Pentium II Xeon¶

Pentium II Xeon — это семейство серверных и рабочих станций микропроцессоров, разработанных компанией Intel и выпускавшихся с 1998 по 1999 год. Являясь частью линейки процессоров Pentium II, Xeon был ориентирован на многопроцессорные системы, требующие высокой производительности, надёжности и расширенных возможностей управления памятью. Архитектурно Pentium II Xeon базировался на ядре Deschutes, но отличался от настольных версий увеличенным кэшем второго уровня (L2), работающим на полной частоте ядра, и поддержкой до четырёх (а в некоторых конфигурациях — до восьми) процессоров в одной системе.

¶История

Разработка Pentium II Xeon началась в 1997 году, когда Intel осознала необходимость создания специализированного процессора для серверного и корпоративного сегмента, который бы не уступал по производительности решениям конкурентов, в первую очередь — процессорам DEC Alpha и IBM POWER. Первые модели Pentium II Xeon были анонсированы 29 июня 1998 года. Они стали преемниками процессоров Pentium Pro, которые, несмотря на высокую производительность в 32-разрядных приложениях, имели ограниченную поддержку многопроцессорности и устаревшую архитектуру кэша.

Выход Pentium II Xeon совпал с активным ростом рынка веб-серверов и баз данных, что потребовало от Intel предложить решение с большим объёмом кэш-памяти, способное работать в многопроцессорных конфигурациях. Процессор выпускался по 0,25-микрометровому технологическому процессу (250 нм) и использовал разъём Slot 2, который был физически несовместим с настольным Slot 1, но обеспечивал более высокую пропускную способность шины и поддержку большего числа процессоров.

В 1999 году, с выходом ядра Tanner, Pentium II Xeon получил поддержку инструкций SSE (Streaming SIMD Extensions) и увеличенную частоту шины до 100 МГц. Однако уже в конце 1999 года его сменил Pentium III Xeon, основанный на ядре Katmai.

¶Архитектура и характеристики

¶Ядро и кэш-память

Pentium II Xeon базировался на микроархитектуре P6, которая была впервые реализована в Pentium Pro. Основные отличия от настольного Pentium II:

• Кэш L2: В отличие от настольных версий, где кэш второго уровня был размещён на отдельной плате и работал на половине частоты ядра, у Xeon кэш L2 был интегрирован в корпус процессора, но физически находился на отдельном кристалле, соединённом с ядром через выделенную шину. Кэш работал на полной частоте ядра, что существенно повышало производительность при работе с большими объёмами данных. Объём кэша варьировался от 512 КБ до 2 МБ.
• Кэш L1: Раздельный кэш инструкций (16 КБ) и данных (16 КБ), как и у всех процессоров P6.
• Поддержка многопроцессорности: Процессор поддерживал конфигурации с двумя, четырьмя и, в некоторых серверных платформах, с восемью процессорами. Для этого использовалась специальная шина GTL+ (Gunning Transceiver Logic Plus), обеспечивающая когерентность кэша между процессорами.

¶Частоты и шина

• Тактовая частота: от 400 МГц до 450 МГц (для ядра Deschutes) и до 500 МГц (для ядра Tanner).
• Частота системной шины: 100 МГц (для ядра Tanner) и 66 МГц (для ранних моделей на ядре Deschutes).
• Разъём: Slot 2 (330-контактный картридж, физически больше Slot 1).

¶Технологический процесс

Все модели Pentium II Xeon производились по 0,25-микрометровому (250 нм) техпроцессу. Корпус процессора представлял собой картридж SECC (Single Edge Contact Cartridge) с теплораспределительной пластиной и вентилятором.

¶Классификация

¶По ядру

1. Deschutes (1998) — первое поколение, частота 400–450 МГц, кэш L2 от 512 КБ до 2 МБ, шина 66 МГц.
2. Tanner (1999) — второе поколение, частота 450–500 МГц, кэш L2 от 512 КБ до 2 МБ, шина 100 МГц, поддержка SSE.

¶По объёму кэша

• 512 КБ — базовая модель, предназначенная для двухпроцессорных рабочих станций.
• 1 МБ — модель для четырёхпроцессорных серверов.
• 2 МБ — топовая модель, использовавшаяся в высокопроизводительных серверах и рабочих станциях.

¶Применение

Pentium II Xeon применялся в следующих типах систем:

• Серверы баз данных: высокая производительность при обработке транзакций (OLTP) благодаря большому кэшу L2.
• Веб-серверы: поддержка многопроцессорности позволяла обслуживать большое количество одновременных запросов.
• Рабочие станции: для задач CAD/CAM, научных расчётов и рендеринга.
• Кластерные системы: в конфигурациях с несколькими процессорами для параллельных вычислений.

Процессор устанавливался в серверные платформы таких производителей, как Compaq, Dell, Hewlett-Packard, IBM и Sun Microsystems.

¶Сравнение с конкурентами

На момент выхода Pentium II Xeon конкурировал с:

• DEC Alpha 21164 — более высокая тактовая частота (до 600 МГц), но меньший объём кэша L2 и более высокая стоимость.
• IBM POWER3 — лучшая производительность на операцию с плавающей запятой, но меньшая распространённость.
• AMD K6-2 — не поддерживал многопроцессорность, уступал в производительности.

Основным преимуществом Pentium II Xeon была масштабируемость и поддержка большого объёма кэша, что делало его оптимальным выбором для корпоративных серверов.

¶Недостатки и критика

• Высокая стоимость: процессоры с кэшем 2 МБ стоили значительно дороже настольных аналогов.
• Ограниченная частота шины: 66 МГц у ранних моделей создавала узкое место при работе с памятью.
• Тепловыделение: процессоры с кэшем 2 МБ потребляли до 40 Вт, что требовало эффективного охлаждения.
• Совместимость: разъём Slot 2 был несовместим с настольными материнскими платами, что ограничивало возможности апгрейда.

¶Интересные факты

• Процессоры Pentium II Xeon с кэшем 2 МБ содержали около 7,5 миллионов транзисторов на ядре и ещё около 15 миллионов на кристалле кэша.
• В некоторых серверных платформах использовались конфигурации с 8 процессорами, что требовало специальных чипсетов (например, Intel 440GX).
• Pentium II Xeon стал первым процессором Intel, который официально поддерживал до 64 ГБ оперативной памяти (при использовании чипсета 450NX).

¶Источники

• Intel Corporation. Pentium II Xeon Processor at 400, 450, and 500 MHz Datasheet. 1998–1999.
• Gwennap, L. Intel’s Xeon Processor Targets Servers. Microprocessor Report, 1998.
• Pentium II Xeon: The First Server CPU from Intel. AnandTech, 1998.
• Intel Pentium II Xeon Processor Overview. CPU-World, 2009.