Twoja wyszukiwarka

BOGDAN MIŚ
PENTIUM II: SUKCES CZY KŁOPOTY
Wiedza i Życie nr 7/1997
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 7/1997

W maju br. firma Intel Corporation wprowadziła na rynek kolejny procesor z rodziny Pentium: PentiumŽ II, który jeszcze bardziej zwiększył moc obliczeniową komputerów osobistych i stacji roboczych. Nowy procesor, który występujew trzech modelach - o szybkościach 300, 266 i 233 MHz - zawiera zaawansowane rozwiązania znane już z Pentium Pro, a ponadto wprowadzoną przed kilku miesiącami multimedialną technologię MMX™. Procesory o szybkościach 266 oraz 233 MHz były dostępne w komputerach produkowanych przez kilkanaście czołowych firm już w tydzień po premierze (w Polsce takie maszyny zaoferowały chętnym IBM oraz firmy rodzime: JTT i Optimus). Komputer z procesorem o szybkości 300 MHz zapowiedziano na późne lato.

Do zastosowanych w Pentium II rozwiązań technicznych należą:

* Nowa architektura o nazwie DIB (Dual Independent Bus, podwójna niezależna magistrala), po raz pierwszy zastosowana w procesorze Pentium Pro, dzięki której przezwyciężono problem niedostatecznej przepustowości magistrali poprzednich generacji procesorów.

* Technologia Dynamic Execution, pozwalająca na przyspieszenie ogólnej wydajności procesora dzięki zwiększeniu ilości danych przetwarzanych w jednostce czasu.

* Technologia MMX, przyspieszająca przetwarzanie dźwięków, obrazów wideo i grafiki oraz szyfrowania i kompresowania danych. Nośnikiem tych nowych rozwiązań jest specjalna kaseta SEC (Single Edge Contact - kontakt jednokrawędziowy); mówiąc prościej, nowy procesor przypomina z wyglądu papierośnicę, jest dużo większy od stosowanych dotychczas i nie ma jak one charakterystycznych "nóżek".

Architektura magistrali danych Pentium II umożliwia pokonanie ograniczenia przepustowości, jakiemu podlegały procesory poprzedniej generacji typu "Socket 7" (np. zwykły procesor Pentium), korzystające z magistrali pojedynczej. Przepustowość nowej magistrali może być nawet trzykrotnie większa. Oznacza to zwiększenie szybkości systemu.

Magistrala w architekturze DIB składa się z dwóch niezależnych szyn danych: szyny do pamięci podręcznej drugiego poziomu (L2) i szyny do pamięci głównej komputera. Szybkość szyny do pamięci podręcznej L2 procesora Pentium II zależy bezpośrednio od szybkości samego procesora (jest jej połową).

Na przykład magistrala do pamięci podręcznej L2 w procesorze o szybkości 300 MHz działa z szybkością 150 MHz, czyli przeszło dwukrotnie szybciej niż pamięć podręczna L2 w procesorze Pentium (szybkość stała - 66 MHz). Magistrala między procesorem a pamięcią główną komputera pozwala na równoległe prowadzenie operacji na pamięciach, zamiast pojedynczych sekwencyjnych operacji w poprzednich procesorach.

Fot. Archiwum

W procesorze Intel Pentium II po raz pierwszy wprowadzono kasetę SEC, która zastępuje dotychczas stosowany system PGA (Pin Grid Array). W nowym systemie układy procesora są montowane na podkładzie, a następnie całkowicie zamykane w plastikowo-metalowej kasecie tworzącej korpus procesora. Kaseta SEC - według zapowiedzi producentów - umożliwi masową produkcję szybkich procesorów przy utrzymaniu atrakcyjnego poziomu cen.

Pentium II - podobnie jak Pentium Pro - ma ściśle dopasowany układ pamięci podręcznej L2, co zapewnia mu wysoką wydajność. Pamięć ta jest przy tym zbudowana z dostępnych na rynku układów Burst SRAM. Nowy projekt kasety SEC daje więcej swobody w tworzeniu rozmaitych konfiguracji tej pamięci. Od stycznia br., kiedy to Intel wprowadził technologię multimedialną MMX, zaczęły z niej korzystać miliony indywidualnych użytkowników komputerów na całym świecie. Technologia ta jest już wykorzystywana w programach do skanowania i przetwarzania obrazów, konferencjach wideo, przeglądarkach i dodatkach internetowych, programach do redagowania i odtwarzania obrazów wideo, do drukowania, wysyłania i odbierania telefaksów, do kompresowania i szyfrowania danych oraz w pakietach biurowych.

Jądro procesora Pentium II, zawierające 7.5 mln tranzystorów, opiera się na zaawansowanej architekturze P6 Intela i jest produkowane w technologii 0.35 mm. Procesory o szybkości 266 i 233 MHz z pamięcią podręczną L2 wielkości 512 KB były - jak powiedzieliśmy wyżej - dostępne w handlu już w dniu premiery. Ich cena w partiach po 1000 sztuk wynosiła w maju odpowiednio 775 i 636 dolarów USA. Zapowiadany na lato układ o szybkości 300 MHz do stacji roboczych miał w partiach po 1000 sztuk kosztować 1981 dolarów.

Komputery wyposażone w procesor Pentium II działają najszybciej z systemami Windows NT oraz Windows 95. I tak procesor o szybkości 300 MHz osiąga w teście wydajności SPECint95 wynik 11.6, a w teście SPECfp95 - 7.20; procesor o szybkości 266 MHz ma parametr SPECint95 równy 10.8 i SPECfp95 - 6.89; wyniki układu o szybkości 233 MHz wynoszą dla SPECint95 - 9.49, a dla SPECfp95 - 6.43.

Lecz kiedy już wszystko wydawało się piękne - wybuchła bomba. Okazało się, że już 11 kwietnia, to znaczy sporo przed premierą nowego procesora, prowadzący poświęconą sekretom firmy Intel witrynę internetową Robert Collins otrzymał list elektroniczny od niejakiego "Dana", zawierający szokującą informację: Pentium II zawiera dość poważny błąd. Mało tego: błąd ten (nazwany obecnie "Dan-0411" od jego odkrywcy i daty ujawnienia) występuje również w powielonym już w setkach tysięcy maszyn procesorze Pentium Pro! Collins poinformował o błędzie światową opinię w dzień po premierze; nie ze złośliwości, ale dlatego, że sam napisał programy sprawdzające doniesienie tajemniczego "Dana" i musiał mieć czas na wykonanie testowych obliczeń.

Na czym polega ten błąd? Dotyczy on pewnych operacji, wykonywanych przez komputer na dużych liczbach zmiennopozycyjnych.

Najogólniej mówiąc, liczby zwane "zmiennopozycyjnymi", są to zwykłe liczby dziesiętne ("z przecinkiem" w zapisie); komputer używa ich wtedy, kiedy nie wystarczają mu rachunki na "zwykłych" liczbach całkowitych. Liczby te komputer zapisuje, używając 80 cyfr (w układzie dwójkowym, w którym korzysta tylko z dwóch cyfr, 0 i 1). Tymczasem liczby całkowite komputer zapisuje sobie jako 16-cyfrowe albo 32-cyfrowe, też oczywiście w układzie dwójkowym.

Niekiedy zachodzi potrzeba potraktowania liczby zmiennopozycyjnej jako całkowitej - i czasem, kiedy owa liczba ma bardzo wiele cyfr, to się nie udaje. Nie powodowałoby to błędów, gdyby procesor o tym "wiedział"; po prostu, podjąłby wtedy odpowiednie matematyczne "środki zaradcze". Ale w przypadku Pentium Pro i Pentium II (w odróżnieniu od zwykłego Pentium, Pentium MMX i konkurencyjnego procesora AMD K 6) ta awaryjna sytuacja nie powoduje wysłania żadnego komunikatu...

Według Collinsa prawdopodobieństwo popełnienia błędu wynosi 1 na 8.6 miliarda operacji konwersji liczby zmiennopozycyjnej do "krótkiej" postaci całkowitej i 1 na 563 miliardy w wypadku konwersji do postaci "długiej". Błąd pojawia się wyłącznie wtedy, gdy takiej konwersji poddawana jest ogromna, co do wartości bezwzględnej, liczba ujemna.