Процессоры, совместимые с Pentium

К процессорам пятого поколения, кроме классического Pentium фирмы Intel, относятся и ряд процессоров других фирм. Хотя часть из них обладает неко­торыми чертами процессоров шестого поколения, они имеют интерфейс шины, совместимый с процессором Pentium.

AMD

Фирма AMD выпускает три семейства процессоров, совместимых по выводам с Pentium, — К5, К6 и К6-2/III . Процессоры этих типов могут устанавливаться в сокеты типа 7, некоторые версии К5

могут работать и в сокетах типа 5. Процессоры программно совместимы с семейством 80х86 и имеют логотип, указывающий на совместимость с Windows 95. Однако их можно смело устанавливать только в системные платы, в описании которых есть явное указание на возможность их применения. В противном случае возможны проблемы с работой кэш-памяти, которые не выявляются многими тестовыми программами. Системные платы, поддерживающие процессоры AMD, учитывают некоторую специфику режимов работы буферных интерфейсных схем.

Процессоры AMD как всегда отличаются наличием развитых средств SMM и управления энергопотреблением. Цена этих процессоров ниже аналогичных изделий Intel.

AMD K5 PR75/90/100/120/133/166 и выше - Pentium-совместимые процес­соры, предназначенные для установки в сокет 7. По сравнению с процессорами Intel, эти процессоры имеют некоторые черты

шестого поколения — более слож­ный конвейер, исполнение по предположению, изменение порядка выполнения инструкций, переименование регистров и некоторые другие. В обозначении про­изводительности применяется P-Rating, причем тактовая частота ядра может быть ниже обозначения PR.

Иногда те же процессоры обозначаются и как AMD5K86 75 MHz (90, 100...). Процессоры имеют внешние частоты 50, 60 и 66,66 МГц, но используют иной ряд коэффициентов умножения: 1,5, 1,75, 2, как показано в табл.9 .

Таблица 9. Частоты и коэффициенты умножения процессоров AMD K5

Процессоры поддерживают возможность функционально избыточной двух­процессорной архитектуры (FRC), однако интерфейса симметричных мульти­процессорных систем не имеют.

AMD-K6 ММХ — процессор, по архитектуре ядра и свойствам напоминаю­щий Pentium II (или Pentium Pro с поддержкой ММХ, что примерно одно и то же). Однако в отличие от этих процессоров AMD-K6 ММХ не имеет внут­реннего вторичного кэша и устанавливается в стандартный сокет 7, что является весьма привлекательным свойством. Вопрос применимости этого процессора в широко распространенных системных платах упирается в основном в поддержку его конкретной версией BIOS, замена которой при использовании флэш-памяти не представляет собой большой технической проблемы. Процессор имеет раз­дельный первичный кэш данных и инструкций, по 32 Кбайт каждый. Кэш дан­ных двухпортовый, поддерживает обратную запись. Кэш инструкций имеет дополнительную область для предварительно декодированных инструкций. Предсказание ветвлений выполняется по двухступенчатой схеме, обеспечивая достоверность предсказаний на уровне 95%. Не вдаваясь в подробности архи­тектурных решений, можно сказать, что в этом процессоре отражены практи­чески все достижения, имеющиеся в процессоре Pentium II, включая режимы управления энергопотреблением и тактированием. В отличие от процессоров Intel P54 и Р55, процессор AMD-K6 ММХ не имеет встроенных средств под­держки многопроцессорных систем, включая APIC.

AMD K6-2 предлагал производителям ПО собственный набор команд, оптимизированный для еще более узкой области, нежели "универсально-мультимедийный" Intel MMX, а именно: для наиболее ресурсоемких расчетов, связанных с 3D-графикой. Даже в самом названии этого набора (3DNow!) отразилась область его применения. Однако мало обеспечить поддержку определенных команд процессором - нужно еще, чтобы их использовали разработчики ПО. Как это ни печально, но K6-2 не удалось переломить консерватизм программистов, и поддержка 3DNow! стала массово появляться в ПО лишь позже, с выходом AMD Athlon и Duron.

K6-III представлял собой дальнейшее развитие линии K6-2 - его, подобно Pentium II, оснастили кэшем второго уровня (256 KB), размещенным прямо в корпусе процессора и работающим на частоте CPU. Учитывая то, что на всех материнских платах для платформы Socket 7/Super 7 кэш присутствует "по умолчанию", этот процессор оказался по-своему уникальным, поскольку системы на его основе имели три уровня кэша - два собственно на кристалле, и еще один - на системной плате. Естественно, L2-кэш, работающий на частоте процессорного ядра, оказался хорошим подспорьем, и производительность K6-III по сравнению с K6-2 существенно возросла. Однако с самого начала было понятно, что сам по себе CPU "припозднился" - тягаться на равных с Intel Pentium II и Celeron с их высокоскоростными процессорными шинами нового поколения K6-III уже не мог, особенно в ресурсоемких приложениях и компьютерных играх.

Cyrix

Процессоры разработки фирмы Cyrix по архитектуре выбиваются из пятого поколения, причем в обе стороны. В них применяется «принстонская» архитек­тура первичного кэша (общий кэш для инструкций и данных) с некоторыми дополнительными архитектурными особенностями. Специальный механизм (Data Dependency removal) снижает число остановок конвейеров процессора (слабое место Pentium Pro на 16-битных приложениях).

Cyrix 6х86 (М1) — процессоры, по выводам совместимые с Pentium, но име­ющие архитектурные черты шестого поколения процессоров. К ним относится переименование регистров, исполнение по предположению, изменение порядка выполнения инструкций и т. п. Унифицированный первичный кэш размером 16 Кбайт используется как для инструкций, так и для данных; дополнительно имеется 256-байтный кэш инструкций. Процессор устанавливается в сокет 7. Несмотря на уход архитектуры вперед, Windows 95 и некоторые диагности­ческие программы могут ошибочно идентифицировать процессор 6х86 как 486. Однако, если BIOS поддерживает процессор Cyrix, в заставке POST тип процес­сора определяется верно. Если бы ОС Windows 95 определяла его как Pentium, программы, использующие специфические инструкции Pentium, могли бы ра­ботать некорректно, поскольку не все эти инструкции реализованы в процессоре Сх86. Как и в процессорах Cyrix 5х86, имеется та же «болезнь роста» — с этим процессором могут «зависать» некоторые программы, в частности написанные с помощью системы Clipper. Дело опять-таки в задержках, реализованных на программных циклах. Для их удлинения фирма предлагает специальные про­граммы-замедлители, доступные по адресу ftp://ftp.cyrix.com/tech/pipeloop.exe. Для использования пакета 3D-Studio с данным процессором предлагаются Patch-файлы, доступные по адресу ftp://ftp.ktx.com/download/patches/3dsr4/ fast_cpu/fstcpufx.exe.

В обозначении вида Cyrix 6x86-P120+ элемент 120+ означает производитель­ность, превышающую производительность процессора Pentium 120 МГц. Выпускаются процессоры с производительностью Р120+, Р133+, Р150+, Р166+ и Р200+. Их отличительной особенностью является фик­сированный коэфициент умножения, равный двум, и тактовые частоты ядра, меньшие, чем у соответствующих процессоров Pentium. Внешние частоты про­цессоров составляют 50, 55, 60, 66,66 и 75 МГц, что создает некоторые пробле­мы: частота 55 МГц (для Р133+) имеется не на всех системных платах ввиду ее использования только одним типом процессора, а частота 75 МГц (для Р200+) редко поддерживается, поскольку для многих компонентов системной платы пока еще является слишком высокой.

Процессоры 6х86 используют питание 3,3 В (имеют в обозначении элемент С016) или 3,52 В (С028, С052), напряжение питания может указываться в мар­кировке и явно. Потребляемая мощность достигает 25 Вт (на уровне потребле­ния Pentium Pro), что предъявляет более жесткие требования к охлаждению процессора и к рассеиваемой мощности внешнего регулятора напряжения. Мак­симально допустимая температура корпуса — 70 ⁰С. Процессоры с раздельным питанием 6x86L используют 2,8 В для питания ядра и 3,3 В для питания интерфейсных схем. По потреблению и охлаждению с ними особых проблем не возникает.

Cyrix 6х86МХ — усовершенствованный вариант процессора Ml, включаю­щий поддержку ММХ, реализацию специфических инструкций Pentium (мони­торинг производительности, счетчик реального времени), расширенный до 64 Кбайт унифицированный первичный кэш. Изменяемые коэффициенты ум­ножения 2, 2,5, 3 и 3,5 облегчают выбор внешней частоты (табл. 10).

Таблица 10. Частоты и коэффициенты умножения процессоров Cyrix

Процессоры устанавливаются в сокет 7. Питание ядра — 2,8 В, интерфейс­ных схем — 3,3 В. Процессоры разработки Cyrix, выпускаемые на заводах IBM, продаются под торговой маркой IBM.

Процессор Cyrix MediaGX™ является новым словом в архитектуре процес­соров для PC, он предназначен для недорогих портативных и настольных сис­тем. Кроме обычного ядра, реализующего систему команд Pentium, процессор имеет встроенный графический контроллер VGA с 2В-акселераторами, исполь­зующий унифицированную архитектуру памяти UMA, а также аудиоканал. Сам процессор имеет интерфейс динамической памяти и шины PCI. К нему в комплекте должен использоваться еще один кристалл Сх5510 с контроллерами шин ISA, IDE, всеми традиционными системными средствами PC и портом MIDI.

Процессор вместе со своим кристаллом-компаньоном предназначен для ус­тановки на специализированные системные платы. По состоянию на начало июня 1998 года доступны процессоры с частотой ядра 120, 133 и 150 МГц.