[科普中国]-奔腾处理器

发展

第1代奔腾处理器主频有60MHz和66MHz。1994年3月推出的第2代奔腾处理器，则有75MHz，90MHz，100MHz，120MHz，133MHz，150MHz，166MHz和200MHz等多种。

第2代奔腾处理器增加了片内的可编程中断控制器(APIC)和双处理器接口，实现了同一主机板上两个第2代处理器的同时运行，拓宽了文件服务器的设计途径。使用该特性的对称多重处理(SMP)已经集成到Windows NT和Windows 2000等操作系统中。

第3代奔腾处理器发表于1997年1月，它把MMX技术结合进第2代奔腾处理器，也就是扩充了面向多媒体操作的数据类型和增加了57条新的指令，又称奔腾MMX处理器(Pentium-MMX)。该产品拥有166，200，233MHz和只用于移动设备的266MHz等速度的版本，同样包括超标量体系结构、支持多重处理、片内本地APIC控制器和电源管理特性。新增特性是流水线的MMX单元和16KB代码回写高速缓冲存储器等。

奔腾Ⅱ处理器是在1997年5月展示于世人的。该处理器问世后不久，其333MHz和更快的芯片就采用0．2tLm技术。不仅提高了核心工作频率，还降低了电源消耗。奔腾Ⅱ处理器还拥有双独立总线(DIB)体系结构，即处理器中存在着两条总线——L2高速缓冲存储器总线和处理器到存储器系统总线。由此，该处理器能得到单总线结构处理器两倍的输入/输出数据。DIB体系结构使处理器的L2高速缓冲存储器的运行速度达到了普通奔腾处理器的L2高速缓冲存储器的速度的两倍半。总的来说，DIB体系结构的改进提供了原来的3倍带宽。

奔腾Ⅲ处理器正式发表于1999年2月，其最重要的改进是带有70条新指令的流式SIMD扩展(SSE)。神奇的增强性能使该芯片更适用于高级图像处理、3D技术、流式音频、视频、Web访问和语音识别等应用。所有奔腾Ⅲ处理器都有512KB的L2高速缓冲存储器，它们以核心处理器一半的速度运行。奔腾Ⅲ处理器的Xeon版本中的L2高速缓冲存储器则完全以核心处理器的速度运行，适合于服务器和工作站的使用。

奔腾Ⅳ处理器是Intel公司最新的微处理器产品，发表于2000年。它的网络成组微架构已有效地工作于1．30GHz，1．40GHz和1．50GHz，超流水线技术成倍地加深多达20个流水线，成功地提升了处理器的性能和频率。高速执行引擎使处理器的ALu(算术逻辑单元)工作于两倍的核心频率，取得了极高的执行吞吐。400MHz的系统总线速度改善了高级动态执行和浮点处理。奔腾Ⅳ处理器的144条新指令的SSE2指令集合里，有76条是新增加的指令，还有68条是原有的SSE指令集合。该处理器的目标是占领服务器和工作站的市场。1

特点Pentium处理器每个时钟周期可以执行两条程序指令，使得它的处理能力比前代的Intel芯片要大而快得多。在相同的处理速度下，Pentium处理器执行指令的速度比80486快大约五倍。2

在内部，它与80486十分相似。当然，它与前几代的处理器是兼容的。而主要的不同在于它可以同时执行多条指令。Pentium处理器与80x86家族的以前成员保持了100%的代码兼容性，从而保护了用户的软件投资。

Intel 486微处理器具有一个8K的高速缓存，而Pentium处理器则具有两个8K的高速缓存，其中一个用于指令，另一个用于数据。这些高速缓存用来临时存储从较慢的主存中取出的指令和数据。当系统使用数据时。它很有可能重复地使用它，而从位于处理器芯片内的高速缓存中取出数据，要比从主存中取出数据快得多。

Pentium处理器的浮点单元，是根据Intel 486微处理器中的浮点单元完全重新设计的。它由一个8级的流水线组成，能够在一个时钟周期内执行一次浮点操作。

像486一样，Pentium处理器使用32位的内部总线。然而，它到内存的外部数据总线是64位宽，将单个总线周期内可传送的数据量翻了一番。64位的数据总线允许Pentium处理器以高达528MB/秒的速率分别将数据写入或读出内存，这比50MHz的Intel 486的峰值传输速率(160MB/秒)离出了3倍还多。

这些优势的基础在于Pentium处理器的结构特征，而对486结构的增强则大大地改善了处理器的性能。与33MHz的486DX相比，性能改善了3～5倍(计算密集的程序其性能改善更好)；与66MHz的Intel 486DX2 CPUSHEL，性能改善了1.5倍。3

缺陷i586程序(这个程序还有一些其他的名字，比如Linux用户就把它称为f00f程序)是一种越界攻击手段，处理器芯片会因为无法执行这个程序发来的非法指令而出现死机现象。只要用户从黑客站点下载了这个程序并在一个基于奔腾芯片的计算机上运行它，就能看到它是如何做到这一点的。

这个程序似乎并没有利用奔腾CPU里浮点运算的弱点，它直接向CPU送去错误的指令。这种死机现象除了手动重置计算机外没有其他好的解决办法。4