECC2 ble det færre deler, og den ble dermed billigere å produsere. I tillegg gir den muligheten for mer direkte heatsink festing til prosessoren for bedre avkjøling. SECC2 Ved å bruke separate brikker tilkoblet på kretskortet kunne Intel sette sammen Pentium II med mye mindre utgifter i motsetning til kretsbrikken som ble brukt i Pentium Pro. En annen fordel som Intel fikk var at de kunne bruke cache brikker fra andre fabrikanter og kunne lettere gjøre variasjoner med mengden cache. En av de mest interessante endringene fra tidligere modeller av CPU er at i Pentium II er CPU og L2 cache separert. Intel fant ut at det ble for dyrt å kombinere brikkene slik som i Pentium Pro. For å gjøre masseproduksjonen enklere ble det brukt cache RAM fra en annen fabrikant (Toshiba). Med den nye designen har L2 cache sin egen bus. Den kjører på halvparten av CPU hastigheten (som 133 MHz og 150 MHz). Dette er et klart tilbakeslag fra Pentium Pro som kan kjøre på 200 MHz mellom CPU og L2 cache. 10

11 Pentium II (Deschutes) Intels tredje P6 CPU er ble navngitt som Deschutes. Den nye kjernen ledet også til de forskjellige Celeron utgivelsene. Den 28. januar 1998 lanserte Intel den nye 333 MHz modellen av Pentium II. Brikkene i denne modellen av Pentium II ble produsert med 0,25 mikron teknologi, som reduserer strømforbruket med mer enn 50 % sammenlignet med den originale Pentium II Klamath med sin 0,35 mikron teknologi. Spenningen i kjernen sank fra 2.8 til 2.0 Volt. Deschutes er som nevnt kjernen i den første Celeron-prosessoren. Den ble laget for å være et billigere og tregere alternativ til den nokså dyre Pentium II, primært for å gi Intel et bedre fotfeste i den stadig voksende billig-pc markedet, hvor AMD's K6 prosessorer gjorde det godt. Med dette ønsket de også å knuse den til da mye brukte socket7-formen for prosessor/hovedkort og få alle til å gå over til Slot1, en løsning Intel hadde patent på. Celeron (Covington) Den første Celeron prosessoren var lansert i april 1998, en prosessor på 266 og 300 MHz. Ved å bruke Covington kjernen(basert på Pentium II Deschutes kjerne) arvet disse prosessorene det meste av Pentium II egenskaper. Eksempel på dette er MMX teknologien, og om Pentium II ble de designet til å bli benyttet i hovedkort med slot 1. Det var også noen endringer fra Pentium II: - Det er ingen L2 cache. - Dual prosessing og multi - prosessing var ikke støttet. - Prosessorpakken var annerledes (SEPP eller SAP pakker). Den nye pakken hadde ikke den beskyttende plastikk coveret rundt prosessoren. Den andre store forskjellen mellom Celeron og Pentium II var Celeron s komplette mangel på L2 Cache, det bufferminnet som gjør at prosessoren slipper å gå helt ut systemminnet hver gang den skal hente mye brukt informasjon. Med dette oppnådde Intel to viktige ting: 1: Celeron's ytelse ble ytterligere redusert. I typiske Windows-applikasjoner som Word, Excel og lignende ga mangelen på cache et ytelsestap på hele %, noe som tvang det store forretningsmarkedet til å holde seg til den dyrere Pentium II. Ytelsen i de fleste spill var derimot lite influert av cache, noe som gjorde den billigere Celeron mer attraktiv for private brukere, Celeron's opprinnelige målgruppe. 2: Store kostnadskutt. De raske SRAM - brikkene som brukes til cache er svært dyre, så ved å utelukke dem ble Celeron mye billigere å produsere og dermed billigere og mer attraktiv for forbrukerne. En kan se at de første Celeron prosessorer hadde et enormt overklokkingspotensiale. I og med at kjernen i Celeron 266 og 300 var identisk med den i Pentium II som gikk helt opp til 450 MHz, var det ikke sjelden å høre om Celeron som også gikk ved denne hastigheten. Det sier noe at det var få som ikke klarte 400 MHz, noe som er 50 % overklokking for en Celeron 266. Intel Celeron

12 Celeron A (Mendocino) Den neste varianten av Celeron prosessorene ble kalt Mendocino, og de første versjonene av den var på 300 MHz og 333 MHz. Selve prosessorkjernen var beholdt fra forgjengeren, men med Mendocino kom en banebrytende utvikling: L2-cache, eller innebygd cache på godt norsk. I stedet for å ha L2 cachen på separate brikker på hovedkortet eller prosessorkortet ble den for første gang flyttet inn som en del av prosessorkjernen. På grunn av dette ble Mendocino fysisk mye større enn forgjengeren; mens Deschutes klarte seg med 7,5 millioner transistorer, var Mendocino på hele 19 millioner. Fordi cachen tok så stor plass på kjernen, og ikke minst fordi Intel ville holde ytelsen og kostnadene nede på økonomiprosessoren sin, var den bare på 128 KB. Det er bare en firedel av Pentium II's 512 KB, men mens disse 512 KB kjørte halvparten så fort som prosessoren selv, gikk Celeron's 128 KB for full prosessorfart. Intel hevdet at Pentium II ga bedre ytelse enn Celeron, men tester viste at Celeron faktisk var raskere på mange vanlige applikasjoner. Det var nemlig få programmer som behøvde mer enn 128 KB L2 cache, og da sier det jo seg selv at Celeron's raskere cache ofte ga høyere ytelse. Ved lanseringen av Celeron 366 kom prosessoren i nytt utseende og design, nemlig som PPGA (Plastic Pin Grid Array) Socket 370, og den er på mange måter lik den eldre Socket7 brukt på blant annet Pentium og AMD K6. Denne måten å lage prosessorer på ble gjenintrodusert i all vesentlighet for å spare penger, da den er vesentlig mer kostnadseffektiv enn Slot1-prosessorer. Slot1 - Celeron var fortsatt tilgjengelig, men ble fort avsluttet. Det ble fort lagd såkalte Slotket, som gjorde det mulig å bruke PPGA prosessorer i slot1 hovedkort, så man ikke trengte å kjøpe et av de forholdsvis få socket 370-kortene som var på markedet da. PPGA Socket 370 Intel Celeron Celeron 266 dukket opp som et lavprisalternativ til Pentium II i april Den er Intels svar på utfordringene i billigmarkedet. Celeron prosessoren er mye billigere enn Pentium II og III serien, men er like god som disse på samme klokkefrekvens. Den er godt egnet til overklokking, noe avhengig av hva slags modell en velger. Fra og med 400 MHz finnes Celeron Prosessorene kun i socket (PGA - 370) versjoner. For å benytte disse på Slot-1 hovedkort som f.eks. Abit BE6-2, trengs et overgangskort 8 socket) Coppermine 128 har en kjerne bygd på Pentium III Coppermine, men de har halvert l2 cachen til Celeron s vanlige 128 KB. Ved å halvere denne plasseres Celeron Coppermine mellom Pentium III 650 og 750 og ikke ved siden av Pentium III 850. Coppermine kjernen inneholder en mengde større og mindre forbedringer etter Pentium II. Det er spesielt to ting som skiller seg ut. Den første Coppermine - kjernen som ble introdusert i Pentium III var den første x86-prosessoren som brukte 0,18 mikron produksjonsprosess, noe som er overført til Coppermine kjernen (den tidligere Pentium II og Pentium III brukte 0,25 mikron produksjonsprosess). Den minskede produksjonsprosessen fører til at prosessoren blir fysisk mye mindre, bruker mindre strøm og dermed produserer mye mindre varme, samt at transistorer er raskere jo mindre de er. Intel Celeron Coppermine 12

13 Ulike versjoner Celeron 266- og 300 MHz 0 KB slot1 De første prosessorene i Celeron serien var 266- og 300 MHz versjonene (slot1), men disse var uten noen cache, og ytelsen i Windows-applikasjoner ble derfor så som så. De er overklokkingsvennlige, og ytelsen i spill er god og 333 MHz 128KB L2-cache 300- og 333 MHz prosessorene har 128KB L2-cache integrert og er derfor mye raskere enn den foregående serien. Det gjør seg dermed spesielt godt egnet i kontorapplikasjoner. 300A (300 MHz utgaven eller Celeron128 som den også er kalles) er meget godt egnet til overklokking, den kjører de fleste helt stabilt på 450MHz. Disse finnes kun med slot og 400 MHz slot1/pga-370 Disse utgavene av Celeron prosessorene ble lanser først og fremst som slot1 versjoner, men etter hvert ble socket-370 mer brukt. Denne socket-370 versjonen viste seg å være den enkleste å overklokke. 366 MHz prosessorene i socket-370 format gjør nesten uten unntak 550 MHz uten problemer. Celeron 566 MHz Kan i de fleste tilfeller ganske enkelt overklokkes til 850 MHz. Pentium III vs. Celeron Helt siden Celeron ble lansert har den brukt 66 MHz FSB, mens Pentium III har gått videre til 100 MHz FSB (Front Side Bus eller systembuss). Selv om Celeron etter hvert fikk 100 MHz FSB var den ikke helt det samme som den dyrere Pentium III. De bygger i utgangspunktet på den samme prosessorkjernen, men mens Pentium III har 256 KB L2 cache bruker Celeron bare halvparten. Sammen med den ubrukte halvparten forsvinner også Pentium III s effektive cache behandling. Coppermine-kjernen ble utviklet og optimalisert for Pentium III s 256 KB cache, og en rekke ytelsesfremmende instrukser fungerer kun så lenge hele cachen er intakt. Pentium III er den eneste av disse to prosessorene som støtter bruk av flere prosessorer i samme maskin (SMP). De fleste tester utført i 2001 mellom Pentium III og Celeron viser at Pentium III, med sitt større og bedre tilrettelagte cache-minne har betydelig bedre ytelse i applikasjoner som 3D-spill og databasebehandling. Den er imidlertid avhengig av å ha godt utstyr ellers for å yte sitt beste. 13

14 Intel Pentium III (Katmai) Pentium III eller Katmai som den opprinnelig het, var en kraftig prosessor da den kom ut på markedet. Den var først lansert i februar 1999 og er basert på kjernen til Pentium II, med et par små modifikasjoner. Denne prosessoren introduserte flere nye trekk til P6-familien. Pentium III startet med mer enn 9,5 millioner transistorer. Senere i 1999 byttet Intel til 0,18 -mikron prosess (Coppermine-prosessoren) og la til 256 KB on-die L2-cache som gjorde at antallet transistorer nå telte 28.1 millioner. Intel Pentium III (Tualatin) Intel Pentium III Den siste Pentium III prosessoren som kom ut på markedet er Tualatin som bruker 0,13-mikron prosess og har 44 millioner transistorer. Hovedkort produsert før Tualatin-kjernen støtter vanligvis ikke denne prosessoren. Intel Pentium III (Xeon) Pentium III ble tilgjenglig fra 450 MHz til 1.4GHz så vel som en server versjon med større og raskere cache kalt Xeon. De første utgavene av Pentium III kjører ved 450 og 500 MHz klokkehastighet, men den viktigste forskjellen ligger i SIMD, også kalt SSE. SSE (Streaming SIMD extensions, tar sikte på å hjelpe prosessoren i kompliserte kalkulasjoner, spesielt innen 3D). Dette er 71 nye instruksjoner som skal forbedre ytelsen til Pentium III innen 3D, lyd, bilde og animasjon. De nye instruksene kan sammenliknes med en videreføring av MMX-instruksjonene. Disse nye instruksjonene som brukes i Pentium III brukes samtidig som FPU (Floating Point Unit) og er den delen av prosessoren som lynraskt kalkulerer tall, de kan utføre flere beregninger samtidig nå disse instruksjonene blir utført. Bortsett fra SIMD, er det ingen store endringer over kjernen til Pentium II. Det var egentlig meningen at Pentium III skulle ha mer L1-cache (førstenivås mellomlager), samt at den skulle kjøre på 133 MHz systembus. Alle Pentium III prosessorer har enten 256 KB eller 512KB L2-cache som kjøres på enten full-core eller halfcore hastighet. Alle Pentium III prosessorer har L2-cache som kan cache opp til 4GB adresserbart minne og inkluderer ECC (Error Correction Code, søker og retter feil av forskjellig alvorlighetsgrad) kapasitet. Men alle prosessorer fra Intel har en låst multiplier. Hvis du skal overklokke er den eneste måten å øke systembus en. Dette fører samtidig til at hastigheten på for eksempel PCI - og AGP - porter blir overklokket, dette kan føre til at systemet blir ustabilt. Når du overklokker er det ofte at du må øke spenningen til prosessoren for at den skal virke på høyere hastighet enn den er produsert for. Dette medfører at prosessoren blir varmere og igjen trenger bedre kjøling. Det er viktig å smøre et tynt lag kjølepasta mellom kjøleribbe og prosessor for å sikre maksimal kontakt og varmeleding. Den skal smøres på så tynt at du bare tetter de små overflateporene i ribba og prosessoren, og ikke ligger mellom disse som et tykt lag. Sølvpasta er den beste. Hovedgrunnen til at Intel oppfant Slot 1, var at de ville bruke L2 cache, men det var for dyrt å plassere denne på selve prosessoren. Den er derfor flyttet vekk fra prosessoren, men holdes veldig nær takket være designet til Slot 1. 14

15 Selve innpakningen til Pentium III er bedre enn sin forgjenger. Den gjør at varmen blir ledet bedre vekk fra prosessorkjernen, og er derfor lettere å overklokke. Men en Pentium III er faktisk tregere enn en Pentium II på samme klokkefrekvens når en ser bort fra SIMD. Årsaken er at Intel måtte senke hastigheten på Pentium III s L2-cache for at den skulle takle de høye hastighetene. Ulike versjoner Pentium III PIII 500E og 550E Er produsert ved 0,18 mikron, og kan derfor nå meget høye hastigheter. De har i utgangspunktet en svært lav spenning på bare 1,6V, og er utstyrt med samme kjerne som Coppermine-prosessoren som kjører opp i mot 800 MHz. PIII 650 MHz Da Pentium III - 650MHz FC-PGA prosessoren kom ut på markedet var dette en rask prosessor som har et stort overklokkingspotensiale. For å overklokke Pentium III 650 må en i første omgang øke bushastigheten. En må gå sakte fram ved å øke bare litt om gangen frem til den blir ustabil. Etter dette kan en øke kjernespenningen et hakk. Hvis den nå er stabil. Kan en øke bushastigheten litt til. Fortsett på denne måten til du finner den raskeste innstillingen som din prosessor er stabil på. PIII 850MHz FC-PGA Denne prosessoren blir svært ustabil hvis den blir klokket høyere enn 1003 MHz, selv med en økt spenning til 1,9V. Intel Pentium 4 Pentium 4 kom i november 2000 og er av syvende generasjons Prosessorer. Pentium 4 kom med en ny arkitektur kalt Netburst med hyper-pipeline teknologi. Pipelinen har blitt dypere (instruksjonene må gå igjennom flere ledd). Dette har medført høyere klokkefrekvens på prosessorene. Pentium 4 blir levert med 400, 533 og 800 MHz FSB (Front Side Bus). Pentium 4 er også utstyrt med SSE2 som innholder 144 instruksjoner som hjelper prosessoren med kalkulasjoner innenfor bilde, 3D og lydbehandling. Intel Pentium 4 (Willamette) Den første Pentium 4 kom på socket 423 med kodenavn Willamette med 256 KB L2 cache og ble produsert i 0.18µM med 42 millioner transistorer. De første chipsettene til Pentium 4 støttet kun Rambus minne som var dyrt i forhold til DDR ram som var på markedet. Dette gjorde Pentium 4 upopulær selv om Rambus kjørte på høye klokkefrekvenser og var raskere enn DDR ram da det kom på markedet med en minnebåndbredde opp 2.5 GB/s. 15

16 Intel Pentium 4A (Northwood) Juli 2001 kom Pentium 4A Northwood som kom med 512 KB L2 cache og kom sammen med socket 478. Northwood ble produsert i 0,13 µm med 55 millioner transistorer. Samtidig kom det en plattform som hadde støtte for både RD-ram og DDR ram. Da Intel kom med 875 chipsetet tok DDR ram overhånd over RD-ram med dual-channel DDR400 som hadde en båndbredde på hele 5 GB/s Intel Pentium 4E (Prescott) I 2003 ble Pentium 4E Prescott ble introdusert som ble produsert i 0,09 µm tekologi med godt over 100 millioner transistorer. For økt klokkehastighet ble det laget en enda dypere pipeline fra 20 trinn på Northwood og Willamette til 31 trinn. I Prescott økte L2 cachen til 1 Mb og vi fikk en FSB på henholdsvis 533 MHz og 800 MHz. Hyper-Treading ble innført med Pentium GHz som sørger for bedre utnyttelse av prosessorytelsen samt støtte for SSE3 som er en videreutvikling av SSE2 med 13 nye instruksjoner. P4 Prescott ble også etter hvert produsert på socket 775. I begynnelsen av 2005 kom Pentium 4 ut med en Extreme Edition med hele 2 MB L2 cache og FSB på 1066 MHz. Det er ventet at Intel kommer med dobbelt kjerne teknologi der 2 eller flere prosessorkjerner blir plassert i samme prosessor. Intel har også Pentium 4 Xeon som er en 32 bits prosessor beregnet til servere. Itanium og Itanium 2 Itanium kom 29. mai 2001 og var den første 64 bit prosessoren til Intel. Den var beregnet for servere og regnes som den 8. generasjons prosessor med mye cache og stor kapasitet. Den var basert på en arkitektur som bygget på EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) teknologi som gjorde det mulig og kjøre flere instruksjoner parallelt, helt opp til 20 operasjoner pr. klokkepuls. På lik linje med andre Intel prosessorer er Itanium tilbakekompatibel med 32 bit systemer. Itanium 2 kom i juni 2002 var en videreutvikling av Itanium. Den ble leverte med høyere klokkefrekvens, økt L2 og L3 cache og en dobling av minne bus bredden til 128 bit samt økt båndbredde til 6.4 GB/s. Itanium 2 blir blant annet brukt i Thunder som er en supermaskin med 4096 Itanium2 Tiger4 1.4 GHz som har en ytelse på TFlops og er verdens 5 raskeste server. Prosessor Klokkehastighet L1/L2 cache L3 cache FSB Minne bus bredde Båndbredde Itanium 733 MHz 800 MHz 32 kb L1 96 kb L2 2 MB, 4 MB 266MHz 64-bit 2.1 GB/s Itanium 2 1GHz -1.6 GHz 32 kb L1 265 kb L2 1.5 MB 3 MB 6 MB 9 MB 400 MHz 533 MHz 128-bit 6.4 GB/s 16