الجيل الخامس لمعالجات إنتل The Fifth Generation Of Intel CPU s:

يمثل المعالج Pentium والمعروف بالرمز P5 وأيضاً Pentium MMX الجيل الخامس لمعالجات إنتل. كان عمر أول مودلين (Models) لمعالجات ال Pentium قصير جداً، وكان الموديل الأول تغليفه PGA ويستخدم Socket 4 ذات ال 273-Pin (كما هو مبين بالشكل (2-7) بينما الموديل الثاني تغليفه SPGA ويحتوى على 296-pin تعمل هذه المعالجات بسرعة 60 MHz أو 66 MHz عند جهد 5 Volts وتستهلك قدرة عالية وتنشأ عنها حرارة عالية. ويعمل معالج الـ Pentium مثل معالج ال 486 عند نفس نبضات الساعة للقلب Core داخلياً، معظم التغييرات الجوهرية التي طرأت على هذا المعالج عن معالج الجيل السابق، هي أن ال Level-1 Cache قد انقسمت إلى قسمين القسم الأول 8 KB للأوامر والقسم الثاني 8 KB للبيانات مما يمنح المعالج أداء أسرع، هذا بالإضافة إلى وحدة ALU (وحدة حساب ومنطق) تشتمل على مسارين لتنفيذ العمليات يطلق عليها Double-Execution Pipeline يمكن لهذه الوحدة تنفيذ أمرين مختلفين في آن واحد.

أيضاً من أهم التطورات التي لحقت بهذا المعالج أن عرض ناقلة البيانات الخارجية المتصلة باللوحة الأم زاد من 32-bit إلى 64-bit وهذا لتأكيد كفاءة أداء Level-1 Cache وأيضاً وحدة ال ALU علماً بأن معالجات ال Pentium الأولى كانت لا تزال تعالج عماليات بيانات ال 32-bit ومتمسكة بأوامر ال 32-bit الخاصة أصلاً بمعالج ال 386 (إصدار عام 1985) التغيير التالي في جيل ال Pentium كان في كل من الشكل والوظيفة. كانت معالجات ال Pentium التي تعمل عند 60 MHz و 66 MHz وهي نفس سرعة اللوحة الأم، وبسبب أنها تعمل عند جهد 5 Volts فإنها تستهلك قدرة كبيرة وبالتالي ينشأ عنها حرارة عالية. من هنا كان لابد من تحديث شكل معالج ال Pentium بحيث يستخدم جهد منخفض ويستهلك قدرة أقل بالإضافة إلى استخدامه لمبرد حرارة "Cooler" أدى هذا إلى إمكانية زيادة سرعة القلب Core Speed إلى الضعف أو ثلاثة أمثال سرعة اللوحة الأم، مثل ما حدث تماماً مع معالج الجيل السابق، المعالج 86 DX4 على سبيل المثال، في حالة اللوحة الأم ذات السرعة 66 MHz، فهناك موديلات مختلفة للمعالجات فمنها من يعمل القلب Core عند سرعة 100 MHz أي مرة ونصف من سرعة اللوحة الأم (1.5x66 MHz) ومنها عند سرعة 133 NHz أي ضعف سرعة اللوحة الأم (2x66 MHz) ومنها عند سرعة 166 MHz أي 2.5x66 MHz ومنها عند سرعة 200 MHz أي 3.66 MHz. تزود اللوحة الأم بمفاتيح لتحديد قيمة مضاعف السرعة (حيث سرعة المعالج هي هذا المضاعف مضروبا في سرعة اللوحة الأم)، وفي بعض لوحات الأم تستخدم جنابز لتحديد هذا المضاعف Clock Multiplier يبين شكل (2-8) النوع ذو المفاتيح والنوع ذو الجنابر Jumpers إذا فرض أنه تم ضبط المضاعف بشكل خاطئ مثلاً عند سرعة أقل من الضروري فإن المتوقع أن أداء المعالج فقط هو الذي سوف يتأثر. أما إذا كان ضبط المضاعف عند سرعة أعلى فإنه من المحتمل أن المعالج لن يعمل بتاتاً، أو أنه يعمل بشكل غير سليم مع إنتاجه لحرارة عالية، ويطلق على هذا الوضع Over Clocking بالطبع مع الجهود المنخفضة لابد من تغيير ال Socket لمنع احتمالات التركيب الخطأ، مثلاً تركيب ال CPU ذو الجهد المنخفض في Socket الجهد العالي، ومن هناك جاءت ال Socket 5 لتحل هذه المشكلة. وبرغم أن Socket 5 تحتوى على 320-pins ألا أن ال CPU نفسه لا يستخدم إلا 296 Pins فقط من هذه ال Pins وال 296 pins مرتبة بالمعالج في شكل يطلق عليه Staggered-Pin grid array (SPGA) (Staggered بمعني مائل التدرج).

برغم أن معظم معالجات ال Pentium السريعة تستخدم الجهد 3.3 Volts تقريباً لقلب المعالج CPU Core، إلا إن جهد القلب Core Voltage في بعض الحالات مطلوب أن يتغير عن ذلك قليلاً للحصول على أقصى اعتمادية Maximum Reliability عند السرعات العالية يطلق على متطلبات التغيير الطفيف في جهد القلب المصطلح Voltage Reduced Range (VR) للسماح بتغيير الجهد في المدى من 3.3 volts إلى 3.465 بينما المصطلح Voltage Reduced Reduced Range Extended (VRE) للسماح بتغيير الجهد في المدى من 3.45 volts إلى 3.6 volts والمصطلح Standard (STD) للسماح بتغيير الجهد في المدى من 3.15 Volts إلى 3.45 Volts يتطلب هذا Socket جديدة تسمى Socket 7 (Socket 6 موجودة فقط على لوحة الرسم Drawing Board) بها pin إضافية من أجل ضبط الجهد آلياً. أنظر شكل (2-9) تجد رقاقة معالج Pentium ذو الإطراف 296-Pin SPGA

بالرغم من أن رقاقة المعالج لا تتلف باختيار ال VR أو ال VRE بالخطأ للمعالج ال VSTD، إلا أن اعتمادية المعالج تتأثر. لذلك عندما تصادفنا كثرة تكرار تعطل المعالج فإن أول فحص نقوم به هو التأكد من صحة توصيف الجهد VR أو VRE أو VSTD ويلاحظ أن معالج ال Pentium MMX الذي هو أحدث لم يزود بدليل ال Pin الإضافية لذلك من الممكن تركيب المعالج بالخطأ في Socket 5 وبالتالي تعرض المعالج للتلف. لذلك تجد كلا من المعالجين AMD K6-2 و AMD K6-3 قد استخدما Pin إضافية لمنع دخول هذين المعالجين في Socket 5 المعالج التالي من معالجات Intel كان المعالج Pentium Pro ولذلك يعتبر فعلياً هو بداية الجيل السادس. عند بداية إنتاج هذا المعالج كان غالي الثمن ولذلك لم يكن مفضلاً في بدايته. ولكن في تطبيقات تعدد الأعمال Multitasking وأجهزة الكمبيوتر الخادمة Server التي تخدم في شبكات الكمبيوتر وجد أن لهذا المعالج دور كبير فأصبح الضوء مسلط عليه. انتهي عهد Pentium Pro بتحسينات جديدة طرأت على تكنولوجيا ال Pentium أطلق عليها الاسم MMX الذي يرمز إلى Multimedia Extension برغم سرعات إصدارات ال Pentium MMX الجديدة تزيد قليلاً عن المعالجات التي تسبقها تبدأ من 133 MHz وحتى 233 MHz لمعالجات كمبيوترات سطح المكتب Desktop Computer و 300 MHz لمعالجات (الكمبيوترات الدفترية Notebook Computer ) إلا أن هذا المعالج له أوامر إضافية تمكن المعالج من تحسين سرعته في أداء العمليات بالبرامج بنسبة 30 في المائة وحتى 100 في المائة وأحياناً أعلى 57 أمراً إضافياً هي التي تعطي هذه الميزة، وكثير منها تستخدم في سمة تسمى Integer SIMD وتعني أمر واحد لعدة بيانات "Single-Instruction, Multiple Data" تمكن أوامر ال SIMD الأمر الواحد من أداء نفس العملية على أربعة أجزاء من البيانات في آن واحد. ولأن معالجة الصوت والصورة يعتبر مهمتين تستفيدان من هذا النوع من التحسين، لذا جاء الاسم Multimedia Extension في هذا المعالج تمت زيادة أوامر ال Level-1 Cache وأيضاً زيادة حجم هذه ال Cache من 8 KB إلى 16 KB لكل من Cache الأوامر و Cache البيانات. مما أدى إلى زيادة سرعة جميع البرامج بنسبة تتراوح من 5 في المائة إلى 15 في المائة أيضاً زاد معدل نبضات الساعة Clock Rate تتطلب معالجات ال Pentium MMX بأن يكون جهد القلب للمعالج صغير جداً وهو 2.8 Volts مما أدى إلى مشاكل كثيرة عند تطوير نظام الPentium ولكن تواؤم ال MMX مع المعالجات الأقدم فإن اللوحات الأم ذات ال Socket 7 يمكنها توصيف جهد القلب بأي قيمة ما بين 2 Volts و 3.5 Volts ولأن المدى كبير عن المدى الأقدم سواء ال VR أو VRE فإن الجهد الخطأ يعرض بعض المعالجات للتلف. يبين شكل (2-10) مفاتيح توصيف جهد القلب.

يبين الجدول التالي مواصفات سلسلة معالجات الجيل الخامس من عائلة Intel

ملحوظة: فيما يلي معاني الرموز الموجودة بالجدول:-

جهد قلب المعالج                                                            Core Voltage

سرعة اللوحة الأم بالميجا هرتز                                       MB MHz (Motherboardspeed)

مضاعف السرعة                                                          Mul. (Multiplier)

سرعة قلب المعالج بالميجا هرتز                                     Core MHz (Core Speed)

حجم ذاكرة ال L1 K (Level-1 Cache Size)                                   Level-1 Cache   

حجم ذاكرة ال L2K (Level-2 Cache Size)                                   Level-2 Cache

سرعة ال   L2 MHZ (Level-2 Cache Speed)                                        Level-2 Cache    

موجودة على اللوحة الأم                                              On MB (On Motherboard)