ВСТУП

РОЗДІЛ 1. БУДОВА МІКРОПРОЦЕСОРА
1.1. Основна структура процесора
1.2. Архітектурний розвиток
1.3. Процес виробництва
1.4. Програмна сумісність

РОЗДІЛ 2. ПРОЦЕСОРИ КОРПОРАЦІЇ INTEL
2.1. Перші процесори Intel
2.2. Процесор Pentium
2.3. Процесор Pentium Pro
2.3.1. Процесори з технологією MMX
2.4. Процесор Pentium II
2.5. Процесор Celeron
2.6. Процесори сімейства Xeon
2.7. Процесор Pentium III
2.8. Процесори з архітектурою IA-64
2.9. Intel Pentium 4

РОЗДІЛ 3. ПРОЦЕСОРИ КОМПАНІЇ AMD
3.1. AMD K6-2
3.2. AMD K6-2 3DNow!
3.2.1. Технологія 3DNow!
3.3. AMD K6-III
3.4. AMD K7
3.5. AMD Duron
3.6. AMD Athlon
3.6.1. Системна шина
3.6.2. Архітектура. Загальні положення
3.6.3. 3DNow!
3.7. AMD Duron "Morgan"
3.8. AMD Athlon Thunderbird
3.9. AMD Athlon XP
3.10. AMD Athlon XP «Thoroughbred»

РОЗДІЛ 4. ПОРІВНЯННЯ СУЧАСНИХ ПРОЦЕСОРІВ
4.1. Intel Pentium 4 2,2 ГГц проти AMD Athlon XP 2000+
4.2. Celeron Tualatin 1.3 ГГц проти Duron Morgan 1.2 ГГц

ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

Процесор, або більш повно мікропроцесор, а також часто званий ЦПУ (CPU - central processing unit) явився центральним компонентом комп'ютера. Це розум, який управляє, прямо або побічно, що всім відбувається усередині комп'ютера.
Коли фон Нейман вперше запропонував берегти послідовність інструкцій, так звані програми, в тій же пам'яті, що і дані, це була справді новаторська ідея. Опублікована вона в "First Draft of a Report on the EDVAC" в 1945 року. Цей звіт описував комп'ютер складаються з чотирьох основних частин: центрального арифметичного пристрою, центрального управляючого пристрою, пам'яті і засобів введення-виведення.
Сьогодні, більш півстоліття через, майже всі процесори мають фоннеймановську архітектуру.
Як відомо, всі процесори персональних комп'ютерів засновані на оригінальному дизайні Intel. Першим вживаним в PC процесором був інтеловський чіп 8088. В цей час Intel розташовував випущеним раніше більш могутнім процесором 8086. 8088 був вибраний по міркуваннях економії: його 8-бітная шина даних допускала більш дешеву системну платню, чим 16-бітная в 8086. Також під час проектування перших PC більшість доступних інтерфейсних мікросхем використовували 8-бітний дизайн. Ті перші процесори навіть не наближаються до потужності, достатньої для запуску сучасних додатків.
Третє покоління процесорів, заснованих на Intel 80386SX і 80386DX, були першими вживаними в PC 32-бітними процесорами. Основною відмінністю між ними було те, що 386SX був 32-розрядним тільки всередині, оскільки він спілкувався із зовнішнім світом по 16-розрядній шині. Це значить, що дані між процесором і іншим комп'ютером переміщалися на уполовину меншій швидкості, ніж в 486DX.
Четверта генерація процесорів була також 32-розрядною. Проте всі вони пропонували ряд удосконалень. По-перше, був повністю переглянутий весь дизайн 486 покоління, що саме по собі подвоїло швидкість. По-друге, всі вони мали 8kb внутрішнього кеша, прямо в процесорної логіки. Таке кешування передачі даних від основної пам'яті значило, що середнє очікування процесора запитів до пам'яті на системній платні скоротилося до 4%, оскільки, як правило, необхідна інформація вже знаходилася в кеші.
Модель 486DX відрізнялася від 486SX що тільки поставляється всередині математичним співпроцесором. Цей окремий процесор спроектований для проведення операцій над числами з плаваючою крапкою. Він мало застосовується в щоденних додатках, але кардинально міняє продуктивність числових таблиць, статистичного аналізу, систем проектування і так далі.
Важливою інновацією було подвоєння частоти, введене в 486DX2. Це значить що всередині процесор працює на подвоєній по відношенню до зовнішньої електроніки швидкістю. Дані між процесором, внутрішнім кешем і співпроцесором передаються на подвоєній швидкості, приводячи до порівнянної надбавки в продуктивності. 486DX4 розвинув цю технологію далі, потроюючи частоту до внутрішніх 75 або 100MHz, а також подвоївши об'єм первинного кеша до 16kb.
Pentium, визначивши п'яте покоління процесорів, значно перевершив в продуктивності попередні 486 чіпи завдяки декільком архітектурним змінам, включаючи подвоєння ширини шини до 64 біт. P55C MMX зробив подальші значні удосконалення, подвоївши розмір первинного кеша і розширивши набір інструкцій оптимізованими для мультимедіа додатків операціями.
Pentium Pro, з'явившись в 1995 року як спадкоємець Pentium, був першим в шостому поколінні процесорів і ввів декілька архітектурних особливостей, що не зустрічалися раніше в світі PC. Pentium Pro став першим масовим процесором, що радикально змінив спосіб виконання інструкцій перекладом їх в RISC-подібні мікроінструкції і виконанням їх у високорозвинутому внутрішньому ядрі. Він також чудовий значно більш продуктивним повторним кешем щодо всіх колишніх процесорів. Замість використовування базується на системній платні кеша, працюючого на швидкості шини пам'яті, він використовує інтегрований кеш другого рівня на своїй власній шині, працюючій на повній частоті процесора, звичайно в три рази швидше за кеш на Pentium-системах.
Наступний новий чіп після Pentium Pro Intel уявив через майже півтора роки - з'явився Pentium II, що дав дуже великий еволюційний крок від Pentium Pro. Це розпалило спекуляції, що одна з основних цілей Intel у виробництві Pentium II був відхід від труднощів у виготовленні дорогого інтегрованого кеша другого рівня в Pentium Pro. Архітектурно Pentium II не дуже відрізняється від Pentium Pro з подібним емулюючим х86 ядром і більшістю схожих особливостей.
Pentium II поліпшив архітектуру Pentium Pro подвоєнням розміру первинного кеша до 32kb, використовуванням спеціального кеша для збільшення ефективності 16-бітної обробки, (Pentium Pro оптимізований для 32-бітних додатків, а з 16-бітним кодом не звертається таке ж добре) і збільшенням розмірів буферів запису. Проте об основний темою розмов навкруги нових Pentium II була його компоновка. Інтегрований в Pentium Pro повторний кеш, працюючий на повній частоті процесора, був замінений в Pentium II на малу схему, що містить процесор і 512kb повторного кеша, працюючого на половині частоти процесора. Зібрані разом, вони ув'язнені в спеціальний односторонній картрідж (single-edge cartridge - SEC), призначений для вставляння в 242-піновий роз'єм (Socket 8) на нового стилю системній платні Pentium II.

1. Будова мікропроцесора

1.1. Основна структура процесора

Основні функціональні компоненти процесора
• Ядро: Серце сучасного процесора - виконуючий модуль. Pentium має два паралельних цілочисельних потоку, дозволяючих читати, інтерпретувати, виконувати і відправляти дві інструкції одночасно.
• Провісник галужень: Модуль прогнозу галужень намагається вгадати, яка послідовність буде виконуватися кожного разу коли програма містить умовний перехід, так щоб пристрої попередньої вибірки і декодування одержували б інструкції готовими заздалегідь.
• Блок плаваючої крапки. Третій виконуючий модуль усередині Pentium, виконуючий нецілочисельні обчислення
• Первинний кеш: Pentium має два внутрічіпових кеші по 8kb, поодинці для даних і інструкцій, які набагато швидше більшого зовнішнього повторного кеша.
• Шинний інтерфейс: приймає суміш коду і даних в CPU, розділяє їх до готовності до використовування, і знов сполучає, відправляючи назовні.
Всі елементи процесора синхронізуються з використанням частоти годинника, який визначає швидкість виконання операцій. Найперші процесори працювали на частоті 100kHz, сьогодні рядова частота процесора - 200MHz, інакше кажучи, годиннички цокають 200 мільйонів разів в секунду, а кожний тик спричиняє за собою виконання багатьох дій. Лічильник Команд (PC) - внутрішній покажчик, що містить адресу наступної команди, що виконується. Коли приходить час для її виконання, Управляючий Модуль поміщає інструкцію з пам'яті в регістр інструкцій (IR). За того ж самого часу Лічильник команд збільшується, так щоб указувати на подальшу інструкцію, а процесор виконує інструкцію в IR. Деякі інструкції управляють самим Управляючим Модулем, так якщо інструкція свідчить 'перейти на адресу 2749', величина 2749 записується в Лічильник Команд, щоб процесор виконував цю інструкцію наступній.
Багато інструкцій задіюють Арифметико-логічний Пристрій (ALU), працюючий спільно з Регістрами Загального Призначення, - місце для тимчасового зберігання, яке може завантажувати і вивантажувати дані з пам'яті. Типовою інструкцією ALU може служити додавання вмісту елемента пам'яті до регістра загального призначення. ALU також встановлює біти Регістра Станів (Status register - SR) при виконанні інструкцій для зберігання інформації про її результат. Наприклад, SR має біти, вказуючі на нульовий результат, переповнювання, перенесення і так далі. Модуль Управління використовує інформацію в SR для виконання умовних операцій, таких як 'перейти за адресою 7410 якщо виконання попередньої інструкції викликало переповнення'.
Це майже все що стосується самої загальної розповіді про процесори - майже будь-яка операція може бути виконана послідовністю простих інструкцій, подібних описаним.

1.2. Архітектурний розвиток

Відповідно до закону Мура (сформульованим в 1965 року Гордоном Муром (Gordon Moore), одним з творців Intel), CPU подвоює свою потужність і можливості кожні 18-24 місяців. Останніми роками Intel настирливо слідував цьому закону, залишаючись лідером на ринку і випускаючи більш могутні чіпи процесорів для PC, чим будь-яка інша компанія. В 1978 року 8086 працював на частоті 4.77MHz і містив менше мільйона транзисторів, на кінець 1995 року їх Pentium Pro вміщав вже 21 мільйон транзисторів і працював на 200MHz.
Закони фізику обмежують розробників в безпосередньому збільшенні частоти, і хоча частоти ростуть щороку, тільки це не може дати того приросту продуктивності, що ми використовуємо сьогодні. От чому інженери постійно шукають спосіб примусити процесор виконувати більше роботи за кожний тик. Один розвиток полягає в розширенні шини даних і регістрів. Навіть 4-бітні процесори здатні складати 32-бітні числа, правда виконавши масу інструкцій, - 32-бітні процесори вирішують цю задачу в одну інструкцію. Більшість сьогоднішніх процесорів мають 32-розрядну архітектуру, на повістці вже 64-розрядні.
У давнину процесор міг звертатися тільки з цілими числами. Єдиною можливістю було написання програм, що використовують прості інструкції для обробки дробових чисел, але це було повільно. Фактично всі процесори сьогодні мають інструкції для безпосереднього поводження з дробовими числами.
Кажучи, що 'дещо відбувається з кожним тіком', ми недооцінюємо як довго насправді відбувається виконання інструкції. Традиційно, це займало п'ять тиків - один для завантаження інструкції, інший для її декодування, один для отримання даних, один для виконання і один для запису результату. В цьому випадку очевидно 100MHz процесор міг виконати тільки 20 мільйонів інструкцій в секунду.
Більшість процесорів сьогодні застосовують потокову обробку (pipelining), яка більше схожа на фабричний конвейєр. Одна стадія потоку виділена під кожний крок, необхідний для виконання інструкції, і кожна стадія передає інструкцію наступній, коли вона виконала свою частину. Це значить, що у будь-який момент часу одна інструкція завантажується, інша декодується, доставляються дані для третьої, четверта виконується, і записується результат для п'ятої. При поточній технології одна інструкція за тик може бути досягнута.
Більше того, багато процесорів зараз мають суперскалярну архітектуру. Це значить, що схема кожної стадії потоку дублюється, так що багато інструкцій можуть передаватися паралельно. Pentium Pro, прикладом, може виконувати до п'яти інструкцій за цикл тіка.

1.3. Процес виробництва

Що відрізняє мікропроцесор від його попередників, сконструйованих з ламп, окремих транзисторів, малих інтегральних схем, такими якими вони були перший час від повного процесора на єдиному кремнієвому чіпі.
Кремній або силікон - це основний матеріал з якого проводяться чіпи. Це напівпровідник, який, будучи досаджаний добавками по спеціальній масці, стає транзистором, основним будівельним блоком цифрових схем. Процес має на увазі витравляння транзисторів, резисторів, пересічних доріжок і так далі на поверхні кремнію.
Спершу вирощується кременева болванка. Вона повинна мати бездефектну кристалічну структуру, цей аспект накладає обмеження на її розмір. В колишні дні болванка обмежувалася діаметром в 2 дюйми, а зараз поширено 8 дюймів. На наступній стадії болванка розрізає на шари, звані пластинами (wafers). Вони поліруються до бездоганної дзеркальної поверхні. На цій пластині і створюється чіп. Звичайно з однієї пластини робиться багато процесорів.
Електрична схема складається з різних матеріалів. Наприклад, діоксид кремнію - це ізолятор, з полісилікона виготовляються провідні доріжки. Коли з'являється відкрита пластина, вона бомбардується іонами для створення транзисторів - це і називається присадкою.
Щоб створити всі деталі, що вимагаються, на всю поверхню пластини додається шари і зайві частини витравляються знов. Щоб зробити це, новий шар покривається фоторезистором, на який проектується чин деталей, що вимагаються. Після експозиції вияв видаляє ті частини фоторезистора, які виставлені на світло, залишаючи маску, через яку проходило витравляння. Фоторезистор, що залишився, віддаляється розчинником.
Цей процес повторюється, по шару за раз, до повного створіння всієї схеми. Надмірно говорити, що деталі розміром в мільйонну частку метра може зіпсувати найдрібніша порошинка. Така порошинка може бути всюди, розміром від мікрона до ста - а це в 3-300 разів більше деталі. Мікропроцесори проводяться в надчистому середовищі, де оператори одягнені в спеціальні захисні костюми.
За колишніх часів виробництво напівпровідників приводило до успіху або невдачі з відношенням успіху менше 50% працюючих чіпів. Сьогодні вихід результату набагато вище, але ніхто не чекає 100%. Як тільки новий шар додається на пластину, кожний чіп тестується і наголошується будь-яка невідповідність. Індивідуальні чіпи відділяються і з цієї крапки звуться матрицями. Погані бракуються, а добрі упаковуються в PGA (Pin Grid Arrays) корпус - керамічний прямокутник з рядами штирьків на дні, саме такий корпус більшість людей приймають за процесор.
4004 використовував 10-мікронний процес: якнайменші деталі складали одну 10-мільйонну метра. За сьогоднішніми стандартами це жахливо. Якщо припустити, що Pentium Pro виготовлений по такій технології він був би розміром 14х20 сантиметрів, і був би повільним - швидкі транзистори малі. Більшість процесорів сьогодні використовують 0.25-мікронні технологію, і 0.1-мікронний процес - середньострокова перспектива для багатьох виробників.

1.4. Програмна сумісність

На зорі комп'ютерного століття багато людей писали свої програми, а точний набір інструкцій процесора, що виконуються не був істотний. Сьогодні, проте, люди чекають можливість використовувати готові програми, так що набір інструкцій першорядний. Хоча нічого немає магічного з технічної крапки зору в архітектурі Intel 80х86, вона вже давно стала індустріальним стандартом.
Коли сторонні виробники роблять процесор з іншими інструкціями, він не буде працювати з прийнятим стандартним програмним забезпеченням, і в результаті не продається. В дні 386-х і 486-х компанії, наприклад AMD, клонували інтелівські процесори, але це завжди було з відставанням на покоління. Cyrix 6х86 і AMD K5 були конкурентами інтелівського Pentium, але це були не чисті копії. K5 мав власний набір інструкцій і транслював інструкції 80х86 у внутрішні при завантаженні, так що K5 не вимагав при проектуванні попереднього створіння Pentium. Багато що насправді створювалося паралельно, стримувала тільки схема трансляції. Коли K5 нарешті з'явився, він перестрибнув Pentium відносно продуктивності при однакових частотах.
Інший шлях, по якому процесори з різною архітектурою відносно одноманітні до зовнішнього світу, - це стандартна шина. В цьому відношенні введена в 1994 року шина PCI - один з найбільш важливих стандартів. PCI визначає набір сигналів, що дозволяють процесору спілкуватися з іншими частинами PC. Він включає шини адреси і даних, плюс набір управляючих сигналів. Процесор має свої власні шини, так що чіпсет використовується для перетворення з цієї "приватної" шини в "публічну" PCI.

2. Процесори корпорації Intel.

Корпорація Intel - INTegrated ELectronics була створена в середині червня 1968 року Робертом Нойсом (Robert Noyce) і Гордоном Муром (Gordon Moore), тоді ж до них приєднався Ендрю Гроув (Andrew Grove), нинішній голова Ради директорів Intel. В 1974 р. в корпорацію прийшов її майбутній президент і головний керівник Крейг Барретт (Craig Barrett).
Але перші досліди по створенню мікропроцесорів проводилися ще у фірмі Shockley Semiconductor Laboratory, потім в Fairchild Semiconductor. Нойс і Гордон були співробітниками обох фірм і коли вони організували Intel, то вийшов якийсь алхімічний склад, що органічно вбирав в себе досвід двох попередніх фірм. Нойсу прийшла в голову ідея спробувати з'єднати один з одним елементи при збірці схем відразу на одній кремнієвій пластині без допомоги дротів. В 1959 року Нойс зробив перше детальне повідомлення про інтегральні дифузійні або напилені резистори, з приводу ізоляції приладів один від одного за допомогою зміщених у зворотному напрямі pn-переходів і з приводу з'єднання один з одним елементів через отвори в оксиді шляхом напилення металу на поверхню. Ще через місяць Нойс поділиться ідеями про розміщення на одному кристалі декількох елементів. З цієї миті задум інтегральної схеми робиться реальністю. На вершині успіху Fairchild Semiconductor Нойс і Мур йдуть з фірми, щоб створити свою фірму - Intel.
З тих пір Intel перетворилася на найбільшого в світі виробника мікропроцесорів з числом співробітників, що перевищило 64 тисячі, і річним доходом понад 25 мільярдів доларів (за даними на кінець 1997 г.). Мікропроцесор, про який часто говорять як про "мозок" обчислювальної машини, виконує функції головного органу управління персональним комп'ютером і іншими електронними пристроями.
В листопаді 1971 року корпорація Intel оголосила про вихід першого в світі мікропроцесора 4004, розробленого трьома інженерами Intel і призначеного для розповсюдження на комерційній основі. Примітивний за нинішніми стандартами, він містив усього 2300 транзисторів і виконував приблизно 60 000 обчислювальних операцій в секунду. Сьогодні, через двадцять п'ять років, мікропроцесори представляють собою найскладнішу продукцію масового виробництва, містять понад 5,5 мільйонів транзисторів і виконують сотні мільйонів операцій в секунду.

2.1. Перші процесори Intel

Мікропроцесор 4004
В 1971 року з'явився перший мікропроцесор корпорації Intel, 4004 був чотирьохбітовим, тобто він міг берегти, обробляти і записувати в пам'ять або прочитувати з неї чотирьохбітові числа, призначався даний мікропроцесор для калькуляторів. Чіп 4004 виявилося засобом більш могутнім ніж кращий в світі комп'ютер того часу - ENIAC - комп'ютер американського уряду. 4004 міг обробляти 60000 інструкцій в секунду, порівняно з 5000 інструкцій ENIAC, при цьому чіп легко уміщався на кінчику пальця - розмір його не перевищував 1/6 на 1/8 дюйма. ENIAC же займав площу в 3000 квадратних футів і важив 30 тонн. Хофф зробив винахід такий же значний, яким свого часу виявилося інтегральна схема Нойса. Процесор називали тоді «компьютер-на-чіпі», оскільки всі арифметичні і логічні функції комп'ютера уміщалися тепер на чіпі розміром з капелюшок цвяха. 4004 став справді революційним винаходом, що відкрило шлях до створення штучних інтелектуальних систем взагалі і персонального комп'ютера зокрема.
Мікропроцесор 8008
Свій черговий мікропроцесор компанія Intel випустила в 1972 року. Потужність цього процесора, по порівнянню з його попередником, зросла удвічі. Ентузіаст обчислювальних технологій Дон Ланкастер (Don Lancaster) застосував процесор 8008 в розробці прототипу персонального комп'ютера, використовувалося воно як термінала введення-виведення.
Мікропроцесор 8080
Справжній успіх корпорації приніс мікропроцесор 8080 випущений в 1974 року. В нашій країні його аналог - мікропроцесор KP580ИК80. З мікропроцесором 8080 також зв'язано появу стека зовнішньої пам'яті, що дозволило використовувати програми будь-якої вкладеності. Цей процесор став "мозком" першого персонального комп'ютера "Альтаїр".
Мікропроцесори 8086-8088
В 1978 року фірма Intel першої випустила 16-бітний мікропроцесор 8086, мікропроцесор 8086 виявилося "прародителем" цілого сімейства, яке називають сімейством 80х86 або х86. На зміну мікропроцесора 8086 прийшов мікропроцесор 8088, архітектурно повторюючий мікропроцесор 8086 і що має 16-бітний внутрішні регістри, але його зовнішня шина даних складає 8 біт. Крупна партія цих пристроїв, придбана знов освіченим підрозділом корпорації IBM по розробці і виробництву персональних комп'ютерів, зробила процесор 8088 "мозком" — IBM PC.
Мікропроцесор 286
Наступним крупним кроком в розробці нових ідей став мікропроцесор 286, відомий також під найменуванням 80286, що з'явився в 1982 року. При розробці були враховані досягнення в архітектурі мікрокомп'ютерів і великих комп'ютерів. Процесор 80286 може працювати в двох режимах: в режимі реальної адреси він емулює мікропроцесор 8086, а в захищеному режимі віртуальної адреси (Protected Virtual Address Mode) або P-режиме надає програмісту багато нових можливостей і засобів. Мікропроцесор 286 став першим процесором Intel, здатним виконувати будь-які програми, написані для його попередників. З тих пір така програмна сумісність залишається відмітною ознакою сімейства мікропроцесорів Intel.
Мікропроцесор Intel 386
В 1985 року був розроблений мікропроцесор Intel 386 налічуючий вже 275000 транзисторів, число яких, в порівнянні з першим процесором 4004, збільшилося більш ніж в 100 разів. Це був 32-розрядний "багатозадачний" процесор з можливістю одночасного виконання декількох програм. Не дивлячись на введення в нього останніх досягнень мікропроцесорної техніки, 80386 зберігає сумісність за об'єктним кодом з програмним забезпеченням, у великій кількості написаним для його попередників, 8086 і 80286. Особливий інтерес представляє таку властивість 80386, як віртуальна машина, яке дозволяє 80386 перемикатися у виконанні програм, керованих різними операційними системами, наприклад, UNIX і MS-DOS. Завдяки 32-бітної архітектура 80386 забезпечує програмні ресурси, необхідні для підтримки "великих" систем, що характеризуються операціями з великими числами, великими структурами даних, великими програмами (або великим числом програм) і т.п.
Центральний процесор Intel 486
В 1989 р. Intel уявила першого представника сімейства 80х86, що містить більше мільйона транзисторів. Покоління процесорів 486 ознаменувало перехід від роботи на комп'ютері через командний рядок до режиму "вкажи і клацни". Intel 486 став першим мікропроцесором з вбудованим математичним співпроцесором, який істотно прискорив обробку даних, виконуючи складні математичні дії замість центрального процесора. Процесор 486 має вбудований в мікросхему внутрішній кеш для зберігання 8Кбайт команд і даних. Нові можливості розширюють багатозадачність систем. Нові операції збільшують швидкість роботи з семафорами в пам'яті. Устаткування на мікросхемі гарантує несуперечність кеш-пам'яті і підтримує засоби для реалізації багаторівневого кешування.

2.2. Процесор Pentium

Процесор Pentium став одним з головних досягнень фірми Intel. Розробка процесора Pentium почалася ще з червня 1989 року, в процесі його розробки і тестування брали активну участь всі основні розробники персональних комп'ютерів і програмного забезпечення, що немало сприяло загальному успіху проекту. До кінця 1991 року був завершений макет процесора, інженери змогли запустити на ньому програмне забезпечення. Проектування в основному було завершено в лютому 1992 року, почалося всеосяжне тестування досвідченої партії процесорів. В квітні 1992 року було ухвалено рішення, що пора починати промислове освоєння Pentium процесора, що завершилося 22 березня 1993 року широкою презентацією Pentium процесора.
Об'єднуючи більш ніж 3.1 мільйон транзисторів на одній кремнієвій підкладці, 32-розрядний Pentium процесор характеризується високою продуктивністю. Суперскалярна архітектура Pentium процесора є сумісною тільки з Intel двухконвейєрну індустріальну архітектуру, що дозволяє процесору досягати нових рівнів продуктивності за допомогою виконання більш ніж однієї команди за один період тактової частоти. Інше саме найважливіше революційне удосконалення, реалізоване в Pentium процесорі, це введення роздільного кешування. Pentium процесор дозволяє виконувати математичні обчислення на більш високому рівні завдяки використовуванню вдосконаленого вбудованого блоку обчислень з плаваючою комою. Pentium процесор зовні представляє собою 32-бітовий пристрій. Зовнішня шина даних до пам'яті явилася 64-бітовою.
Процесор Pentium навчив комп'ютери працювати з атрибутами "реального миру" — такими, як звук, голосова і письмова мова, фотозображення.

2.3. Процесор Pentium Pro

Відлік шостого покоління процесорів почався з Pentium Pro, випущеного восени 1995 року. Процесори Pentium Pro випускалися в модифікованих корпусах SPGA (Staggered Pin Grid Array) з матрицею штирькових виведень, частина з яких розташовані в шаховому порядку. В одному корпусі (мікросхемі) встановлено 2 кристали - ядро процесора і повторний кеш власного (Intel'овского) виготовлення. Цей кеш працював на частоті ядра процесора, яка за всю історію Pentium Pro з початковий 150 мгц піднялася всього тільки до 200 мгц. Об'єм кеша в різних модифікаціях був від 256 Кбайт до 2 мбайт, для підвищення надійності застосовувався ECC-контроль. Для цих процесорів призначений сокет 8 з 387 виведеннями. Інтерфейс дозволяє безпосередньо об'єднувати до 4 процесорів для симетричної мультипроцесорної обробки (SMP). Можливо і парне включення процесорів для функціонально-надмірного контролю (FRC), при якому один процесор тільки перевіряє дії іншого.
Процесор Pentium Pro, розроблявся як могутній засіб нарощування швидкодії 32-розрядних додатків для серверів і робочих станцій, систем автоматизованого проектування, програмних пакетів, використовуваних в машинобудуванні і науковій роботі. Всі процесори Pentiumи Pro оснащуються другою мікросхемою кеш-пам'яті, ще більше збільшуючої швидкодії.

2.3.1. Процесори з технологією MMX

8 січня 1997 року - корпорація Intel анонсувала процесор Pentium з технологією MMX - перший мікропроцесор, в якому реалізована розроблена Intel нова технологія, що дозволяє підвищити ефективність додатків, працюючих з різними видами інформації (відео, аудіо і т.п.).
З погляду програмістів, анонсована технологія MMX корпорації Intel представляє собою найбільш істотне поліпшення архітектури Intel за останні 10 років. Розробка цієї технології почалася кілька років тому у відповідь на швидкий розвиток обчислювальних систем, пов'язаних з обробкою різних видів інформації: високоякісна графіка, відео і звук зажадали процесори з дуже високою продуктивністю. Потреба в більш високопродуктивних процесорах збільшилася також за рахунок розвитку Internet і викликаній цим необхідності доставки по існуючих лініях зв'язку різних видів інформації. Інженери корпорації Intel розробили 57 нових інструкцій, які дозволили підвищити продуктивність при виконанні найбільш типових циклів, що вимагають інтенсивних обчислень і характерних для додатків даного класу.
Нові процесори розроблені на основі створеної в Intel поліпшеної КМОП-технології 0,35 мікрона, яка дозволяє отримати більш високу продуктивність при меншому споживанні потужності. Процесор Pentium з технологією MMX містить 4,5 млн. транзисторів і, окрім інструкцій MMX, має декілька архітектурних поліпшень. До них відносяться подвоєний об'єм розміщеної на кристалі кеш-пам'яті (він тепер рівний 32 Кб) і більш ефективний прогноз умовних переходів, що дозволило на 10-20% підвищити продуктивність на стандартних еталонних тестах процесора.
Технологія MMX забезпечує повну сумісність з архітектурою Intel і, крім того, повністю сумісна з широко використовуваними операційними системами і прикладним програмним забезпеченням. Ця технологія буде включена в майбутні процесори.

2.4. Процесор Pentium II

7 травня 1997 року в Нью-Йорку корпорація Intel офіційно уявила свій процесор Pentium II, раніше відомий під робочою назвою Klamath, представляє собою - якщо у загальних рисах - Pentium Pro, оснащений ММХ-технологією. На відміну від свого "прародителя", новий процесор націлений на застосування в сферах малого і середнього бізнесу. Він призначений для установки в настільні ПК, мережні ПК, робочі станції і сервери початкового рівня.
Налічуючий 7,5 мільйонів транзисторів, процесор Pentium II використовує технологію Intel MMX, що забезпечує ефективну обробку аудіо, візуальних і графічних даних. Кристал і мікросхема високошвидкісної кеш-пам'яті поміщений в корпус з одностороннім контактом (Single Edge Contact — S.E.C.), який встановлюється на системній платні за допомогою одностороннього роз'єму — на відміну від колишніх процесорів, що мали безліч контактів. Для того щоб забезпечити "потужність Pentium Pro" за порівняно невелику ціну, Intel довелося перейти на використовування в L2-cache щодо дешевої кеш-пам'яті типу BSRAM (в Pentium Pro використовується кеш, що спеціально замовляється і дорогий). Не менше важливим чинником виявилося і відсоток браку, що виникає при монтажі ядра процесора і кеша в корпус PGA, тому монтаж виявляється найдорожчою стадією виробництва Pentium Pro. В результаті народився той самий S.E.C.- картрідж (Single Edge Connection Cartridge), вирішальний велику частину цих проблем, і супутній йому slot 1.
Процесор дає користувачам можливість вводити в ПК і обробляти цифрові фотозображення, пересилати їх друзям і родичам через Internet, створювати і редагувати тексти, музичні твори і навіть сценки для домашнього кіно, передавати відеозображення по звичайних телефонних лініях і по Internet.

2.5. Процесор Celeron

Для найпростіших" комп'ютерів по 0.25 мкм-технології випустили полегшений варіант процесора, названий Celeron. Перші процесори Celeron мали частоти ядра 266 і 300 мгц (частота шини - 66 мгц). Повторний кеш виключений, що помітно відобразилося на продуктивності (системна платня для слота 1 повторного кеша, природно, не мають). При падінні цін на системну платню і дешевизні самого Celeron машина початкового рівня виявляється дійсно недорогою. Сучасні процесори Celeron, починаючи з моделі Celeron 300A (з частотою 300 мгц), мають невеликий (128 Кбайт) повторний кеш, встановлений на кристалі ядра і працюючий вже на повній частоті ядра. Ці процесори відомі також під назвою Mendocino.
Процесори Intel Celeron з тактовими частотами 500, 466, 433, 400, 366 і 333 мгц орієнтовані на ринок комп'ютерів початкового рівня вартістю до 1200 поділ. Продуктивність процесорів Intel Celeron забезпечує швидку і ефективну роботу популярних сучасних додатків. Процесори Intel Celeron наділюють всіма чеснотами мікроархітектури P6, на основі якої побудований процесор Pentium II. Процесори Intel Celeron з тактовими частотами 500, 433, 400, 366 і 333 мгц мають вбудовану кеш-пам'ять 2-го рівня об'ємом 128 Кб. Ядро процесорів Intel Celeron з тактовою частотою 300 мгц містить 7,5 млн. транзисторів, ядро процесорів з частотами 500, 433, 400, 366 і 333 мгц містить 19 млн. транзисторів, оскільки включає вбудовану кеш-пам'ять 2-го рівня. Всі процесори Intel Celeron проводяться по 0.25-мікронній КМОП-технології. Всі процесори Intel Celeron випускаються в пластиковому корпусі з матрицею штирькових виведень (P.P.G.A.). Формфактор P.P.G.A. сумісний з 370-контактним процесорним кублом, що відкриває виробникам комп'ютерів нові можливості зниження вартості систем, і розширює спектр можливих конструктивних розв'язань. Крім того, процесори Intel Celeron з тактовими частотами 433, 400, 366, 333 і 300A поставляються в корпусі з одностороннім розташуванням контактів типу S.E.P.P., забезпечуючим простоту установки і економічність. Незалежно від типу корпусу, процесори Intel Celeron володіють високою якістю, надійністю і сумісністю. Це могутні процесори для роботи з популярними сучасними офісними додатками і програмами доступу до Internet.

2.6. Процесори сімейства Xeon

Для могутніх комп'ютерів призначено сімейство Xeon. Для них ввели новий слот 2, який (разом з інтерфейсом нового процесора) дозволяє будувати як надмірні системи з FRC, так і симетричні 1-, 2-, 4- і навіть 8-процесорні системи. Частота шини - 100 мгц, частота ядра - 400 мгц і вище, повторний кеш, як і в Pentium Pro, працює на частоті ядра. Об'єм повторного кеша - 512 Кбайт, 1 або 2 мбайт при кешуванні до 64 Гбайт (весь адресний простір при 36-бітній адресації). Процесори Xeon відрізняються не тільки більшою потужністю, але і великими розмірами - 15,2 х 12,7 х 1,9 див.
Процесори Xeon мають нові засоби зберігання системної інформації. Постійна (тільки для читання) пам'ять процесорної інформації PIROM (Processor Information ROM) береже такі дані, як електричні специфікації ядра процесора і кеш-пам'яті (діапазони частот і живлячих напруг), S-спецификацию і серійний 64-бітний номер процесора. По інструкції ідентифікації CPUID така інформація неприступна. Енергозалежна пам'ять Scratch EEPROM призначена для занесення системної інформації постачальником процесора (або комп'ютера з цим процесором) і може бути захищена від подальшого запису. Процесор обладнаний термодатчиком (термодіод на кристалі ядра) з програмованим пристроєм контролю температури. Цей пристрій має аналого-цифровий перетворювач, що калібрується по термодіоду конкретного процесора на етапі тестування картріджа. Константа настройки термометра заноситься в PIROM. Пристрій термоконтроля програмується - задається частота перетворень і пороги температури, по досягненні яких виробляється сигнал переривання. Для взаємодії з PIROM, Scratch EEPROM і пристроєм термоконтроля процесор має додаткову послідовну шину SMBus (System Management Bus), засновану на інтерфейсі І2C.

2.7. Процесор Pentium III

1999 рік корпорація Intel уявила процесори Pentium III і Pentium III Xeon. В процесорі Intel Pentium III, найсучаснішому і швидкодійному процесорі корпорації Intel для настільних ПК, втілені останні технологічні досягнення, що забезпечують безпрецедентну продуктивність, керованість і зручність роботи з Internet. Основна інновація для користувачів Internet і інформативні мультимедіа-додатків - це потокові SIMD-розширення. Вхідні в них 70 нових команд значно розширюють можливості обробки зображень, 3D-графики, звукових і видеопотоків, а також розпізнавання мови. Завдяки потужності, достатній і для наступного покоління Internet-додатків, процесор Pentium III – відмінний вибір для користувачів ПК, що дивляться далеко в майбутнє.
Всі процесори виготовляються в масовому порядку на основі передової 0,18-мікронної виробничої технології, яка забезпечує підвищення тактової частоти, подальше нарощування продуктивності завдяки застосуванню ряду важливих новин, знижене енергоспоживання. Ця технологія дозволяє обробляти структури, розміри яких не досягають і однієї п'ятисотої товщини людського волоса. Випущені сьогодні процесори Pentium III для настільних і мобільних ПК, а також процесори Pentium III Xeon для серверів і робочих станцій характеризуються поряд принципових нових технологічних особливостей, таких, як кеш-пам'ять 2-го рівня типу Advanced Transfer Cache і вдосконалена системна буферизує. Застосування технології Advanced Transfer Cache дозволило подвоїти смугу пропускання між ядром процесора і вбудованою, повношвидкісною кеш-пам'яттю 2-го рівня місткістю 256 Кбайт. У свою чергу, вдосконалена технологія системної буферизує забезпечує прискорене проходження даних від системної шини до процесора завдяки більшому числу «буферів».
В новому 0,18-мікронному виробничому процесі застосовуються шестислойні алюмінієві з'єднання з ізоляторами низьких місткостей з легованого фтором діоксида кремнію (SiOF), що дозволяє понизити споживану напругу до 1,1-1,65 вольта (серед процесорів, уявлених сьогодні, найекономніший споживає 1,35 вольта). Процесори Pentium III випускаються у вигляді картріджа з одностороннім розташуванням контактів (Single Edge Contact Cartridge 2, S.E.C.C.2), що забезпечує зручність установки, захист процесора і сумісність з майбутніми високопродуктивними системами. Сумісність з поширеною зараз AGP-платформою 440BX дозволяє встановлювати новий процесор в існуючі системи і прискорює виведення на ринок нових комп'ютерів.

2.8. Процесори з архітектурою IA-64

Після появи в 1995 року першого 32-розрядного багатозадачного процесора 80386, архітектура IA-64 явилася найбільш значним досягненням в області процесорних технологій. Архітектура IA-64 вперше буде реалізована в процесорі Itanium, виробництво якого почнеться в середині 2000 року. Цей процесор подолає обмеження існуючої архітектури і забезпечить запас продуктивності для майбутнього розвитку. далі