Pentium II на ядре Klamath

[Celeron]

Дата выпуска - январь 1997 г.

Тактовые частоты - 233-300 МГц.

Частота системной шины - 66 МГц.

Процессорный разъем - Slot 1.

Кэш-память L1 - 32 кбайта.

Кэш-память L2 - 512 кбайт.

Технология изготовления - 0,35 мкм.

В мае 1997 года Intel представила новый процессор, который назвала Pentium II. Говоря о процессорах шестого поколения мы будем помимо официального названия процессора, упоминать его кодовое название, так как практически каждый Р6 процессор в рамках одного официального названия (например: Pentium II) имеет ряд принципиально отличающихся модификаций. Итак, кодовое имя первого Pentium II: Klamath. Что из себя представлял новый процессор?

Во многом новый процессор был наследником Pentium Pro. Pentium II Klamath имел двойную независимую шину для связи с кэшем второго уровня и оперативной памятью, имел улучшенную суперскалярную архитектуру, был оптимизирован под 32-разрядные приложения. Но при этом, в отличие от Pentium Pro, он поддерживал набор команд ММХ, было улучшено выполнение 16-разрядных приложений, в которых Pentium Pro был не силен. Но главное изменение коснулось кэша второго уровня. Как мы уже говорили, стоимость изготовления Pentium Pro была крайне высока именно из-за необходимости к корпус процессора упаковать два совершенно разных кристалла: сам процессор и кэш второго уровня. Выпуская процессор Pentium II, Intel продвигали его уже не на рынок очень дорогих серверов, а на рынок рабочих станций и домашних компьютеров. Поэтому Intel отказывается от такого дорогостоящего, как в Pentium Pro, способа изготовления процессора с кэшем, и применяет другой подход. Из соображений экономии было решено разместить кэш L2 не в одном корпусе с процессором. Процессор Pentium II представляет собой только кристалл процессора, без кэша L2 внутри, и этот кристалл припаян на небольшого размера картридж, на котором помимо самого процессора, установлен и кэш второго уровня. То есть, с одной стороны Intel удаляет L2 из корпуса кристалла, с другой - процессор и его кэш второго уровня объединены в общем картридже, процессор в таком виде устанавливается на материнскую плату и общается с кэшем напрямую, минуя ее. Однако обмен кэш-процессор происходит уже не на полной частоте процессора, как у Pentium Pro, а на половине частоты процессора. Это сделано для того, чтобы уменьшить стоимость процессора, так как полноскоростной кэш, устанавливаемый в картридж Pentium II, сделал бы процессор очень дорогим (вспомните Pentium Pro!).

Итак, первый Pentium II, ядро Klamath. Кэш первого уровня: 32кб (16+16). Объем кэша второго уровня: 512кб. Частота его работы: половина частоты работы процессора (а не частота системной шины, как у Pentium систем). Процессор поставляется в картридже, внутри сам процессор и кэш L2. Наборы команд: помимо х86 и х87, поддерживается набор команд ММХ. Технология производства: 0.35 мкм (как и Pentium MMX). Питание: 2.8В. Частоты работы процессора: 233, 266, 300, 333МГц. Частота системной шины: 66 МГц. Процессорный разъем: Slot1 - новый разъем процессора для установки картриджа с процессором и кэшем второго уровня. Intel переходит на разъем типа Slot только из-за необходимости размещать на процессорной плате и сам процессор и L2 кэш, что делает неприменимым разъем типа Socket, повсеместно применявшийся ранее.

Производительность нового процессора заметно превышает производительность Pentium MMX за счет DIB, улучшенной суперскалярности, высокоскоростного кэша L2, переработанного сопроцессора. Что же касается разгона нового процессора, то с этим дела обстояли плохо. Во-первых, он был изготовлен по старой, применявшейся еще в Pentium MMX технологии 0.35 мкм, но при этом работал на более высоких частотах, т.е. его потенциал разгона по определению ниже, чем у Pentium MMX. Однако процессоры Pentium II Klamath плохо разгонялись даже не столько из-за этого, сколько из-за интегрированного в картридж кэша второго уровня. Дело в том, что это кэш Intel не изготавливал сам, а приобретал у соответствующего производителя, а высокоскоростной кэш стоит крайне дорого. Какой же был Intel резон ставить, например, в 266 PII (кэш должен работать на 133 МГц) более высокоскоростной и, стало быть, более дорогой кэш??? Обычно именно кэш L2, устанавливаемый в процессорный картридж, не давал разгоняться Pentium II, ведь, вспомним, частота работы кэша второго уровня у процессора PII прямо связана с частотой работы самого процессора.

Таким образом, при заметно возросшей (благодаря применению DIB, улучшенной суперскалярности и быстрого кэша L2) производительности в Pentium II Klamath не все было гладко, в частности, из-за того, что его кэш L2 не работал на частоте процессора и из-за того, что техпроцесс также не претерпел изменений.