PentiumⅡ微处理器的体系结构
郑飞;陆鑫达
【摘 要】本文介绍Ｉｎｔｅｌ公司ｘ８６系列微处理器的最新成员－ＰｅｎｔｉｕｍⅡ微处理器的体系结构，包括ＰｅｎｔｉｕｍⅡ的结构特征，内部功能单元结构，Ｃａｃｈｅ结构设计等，并重点介绍ＰｅｎｔｉｕｍⅡ的超标量流水线设计以及指令在流水线中的执行过程。 【期刊名称】《微处理机》 【年(卷),期】1998(000)001 【总页数】4页(P15-18)
【关键词】超标量;流水线;PentiumⅡ;微处理器;体系结构 【作 者】郑飞;陆鑫达
【作者单位】上海交通大学计算机系;上海交通大学计算机系 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
第 1 期1998 年 2 月 微处 理 机MICROPROCESSORS No.1Feb.,1998·微机新器件． PentiumⅡ 微 处 理 器 的体 系结构郑 飞 + 陆鑫达上海交通大 学计算机 系(上海 200030)摘 要 本 文介 绍 Intel 公 司 x86 系列微处理 器 的最新成员-PentiumI微处理 器的体 系结构 ，包括 PentiumI 的结构特征 、 内部功能单元 结构 、Cache 结构设 计等，并重 点介 绍 Pentium I的超标量 流水线设 计 以及指令在流水线 中的执行过程 。关键词微处理 机超标量 Cache流水线 The
Architectureof PentiumI[ Microprocessor ZhengFei,LuXindaComputer Science&EngineeringDepi.,ShanghaiJiaoTongUniv.,Shanghai200030 Abstract architectureof PentiumI microprocessor,whichis the newestmem- ber of Intel's x86series,is
introducedfromthefollowingaspects:thearchitecturefea- tures,thestructureof internal functionalunits,thedesignof Caches',thedesignof su-
perscalarpipelines,andhowtheinstructionsareexecutedalongthe pipelines. Keywords Microprocessor,Superscalar,Cache,Pipeline,iPentium l 引 言1997 年 ’ 5 月宣布的 Pentium I微处理器 ，是Intel 公司 x86 结构系列微处理器的最新一 代，是 Pe'ntiumPro 微处理器的替代产品。 Pen-tiumI跟 PentiumPro- 样也是 CISC/RISC 混合结构 ，其核心完全采用 RISC 微结构。 值得 注意的是 ，PentiUmPro和 Pentium;l 徽处理器 均是 由 Intel 公司在美国 Oregon 州 Hillsboro 市的设计队伍开发的 （ 早期的 i960RISC 微处 理器 就 出 自他 们之手 ） ，而 以 前各代 Intelx86 微处理器均是来 自加州 SantaCtara 的设计 ，这 就是说 Pentium Pro/I 是 由专门设计 RISC 芯片的研究人员设计的。 应当指出，在 x86 体系结 构中采用 RISC 核心并非源 自 Intel 公 司，类似· 男 30 岁 副教授 收稿日期,1997- 07-06的设 计 早就 出现 于 hfextGen公 司的 Nx586 、 AMD公 司的 K5 和 Cyrix 公 司的 Ml 等微处 理 器 ，Intel 在使用其竞争对 手早就 采用 的技 术 。本文介绍 Pentiuml徽处理器的体系结构 ， 从 中可以了解 Intel 是如 何利用芯 片内硬件来 调和 x86 CISC指令集与 RISC 微结构核 心 之间的矛盾的．2PentiumI的结构特征与内部功能单元结构PentiumI微处理 器 的主 要 结构 特 征 如下 。(1)CPU 核心拥有约 800 万个 晶体管 ，时钟主频高达 266MHz 。 (2) 采用每周期可释放三条指令的超标量第1期 1998 年 2 月微处理机
MICROPROCESSORS No.1 Feb.,1998郑飞+陆鑫达摘要本 文介 绍 Intel 公 司 x86 系列微处理 器 的最新成员-PentiumI微处理 器的体 系结构 ，包括 PentiumI 的结构特征 、 内部功能单元 结构 、Cache 结构设 计等，并重 点
Architectureof PentiumI[ Microprocessor Zheng Fei,LuXinda Computer Science&EngineeringDepi.,ShanghaiJiaoTongUniv.,Shanghai200030 architectureof PentiumI microprocessor,whichis the newestmem- ber of Intel's x86series,is introducedfromthefollowingaspects:thearchitecturefea- tures, thestructure of internal functionalunits,thedesignof Caches',thedesignof su-
perscalarpipelines,andhowtheinstructionsareexecutedalongthe pipelines. l引言 1997 年’5月宣布的 PentiumIntel 公司 x86 结构系列微处理器的最新一代，是 Pe'ntiumPro 微处理器的替代产品。 Pen- tiumI跟 PentiumPro- 样也是 CISC/RISC混合结构 ，其核心完全采用 RISC 微结构。 值得注意的是 ，PentiUmPro和 Pentium;l 徽处理器均是 由 Intel 公司在美国 Oregon 州 Hillsboro市的设计队伍开发的 （ 早期的 i960RISC 微处理器 就 出 自他 们之手 ） ，而 以 前各代 Intelx86微处理器均是来 自加州 SantaCtara 的设计 ，这就是说 Pentium片的研究人员设计的。 应当指出，在 x86 体系结构中采用 RISC 核心并非源 自 Intel 公 司，类似男30岁副教授收稿日期,1997- 07-06公 司的 K5 和 Cyrix 公 司的 Ml 等微处理 器 ，Intel 在使用其竞争对 手早就 采用 的技术 。本文介绍 Pentiuml徽处理器的体系结构 ，从 中可以了解 Intel 是如 何利用芯 片内硬件来调和 x86间的矛盾的． 2 I的结构特征与内部功能单元结构 I微处理 器 的主 要 结构 特 征 如下 。 (1)CPU核心拥有约 800 万个 晶体管 ，时· 1
6 ． 微处 理 机微结构 ，允许指令变序执行 。(3) 执行流水线共分成 14 个流水级。(4)拥有 5 个并行的执行单元 ：即两个 整数单元 、 一个加载单元 、 一个存储单
PentiumⅡ微处理器的体系结构
