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2.6 奔腾系列微处理器 2.6.1 Pentium性能和结构特点 2.6.2 Pentium的寄存器 2.6.3 Pentium的虚拟存储器 2.6.4 Pentium的超标量流水线 2.6.5 Pentium的引脚信号 2.6.6 Pentium Pro ~Itanium的技术概况 Pentium性能简介 　 Pentium通往外部存储器的数据总线为64位，CPU内部主要寄存器的宽度仍然为32位，那么Pentium、Pentium（P54C）应该是32位微处理器。外部64位数据总线（D63-D0）每次可同时传输8字节的二进制信息，若选用主总线时钟频率66MHz计算，即存储器总线的时钟频率也为66MHz，则Pentium与主存储器交换数据的速率可为528MB/S。 2.6.1 Pentium的原理结构 Pentium CPU原理结构图 2.6.1 Pentium的原理结构 2.6.1 Pentium的原理结构 2.6.1 Pentium的原理结构 2.6.1 Pentium的原理结构 2. 超标量流水线 Pentium有U、V两条指令流水线，故称之为超标量流水线，超标量流水线技术的应用，使得Pentium CPU的速度较80486有很大的提高。因此，超标量流水线是Pentium系统结构的核心。 2.6.1 Pentium的原理结构 U、V流水线中整数指令流水线均由5段组成。分别为预取指令（PF）、指令译码（D1）、地址生成（D2）、指令执行（EX）和结果写回（WB）。 由于采用了指令流水线作业，每条指令流水线可以在1个时钟周期内执行一条指令。因此，最佳情况下一个时钟周期内可以执行两条整数指令。 2.6.1 Pentium的原理结构 　3. 重新设计的浮点运算部件 　 Pentium CPU内部的浮点运算部件在80486的基础上进行了重新设计。浮点运算部件内有专门用于浮点运算的加法器、乘法器和除法器，还有80位宽的8个寄存器构成了寄存器堆，内部的数据通路为80位。 2.6.1 Pentium的原理结构 　　4.以BTB实现动态转换预测 Pentium采用了分支目标缓冲器（branch target buffer）实现动态转移预测，可以减少指令流水作业中因分支转移指令而引起的流水线断流。 引入了转移预测技术，不仅能预测转移是否发生，而且能确定转移到何处去执行程序。 例【3-1】下面是连续传送100个字节的循环程序段 MOV SI，0200H 　　；源数据区偏移地址给SI MOV DI，0500H　　 ；目的数据区偏移地址给DI MOV CX，64H 　　　 ；待传送字节数为100，赋给CX ABC：MOV AL，[SI] ；从源区取出一个字节 MOV [DI]，AL ；存入目的数据区 INC SI ；源地址指针加1 INC DI ；目的地址指针加1 DEC CX ；CX=CX-1 JNZ ABC ；若CX≠0，转ABC 2.6.2 Pentium的寄存器 　 Pentium的基本寄存器包括通用寄存器、段寄存器、指令指针和标志寄存器： 一、通用寄存器 　Pentium通用寄存器扩展成32位的寄存器EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP、ESP。既可以使用保留的8位和16位寄存器，还可以使用32位寄存器。 　　Pentium通用寄存器 二、段寄存器及段描述符高速缓存器 段寄存器及段描述符高速缓存器如图所示，Pentium有6个16位段寄存器，每个段寄存器对应有一个64位的描述符，用户不可见。6个段寄存器的长度均为16位。除CS和SS分别是代码段寄存器和堆栈段寄存器之外，其余的DS、ES、FS、GS都是数据段寄存器。 Pentium段寄存器及段描述符高速缓存器 每个段对应一个段描述符（8个字节），6个段描述符存放在CPU内的段描述符高速缓存器中，它们均由内存的描述符表中拷贝而成，以便CPU访问某一段时，均按存放在CPU内该段的段描述符所描述的信息进行操作。每个段描述符的具体组成如下图 2．6个16位段寄存器 每个段寄存器的组成: 在保护模式下，段寄存器被称作为一个16位的段