2011年計(jì)算機(jī)等級(jí)考試三級(jí)PC技術(shù)第二章要點(diǎn)(5)
五、Pentium微處理器
(一)Pentium特征
(1)高集成度。片內(nèi)集成有310萬個(gè)晶體管。
(2)時(shí)鐘頻率高。早期的Pentium為60MHz或66MHz。目前已發(fā)展到1500MHz。
(3)采用超標(biāo)量流水線結(jié)構(gòu)，比相同頻率的486DX CPU性能提高1倍。
(4)數(shù)據(jù)總線寬度增加。外部數(shù)據(jù)總線寬度為64位。
(5)使用分立的指令Cache和數(shù)據(jù)Cache結(jié)構(gòu)，可以無沖突地同時(shí)完成指令預(yù)取和數(shù)據(jù)讀寫。
(6)采用了新型的分頁(yè)模式。
(7)固化常用指令，進(jìn)一步加快指令的運(yùn)行。
(8)Pentium內(nèi)部提供了一個(gè)分支目標(biāo)緩沖器，加快了循環(huán)操作的速度。
(9)重新設(shè)計(jì)了浮點(diǎn)運(yùn)算部件，其速度比80486快十多倍。
(10)在數(shù)據(jù)的完整性、容錯(cuò)性和節(jié)電性等方面采用了新的設(shè)計(jì)方法。
(11)Pentium的軟件在二進(jìn)制代碼級(jí)上與80386/80486保持向上兼容，可以在MS-DOS、Windows95、Windows NT、OS/2、UNIX和Solaris等操作系統(tǒng)下運(yùn)行。
(二)Pentium的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1.超標(biāo)量流水線
2.分立的指令Cache和數(shù)據(jù)Cache
3.新型的分頁(yè)模式
4.數(shù)據(jù)總線帶寬增加
5.重新設(shè)計(jì)的浮點(diǎn)運(yùn)算部件
6.固化常用指令
7.采用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)技術(shù)(三)Pentium微處理器的寄存器組
(1)基本結(jié)構(gòu)寄存器組。包括通用寄存器、段寄存器、指令指針、標(biāo)志寄存器。
(2)系統(tǒng)級(jí)寄存器組。包括系統(tǒng)地址寄存器、控制寄存器。
(3)調(diào)試和測(cè)試寄存器組。其中，基本結(jié)構(gòu)寄存器組和浮點(diǎn)部件寄存器組是用戶程序可訪問的;系統(tǒng)級(jí)寄存器組僅能以特權(quán)級(jí)0的系統(tǒng)程序來訪問;調(diào)試和測(cè)試寄存器組也只能以特權(quán)級(jí)0才可訪問。
(四)Pentium的工作模式
Pentium微處理器的外部數(shù)據(jù)總線64位，但其內(nèi)部寄存器仍是32位寬，故應(yīng)認(rèn)為是32位微處理器。Pentium的存儲(chǔ)管理硬件基本上與80386、80486相同，只是有某些改進(jìn)。Pentium也支持三種工作模式:實(shí)地址模式、受保護(hù)的虛擬地址模式和虛擬8086(V86)模式。
(五)中斷管理
1.中斷類型
中斷和異常，這兩類事件可引起Pentium掛起當(dāng)前的指令流。
(1)中斷
中斷由硬件信號(hào)引發(fā)，在程序執(zhí)行的任何時(shí)刻都可能出現(xiàn)。有兩類中斷源:①可屏蔽中斷。②非屏蔽中斷。
(2)異常
異常由指令執(zhí)行引發(fā)。有兩類中斷源:①執(zhí)行異常。
②執(zhí)行軟件中斷指令。
2.中斷處理
中斷處理程序的入口地址信息存放在一個(gè)表內(nèi)。在實(shí)地址模式下，此表為中斷向量表;在保護(hù)模式下，此表為中斷描述符表。
(六)總線時(shí)序
Pentium微處理器中，每一個(gè)總線周期包含兩個(gè)狀態(tài)。Pentium微處理器兩種典型的存儲(chǔ)器操作時(shí)序?yàn)榉橇魉€存儲(chǔ)器周期與突發(fā)周期。
(七)Pentium處理器的發(fā)展1.PentiumⅡ處理器
PentiumⅡ的優(yōu)異性能在于它采用動(dòng)態(tài)執(zhí)行技術(shù)與MMX技術(shù)、雙重獨(dú)立的總線結(jié)構(gòu)和SEC單邊接觸封裝技術(shù)。
2.PentiumⅢ處理器
PentiumⅢ最重要的技術(shù)創(chuàng)新之一就是增加了71條稱為互聯(lián)網(wǎng)SSE(Streaming SIMD Exˉtensions，直譯為數(shù)據(jù)流單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展)的指令和處理機(jī)序列號(hào)。SIMD意為單指令多數(shù)據(jù)操作，就是讓PentiumⅢ用一條指令完成以往需4條指令才能完成的任務(wù)，即在相同的時(shí)間周期內(nèi)，PentiumⅢ可以處理4倍于原來的浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)據(jù)。在高速緩沖存儲(chǔ)器方面，PentiumⅢ和PentiumⅡ大體相同。
3.PentiumⅣ微處理器
PentiumⅣ處理器基于***高科技技術(shù):運(yùn)用Hyper Pipelined通道技術(shù)，實(shí)現(xiàn)處理器性能和頻率的大幅度提高;通過Rapid Execution Engine技術(shù)，處理器的算術(shù)邏輯單元運(yùn)行在兩倍的核心頻率上，允許在1/2時(shí)鐘周期里執(zhí)行某一指令，大大降低了運(yùn)算中的延遲;400MHz系統(tǒng)總線，新的總線結(jié)構(gòu)相當(dāng)于3倍的PentiumⅢ總線，它有128字節(jié)行，外部傳輸速率高達(dá)3.2GB/s;Execution Trace Cache技術(shù)，PentiumⅣ的L1Cache采用新的解碼結(jié)構(gòu)，可以更加有效地使用Cache的存儲(chǔ)區(qū);SSE2指令集，SSE2在MMX和SSE指令集的基礎(chǔ)上新增144條指令集，提高了應(yīng)用程序的處理能力。
4.安騰(ltanium)處理器
安騰處理器這款新一代Intel處理器，是Intel和HP合作的結(jié)晶，它是***塊由兩大著名廠商合作的IA-64芯片。該款芯片不僅有多種配置和尺寸的緩存系統(tǒng)(128KB一級(jí)緩存、256KB～1024KB核心整合二級(jí)緩存、4MB全速片外三級(jí)緩存)，還有創(chuàng)記錄的核心頻率(800MHz以上)和前端總線時(shí)鐘頻率、并且安騰處理器還兼容目前的IA-32體系架構(gòu)。
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