Процессоры седьмого поколения

Первый МП этого поколения был выпущен не фирмой Intel, a AMD в 1999 г. Это — первый процессор семейства К-7, выполненный по 0,22 мкм технологии. Этот МП работает с тактовой частотой 500 МГц и содержит 22 млн транзисторов. Главные отличия МП этого семейства заключаются в следующем:

• • новая системная шина работает с тактовой частотой до 400 МГц (у МП шестого поколения — только 133 МГц);
• • расширен объем кэш-памяти первого и второго уровней. Объем кэша команд и данных первого уровня составляет по 64 Кбайт, а второго уровня варьируется от 512 Кбайт до 8 Мбайт;
• • процессор содержит по три конвейерных блока для выполнения операций с целыми числами и операций с вещественными числами. Число конвейеров, таким образом, возросло вдвое;
• • расширен набор инструкций для работы с целыми числами и кэш-памятью.

Все это позволило существенно повысить производительность МП этого семейства по сравнению с МП семейства Pentium III.

МП седьмого поколения корпорации Intel — Pentium 4 стал серьезной модернизацией архитектуры процессора.

Pentium PRO. Направления его модернизации были аналогичны тем, что и у МП К-7. Это переход на новую системную шину, расширение объемов кэш-памяти и числа конвейеров. Общее число ступеней конвейера у Pentium 4 стало составлять 20 (у К-7 только 10). Кроме того, применено усовершенствование, позволившее ускорить процесс выполнения команд. Если у МП К-7 команда, содержащаяся в кэш-памяти, декодируется каждый раз при ее выполнении, то МП Pentium 4 хранит уже декодированные команды, т. е. внутренние команды для узлов МП.

Рост производительности процессоров Pentium 4 осуществлялся за счет улучшения технологии и перехода на более низкую технологическую норму, увеличения тактовой частоты работы ядра процессора, объемов кэшпамяти и поднятия частоты системной шины.

Первый процессор Pentium 4 был реализован на ядре Willamette. Он был представлен 20 ноября 2000 г., изготовлен по технологии 0,18 мкм и содержал 42 млн транзисторов. Тактовая частота ядра составляла 1,4 ГГц, объем кэшпамяти — 265 Кбайт, частота системной шины — 400 МГц. В 2002 г. был выпущен новый процессор Pentium 4, в котором использовалось новое ядро Northwood. В нем был увеличен объем кэш-памяти до 0,5 Мбайт. Новый процессор производился по 130 нм технологии и содержал 55 млн транзисторов. Тактовая частота у первых процессоров Pentium 4 Northwood составляла 1,6 ГГц, в последующих моделях была доведена до 3,4 ГГц. Их производительность также повышалась за счет подъема частоты системной шины — 400, 533 и 800 МГц.

Компания Intel 2 февраля 2004 г. анонсировала первые процессоры Pentium 4, реализованные на новом ядре — Prescott. Процессоры были реализованы по 90 нм технологии и содержали 125 млн транзисторов. Если в предыдущих обновлениях сама структура процессора изменялась незначительно, то в новом ядре Prescott в процессорную архитектуру были внесены весьма значительные изменения. Тем не менее фирма Intel не стала заявлять о разработке нового поколения процессоров. Основной целью при разработке ядра Prescott был дальнейший рост частоты при уменьшенном энергопотреблении, и для этого конвейер был с 20 ступеней увеличен до 31. Увеличенный конвейер предъявлял более высокие требования к правильности предсказаний переходов, поскольку при ошибках возникала необходимость в аннулировании всех команд, находящихся в конвейере. Поэтому в ядре Prescott был усовершенствован блок предсказания переходов, позволивший значительно сократить число таких ошибок. Кроме того, был добавлен блок умножения целых чисел, вдвое увеличен объем кэш-памяти. Процессоры Pentium 4 на ядре Prescott работали с тактовой частотой 2,4^-3,8 ГГц, частотой системной шины — 533 или 800 МГц.

Дальнейшее усовершенствование процессоров Pentium 4 привело к появлению у них 64-разрядной шины адреса, после чего процессоры, исходя из классификации, стали относиться уже к восьмому поколению.