Чипы серии Pentium D стали первыми процессорами для настольных систем, которые включали 2 вычислительных модуля на одном кремниевом кристалле. Именно такое исполнение позволяло им увеличить быстродействие в задачах, которые требовали наличия нескольких физических ядер. Именно о серии этих новаторских центральных процессоров и пойдет речь в данном материале.
Предыстория появления
В начале 2005 года в мире процессорных решений сложилась весьма проблематичная ситуация: дальнейшее повышение тактовой частоты было уже невозможным, а увеличивать производительность все же было необходимо. Поэтому в существующую организацию персональных компьютеров необходимо было вносить определенные изменения, суть которых сводилась к тому, что на одном кристалле начали изготавливать уже 2 вычислительных модуля. При выполнении однопоточных приложений быстродействие оставалось на том же уровне. А вот в случае запуска программного кода, оптимизированного уже под 2 ядра, такая компоновка позволяла получить существенное увеличение быстродействия, которое в некоторых случаях могло достигать 30-40 процентов. Первым таким чипом и стал процессор Pentium D. По существу, какой-либо большой новизны в полупроводниковых кристаллах данного продукта не было по той причине, что это были хорошо известные модули обработки кода “Пентиум 4”. Только в последних ядро было лишь только одно, то вот в “Пентиум Д” их было уже два.
Ниша процессоров данного семейства
Первые Pentium D позиционировались компанией “Интел” как доступные флагманские решения с высоким уровнем быстродействия. К тому же, как было уже отмечено ранее, данные процессорные устройства имели 2 ядра на одной кремниевой подложке. На ступеньку ниже в сегменте продукции “Интел” на то время располагались “Пентиум 4” с поддержкой НТ. У них был один физический блок и два логических. То есть программный код такие решения могли обрабатывать в 2 потока. В результате в рамках платформы LGA775 они обеспечивали средний уровень быстродействия. На нишу же офисных систем были нацелены процессоры серии Celeron. Скромные технические характеристики не позволяли их использовать в каких-либо других сферах.
Что входило в список поставки?
В двух списках комплектации можно было встретить ЦПУ серии Pentium D от “Интел”. Один из них расширенный и называется ВОХ. В него компания-производитель включила следующее:
Фирменную коробку из картона.
Прозрачный пластиковый чехол для безопасной транспортировки процессорного устройства.
Систему охлаждения, разработанную компанией “Интел”. В нее входил воздушный кулер и специальная модификация термопасты, которая способствовала улучшенному отводу тепла с ЦПУ.
Краткое руководство по применению в бумажном виде.
Наклейка с логотипом семейства процессоров.
Гарантийный талон.
Наиболее оптимально такой вариант поставки подходил для использования ЦПУ в номинальном режиме. Если же планировалось “разгонять” процессор, то предпочтительней уже выглядела комплектация TRAIL. Она была практически полностью идентична перечню поставки ВОХ. Разница лишь только заключалась в отсутствии системы охлаждения. В этом случае ее необходимо было приобретать отдельно. Как правило, вариант комплектации TRAIL приобретался компьютерными энтузиастами, которые затем оснащали свои ПК продвинутой системой охлаждения. Это позволяло разогнать компьютер и увеличить его быстродействие.
Процессорный разъем. Архитектурные особенности
В сокет LGA775 должен был устанавливаться любой чип линейки Pentium D. Характеристики же их указывали на то, что не все материнские платы данной платформы поддерживали такие ЦПУ. Поэтому при сборке новой вычислительной системы необходимо в обязательном порядке проверить список поддерживаемых моделей процессоров и найти в нем “Пентиум Д”. Эту же самую процедуру нужно делать и в случае модернизации персонального компьютера. Как было отмечено ранее, 2 ядра обычных кристалла “Пентиум 4” входили в состав Pentium D. Температура из-за такой компоновки подложки в процессе работы существенно возрастала. Чтобы исключить перегрев полупроводниковой основы ЦПУ, компания “Интел” вынуждена была существенно снизить номинальные значения тактовых частот. В результате не существенно уменьшилась производительность в однопоточных задачах, а вот в программном коде, оптимизированном на 2 потока, быстродействие увеличилось.
Первое поколение “Пентиум Д”
Впервые Intel Pentium D был представлен в мае 2005 года. Кодовое название данного семейства - Smithfield. Изготавливались эти ЦПУ по технологии 90 нм, тепловой пакет у них был заявлен на уровне 130 Вт. Младшая модель с индексом 805 имела тактовую частоту 2,66 ГГц, а шина данных на материнской плате при этом функционировала на 533 МГц. Все остальные чипы имели частоту системной шины 800 МГц. Причем как первого, так и второго поколения. Наиболее же производительная модель ЦПУ маркировалась индексом 840. Ее рабочая частота была равна 3,2 ГГц. Кэш первого уровня был равен 64 Кб, а второго - 2 кластера по 1 Мб. Количество транзисторов в этом случае было равно 230 миллионам, а площадь кристалла составляла 206 мм 2 .
Вторая ревизия чипов данного поколения
Через год было выпущено обновленное поколение данного семейства чипов. Первым нововведением стал техпроцесс. Теперь полупроводниковые кристаллы изготавливались по технологии 65 нм. Это позволило уменьшить площадь кристалла до 140 мм 2 . Но при этом тепловой пакет ЦПУ не изменился и остался равен 130 Вт. Второе важное обновление - это увеличение тактовой частоты. Ее минимальное значение было установлено производителем на отметке 2,8 ГГц для чипов индексом 915. Флагманов в этом случае было 3. Pentium D 945 и 950 функционировали на частоте 3,4 ГГц, а 960 - 3,6 ГГц. Еще одно важное нововведение - это увеличение кэша второго уровня в 2 раза - до 2 кластеров по 2 Мб. Именно за счет сочетания этих нескольких факторов и удалось компании “Интел” добиться увеличения производительности, которое в процентном соотношении могло достигать 20 процентов.
Стоимость
На момент начала продаж стоимость таких чипов находилась в диапазоне от 70 до 110 долларов. С учетом позиционирования и возможностей такой ценник был вполне оправдан. Сейчас же с начала продаж прошло уже достаточно много времени, но встретить такие процессоры в продаже все еще можно. Только цены на них существенно снизились и находятся в диапазоне от 30 до 50 долларов. Например, Pentium D 945 сейчас стоит 3800 рублей. С учетом того, что основная ниша таких ЦПУ - это офисные системы, то подобный подход к ценообразованию целиком и полностью оправдан. При этом остальные комплектующие в таком персональном компьютере обойдутся значительно дешевле. Поэтому “Пентиум Д” - достойный вариант для сборки недорогих ПК с низким быстродействием.
Этот процессор Intel представила в мае 1997 года. До своего официального появления он был известен под кодовым названием Klamath, и вокруг него в компьютерном мире ходило огромное количество слухов. pentium II, по существу, тот же процессор шестого поколения, что и pentium Pro, правда, в несколько улучшенном варианте. Кристалл процессора pentium II отображен на рис. 3.25.
Однако в физическом аспекте это действительно нечто новое. Процессор pentium II заключен в корпус с односторонним контактом (Single Edge Contact - SEC) и крупным Рис. 3.25. Процессор pentium II. Фотография публикуется с разрешения Intel Рис. 3.26. Плата процессора pentium II (внутри картриджа SEC). Фотография публикуется с разрешения Intel теплоотводным элементом. Устанавливается он на собственную небольшую плату, очень похожую на модуль памяти SIMM и содержащую кэш-память второго уровня (рис. 3.26); эта плата устанавливается в разъем типа Slot 1 на системной плате, который внешне очень похож на разъем адаптера. Рис. 3.27. Компоненты картриджа SECC Существует два типа картриджей процессоров, называемые SECC (Single Edge Contact Cartridge) и SECC2. Эти картриджи отображены на рис. 3.27 и 3.28 соответственно. Обратите внимание, что в картридже SECC2 меньше компонентов. В начале 1999 года Intel перешла на использование картриджей при производстве процессоров pentium П/Ш. Изготовить один из типов описанных картриджей дороже, чем процессор pentium Pro. Предлагаемые Intel процессоры pentium II работают на перечисленных ниже тактовых частотах.
Тип процессора/ | Кратность тактовой | Тактовая частота |
быстродействие | частоты | системной платы, МГц |
pentium II 233 | 3,5x | 66 |
pentium II 266 | 4x | 66 |
pentium II 300 | 4,5x | 66 |
pentium II 333 | 5x | 66 |
pentium II 350 | 3,5x | 100 |
pentium II 400 | 4x | 100 |
pentium II 450 | 4,5x | 100 |
Основная тактовая | Потребляемая | Процесс (размер | Напряжение, В | ||
частота, МГц | мощность, | Вт | структуры), | микрон |
|
450 | 27,1 |
|
0,25 |
|
2,0 |
400 | 24,3 |
|
0,25 |
|
2,0 |
350 | 21,5 |
|
0,25 |
|
2,0 |
333 | 23,7 |
|
0,25 |
|
2,0 |
300 | 43,0 |
|
0,35 |
|
2,8 |
266 | 38,2 |
|
0,35 |
|
2,8 |
233 | 34,8 |
|
0,35 |
|
2,8 |
Частота шины | 66, 100 МГц |
Кратность умножения частоты | 3,5х, 4х, 4,5х, 5х |
Тактовая частота | 233, 266, 300, 333, 350, 400, 450 МГц |
Объем встроенной кэш-памяти | Первого уровня: 32 Кбайт (16 Кбайт для кода |
|
и 16 Кбайт для данных); второго уровня: 512 Кбайт |
|
(половинная тактовая частота процессора) |
Разрядность внутренних регистров | 32 |
Разрядность внешней шины данных | 64 |
Разрядность шины адреса | 36 |
Максимальная адресуемая память | 64 Гбайт |
Максимальная виртуальная память | 64 Тбайт |
Корпус | 242-контактный с односторонним контактом (Single |
|
Edge Contact Cartridge - SECC) |
Размеры корпуса | 12,82x6,28x1,64 см |
Сопроцессор | Встроенный |
Снижение энергопотребления | Система SMM (System Management Mode) |
Процессор pentium II ММХ | (350, | , 400 и 450 МГц) | ||
Дата представления |
|
15 апреля 1998 года | ||
Тактовая частота |
|
350 (100x3,5), 400 (100x4) и 450 (100x4,5) МГц | ||
|
386, 440 и 483 (350, 400 и 450 МГц соответственно) | |||
iCOMP 2.0 |
|
|
||
Количество транзисторов |
|
7,5 млн (0,25-микронная технология) плюс 31 млн кэшпамяти второго уровня объемом 512 Кбайт | ||
4 Гбайт | ||||
Рабочее напряжение |
|
2,0 В | ||
Тип разъема |
|
Slot 2 | ||
Размер кристалла |
|
|||
Мобильный процессор pentium II (266, 300, 333 и 366 МГц) | ||||
Дата представления |
|
25 января 1999 года | ||
Тактовая частота |
|
266, 300, 333 и 366 МГц | ||
Количество транзисторов |
|
27,4 млн (0,25-микронная технология) | ||
Размеры |
|
31x35 мм | ||
Рабочее напряжение |
|
1,6 В | ||
Выделяемое тепло |
|
366 Мгц - 9,5 Вт, 333 МГц - 8,6 Вт, 300 МГц - 7,7 Вт, 266 МГц - 7,0 Вт | ||
Процессор pentium II ММХ | (333 МГц) | |||
Дата представления |
|
7 мая 1997 года | ||
Тактовая частота |
|
333 МГц (66 МГцх 5) | ||
Производительность по тесту |
|
366 | ||
iCOMP 2.0 |
|
|
||
Количество транзисторов |
|
7,5 млн (0,35-микронная технология) плюс 31 млн кэшпамяти второго уровня объемом 512 Кбайт | ||
Кэшируемая оперативная память | 512 Мбайт | |||
Рабочее напряжение |
|
2,0 В | ||
Тип разъема |
|
Slot 1 | ||
Размер кристалла |
|
Квадрат со стороной 10,2 мм | ||
Процессор pentium II ММХ | (300 МГц) | |||
Дата представления |
|
7 мая 1997 года | ||
Тактовая частота |
|
300МГц(66МГцх4,5) | ||
Производительность по тесту |
|
332 | ||
iCOMP 2.0 |
|
|
||
Количество транзисторов |
|
7,5 млн (0,35-микронная технология) плюс 31 млн кэшпамяти второго уровня объемом 512 Кбайт | ||
Кэшируемая оперативная память | 512 Мбайт | |||
Тип разъема |
|
Slot 1 | ||
Размер кристалла |
|
|||
Процессор pentium II ММХ (266 МГц) | ||||
Дата представления | 7 мая 1997 года | |||
Тактовая частота | 266 МГц (66 МГц х 4) | |||
Производительность по тесту | 303 | |||
iCOMP 2.0 |
|
|||
Количество транзисторов | ||||
|
||||
Кэшируемая оперативная память | 512 Мбайт | |||
Тип разъема | Slot 1 | |||
Размер кристалла | Квадрат со стороной 14,2 мм | |||
Процессор pentium II ММХ (233 МГц) | ||||
Дата представления | 7 мая 1997 года | |||
Тактовая частота | 233 МГц (66 МГцх3,5) | |||
Производительность по индексу | 267 | |||
iCOMP 2.0 |
|
|||
Количество транзисторов | 7,5 млн (0,35-микронная технология) плюс 31 млн кэш- | |||
|
памяти второго уровня объемом 512 Кбайт | |||
Кэшируемая оперативная память | 512 Мбайт | |||
Тип разъема | Slot 1 | |||
Размер кристалла | Квадрат со стороной 14,2 мм | |||
SL37G | dBO | 0652h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC2 OLGA | 1,2,4 | |
SL2WB | dBO | 0652h | 450/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 1 | 2, 5 |
SL37H | dBO | 0652h | 450/100 | 512 | ЕСС | SECC2 OLGA | 1 | 2 |
SL2KE | TdBO | 1632h | 333/66 | 512 | ЕСС | PGA | 2 | 4 |
SL2W7 | dBO | 0652h | 266/66 | 512 | ЕСС | SECC 2.00 | 2 | 5 |
SL2W8 | dBO | 0652h | 300/66 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL2TV | dBO | 0652h | 333/66 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL2U3 | dBO | 0652h | 350/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL2U4 | dBO | 0652h | 350/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL2U5 | dBO | 0652h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL2U6 | dBO | 0652h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL2U7 | dBO | 0652h | 450/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL356 | dBO | 0652h | 350/100 | 512 | ЕСС | SECC2 PLGA | 2 | 5 |
SL357 | dBO | 0652h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC2 OLGA | 2 | 5 |
SL358 | dBO | 0652h | 450/100 | 512 | ЕСС | SECC2 OLGA | 2 | 5 |
SL37F | dBO | 0652h | 350/100 | 512 | ЕСС | SECC2 PLGA | 1 | 2, 5 |
SL3FN | dBO | 0652h | 350/100 | 512 | ЕСС | SECC2 OLGA | 2 | 5 |
SL3EE | dBO | 0652h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC2 PLGA | 2 | 5 |
SL3F9 | dBO | 0652h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC2 PLGA | 1 | 2 |
SL38M | dBl | 0653h | 350/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 1 | 2, 5 |
SL38N | dBl | 0653h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 1 | 2, 5 |
SL36U | dBl | 0653h | 350/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL38Z | dBl | 0653h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC 3.00 | 2 | 5 |
SL3D5 | dBl | 0653h | 400/100 | 512 | ЕСС | SECC2 OLGA | 1 | 2 |
Таблица 3.17. Устанавливаемое напряжение для pentium II
VID4 | VID3 | VID2 | VTD1 | VTD0 | Напряжение, В |
0 |
|
1 | 1 | 1 | 1,30 |
0 |
|
1 | 1 | 0 | 1,35 |
0 |
|
1 | 0 | 1 | 1,40 |
0 |
|
1 | 0 | 0 | 1,45 |
0 |
|
0 | 1 | 1 | 1,50 |
0 |
|
0 | 1 | 0 | 1,55 |
0 |
|
0 | 0 | 1 | 1,60 |
0 |
|
0 | 0 | 0 | 1,65 |
0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1,70 |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1,75 |
0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1,80 |
0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1,85 |
0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1,90 |
0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1,95 |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2,00 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2,05 |
|
|
1 | 1 | 1 | Процессор не установлен |
|
|
1 | 1 | 0 | 2,1 |
|
|
1 | 0 | 1 | 2,2 |
|
|
1 | 0 | 0 | 2,3 |
|
|
0 | 1 | 1 | 2,4 |
|
|
0 | 1 | 0 | 2,5 |
|
|
0 | 0 | 1 | 2,6 |
|
|
0 | 0 | 0 | 2,7 |
|
0 | 1 | 1 | 1 | 2,8 |
|
0 | 1 | 1 | 0 | 2,9 |
|
0 | 1 | 0 | 1 | 3,0 |
|
0 | 1 | 0 | 0 | 3,1 |
|
0 | 0 | 1 | 1 | 3,2 |
|
0 | 0 | 1 | 0 | 3,3 |
|
0 |
" Телефоны: 239-9141, 234-2867
В настоящий момент на рынке представлено такое разнообразие процессоров, сокетов, чипсетов и прочих легко произносимых, но трудно понимаемых сокращений, что голова идет кругом… Вопрос, что день грядущий нам готовит, практически не поддается решению, сколько не смотри на звездное небо или в roadmap (предначертания) основных игроков. Главным и наиболее деятельным участником Большой игры остается Intel. Не вдаваясь глубоко в историю, сразу оговоримся, что в настоящей публикации речь пойдет лишь об ныне актуальном - шестом поколении процессоров.
Кто есть кто
Родоначальник
этой серии процессоров - Pentium Pro, выпущенный в 1995 году.
К этому же поколению относятся Pentium II (1997 г.), Celeron,
Xeon (1998.) и, наконец, Pentium III (1999 г.). От своих предков
эти процессоры отличает архитектура двойной независимой шины и применение
“динамического исполнения” (изменения порядка исполнения инструкций).
Здесь вторичному кэшу, введенному в процессор (но не во все модели, -
например, в Celeron он отсуствует), выделяется отдельная высокоскоростная
магистраль. К системе команд Pentium Pro, расширенной относительно
Pentium с целью сокращения условных переходов, было добавлено расширение
MMX. Так появился Pentium II. Дальнейшее развитие идеи MMX -
одновременное исполнение одной инструкции над группой операндов -
распространили и на инструкции с плавающей точкой: SSE (Streaming
SIMD Extensions) - и это стало основным козырем Pentium III.
На этом закончим краткий исторический экскурс и перейдем непосредственно
к форматам и цифрам. Рассмотрим процессоры Intel.
Теперь о том, что эти буквы и цифры означают…
Тип корпуса |
SEPP |
PPGA |
SECC |
SECC2 |
Разъем/гнездо |
SIotI |
Socket 370 |
Slot 1 / Slot 2 |
Slotl |
Процессор |
Celeron |
Celeron |
PII, PIIXeon, PIII Xeon |
PII, PIII |
L2-кэш |
Есть (на кристалле) |
Есть (на кристалле) |
Есть |
Есть |
Крепление |
Есть |
N/A |
Есть |
Есть |
Крышка |
Отсут-ствует |
N/A |
С двух сторон |
С одной стороны |
SEPP - Single Edge Processor Package
PPGA - Plastic Pin Grid Array
SECC - Single Edge Contact Cartridge
SECC2 - вкл. два типа: PLGA SECC2 и OLGA SECC2
PLGA - Plastic Land Grid Array
OLGA - Organic Land Grid Array
Подробнее про то, что есть что - ниже.
Знатоки справедливо попеняют на то, что не указан слот 8, но он использовался исключительно для процессоров Pentium Pro, что в настоящий момент не вполне актуально.
Официальное название |
Celeron |
Pentium II |
Pentium III |
Pentium II Хеоn |
Pentium III Хеоn |
Кодовое название |
Mendocino |
Deschute |
Katmai |
Хeon |
Tanner |
Интерфейс |
Slot 1 / Socket 370 |
Slot 1 |
Slot 1 |
Stot 2 |
Slot 2 |
Объем L2-кэша |
128 Kb |
256
Kb. |
512 Kb |
512
Kb, |
512Kb.
|
Быстродействие L2-кэша |
На частоте процессора |
На половине частоты процессора |
На частоте процессора |
На частоте процессора |
|
Частота системной шины |
65/100 МГц |
66/100 МГц |
100/133 МГц |
100МГц |
100 МГц |
Быстродействие процессора |
300-500 МГц |
233-450 МГц |
450/500/550 МГц |
400/450 MГц |
450/500 МГц |
Набор команд КNI |
Нет |
Нет |
Есть |
Нет |
Есть |
Процессоры
Pentium II сочетают архитектуру Pentium Pro с технологией MMX. По
сравнению с Pentium Pro, удвоен размер первичного кэша (16+16 Kb),
размер вторичного кэша варьируется от 0 до 2 Mb. В процессоре
используется новая технология корпусов - картридж с печатным
краевым разъемом, на который выведена системная шина (Single Edge
Contact Cartridge - SECC). На картридже размером 14 x 6,2 x
1,6 см установлена микросхема ядра процессора (CPU Core), несколько
микросхем, реализующих вторичный кэш, и вспомогательные дискретные
элементы (резисторы и конденсаторы). Снятие вторичного кэша с микросхемы
процессора позволяет использовать для кэш–памяти и памяти тегов
микросхемы сторонних производителей, специализирующихся на выпуске
сверхбыстродействующей памяти. Объем вторичного кэша определяется
емкостью и числом установленных микросхем памяти. В то же время,
сохраняется независимость шины вторичной кэш–памяти, которая тесно
связана с ядром процессора собственной локальной шиной.
Первые процессоры Pentium II (до выпуска они имели кодовое название
Klamath), появившиеся весной 1997 года, насчитывали около 7,5 млн.
транзисторов только в процессорном ядре и выполнялись по технологии
0,35 мкм. Они имели тактовые частоты ядра 233, 266 и 300 МГц при
частоте системной шины 66,6 МГц. При этом, вторичный кэш работал
на половинной частоте ядра и кэшировал только первые 512 Mb
пространства памяти. Для этих процессоров был разработан слот 1,
по составу сигналов сильно напоминающий сокет 8 для Pentium Pro.
Однако слот 1 позволяет объединять лишь пару процессоров для реализации
симметричной мультипроцессорной системы либо системы с избыточным
контролем функциональности (FRC). Так что этот процессор представляет
собой более быстрый Pentium Pro с поддержкой MMX, но с урезанный
поддержкой мультипроцессирования (2 процессора вместо восьми возможных
у iP Pro).
Следующее поколение Pentium II, имевшее кодовое название Deshutes,
появилось в 1998 году и выполнялось уже по технологии 0,25 мкм.
Это позволило поднять тактовую частоту (чем мельче элементы, тем
меньше они рассеивают мощность, что особенно критично на высоких
частотах). Процессор на 333 МГц имеет частоту шины 66,6 МГц,
а процессоры на 350 и выше уже имеют частоту системной шины 100
МГц. Для работы на такой частоте эффективна оперативная память на
микросхемах SDRAM (синхронная динамическая память), у которой в
середине пакетного цикла данные передаются в каждом такте. Эти процессоры
также устанавливаются в слот 1 (опять–таки не более двух в системе).
Начиная с процессоров 350 МГц объем памяти, кэшируемой на L2, увеличили
до 4 Gb.
Для “самых простых” компьютеров по той же 0,25 мкм–технологии выпустили
облегченный вариант процессора, названный Celeron. Первые процессоры
Celeron имели частоты ядра 266 и 300 МГц (частота шины - 66
МГц). Вторичный кэш исключен, что заметно отразилось на производительности
(системные платы для слота 1 вторичного кэша, естественно, не имеют).
При падении цен на системные платы и дешевизне самого Celeron машина
начального уровня оказывается действительно очень недорогой. Современные
процессоры Celeron, начиная с модели Celeron 300A (с частотой 300
МГц), имеют небольшой (128 Kb) вторичный кэш, установленный
на кристалле ядра и работающий уже на полной частоте ядра. Эти процессоры
известны также под названием Mendocino. Кроме широко известных особенностей
вторичного кэша (либо его нет, либо 128 К), процессор Celeron имеет
следующие отличия от Pentium II:
Разрядность шины адреса сокращена с 36 до 32 бит (адресуемая память -
4 Gb).
Контроль паритета шины адреса и шины запроса, ECC–контроль шины
данных и контроль неисправимых ошибок шины, а также сигнал инициализации
шины отсутствует.
Процессоры предназначены только для одиночных конфигураций: для
функционально–избыточного контроля не хватает сигнала FRCERR#, а
из сигналов запроса шины остался только BR0#, что не позволяет использовать
симметричные двухпроцессорные конфигурации. Правда, умельцы нашли
сигнал BR1# и на кристалле ядра в упаковке SEPP, и в корпусе PPGA
(здесь его достать совсем просто), что позволяет использовать Celeron
в двухпроцессорных системах. Коэффициенты умножения частоты, по
крайней мере, официально, фиксированы - сигналы LINT#,
A20M# и IGNNE# в качестве задающих коэффициент умножения частоты
во время действия RESET# в информационном листке не фигурируют.
Для мощных компьютеров предназначено семейство Xeon. Для них ввели
новый слот 2, который (вместе с интерфейсом нового процессора) позволяет
строить как избыточные системы с FRC, так и симметричные 1–, 2–,
4– и даже 8–процессорные системы. Частота шины - 100 МГц, частота
ядра - 400 МГц и выше, вторичный кэш, как и в Pentium Pro,
работает на частоте ядра. Объем вторичного кэша - 512 Kb,
1 или 2 Mb при кэшировании до 64 Gb (все адресное пространство
при 36–битной адресации). Процессоры Xeon отличаются не только большей
мощностью, но и большими размерами - 15,2 x 12,7 x 1,9 см.
Процессоры Xeon имеют новые средства хранения системной информации.
Постоянная (только для чтения) память процессорной информации PIROM
(Processor Information ROM) хранит такие данные, как электрические
спецификации ядра процессора и кэш–памяти (диапазоны частот и питающих
напряжений), S–спецификацию и серийный 64–битный номер процессора.
По инструкции идентификации CPUID такая информация недоступна. Энергонезависимая
память Scratch EEPROM предназначена для занесения системной информации
поставщиком процессора (или компьютера с этим процессором) и может
быть защищена от последующей записи. Процессор оборудован термодатчиком
(термодиод на кристалле ядра) с программируемым устройством контроля
температуры. Это устройство имеет аналого–цифровой преобразователь,
калибруемый по термодиоду конкретного процессора на этапе тестирования
картриджа. Константа настройки термометра заносится в PIROM. Устройство
термоконтроля программируется - задается частота преобразований
и пороги температуры, по достижении которых вырабатывается сигнал
прерывания. Для взаимодействия с PIROM, Scratch EEPROM и устройством
термоконтроля процессор имеет дополнительную последовательную шину
SMBus (System Management Bus), основанную на интерфейсе I2C.
Новинка 1999 года - процессоры Pentium III - являются
дальнейшим развитием Pentium II. Их главным отличием является расширение
набора SIMD–инструкций - SSE (Streaming SIMD Extensions), основанное
на новом блоке 128–разрядных регистров. Кроме того, у них расширена
инструкция CPUID, по которой теперь можно получить и уникальный
64–битный идентификатор процессора (тот, что у Xeon можно было прочесть
по SMBus). “Простые” Pentium III устанавливаются в слот 1, Pentium
III Xeon - в слот 2. По характеристикам вторичного кэша и возможностям
мультипроцессорных конфигураций эти процессоры аналогичны своим
предшественникам Pentium II и Pentium II Xeon. Частота системной
шины - 100 МГц.
Корпуса, сокеты и слоты
Шестое
поколение процессоров отличается большим разнообразием конструктивов -
одних только коннекторов имеется 4 типа: сокет 8, слот 1, слот 2
и сокет–370. Корпусов (упаковок) тоже много - SPGA, SECC, SECC
2, SEPP, PPGA (это, не считая мобильных процессоров). Попробуем
все это многообразие “разложить по полочкам”.
Проблемы с изготовлением и размещением вторичного кэша Pentium Pro
в одной микросхеме с ядром были решены с переходом на новый конструктив -
картридж с краевым печатным разъемом SECC (Single Ended Edge Connector).
Картридж представляет собой печатную плату (субстрат), на которую
с двух сторон устанавливаются компоненты поверхностного монтажа -
кристалл ядра и стандартные микросхемы вторичного кэша (собственно
кэш–памяти и тегов). Вариации с быстродействием процессора и размером
кэша выливаются лишь в изменение комплектации картриджа (сколько
и каких микросхем установлено). Для процессоров Pentium II был разработан
слот 1 - щелевой разъем с 242 контактами, впоследствии переименованный
в SC242. В этот же слот устанавливаются и процессоры Celeron, и
Pentium III. Слот позволяет работать с частотой системной шины 66
или 100 МГц. В системах с SMP возможно использовать не более двух
процессоров. Для слота 1 (SC242) предназначены процессоры с разными
названиями “упаковки”:
SECC - картридж процессоров Pentium II и Pentium III. Представляет собой печатную плату с установленными компонентами. К микросхемам ядра и кэша прилегает термопластина (thermal plate), распределяющая тепло, к которой снаружи крепится вентилятор (или иное охлаждающее устройство). Спереди картридж закрыт крышкой. Допустимая температура пластины 70…75 °С (в зависимости от частоты процессора).
SECC 2 - картридж для тех же процессоров, появился, начиная с частоты 350 МГц (но для тех же частот выпускаются и модели в SECC). От предыдущего отличается тем, что не имеет термопластины - внешние “холодильники” прижимаются прямо к корпусам микросхем ядра и кэша, что снижает тепловое сопротивление и повышает эффективность охлаждения. Сами процессоры, устанавливаемые на SECC 2, могут быть как в корпусах PLGA (Plastic Land Grid Array), так и в OLGA (Organic Land Grid Array). Последние применяются для процессоров с частотой 400 МГц и выше и отличаются более высокой допустимой температурой - 90 °С против 80 °С, допустимых для PLGA. Заметим, что допустимая температура микросхем кэша - 105 °С.
SEPP
(Single Edge Processor Package) - картридж процессоров Celeron,
не имеющий ни термопластины, ни крышки. Внешний радиатор прижимается
прямо к корпусу ядра, а микросхем вторичного кэша у Celeron’ов нет.
В процессорах Celeron идея упаковки в картридж себя изжила -
одну микросхему ядра легко упаковать и в обычный корпус со штырьковыми
выводами. Это получается примерно на $10 дешевле, чем в полупустой
SEPP. Так появился Celeron в корпусе PPGA (Plastic Pin Grid Array),
напоминающий по виду добрый старый Pentium, и сокет–370 (по числу
выводов). От сокета 7 с той же шахматной матрицей 37x37 он механически
отличается большим количеством контактов - 6 полных рядов (против
5, и то неполных) и двойным ключом (кроме вывода A1 отсутствует
и AN37). Электрически он отличается радикально - ни о какой
совместимости с сокетом 7 и речи быть не может. Процессоры в PPGA
от своих SEPP–братьев отличаются нюансами интерфейса питания, которые
учтены в распространенных переходниках сокет–370 - слот 1.
Эти переходники позволяют использовать дешевые процессоры в PPGA
в платах со слотом 1, а при простой доработке переходника -
даже в двухпроцессорных конфигурациях.
Процессоры Pentium II Xeon и Pentium III Xeon тоже выпускаются в
картриджах SECC, но гораздо большего размера. Для этих процессоров
предназначен слот 2 с числом контактов 330, известный и как SC330.
Чипсеты
Но
все эти шедевры инженерной мысли не являются самодостаточными изделиями.
Как короля играет свита, так и по настоящему мощному процессору
нужно соответствующее окружение - чипсет.
Итак, современные системные платы выпускаются на следующих наборах
микросхем (от Intel): Intel 440BX, Intel 440ZX, Intel 440LX, Intel
440EX, Intel 440GX, Intel 440NX.
Чипсет |
440GХ |
440ВХ |
440ZX |
440LX |
440ЕХ |
450NX |
Целевой процессор |
PII Xeon / PIII Xeon |
PII / PIII |
Сеlеron |
Celeron |
Celeron |
PII Xeon / РIII Хeon |
Другие поддерж. процессоры |
PII |
Celeron |
PII |
PII |
PII |
PII |
Макс. кол-во процессоров |
2 |
2 |
l |
2 |
1 |
1 |
Частота системной шины |
100 МГц |
66/100 МГц |
66/100 МГц |
66 МГц |
66МГц |
100 МГц |
Количество слотов памяти |
4 |
4 |
2 |
4 |
2 |
8 |
Максимальный объем памяти |
2 Gb |
1 Gb |
256 Mb |
1 Gb |
256 Mb |
8 Gb |
Тип памяти |
SDRAM |
SDRAM |
SDRAМ |
EDO / SDRAM |
EDO/ SDRAM |
EDO |
Поддержка ЕСС |
Есть |
Есть |
Нет |
Есть |
Heт |
Есть |
Шина PСI (разрядность/ частота, МГц) |
32 / 33 |
32 / 33 |
32 / 33 |
32 / 33 |
32 / 33 |
32 / 33 64 / 33 |
Количество bus master PCI-устройств |
5 |
5 |
4 |
4 |
3 |
6 |
Поддержка AGР |
2Х |
2Х |
2Х |
2Х |
2Х |
N/A |
Поддержка ide-контроллера |
АТАЗЗ |
АТAЗЗ |
ATA33 |
АТАЗЗ |
ATA33 |
АТАЗЗ |
В интеловских наименованиях запутаться немудрено. Вкратце: i440LX - базовый чипсет, применявшийся для Pentium II плат еще в то время, когда о системной шине в 100 МГц никто и не помышлял.
- i440EX - его облегченная версия, выпущенная как раз для работы с Celeron.
- i440BX - текущий базовый чипсет, используемый в Pentium II/III системный платах и сегодня, а i440ZX - его облегченная версия.
В
чем же заключаются эти “облегчения” и как они соотносятся между
собой можно понять из вышеприведенной таблицы.
Как нетрудно заметить, все чипсеты имеют близкие характеристики,
однако различия все–таки есть. Первое, что надо отметить, это то,
что чипсеты i440LX и его упрощенная версия, i440EX, являются уже
морально устаревшими и не поддерживают системную шину 100МГц. Это
значит, что платы на этих наборах микросхем не смогут функционировать
со 100–мегагерцовыми процессорами, то есть имеют меньшие возможности
по последующему апгрейду. Упрощенность i440ZX по сравнению с i440BX,
также как и i440EX (по сравнению с i440LX), состоит, как нетрудно
заметить, в меньшем количестве поддерживаемых банков памяти, меньшем
ее максимальном объеме и сокращенном числе Bus Master устройств.
Это означает, что платы на lite–версиях чипсетов будут иметь меньше
гнезд для установки модулей DIMM (только 2 у i440ZX и i440EX) и
меньшее количество слотов PCI (обычно - не более четырех у
ZX и не более трех у EX).
Наборы микросхем на базе i440GX и i440NX являются специализированными
для процессоров Xeon и, хотя имеют совместимость с более дешевыми
моделями процессоров, вряд ли могут рассматриваться в качестве базы
для бюджетных систем.
Чем же в таком случае обусловлено применение производителями системных
плат более старых и простых версий чипсетов, вместо установки i440BX
с максимальными возможностями. Ответ здесь прост - дело в стоимости
наборов микросхем. i440BX имеет самую высокую цену, и, естественно,
платы на нем будут стоить несколько дороже. Хотя, если плата приобретается
с расчетом на длительное использование, лишними $10 за дополнительные
возможности расширения и апгрейда пожертвовать не жалко. Тем не
менее, материнские платы и на i440LX, и даже на i440EX найдут свое
применение в нетребовательных офисных системах.
Non Intel Процессоры
Но не Intel–ом единым жив этот рынок. Представляем остальных участников.
Rise
Самый молодой из участников. Объявил о создании и выпуске целой гаммы процессоров под слот 7. В настоящее время доступен Rise mP6 266 - x86–совместимый Socket 7 процессор, рассчитанный на рынок дешевых компьютеров и ноутбуков (ну очень дешевых).
Его спецификация:
1. Электрически совместим сo
спецификацией Socket 7.
4. Чип, производимый по технологии 0.25 мкм.
5. В маркировке используется Pentium Rating (PR рейтинг), основанный
на сравнении производительности с Intel Pentium MMX.
6. Выпускаются или планируются модели с PR 366, 333, 266, 233
и 166 МГц.
7. Системная шина 83, 95 и 100 МГц (также поддерживается и
60, 66 и 75 МГц).
8. Коэффициенты умножения 2x, 2.5x, 3x, 3.5x.
9. Напряжение питания ядра - 2.8 В.
10. L1–кэш объемом 16 Kbа - по 8 Kb на код и
данные.
11. Два конвейерных блока FPU.
12. Суперскалярный модуль MMX.
13. Три суперконвейерных целочисленных блока.
14. Корпус 296 Pin BPGA (Socket 7) или 387 Ball BGA.
15. Дополнительные возможности по энергосбережению.
Выпускается в двух различных корпусах: для Socket 7 и специально разработанном для мобильных систем Ball BGA. В планах компании значится выпуск mP6 II (новой версии mP6) в варианте под Socket370 со встроенной поддержкой SSE инструкций.
IDT
Еще одна самобытная компания. Вошла на рынок с процессором С6 (Winchip), для socket 7, который являлся по сути усовершенствованной 486 моделью. Среди несравненных плюсов - низкая цена и обратная совместимость по питанию, т.е. для реализации ММХ инструкций ему не требовалось раздельное и пониженное питание. Позволял продлить жизнь офисным системам. Ныне IDT предлагает Winchip 2.
Вот спецификация этого процессора, ориентированного на самый нижний сегмент рынка:
1. Устанавливается
в разъем Socket7, с которым совместим электрически и физически.
2. Программно совместим с семейством Intel Pentium и всеми
x86 приложениями.
3. Совместим с технологией MMX.
4. L1–кэш 64 Kb - по 32 Kb на код и данные.
5. Два суперскалярных блока MMX.
6. Системная шина 66 и 100 МГц.
7. Небольшой размер ядра - 58 кв.мм при технологии 0.25
мкм. Выпускаются также версии чипа и по 0.35 мкм технологии.
8. Блок 3DNow!. Имеется 2 конвейера, оперирующие с парами вещественных
чисел одинарной точности 3DNow! поддерживается в DirectX 6.0 и выше.
9. Выпускаются следующие модели - 225 МГц (75–мегагерцовая
шина), 233 МГц (100–мегагерцовая шина), 240 МГц (60–мегагерцовая
шина), 250 МГц (83 и 100–мегагерцовая шина), 266 МГц (66 и 100–мегагерцовая
шина), 300 МГц (75 и 100–мегагерцовая шина).
10. Напряжение ядра - 3.3 или 3.5В в зависимости от партии.
Cyrix
Он же National Semiconductor, прекратил работу и объявил о выходе с рынка микропроцессоров. Однако, им выпущено изрядное количество изделий, и не упомянуть о нем в этом обзоре было бы несправедливо.
Краткая характеристика 6x86MX и M II:
1. Возможные
коэффициенты умножения внешней частоты - 2x, 2.5x, 3x, 3.5x
2. Кэш L1 - 64 KB общий для команд и данных
3. Шина - 64–разрядная внешняя шина данных, 32–разрядная
конвейерная шина данных
4. Разъем - Socket 7 (P55C - Intel Pentium MMX)
5. Совместимость - Протестирован на совместимость с Windows
95/98, Windows NT, UNIX, OS/2
6. сопроцессор - 80–битный с 64–битным интерфейсом и поддержкой
параллельного исполнения команд.
7. Набор команд - х87; IEEE–754 совместимый
8. Напряжение питания - 2.9 V ядро; 3.3 V ввод/вывод
Процессор M II представляется достаточно выгодным приобретением для офиса. Слабое место - маломощный сопроцессор, но при работе со стандартными офисными приложениями - замедление практически отсутствует.
Cyrix Media GX, стоящий особняком вне ходовых архитектур и представляющий собой практически компьютер на чипе (точнее говоря, на двух). По сути, это процессор, расположившийся в одной упаковке с двухуровневой кэш–памятью, контроллером основной памяти, эмулятором видео, дополняемый внешним контроллером периферии и звука на чипе–компаньоне. Media GX заслуживает упоминания хотя бы потому, что именно с его помощью (в составе модели Compaq Presario 2100) в свое время был взломан одиозный барьер $1000 для настольных систем. Сегодня нишей Cyrix Media GX являются в основном недорогие мини–ноутбуки.
AMD
Не упомянуть об этом заслуженном производителе, о неутомимом борце с Intel, просто невозможно. Да кто и не знает этого бодрого старика Крупского?
Итак. Есть из чего выбирать: AMD K6–2, AMD K6–2 3D Now!, K6 3D+ (K6–3)с интегрированным в процессор кэшем второго уровня 256 Kb, работающем на частоте процессора, и, наконец, долгожданный К7. За исключением К7, устанавливаемого в специальный slot А, геометрически, но не электрически совместимый со slot1 от Intel, остальные модели предназначены для работы в socket 7 (super).
Ценовая война AMD и Intel пагубно сказывается на небольших компаниях, которые, теоретически, могли бы привнести свежее дыхание на этот технологически застоявшийся рынок.
Чипсеты
VIA
Для сокета 370 существует вполне успешное обрамление от неинтеловского производителя - VIA Apollo Pro. Этот набор микросхем по основным возможностям не уступает i440BX, также имеет поддержку до гигабайта памяти в 8 банках и обслуживает до 5 Bus Master устройств. Единственное традиционно слабое место чипсетов от VIA, унаследованное и в Apollo Pro Plus, это скорость работы с SDRAM. Но у чипсета от VIA есть и преимущество перед интеловскими продуктами. Заключается оно в возможности тактовать шину памяти не от системной шины, а от AGP, что позволяет использовать старые, неработающие на 100 МГц модули памяти при частоте системнойшины 100 МГц.
ALI
Сразу
за появлением чипсета VIA Apollo Pro, аналогичный чипсет представила
и компания ALI, являющаяся подразделением Acer Group. Его название -
ALI Aladdin Pro II. Сама компания ALI позиционирует свой Aladdin
Pro II как дешевую альтернативу i440BX, то есть как чипсет со 100–мегагерцовой
шиной для настольных систем. ALI Aladdin Pro II сможет достойно
конкурировать с i440BX. В чипсете от ALI поддерживаются все то,
что есть и в 440BX, включая многопроцессорность и ECC. Кроме того,
чипсет Aladdin Pro II позволяет адресовать большее количество оперативной
памяти. Однако, ALI оставила контроллер IDE еще от первых пентиумных
наборов микросхем, и поэтому IDE–жесткие диски будут работать медленно.
Сравнительно с другим неинтеловским набором микросхем, VIA Apollo
Pro, Aladdin Pro II наверняка обеспечит более высокую производительность.
Но в чипсете от VIA поддерживается большее число новых технологических
решений. Так, VIA Apollo Pro может работать с перспективной быстрой
памятью типа DDR SDRAM–II, а также, он уже сейчас поддерживает UltraATA–66,
еще не утвержденный окончательно протокол работы с IDE–устройствами.
Кстати, в отличие от Aladdin Pro II, Apollo Pro соответствует спецификации
PC98.
Вместо послесловия…
Итак, вопрос–то был, что выбрать, чтобы не было мучительно больно или жалко…
Однозначного ответа тут нет. Без сомнения, если необходима надежная, производительная, возможно многопроцессорная система, то это будет процессор - iP II или III в нужном количестве, а в качестве материнской платы мы рекомендовали бы продукцию SuperMicro (подробнее обо всех прелестях этого производителя можно узнать, например, на нашем сайте http://www.microlab.ru или позвонив нам в офис). И это, пожалуй, единственное решение в котором мы абсолютно уверены. Что выбрать Вам, будет ли ваша конфигурация разгоняться, если да, то насколько - это придется решать самостоятельно, мы постарались несколько систематизировать информацию. Думайте сами, решайте сами…
Иметь или…
Сравнительные характеристики чипсетов VIA. SiS и Ali
Чипсет |
MVP4 |
Apollo Pro |
Apollo Pro+ |
530 |
620 |
М1541 |
Произво-дитель |
VIA |
VIA |
VIA |
SiS |
SiS |
Ali |
Целевой процессор |
Socket 7 |
PII |
PII |
Socket 7 |
PII |
Socket7 |
Другие поддерж. процессоры |
NA |
Celeron |
Celeron |
NA |
Celeron |
NA |
Частота системной шины |
100 MГц |
100 MГц |
100 МГц |
66 МГц |
100 МГц |
100 МГц |
Количество слотов памяти |
3 |
4 |
4 |
3 |
3 |
4 |
Максималь- |
768 МБайт |
1 ГБайт |
1 ГБайт |
768 МБайт |
768 МБайт |
1 Гбайт |
Тип памяти |
EDO/ SDRAM |
SDRAM |
SDRAM |
SDRAM |
sdram |
EDO/ SDRAM |
Поддержка ЕСС |
Есть |
Есть |
Есть |
Ecть |
Ecть |
Есть |
Количество
|
4 |
5 |
5 |
4 |
4 |
5 |
Шина РСI (разрядность)/ частота, МГц) |
32/ 33 |
32/ 33 |
32/33 |
32/33 |
32/33 |
32/ 33 |
Поддержка IDE-контроллера |
ATA 33 |
ATA ЗЗ |
АТА 33 |
АТA 33 |
АТА ЗЗ |
АТА 33 |
Основные принципы разгона процессоров Pentium II/III
К сожалению, разгон процессоров Intel Pentium II и Intel Pentium III невозможно выполнить с помощью изменения множителя, связывающего внешнюю и внутреннюю частоты. Фирма Intel разработала ряд методов борьбы с разгоном своих процессоров. В результате множитель зафиксирован. Таким образом фирма защищает свои процессоры от подделки. Кроме того, фиксацией множителя фирма Intel оберегает рынок своих изделий, не позволяя более дешевым, разогнанным процессорам создавать конкуренцию более дорогим вариантам с высокими внутренними частотами.
Процессоры, начиная уже с Pentium MMX-166, как правило, не позволяют увеличивать внутреннюю частоту путем изменения множителя. Хотя, надо признать, что существуют немногочисленные процессоры некоторых серий, допускающие такую возможность. Однако это крайне редко встречающиеся исключения.
Для процессоров Intel Pentium II и Intel Pentium III актуален другой метод разгона, не связанный с изменением множителей. Заключается он в повышении тактовой частоты host-шины. Так, например, процессор Pentium II-266 (4 х 66 МГц) можно разогнать до 300 МГц (4 х 75 МГц) или даже до 333 МГц (4 х 83 МГц), процессор Pentium III-500 (5 х 100 МГц) - до 560 МГц (5 х 112 МГц). При этом, как правило, без увеличения напряжения питания процессоров.
Примеры разгона процессоров Pentium II
Примеры разгона процессоров Pentium III
Следует отметить, что с целью уменьшения энергопотребления и соответственно тепловыделения фирмы - производители процессоров по мере совершенствования технологии их производства уменьшают уровни питающих напряжений. Не редки случаи, когда процессоры одного типа с равными внутренними и внешними частотами, но выпущенные в разное время и имеющие несовпадающие серийные номера, имеют разные напряжения питания. BIOS современных материнских плат обычно легко и правильно определяет необходимые уровни питающих напряжений процессоров. Однако для обеспечения устойчивой работы на высоких частотах иногда приходится несколько увеличивать напряжения питания. Но для разных процессоров эти уровни и их увеличение, конечно, должны быть разными. Именно поэтому для некоторых материнских плат и процессоров оптимальными могут оказаться разные наборы параметров разгона процессоров, например, могут отличаться от рекомендованных значений величины напряжения питания. Для других материнских плат - разгон вообще невозможен как метод повышения производительности компьютера. Такие материнские платы автоматически определяют все необходимые для процессора режимы, а средств их изменения в своем составе не имеют. Но в любом варианте перед экспериментами следует обеспечить эффективное дополнительное охлаждение как процессора, так и остальных частей компьютера.
Перемаркировка процессора Intel Pentium II - препятствие для разгона
Изменением маркировки процессоров, т. е. их перемаркировкой, некоторые фирмы ряда, как правило, азиатских стран начали заниматься, конечно, нелегально, с появлением первых процессоров. Впервые в широком масштабе такие действия стали практиковать с процессорами 486 и Pentium. По сути, процедура подделки маркировки достаточно проста. С помощью специального станка или пилы снимался тонкий слой с корпуса микросхемы. Затем после шлифовки поверхности на нее наносилась новая маркировка с завышенной рабочей частотой. Нередко на процессорах подделывались данные о производителях. Отличить настоящий процессор от перемаркированного - задача не очень простая. Процессоры одного поколения изготавливались по сходным технологиям и чаще всего использовались одинаковые полупроводниковые пластины. Процессоры с подделанной маркировкой часто работали не хуже, чем настоящие. Впоследствии многие компании, занимающиеся производством процессоров, например Intel, разработали большое количество степеней защиты процессоров. Это касалось и защиты от разгона процессоров.
В сравнительно новом и современном процессоре Intel Pentium II реализована дополнительная защита. Она заключается в использовании специальных схем, блокирующих все коэффициенты умножения, не соответствующие значению, установленному производителем. К сожалению, эта защита часто с легкостью обходится людьми, которые профессионально занимаются перемаркировкой процессоров, - вскрыв картридж, они просто удаляют нежелательные схемы защиты.
Утверждается, что существуют программы, которые способны отличить настоящие процессоры Intel Pentium II с частотой 300 МГц от перемаркированных. Реализуется это с помощью анализа кэш-памяти в картридже процессора. Дело в том, что процессоры Intel Pentium II с частотой 266 МГц используют кэш-память второго уровня без коррекции ошибок - ЕСС, в то время как процессоры Intel Pentium II с частотой 300 МГц поставляются с памятью, которая использует ЕСС. Однако имеется информация о том, что Intel выпускала процессоры Pentium II с частотами 233"и 266 МГц, которые также использовали ЕСС. Они были в основном ориентированы на использование в серверах. Выходит, что проверки на ЕСС не совсем корректны и дают не всегда правильный результат.
Наиболее совершенные и производительные процессоры ряда Intel Pentium II с частотами 350, 400 и 450 МГц также имеют защиты от разгона. В основном - это фиксация множителя. Дополнительная защита связана с использованием определенных микросхем кэш-памяти L2. Данная кэшпамять отлично работает при установленной частоте, однако устойчиво дает сбои при значительном ее повышении. Данная защита еще не отработана окончательно и поэтому не внедрена повсеместно. Однако при ее отработке она может сильно огорчить профессионалов и любителей разгона.
Следует отметить, что реже всего встречаются перемаркированные процессоры среди тех, которые поставляются в коробке - in box. Процессоры в такой поставке значительно труднее подделать, чем, например, варианты OEM.
Существуют и другие способы защиты, которые пока находятся только в перспективных планах фирмы Intel, а также других фирм - производителей процессоров. Планируется ввести разнообразные схемы идентификации в архитектуру процессоров, подобные тем, что используются в процессорах Intel Pentium III. Кроме того, высказываются идеи о полной фиксации всех частотных параметров. К счастью для энтузиастов разгона, все это пока является только перспективными планами фирм - производителей процессоров.
Увеличение частоты шины процессора
С появлением чипсета 1440ВХ фирмы Intel на рынке появилось множество материнских плат, которые построены на базе этого чипсета и впервые стали стандартно поддерживать частоту host-шины - шины процессора 100 МГц. С помощью шины 100 МГц появилась возможность значительного увеличения частоты процессора, а следовательно, и производительности всего компьютера. Некоторые фирмы-производители расширили диапазон возможных частот, введя более высокие значения. В перечне частот появились такие значения, как 133 МГц и даже 150 МГц. Несомненно, это новый шаг сторонников повышения производительности компьютера за счет использования разгона.
Многие материнские платы были выпущены с учетом строгого соответствия спецификациям фирмы Intel (например, платы производства самой фирмы Intel). К сожалению, для таких плат значение 100 МГц для шины процессора может быть выставлено только для процессоров Intel Pentium II, начиная с частоты 350 МГц. Это связано с тем, что процессоры Intel Pentium II и процессоры Intel Celeron сами задают частоту шины. То есть в зависимости от того, какой процессор используется, host-шина будет работать на частоте 66 МГц или 100 МГц.
Но, как и многие другие варианты защиты такого рода, автоматическую установку частоты можно сравнительно легко убрать.
На плате процессора существует специальный контакт, отвечающий за функцию автоматической установки значения частоты шины процессора. Известен его номер. Это контакт В21.
Все что нужно сделать - это отключить контакт В21, что позволит перейти на частоту 100 МГц для процессора с внешней частотой 66 МГц, реализовав разгон процессора и других подсистем компьютера через увеличение частоты host-шины. Выполнить отключение контакта достаточно просто, но работа требует определенной аккуратности. Существует несколько способов.
Во-первых, можно просто перерезать данный контакт. Однако этот способ нельзя назвать лучшим.
Во-вторых, можно заклеить контакт, например, липкой лентой - скотчем. Это не самый лучший вариант, т. к. клей скотча будет постепенно окислять контакт, а также может сползти с контакта на разъем материнской платы.
В-третьих, можно попробовать замазать контакт В21 любым изолирующим лаком. Это может быть, например, специальный цветной или бесцветный нитролак, лак для ногтей или даже паркетный лак. Использование лака является наиболее эффективным способом. Однако если температура окажется слишком высокой, то структура лака может измениться. В результате изолирующие свойства могут быть нарушены или, что не менее плохо, полимерная пленка превратится в клей. Отличные свойства у специального лака на эпоксидной основе. Можно использовать вместо лака эпоксидную смолу.
Добившись высокой частоты шины процессора, необходимо вспомнить и о том, что такие элементы, как процессор, видеоадаптер и т. д. требуют эффективного охлаждения. Как правило, это достигается за счет использования дополнительных средств.
В случае нестабильной работы процессора и невозможности решения данной проблемы необходимо восстановить нарушенный контакт В21.
Для более точного анализа температурного режима компьютера и оценки необходимых средств охлаждения ниже приведены данные о рассеиваемой мощности процессорами Pentium II и Pentium III.
Pentium II
Pentium III (SECC)
Pentium III (SECC2)
Частота, МГц |
Кэш-память L2, Кбайт |
Максимальная мощность, рассеиваемая платой, Вт |
Разгоняем Pentium II.
Попытка разогнать процессор компьютера представляет опасность выхода из строя всей системы, отдельных узлов машины и потери информации.
Тяжело устоять перед соблазном разогнать процессор. Большая производительность за те же деньги? Что может остановить ваше желание обновить возможности машины и выжать из нее максимум?
И хотя обычно разгон Pentium II преподносят как нечто таинственное, чуть ли не секретное, на самом деле - это простой процесс, позволяющий, в случае успеха, получить большую производительность процессора. Мы расскажем вам как это сделать, шаг за шагом.
Типы процессоров Pentium
II
В 1998 году компания Intel сделала несколько
улучшений своей линейки процессоров Pentium II, результатом
чего стало создание серии изделий под названием Deschutes
Pentium II. Изготовленные по 0.25-микронной технологии,
процессоры Deschutes по скорости и экономичности значительно
превзошли своих предшественников серии Klamath,
изготовлявшихся по 0.35-микронной технологии.
Процессоры Klamath имеют частоту 233 MHz, 266 MHz и 300 MHz и поддерживают частоту системной шины (ЧСШ) 66 MHz. Серия Deschutes состоит из процессоров с частотами 333 MHz, 350 MHz, 400 MHz и 450 MHz. Pentium II 333-MHz - единственный процессор из серии Deschutes, поддерживающий ЧСШ, равную 66-MHz; все остальные используют частоту ЧСШ в 100-MHz.
Хотя рабочая температура Klamath Pentium II значительно выше, чем изделий серии Deschutes, это совсем не означает, что Klamath мало пригоден для разгона. Многие пользователи сообщают о разгоне своих 233-MHz Pentium II до 333 MHz, 266-MHz Pentium II до 350 MHz, a 300-MHz Pentium II до 375 MHz. Учитывая то, что процессоры, работающие на более низких частотах дешевле, привлекательность разгона с этой точки зрения кажется очевидной.
В процессорах Pentium II заложен очень большой потенциал разгона, а сама технология разгона и охлаждения очень просты. И каждый может это сделать. Но это вовсе не означает, что каждый будет это делать. Разгон - достаточно опасное занятие, и это вовсе не шутка.
Скорость
процессора
Скорость работы процессора
определяется двумя параметрами - частотой системной шины и
коэффициентом умножения. Произведение этих двух величин и
составляет то, что характеризует скорость процессора.
Процессор через системную шину взаимодействует с системной памятью и периферией. Pentium II с рабочей частотой не ниже 350 MHz взаимодействует с системной шиной со скоростью 100 MHz, а Pentium II 333 MHz и ниже - со скоростью 66 MHz.
В то же время, периферия, подключаемая к шине PCI, рассчитана на работу с частотой 33 MHz, что составляет 1/3 от частоты системной шины (ЧСШ) в 100 MHz, и 1/2 от ЧСШ в 66 MHz. Задавая определенным образом это соотношение, можно изменять скорость работы процессора. Например, частота Pentium II, равная 350-MHz, означает, что при скорости системной шины в 100 MHz коэффициент умножения составляет 3.5 (3.5 x 100 = 350).
Таким образом, манипулируя значением коэффициента умножения и/или частотой системной шины, можно увеличить скорость работы процессора. Ниже приведены соответствующие параметры для Pentium II, используемые по умолчанию.
Скорость процессора | Частота системной шины | Коэффициент умножения |
233 MHz | 66 MHz | 3.5x |
266 MHz | 66 MHz | 4.0x |
300 MHz | 66 MHz | 4.5x |
333 MHz | 66 MHz | 5.0x |
350 MHz | 100 MHz | 3.5x |
400 MHz | 100 MHz | 4.0x |
450 MHz | 100 MHz | 4.5x |
Оптимальная скорость вашего
процессора
Помните, то, что ваш сосед или брат
или кто-либо иной достиг определенной скорости на таком же
процессоре, как и у вас, вовсе не означает, что и вам это
удастся. Каждый процессор уникален. И не удивительно, что имея
8 миллионов соединений, нет двух процессоров, одинаково
работающих в экстремальных условиях. Кроме того, кэш второго
уровня, работающий на скорости, приблизительно вдвое меньшей
скорости процессора, непосредственно связан с ядром процессора
и является тем фактором, который также может ограничить
возможности разгона.
Целью разгона должен быть поиск тех оптимальных параметров, при которых процессор будет работать надежно и без ошибок. Ниже приведены рекомендуемые соотношения.
Pentium II с ЧСШ 66 MHz (233 MHz -
333 MHz)
233-MHz и 266-MHz
Скорость после разгона | Коэффициент умножения | ЧСШ | Чипсет |
300 MHz | 4.0 | 75 MHz | 440LX |
300 MHz | 3.0 | 100 MHz | 440BX |
336 MHz | 3.0 | 112 MHz | 440BX |
300-MHz
Скорость после разгона | Коэффициент умножения | ЧСШ | Чипсет |
338 MHz | 4.5 | 75 MHz | 440LX |
350 MHz | 3.5 | 100 MHz | 440BX |
392 MHz | 3.5 | 112 MHz | 440BX |
400 MHz | 4.0 | 100 MHz | 440BX |
333-MHz
Скорость после разгона | Коэффициент умножения | ЧСШ | Чипсет |
350 MHz | 3.5 | 100 MHz | 440BX |
375 MHz | 5.0 | 75 MHz | 440BX |
392 MHz | 3.5 | 112 MHz | 440BX |
400 MHz | 4.0 | 100 MHz | 440BX |
Замечание: для надежной работы с частотой системной шины в 100-MHz, ваша машина должна иметь 100-MHz SDRAM.
Pentium II с ЧСШ 100-MHz (350 MHz -
450 MHz)
С августа 1998 года Intel предприняла
ряд шагов для недопущения изменения коэффициента умножения,
так что вам вряд ли удастся разогнать процессоры Pentium
II 350-MHz, 400-MHz или 450-MHz. Если же вы все-таки
попытаетесь это сделать, то процессор откажется перезагружать
машину или сделает это с втрое меньшей скоростью. Учитывая это
ограничение, единственным способом разогнать такой Pentium II
является увеличение частоты системной шины.
Опасность увеличения
ЧСШ
При возрастании частоты системной шины
увеличивается скорость работы шин PCI и AGP, что может
привести к ошибкам в работе некоторых периферийных устройств
(при разгоне ЧСШ со 100-MHz до 112 MHz частота шины PCI
увеличивается с 33 MHz до 37 MHz, а шины AGP с 66 до 74 MHz.
Это предостережение в меньшей степени относится к новым PCI- и
AGP-картам, рассчитанным на достаточно большую нагрузку.
Исследуем систему
К
сожалению, нет простого метода для задания коэффициента
умножения и частоты системной шины. Вам придется немного
изучить свою систему, прежде чем определиться с дальнейшими
действиями.
В зависимости от конструкции вашей материнской платы, ЧСШ и коэффициент умножения можно изменять через BIOS, переключателями DIP или перемычками. Но прежде чем приступить к конкретным действиям, помните, что своими неосторожными действиями вы можете вывести из строя компьютер.
Лучшим вариантом было бы использование утилит BIOS, но, к сожалению, лишь немногие материнские платы предполагают такую возможность. Переключатели DIP тоже несложно использовать, когда известно как их установить. Ну и, наконец, если предыдущие два метода исключены, то вам остается пользоваться перемычками, установленными на материнской плате. Но иногда бывает трудно к ним доступиться и с ними не очень удобно работать - нет ничего более неприятного, чем выпадение из рук перемычки и ее исчезновение в неизвестном направлении.
В любом случае вам необходимо начать с изучения Руководства к материнской плате, чтобы определиться в дальнейших действиях. Иногда интересующая вас информация, может быть на вкладыше, приклеенном к внутри машины. И, наконец, самый надежный источник информации - Веб-сайт производителя.
Охлаждение
Отведение
тепла - это задача номер один для успешной реализации разгона
процессора. Чем выше вы поднимаете частоту работы процессора,
тем больше он нагревается и если тепло не рассеивать, то это
может привести к нарушению соединений и, как следствие,
появлению ошибок или даже выходу из строя самого
процессора.
Внутри картриджа, содержащего Pentium II, ядро Deschutes или Klamath и связанный с ним кеш второго уровня, отделен от вентилятора и/или радиатора теплопроводящим барьером. Его предназначение - отвод тепла от процессора, но он самостоятельно не может заменить ни вентилятор, ни радиатор. И именно тот факт, что в серии Celeron была реализована возможность непосредственного контакта ядра процессора с радиатором, дал возможность получить отличные результаты по разгону этого процессора. Но и в Pentium II можно улучшить систему охлаждения.
Убедитесь в наличии радиатора и вентилятора и в том, что они надежно закреплены на процессоре. Для повышения эффективности теплоотдачи нанесите на поверхность процессора термопроводящую пасту, которая заполнит микропоры обоих контактирующих поверхностей и увеличит отвод тепла. Стоимость такой пасты невелика - за $3 вы можете приобрести тюбик, которого хватит на три процессора.
Если в передней части ATX-корпуса компьютера нет 8-сантиметрового вентилятора, то его обязательно нужно установить. Он стоит около $10 и позволит улучшить циркуляцию воздуха внутри корпуса. Также обязательно нужно установить вентилятор в задней части корпуса где-то на уровне винчестера. Он будет способствовать быстрому удалению горячего воздуха из корпуса компьютера.
Начнем
1. Убедитесь,
что коэффициент умножения, установленный вами, не выходит за
пределы допустимого для данной материнской платы. В противном
случае вы не достигните желаемого результата. Проверьте также
правильность установки частоты системной шины.
2. Проверьте и перепроверьте еще два раза наличие радиатора, вентиляторов, их надежное и правильное размещение и подключение.
3. Если частота системной шины выше 100 MHz, то отключите всю второстепенную периферию - сетевые карты, SCSI-контролеры, звуковую карту и все другие компоненты, работающие через шину PCI. Это позволит вам в дальнейшем правильно диагностировать возможные ошибки.
Причиной таких действий является тот факт, что PCI-периферия рассчитана на работу только на частоте 33 MHz (1/3 от 100-MHz или 1/2 от 66-MHz ЧСШ). И есть очень большая вероятность того, что одно из устройств, если не все, при увеличении ЧСШ будут работать нестабильно. Что касается винчестера, то такая нестабильность может привести к потере данных.
4. Внесите необходимые изменения в BIOS, чтобы максимально разгрузить систему - параметры SDRAM должны иметь минимально возможные значения, соотношение I/O должно быть установлено равным 4 и 8 для 8 бит 16-бит соответственно.
Возможные проблемы
Как
бы ни развивались события в вашем конкретном случае, мы
советуем исходить из следующего тезиса - если вы не можете
добиться стабильной работы компьютера после разгона,
восстановите прежние стандартные установки.
Если при перезагрузке машины индикатор частоты работы процессора показал желаемое значение, значит вы на пути к успеху. Помните, однако, что индикатор не будет правильно отображать нестандартное значение, например 372 MHz. Если же машина не перезагружается, то могут быть две причины этого явления - недостаточное для нормальной работы процессора напряжение и неспособность процессора работать при заданной вами частоте.
Когда вы увеличиваете частоту работы процессора, то ему может понадобиться большая мощность для нормальной работы. Материнские платы Abit BX6 и BH6 являются единственными из серии 440BX, позволяющие увеличить напряжение, подводимое к Pentium II. Это можно сделать через Soft Menu II BIOS.
Обычно Pentium II требуется 2.0В или 2.8В для работы с оптимальной скоростью, в зависимости от вида процессора - 0.35-микронный Klamath или 0.25-микронный Deschutes. Но может случиться так, что, например, для процессора 300-MHz Pentium II, разогнанного до 350 MHz, потребуется 3.0В вместо обычных 2.8В. В любом случае вам придется поэкспериментировать, чтобы подобрать оптимальное значение - конкретных рекомендованных значений здесь быть не может. Но следует помнить, что увеличение напряжение крайне опасно и его, по возможности, следует избегать.
Несколько проблем может возникнуть при запуске Windows 95 или 98 - при перезагрузке системы индикатор показывает желаемое или близкое к нему значение, но при появлении загрузочного экрана Windows машина зависает. Решить эту проблему можно двумя способами.
Во-первых, если вы задали частоту системной шины выше 100MHz, то зайдите в BIOS и уменьшите PIO винчестера на один пункт. И во-вторых, снимите кожух корпуса и отключите все второстепенные PCI-устройства - это должно уменьшить степень нагрева процессора градусов на пятнадцать. Как показывает опыт, большинство машин с разогнанным процессором работают с постоянно снятым кожухом. При этом, правда, возникает проблема борьбы с загрязнением - вам придется не реже раза в месяц очищать машину от пыли. Если это вас не останавливает, то такой способ охлаждения - достаточно эффективен. Но и здесь следует быть осторожным - есть некоторые машины, в которых система охлаждения разработана с учетом наличия защитного кожуха.
Если указанные меры не способствовали запуску Windows, то скорей всего вы задали частоту процессора выше его возможностей. Попробуйте снизить установочные параметры или вообще отказаться от идеи разгона.
Еще одним источником возможных неприятностей может быть низкое качество SDRAM - при этом машина загружает Windows, но появляются постоянные несистематические ошибки. Во-первых, при изменении частоты системной шины до 112 MHz убедитесь, что вы используете 100-MHz SDRAM. Но и здесь есть один нюанс - если вы установили значение CAS, равное "2", то на чипсете Intel 440BX вы сможете достичь работоспособности при частоте системной шины в 133-MHz, если же CAS равен "3", то SDRAM не будет поддерживать работу при частотах выше 112 MHz.