Pentium Pro

Z Wikipedii

Procesor Pentium Pro

Pentium Pro to mikroprocesor szóstej generacji należący do rodziny x86, zaprojektowany i produkowany przez firmę Intel.

W oryginalnym zamierzeniu miał on zastąpić Pentium "Classic" jako główny procesor Intela, ale z różnych powodów był używany jako procesor do serwerów i w rzadkich tylko wypadkach jako procesor komputerów "z wyższej półki". Używał bardzo dużej, podłużnej podstawki Socket 8. Zadebiutował w październiku 1995. W późniejszym czasie został zastąpiony procesorem Xeon.

Pomimo swojej nazwy, wewnętrzna architektura Pentium Pro bardzo różniła się od wcześniejszych Pentium, był on bazowany na nowym rdzeniu P6 (który później w zmodyfikowanej formie został wykorzystany jako podstawa do Pentium II, Pentium III i Pentium M). Nowe cechy dodane do rdzenia P6, to:

Podział kodu x86 na mikrorozkazy (μops) - prostsze instrukcje (RISC) wykonywane w 6 jednostkach wykonawczych.
Wykonywanie poza kolejnością (ang. out-of-order execution) – umiejętność wykorzystania "wolnego czasu" procesora (kiedy czeka on na przykład na jakieś dane z pamięci) na przetworzenie innych, czekających w kolejce instrukcji. Procesor przechowuje wyniki z takich operacji w ukrytych rejestrach do momentu aż są one potrzebne.
Wykonywanie spekulatywne (ang. speculative execution) – zdolność procesora do przetwarzania kolejnej instrukcji czekając na wynik instrukcji skoku, który nie został jeszcze zrealizowany.
Dodatkowy potok ("pipeline") dla prostych instrukcji.

"Speculative execution" pozwala w wielu przypadkach na znaczne podniesienie wydajności procesora, ale jeżeli procesor "nie trafi", zgadując w jakim kierunku ma się potoczyć wykonanie programu, może też poważnie zwolnić jego pracę – Pentium Pro otrzymał dużo bardziej skomplikowany i zaawansowany algorytm przewidywania rozgałęzień (ang. "branch prediction") w porównaniu z pierwszym Pentium. Dodano też dodatkową instrukcję cmov (przesłanie warunkowe, realizujące działanie operatora warunkowego), która w niektórych przypadkach pozwalała zrezygnować z instrukcji skoku w ogóle.

Wydajność pracy z kodem 32-bitowym była znakomita, ale Pentium Pro był często wolniejszy od zwykłego Pentium przy wykonywaniu kodu 16-bitowego. Był to jeden z głównych powodów dlaczego procesor ten nie stał się bardziej popularny. Większość domowych komputerów używała wtedy jeszcze 16-bitowego systemu operacyjnego Microsoft Windows 3.x.

Pentium Pro miał w zależności od modelu - 256 lub 512 KiB cache (późniejszy model miał 1 MiB), zaprojektowanej w unikalny sposób. Procesor i cache były produkowane na osobnych rdzeniach i łączone je dopiero w momencie wkładania ich w obudowy. Niemożliwe było testowanie obu tych części osobno. Możliwe było to dopiero po ich połączeniu, co oznaczało że ukryta wada jednej z części zmuszała do odrzucenia całości. Przez to produkcja Pentium Pro była bardzo kosztowna, wydajność aplikacji 16-bitowych niska, a ceny sklepowe bardzo wysokie (szczególnie modelu z 1 MiB cache).

Stosunkowa powolność Pentium Pro w wykonywaniu 16-bitowych programów była spowodowana umyślną decyzją Intela o zoptymalizowaniu tego procesora pod kod 32-bitowy po przeprowadzonych rozmowach z firmą Microsoft o przyszłych produktach tej firmy. Kiedy jednak okazało się, że Windows 95 jest głównie 16-bitowe, Pentium Pro znalazł się na nie najlepszej pozycji. Intel postanowił sprzedawać go jako procesor do serwerów i komputerów z systemami operacyjnymi Unix i Windows NT.

Pentium Pro były dostępne w wersjach 150, 166, 180 i 200 MHz, z magistralą FSB taktowaną 60 lub 66 MHz. Wielu użytkowników "podkręcało" swoje procesory – wersja 200 MHz nie miała problemu z pracą przy taktowaniu 220 MHz, a 150 MHz – jako 166 MHz. Pentium Pro był bardzo popularny w zastosowaniach SMP (symetryczne przetwarzanie wieloprocesorowe) – dwu- i czteroprocesorowych serwerach. Wiele z nich używanych jest do tej pory.

Był to pierwszy procesor Intela, który zapewniał komfortową pracę w systemach graficznych 32-bitowych takich jak Windows NT czy NextStep.

Następcą Pentium Pro był Pentium II, była to nowsza, ulepszona wersja Pentium Pro z dodanymi instrukcjami MMX i poprawioną wydajnością przetwarzania kodu 16-bitowego. Powstała także specjalna wersja Pentium II 333 MHz w obudowie Socket 8, aby umożliwić użytkownikom Pentium Pro łatwy upgrade.