第2章微處理器及其結構-2

2.380286～Pentium4微處理器2.3.180286

微處理器2.3.280386微處理器2.3.380486微處理器2.3.4Pentium微處理器2.3.5PentiumPro微處理器2.3.6MMXPentium微處理器2.3.7PentiumII微處理器2.3.8PentiumIII微處理器2.3.9Pentium4微處理器2.3.10Itanium系列微處理器2.3.180286微處理器1、地址線的增加，使內存容量提高到224字節=16MB。2、80286可以使用虛擬內存。3、80286可以同時運行多個任務，在80286的微機中，可使處理器在各任務之間迅速方便地進行切換。4、時鐘頻率提高，80286最大時鐘頻率高達20MHz，比5MHz的8086高4倍。5、比8086多一種工作模式，8086只有實模式，而80286有實模式和保護模式。一、80286主要特點二、80286功能模塊2.3.280386微處理器1、時鐘頻率提高

20MHz以上，遠遠高于80286的時鐘頻率。2、尋址能力增強

80386提供了32位地址總線，使得尋址能力由80286的16MB，提高到4096MB（232=4GB）。3、增強內存管理從80386開始，除了分段管理外，還增加了內存分頁(MemoryPaging)的技術。4．增加了虛擬86工作方式除了保持了80286的實地址方式和保護方式外，80386還增加了一種叫做保護方式下的虛擬8086方式（簡稱虛擬8086或虛擬86或V86方式）。一、80386主要特點二、80386功能模塊四、80386寄存器結構80386寄存器特點1.通用寄存器和標志寄存器都擴展到32位，在原16位基礎上前面加E。數據寄存器可進行8位、16位和32位操作。2.段寄存器仍為16位，但增加兩個數據段寄存器FS和GS3.增加三個控制寄存器CR0、CR2和CR3（無CR1）。4.系統地址寄存器與80286類似。2.3.380486微處理器1.80486可以模擬多個80286處理器

80486可以模擬多個80286微處理器來提供更多層次的多任務功能。2.首次部分吸取RISC技術

80486在Intel的微處理器生產史上首次吸取了RISC技術，使80486在一個時鐘內完成一條簡單指令的執行。3.采用突發總線方式與內存交換

80486采用了突發式總線的方式與內存進行高速數據交換，從而大大加快了微處理器與內存交換數據的速度。4.集Cache與FPU(浮點單元)與一體，提高了微處理器處理速度一、80486主要特點2.3.4Pentium微處理器1.與X86兼容2.RISC型超標量結構即微處理器內具有多個指令單元，多條指令流水線。3.高性能浮點運算部件4.雙重分離Cache5.增加錯誤檢測與報告分析功能6.64位外部數據總線7.分支指令預測8.常用指令固化及微代碼改進9.增加系統管理方式一、Pentium

主要特點五、Pentium地址方式1.所有處理器（包括Pentium)實方式下尋址同8086。2.保護方式下同80386/486類似，采用分段及分頁管理。3.與80386等不同的是頁面大小可選擇為4KB和4MB。對于4KB大小的頁，轉換方法同80386；對于4MB的頁，僅作一次頁目錄的轉換。4.Pentium的基本總線周期在非流水線方式下為兩個時鐘周期，T1和T2：T1發送狀態（地址和數據），T2執行狀態（讀寫數據）在突發總線方式下少于2個時鐘周期，對于連接數據讀寫效率提高（僅在一個時鐘發地址，后續時鐘均為讀寫數據）。2.3.5PentiumPro處理器2.3.5PentiumPro處理器PentiumPro主要特點1.高度集成：核心550萬只管子，Cache1550萬只管子2.三條指令部件，14級超級流水線3.雙重分離Cache增大。4.二級cache

達256KB與微處理器相聯5.動態分支預測及推理執行6.工藝更加先進：2.9V,0.6微米結構PentiumPro主要用于服務器，不用于PC2.3.6MMXPentium微處理器含義：具有多媒體擴展技術的Pentium處理器。2.3.7PentiumII微處理器2.3.8PentiumIII微處理器2..3.9Pentium4微處理器Intel微處理器一覽表處理器主要參數80888086802868038680486PentiumPentiumProPentiumIIPentiumIIIPentium4推出時間（年）197919781982198519891993/19941995199719992000~工作電壓（V）55555/3.35/3.33.3/2.92.8/2.02.0/1.81.7/1.2主頻范圍(Hz)4.77M4.77M6~25M20~33M33~100M60~133M150~233M233~400M450~1300M1.4G~4G總線頻率MHz1.1931.193816~3333666666/100100/133400/800~集成管子數（只）2.9萬4萬13.4萬27.5萬120萬310萬550萬750萬950萬4200~17800萬~L1Cache————————8KB8KB+8KB8KB+8KB16KB+16KB16KB+16KB8/16Tc12KBL2Cache————————————256KB主頻一半速度512KB主頻一半速度512KB一半主頻(256KB主頻)256KB-1MB速L3Cache——————————————————全速2MB~通過寄存器位數16161632323232323232外部數據線條數8161632326464646464外部地址線條數20202432323236363636存儲器空間1MB1MB16MB4GB4GB4GB64GB64GB64GB64GBI/O組織(端口個)64K64K64K64K64K64K64K64K64K64K制造工藝>2μm>2μm>2μm2μm1μm0.8~0.6μm0.6~0.35μm0.35~0.25μm0.25μm0.18/0.13μm90nm~工作方式實方式實方式實方式保護方式實方式保護V86實方式保護、V86實，保護、V86、系統管理實、保護、V86、系統管理實、保護、V86系統管理實、保護、V86、系統管理實、保護、V86、系統管理、超線程超級流水線(條)————————123333×2流水線級數————————5514141420系統內存形式DIPDIPDIP30線的SIMM30線的SIMM30/72線的SIMM72線SIMM168線DIMM72線SIMM16