پنتیوم پرو

پردازنده پنتیوم پرو که در سال ۱۹۹۵ ارائه شد، یکی از قویترین پردازنده های اینتل در زمان خود بود که برای استفاده در کامپیوتر های سرور که به حجم محاسبات زیادی نیاز داشت، طراحی شده بود. تعداد ترانزیستور های این پردازنده از حدود ۳ میلیون ترانزیستوری که در پردازنده های پنتیوم قبلی مورد استفاده قرار گرفته بود، به حدود ۵.۵ میلیون ترانزیستور افزایش یافت.
در واقع اواخر سال ۱۹۹۵ یکی از مقاطع حساس شرکت اینتل بود. بحث ها حاکی از این بود که مجموعه دستور العمل های X۸۶ اینتل با طول متغیر و اجرای ترتیبی شان که ناشی از طراحی CISC آنها بود، راهی برای پیشرفت ندارند. ضمن اینکه در همان زمان، شرکتهای MOTOROLA، IBM و APPLE که از غولهای بزرگ کامپیوتری دنیا هستند، پردازنده بسیار قوی POWER PC را به بازار عرضه کردند که با ساختار RISC خود قابلیت های بسیار بیشتری از پردازنده های پنتیوم اینتل داشت. به همین دلیل، اینتل در پردازنده پنتیوم پرو، با استفاده از تکنیک های جدید، طراحی خود را بهبود بخشید.
برای از بین بردن محدودیت های CISC اینتل ابتدا Pipe Lining پنج مرحله ای پنتیوم را به دوازده مرحله افزایش داد. ضمن اینکه اینتل در این پردازنده، از ویژگی جدید تخمین انشعاب (Branch Prediction) برای اولین بار استفاده کرد که در طراحی پردازنده های بعدی نیز این ایده مورد استفاده قرار گرفت. همچنین اینتل برای اولین بار در این پردازنده از ساختار RISC-CISC استفاده کرد. این پردازنده دارای یک بلوک Decode (رمز گشا) در ابتدای Pipeline بود که دستورالعمل های پیچیده X۸۶ را به یک سری دستورالعمل های کوچک تبدیل می کرد و این دستورالعمل های کوچک، می توانستند سریعتر اجرا شوند. توضیحات بیشتر این اصطلاحات در سایر مقالات سایت میکرورایانه آمده است.
ممکن است این سؤال بیاید که چرا اینتل به جای قرار دادن یک هسته سریع RISC در داخل یک رابط CISC، به طور کامل از مجموعه دستورالعمل های RISC استفاده نکرد. پاسخ این سؤال، مساله سازگاری با پردازنده های قبلی است. موفقیت بسیار بزرگ اینتل در بازار، به علت میلیون ها برنامه ای است که با استفاده از مجموعه دستور العمل های ۸۰X۸۶ نوشته شده است و اگر پردازنده جدید اینتل می خواست با این مجموعه دستورالعمل های CISC سازگار نباشد، در مقابل پردازنده های قدرتمندی مثل Power Pc، حرفی برای گفتن نداشت. اما با این روش و ایجاد سازگاری میان یک هسته CISC و دستورالعمل های RISC، پردازنده پنتیوم پرو هم می توانست از کارایی مربوط به طراحی RISC بهره گیرد و هم از نرم افزار های تحت DOS استفاده کند.
شرکتهای رقیب اینتل مانند AMD و Cyrix نیز در طراحی پردازنده های بعدی خود از همین ایده استفاده کردند. یکی دیگر از عوامل کلیدی کارایی بسیار بالای پردازنده پنتیوم پرو که نام تجاری آن P۶ می باشد، عدم اجرای متوالی دستورات است که یکی از نقایص طراحی CISC بود.
پنتیوم پرو دارای ابعاد بزرگتر و تعداد پین بیشتری نسبت به پردازنده های پنتیوم قبلی بود. زیرا هم تعداد ترانزیستور ها افزایش یافته بود و هم حافظه Cache ثانویه که معمولاً روی مادر برد قرار داده می شد، به داخل پردازنده منتقل شد. البته حافظه Cache اولیه که L۱ Cache نامیده می شد و مقدار آن کمتر بود، قبلاً نیز در پردازنده پنتیوم به کار می رفت، اما حافظه Cache ثانویه که L۲ Cache نامیده می شد، بسیار بزرگتر بود. مثلاً در پردازنده پنتیوم پرو که در سال ۱۹۹۵ ارایه شد، مقدار این حافظه تا ۵۱۲ KB رسید. یک حافظه Cache ثانویه ۵۱۲ KB، حدوداً از ۳۱ میلیون ترنزیستور استفاده می کرد که باعث افزایش حجم و تعداد پین های CPU می شد. استفاده از این حافظه های Cache ثانویه داخلی، باعث شد که پردازنده های پرو ۱۸۰ و ۲۰۰ مگا هرتزی، دارای سرعتی معادل ۳ برابر سرعت پردازنده های پنتیوم مشابه خود باشند.
هر چند پردازنده پنتیوم پرو قابلیتهای فنی بسیار زیادی داشت، اما معماری آن به طور خاص برای برنامه های ۳۲ بیتی طراحی و بهینه سازی شده بود و در نتیجه برای استفاده در ویندوز NT، بسیار مناسب بود. ضمن اینکه اینتل این امکان را فراهم کرده بود که بتوان به طور هم زمان از چندین پردازنده پنتیوم پرو استفاده کرد. اما پنتیوم پرو نمی توانست کد ۱۶ بیتی را با همان کارایی پردازش کند و در نتیجه کارایی این پردازنده تحت DOS و ویندوز ۹۵، چندان بالا نبود. همچنین ساخت حافظه Cache ثانویه در داخل پردازنده بسیار مشکل بود و در نتیجه عرضه این پردازنده ها به بازار، با کندی و محدودیت صورت گرفت و این امر قیمت آن را بالاتر می برد. در ضمن وجود یک حافظه Cache بزرگ، افزایش هر چه بیشتر سرعت کلاک را دشوار می ساخت. به همین دلیل، پردازنده پنتیوم پرو برای همه کاربرد ها مناسب نبود و بیشتر برای سرور ها و کاربرد های حرفه ای به کار می رفت به همین دلیل در این زمان شرکتهای AMD و Cyrix به عنوان رقبای بسیار جدید برای شرکت اینتل مطرح شدند و در واقع پردازنده های پنتیوم ۲ اینتل بود که بار دیگر موقعیت اینتل را در بازار تثبیت کرد.

گردآورنده و نویسنده : بهار یاوری
تدوین و آماده سازی : همکاران سایت میکرو رایانه

منبع : میکرو رایانه