第2章微处理器及其结构-2

2.380286～Pentium4微处理器2.3.180286

微处理器2.3.280386微处理器2.3.380486微处理器2.3.4Pentium微处理器2.3.5PentiumPro微处理器2.3.6MMXPentium微处理器2.3.7PentiumII微处理器2.3.8PentiumIII微处理器2.3.9Pentium4微处理器2.3.10Itanium系列微处理器2.3.180286微处理器1、地址线的增加，使内存容量提高到224字节=16MB。2、80286可以使用虚拟内存。3、80286可以同时运行多个任务，在80286的微机中，可使处理器在各任务之间迅速方便地进行切换。4、时钟频率提高，80286最大时钟频率高达20MHz，比5MHz的8086高4倍。5、比8086多一种工作模式，8086只有实模式，而80286有实模式和保护模式。一、80286主要特点二、80286功能模块2.3.280386微处理器1、时钟频率提高

20MHz以上，远远高于80286的时钟频率。2、寻址能力增强

80386提供了32位地址总线，使得寻址能力由80286的16MB，提高到4096MB（232=4GB）。3、增强内存管理从80386开始，除了分段管理外，还增加了内存分页(MemoryPaging)的技术。4．增加了虚拟86工作方式除了保持了80286的实地址方式和保护方式外，80386还增加了一种叫做保护方式下的虚拟8086方式（简称虚拟8086或虚拟86或V86方式）。一、80386主要特点二、80386功能模块四、80386寄存器结构80386寄存器特点1.通用寄存器和标志寄存器都扩展到32位，在原16位基础上前面加E。数据寄存器可进行8位、16位和32位操作。2.段寄存器仍为16位，但增加两个数据段寄存器FS和GS3.增加三个控制寄存器CR0、CR2和CR3（无CR1）。4.系统地址寄存器与80286类似。2.3.380486微处理器1.80486可以模拟多个80286处理器

80486可以模拟多个80286微处理器来提供更多层次的多任务功能。2.首次部分吸取RISC技术

80486在Intel的微处理器生产史上首次吸取了RISC技术，使80486在一个时钟内完成一条简单指令的执行。3.采用突发总线方式与内存交换

80486采用了突发式总线的方式与内存进行高速数据交换，从而大大加快了微处理器与内存交换数据的速度。4.集Cache与FPU(浮点单元)与一体，提高了微处理器处理速度一、80486主要特点2.3.4Pentium微处理器1.与X86兼容2.RISC型超标量结构即微处理器内具有多个指令单元，多条指令流水线。3.高性能浮点运算部件4.双重分离Cache5.增加错误检测与报告分析功能6.64位外部数据总线7.分支指令预测8.常用指令固化及微代码改进9.增加系统管理方式一、Pentium

主要特点五、Pentium地址方式1.所有处理器（包括Pentium)实方式下寻址同8086。2.保护方式下同80386/486类似，采用分段及分页管理。3.与80386等不同的是页面大小可选择为4KB和4MB。对于4KB大小的页，转换方法同80386；对于4MB的页，仅作一次页目录的转换。4.Pentium的基本总线周期在非流水线方式下为两个时钟周期，T1和T2：T1发送状态（地址和数据），T2执行状态（读写数据）在突发总线方式下少于2个时钟周期，对于连接数据读写效率提高（仅在一个时钟发地址，后续时钟均为读写数据）。2.3.5PentiumPro处理器2.3.5PentiumPro处理器PentiumPro主要特点1.高度集成：核心550万只管子，Cache1550万只管子2.三条指令部件，14级超级流水线3.双重分离Cache增大。4.二级cache

达256KB与微处理器相联5.动态分支预测及推理执行6.工艺更加先进：2.9V,0.6微米结构PentiumPro主要用于服务器，不用于PC2.3.6MMXPentium微处理器含义：具有多媒体扩展技术的Pentium处理器。2.3.7PentiumII微处理器2.3.8PentiumIII微处理器2..3.9Pentium4微处理器Intel微处理器一览表处理器主要参数80888086802868038680486PentiumPentiumProPentiumIIPentiumIIIPentium4推出时间（年）197919781982198519891993/19941995199719992000~工作电压（V）55555/3.35/3.33.3/2.92.8/2.02.0/1.81.7/1.2主频范围(Hz)4.77M4.77M6~25M20~33M33~100M60~133M150~233M233~400M450~1300M1.4G~4G总线频率MHz1.1931.193816~3333666666/100100/133400/800~集成管子数（只）2.9万4万13.4万27.5万120万310万550万750万950万4200~17800万~L1Cache————————8KB8KB+8KB8KB+8KB16KB+16KB16KB+16KB8/16Tc12KBL2Cache————————————256KB主频一半速度512KB主频一半速度512KB一半主频(256KB主频)256KB-1MB速L3Cache——————————————————全速2MB~通过寄存器位数16161632323232323232外部数据线条数8161632326464646464外部地址线条数20202432323236363636存储器空间1MB1MB16MB4GB4GB4GB64GB64GB64GB64GBI/O组织(端口个)64K64K64K64K64K64K64K64K64K64K制造工艺>2μm>2μm>2μm2μm1μm0.8~0.6μm0.6~0.35μm0.35~0.25μm0.25μm0.18/0.13μm90nm~工作方式实方式实方式实方式保护方式实方式保护V86实方式保护、V86实，保护、V86、系统管理实、保护、V86、系统管理实、保护、V86系统管理实、保护、V86、系统管理实、保护、V86、系统管理、超线程超级流水线(条)————————123333×2流水线级数————————5514141420系统内存形式DIPDIPDIP30线的SIMM30线的SIMM30/72线的SIMM72线SIMM168线DIMM72线SIMM16