第五節(jié) Pentium微處理器
(一)Pentium特征
(1)高集成度。片內(nèi)集成有310萬個(gè)晶體管。
(2)時(shí)鐘頻率高。早期的Pentium為60MHz或66MHz。目前已發(fā)展到1500MHz。
(3)采用超標(biāo)量流水線結(jié)構(gòu)，比相同頻率的486DX CPU性能提高1倍。
(4)數(shù)據(jù)總線寬度增加。外部數(shù)據(jù)總線寬度為64位。
(5)使用分立的指令Cache和數(shù)據(jù)Cache結(jié)構(gòu)，可以無沖突地同時(shí)完成指令預(yù)取和數(shù)據(jù)讀寫。
(6)采用了新型的分頁模式。
(7)固化常用指令，進(jìn)一步加快指令的運(yùn)行。
(8)Pentium內(nèi)部提供了一個(gè)分支目標(biāo)緩沖器，加快了循環(huán)操作的速度。
(9)重新設(shè)計(jì)了浮點(diǎn)運(yùn)算部件，其速度比80486快十多倍。
(10)在數(shù)據(jù)的完整性、容錯(cuò)性和節(jié)電性等方面采用了新的設(shè)計(jì)方法。
(11)Pentium的軟件在二進(jìn)制代碼級(jí)上與80386/80486保持向上兼容，可以在MS-DOS、Windows95、Windows NT、OS/2、UNIX和Solaris等操作系統(tǒng)下運(yùn)行。
(二)Pentium的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1.超標(biāo)量流水線
2.分立的指令Cache和數(shù)據(jù)Cache
3.新型的分頁模式
4.數(shù)據(jù)總線帶寬增加
5.重新設(shè)計(jì)的浮點(diǎn)運(yùn)算部件
6.固化常用指令
7.采用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移預(yù)測技術(shù)
(三)Pentium微處理器的寄存器組
(1)基本結(jié)構(gòu)寄存器組。包括通用寄存器、段寄存器、指令指針、標(biāo)志寄存器。
(2)系統(tǒng)級(jí)寄存器組。包括系統(tǒng)地址寄存器、控制寄存器。
(3)調(diào)試和測試寄存器組。其中，基本結(jié)構(gòu)寄存器組和浮點(diǎn)部件寄存器組是用戶程序可訪問的;系統(tǒng)級(jí)寄存器組僅能以特權(quán)級(jí)0的系統(tǒng)程序來訪問;調(diào)試和測試寄存器組也只能以特權(quán)級(jí)0才可訪問。
(四)Pentium的工作模式
Pentium微處理器的外部數(shù)據(jù)總線64位，但其內(nèi)部寄存器仍是32位寬，故應(yīng)認(rèn)為是32位微處理器。Pentium的存儲(chǔ)管理硬件基本上與80386、80486相同，只是有某些改進(jìn)。Pentium也支持三種工作模式:實(shí)地址模式、受保護(hù)的虛擬地址模式和虛擬8086(V86)模式。
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