ペンティアムII

ペンティアムII
	オリジナル Pentium II MMX ケースバッジ
一般情報
発売	1997年5月7日; 27年前
製造中止	2003年12月26日; 20年前
販売元	インテル
デザイン：	インテル
共通メーカー	インテル;
CPUIDコード	クラマス: 80522; デシューツ・トンガ: 80523; ディクソン: 80524
パフォーマンス
最大CPU クロックレート	233MHz～450MHz
FSB速度	66 MT/秒から100 MT/秒
キャッシュ
L1キャッシュ	32 KB (16 KB データ + 16 KB 命令)
L2キャッシュ	256KB - 512KB
アーキテクチャと分類
テクノロジーノード	350nm～180nm
マイクロアーキテクチャ	P6
命令セット	IA-32
拡張機能	MMX、PAE;
物理的仕様
トランジスタ	クラマス：750万人; デシューツ：750万; トンガ：750万人; ディクソン：2,740万人;
コア	1;
ソケット	スロット 1; MMC-1; MMC-2; ミニカートリッジ; PPGA-B615 ( μPGA1 );
製品、モデル、バリエーション
コア名	クラマス (デスクトップ); デシューツ（デスクトップ）; トンガ（モバイル）; ディクソン（モバイル）;
歴史
先人たち	ペンティアム、ペンティアムプロ、ペンティアムMMX
後継者	Pentium III（SSE後継）、Celeron、Pentium 4（SSE2後継）
サポート状況
	サポートされていません

Pentium II ^[2]ブランドは、1997年5月7日に発表されたインテルの第6世代マイクロアーキテクチャ(" P6 ") およびx86互換マイクロプロセッサを指します。750万個のトランジスタ(256 KBオンダイL2 キャッシュを搭載したモバイル Dixon の場合は 2,740 万個 ) を搭載した Pentium II は、550万個のトランジスタを搭載したPentium Proの最初のP6世代コアの改良版でした。ただし、L2 キャッシュサブシステムは Pentium Pro のものと比較するとダウングレードでした。

1998 年、Intel は Pentium II ファミリを階層化し、ローエンドコンピュータ向けのPentium II ベースのCeleronプロセッサラインと、サーバーおよびワークステーション向けのPentium II Xeon プロセッサラインをリリースしました。Celeron は、縮小または省略された (場合によっては存在するが無効になっている) オンダイフルスピード L2 キャッシュと 66 MT/s FSB を特徴としていました。Xeon は、フルスピード L2 キャッシュの範囲 (512 KB から 2048 KB)、100 MT/s FSB、異なる物理インターフェイス (スロット 2 )、および対称型マルチプロセッシングのサポートを特徴としていました。

1999年2月、Pentium IIは、当時新しいSSE命令セットを追加しただけの、ほぼ同一のPentium IIIに置き換えられました。しかし、旧ファミリは、デスクトップユニットでは2001年6月まで、 ^[3]モバイルユニットでは2001年9月まで、^[4]組み込みデバイスでは2003年末まで生産され続けました。 ^[1]

概要

Pentium IIマイクロプロセッサは、その前身であるPentium Proのマイクロアーキテクチャを主にベースとしていましたが、いくつかの重要な改良が加えられました。^[5]

以前のPentiumやPentium Proプロセッサとは異なり、Pentium II CPUはCPUソケットではなくスロットベースのモジュールにパッケージ化されていました。プロセッサと関連コンポーネントは、プラスチックカートリッジ内の一般的な拡張ボードに似たドーターボードに搭載されていました。固定または取り外し可能なヒートシンクが片側に搭載されており、独自のファンを使用することもありました。^[6]

この大型パッケージは、インテルが二次キャッシュをプロセッサから分離しつつ、密接に結合されたバックサイドバス上に維持することを可能にする妥協策であった。L2キャッシュはプロセッサのクロック周波数の半分で動作し、オフダイL2キャッシュがプロセッサと同じ周波数で動作していたPentium Proとは異なります。ただし、その連想性は16ウェイに増加し（Pentium Proでは4ウェイ）、サイズは常に512KBで、Pentium Proの最小オプションである256KBの2倍でした。オフパッケージキャッシュにより、Pentium Proの歩留まりの低さの問題が解決され、インテルはPentium IIを主流の価格レベルで導入することができました。^[7]^[8]

インテルはセグメントレジスタキャッシュを追加することで、Pentium II の16 ビットコード実行性能を改善した。この分野では、Pentium Pro は顕著なハンディキャップを抱えていた。当時のほとんどの消費者向けソフトウェアは、さまざまな要因により、少なくとも一部の 16 ビットコードを使用していた。部分レジスタの問題も、可能な限りパイプラインフラッシュをスキップするための内部フラグを追加することで対処された。^[9]低速な L2 キャッシュを補うために、Pentium II は 32 KB の L1 キャッシュ (Pentium Pro の 2 倍) と 4 つの書き込みバッファ (Pentium Pro では 2 つ) を備えていた。これらは、1 つのパイプラインに固定されるのではなく、どちらのパイプラインでも使用できる。^[10]^[11] Pentium II は、すでにPentium MMXで導入されていたIntel MMX整数SIMD命令セットを実装した最初の P6 ベースの CPU でもあった。^[7]

Pentium II は Pentium Pro のより消費者向けバージョンでした。独立した低速の L2 キャッシュメモリのおかげで製造コストが安くなりました。16 ビットのパフォーマンスが向上し、MMX がサポートされたため、Windows 9xなどの消費者向けオペレーティングシステムやマルチメディアアプリケーションに適した選択肢となりました。低速で安価な L2 キャッシュのパフォーマンスの低下は、L1 キャッシュの倍増とレガシーコードのアーキテクチャの改善によって軽減されました。プロセッサ全体のパフォーマンスが向上し、コストが削減されました。^[7]^[12]

クラマス社製および初期のデシューツ社製ペンティアム II の一部は、L2 キャッシュコントローラとタグ RAMチップを組み合わせたもので、キャッシュできるのは 512 MB のみです。理論上は RAM をもっと搭載することもできますが、パフォーマンスが非常に低下します。この制限は当時の一般家庭ユーザーにとっては実質的に無関係でしたが、一部のワークステーションやサーバーユーザーにとっては懸念事項でした。おそらく、インテルはペンティアム II を、4 GB のキャッシュ可能領域を持つより高級なペンティアムプロラインと区別するために、意図的にこの制限を設けたのでしょう。333 MHz の一部および 350 MHz 以上のすべてのペンティアム II に搭載されたチップの「82459AD」リビジョンでは、この制限がなくなり、4 GB のキャッシュ可能領域も提供されました。^[13]^[14]

バリエーション

クラマス

オリジナルのKlamath Pentium II マイクロプロセッサ (Intel 製品コード 80522) は、233、266、300 MHzで動作し、0.35 μmプロセスで製造されました。^[7]^[15]ただし、300 MHz バージョンが大量に入手可能になったのは 1997 年後半になってからでした。^[15]これらの CPU は 66 MHz のフロントサイドバスを備え、当初はPentium Pro 用に設計された旧式のIntel 440FX Natomaチップセットを搭載したマザーボードで使用されていました。 ^[16]Intel 440LX Balboaチップセットを使用した Pentium II ベースのシステムは、SDRAM ( EDO RAM の代替として430VX で既に導入されていました) とAGPグラフィックスバスを広く普及させました。^[17]

1997年7月14日、インテルはエントリーレベルのサーバー向けに、通常モデルの2×64ビット非ECC L2キャッシュではなく、2×72ビットECC L2キャッシュを搭載したPentium II Klamathのバージョンを発表しました。 ^[18]追加ビットにより、パフォーマンスに影響を与えることなく、ハードウェアに組み込まれたエラー訂正機能が提供されます。このバリアントはCPUの部品番号で判別できます。

Intel の「ファミリー/モデル/ステッピング」スキームでは、Klamath CPU はファミリー 6、モデル 3 です。

デシューツ

1998年1月に333MHzでデビューしたデシューツ・コアのPentium II (80523)は、0.25μmプロセスで製造され、消費電力が大幅に低く抑えられました。^[15]ダイサイズは113 mm ²です。333MHzバリアントは、古い66MT/sフロントサイドバスを使用した最後のPentium II CPUでした。その後のすべてのデシューツ・コアモデルは100MT/s FSBを使用しました。1998年後半には、266、300、350、400、および450MHzで動作するPentium IIもリリースされました。^[15]デシューツ・コアは、高速FPUコンテキストの保存と復元のためにFXSAVEおよびFXRSTOR命令を導入しました。^[19]設計寿命の終わりに向けて、インテルの冷却と設計仕様内で500MHzが可能なデシューツ・チップが製造されました。しかし、これらは販売されませんでした。すでに乗数ロックされたユニットを破壊するのではなく、テストされ、乗数 5 でロックされた Deschutes ユニットは、333 MHz として販売されました。これは、100 MHz バスオプションを無効にすることで実現しました。オーバークロックユーザーは、これを知った後、問題のユニットを購入し、500 MHz をはるかに超える速度で動作させました。特に注目すべきは、オーバークロック時に、最終バッチの「333 MHz」CPU は、350、400、または 450 MHz で販売されている CPU よりもはるかに高い速度を実現できたことです。^[^{引用が必要}^]

100 MT/s フロントサイドバスをサポートする Deschutes コアのリリースと同時に、Intel は440BX Seattleチップセットとその派生製品である 440MX、450NX、440ZX チップセットをリリースしました。1993 年から市場に出回っていた古い 66 MHz FSB を 100 MHz FSB に置き換えた結果、Pentium II ラインアップのパフォーマンスが大幅に向上しました。350 MHz から始まる Pentium II チップは、SECC と SECC2 の両方のフォームファクタでリリースされました。後期の Pentium II では、従来のボンディングではなく、ダイに直接ヒートシンクを接触させるフリップチップベースのパッケージングへの切り替えも行われました。

Klamathは4つのキャッシュチップを搭載し、インターリーブ（2x64ビット）によるデュアルポートをシミュレートして同時アクセスのパフォーマンスをわずかに向上させますが、Deschutesは2つのキャッシュチップしか搭載しておらず、同じクロック速度でL2キャッシュのパフォーマンスがわずかに低下します。さらに、Deschutesは常にECC対応のL2キャッシュを備えています。^[20]

Pentium II Xeonは、ワークステーションやサーバーでの使用を目的としたデシューツコアのハイエンドバージョンでした。基本的に、異なるタイプのスロット（スロット2）、ケース、ボード設計、およびより高価なオフダイのフルスピードカスタムL2キャッシュを使用していました。ボードに組み込まれた512KBチップの数を変えることで、512KB、1MB、または2MBのL2キャッシュを搭載したバージョンが製造されました。^[21]

Intel の「ファミリー/モデル/ステッピング」スキームでは、Deschutes CPU はファミリー 6、モデル 5 であり、部品番号は 80523 です。

ペンティアム II オーバードライブ

1998 年、0.25 μm の Deschutes コアはPentium II Overdriveプロセッサの作成に利用されました。これは、企業のPentium Proユーザーが老朽化したサーバーをアップグレードできるようにすることを目的としたものでした。Deschutes コアをフリップチップパッケージに組み込み、Pentium II Xeon の 512 KB フルスピード L2 キャッシュチップをSocket 8互換モジュールに組み込むことで、60 MHz または 66 MHz のフロントサイドバスで実行できる 300 MHz または 333 MHz のプロセッサが実現しました。この組み合わせにより、Pentium II と Pentium II Xeon の魅力的な側面がいくつか実現されました。それぞれ、 MMXサポート/改善された 16 ビットパフォーマンスとフルスピード L2 キャッシュです。^[22]後の「Dixon」モバイル Pentium II は、256 KB のフルスピードキャッシュでこの組み合わせをエミュレートしました。

Intel の「ファミリー/モデル/ステッピング」方式では、Pentium II OverDrive CPU はファミリー 6、モデル 3 として識別されますが、これは誤解を招く恐れがあります。ファミリー 6/モデル 3 Klamath コアに基づいていないためです。Intel の Pentium II プロセッサ更新ドキュメントに記載されているように、「このプロセッサの CPUID は 163xh ですが、Pentium II プロセッサ CPUID 065xh プロセッサコアを使用しています。」^[23]

トンガ

0.25 μmトンガコアは最初のモバイル Pentium II であり、デスクトップモデルのすべての機能を備えていました。

Intel の「ファミリー/モデル/ステッピング」スキームでは、Tonga CPU はファミリー 6、モデル 5 です。

ディクソン

その後、1999年に、256KBのオンダイフルスピードキャッシュを搭載した0.25、0.18（400MHz ） μm Dixonコアがモバイル市場向けに生産されました。レビューによると、Dixonコアは生産されたPentium IIの中で最速のタイプでした。^[15]

Intel の「ファミリー/モデル/ステッピング」スキームでは、Dixon CPU はファミリー 6、モデル 6 であり、Intel 製品コードは 80524 です。これらの識別子はMendocino Celeronプロセッサと共有されます。

コア仕様

デスクトップ

クラマス (80522)

L1 キャッシュ: 16 + 16 KB (データ + 命令)
L2 キャッシュ: 512 KB、CPU モジュール上の外部チップは CPU 周波数の半分でクロックされます。
パッケージ:スロット 1モジュール
ＭＭＸ
フロントサイドバス: 66 MT/s、GTL+
VCore: 2.8V
プロセス: 350 nm CMOS
初公開: 1997年5月7日
クロックレート: 233、266、300 MHz

デシューツ (80523)

L1 キャッシュ: 16 + 16 KB (データ + 命令)
L2 キャッシュ: 512 KB、CPU モジュール上の外部チップは CPU 周波数の半分でクロックされます。
パッケージ:スロット 1モジュール
ＭＭＸ
フロントサイドバス: 66、100 MT/s、GTL+
VCore: 2.0V
プロセス: 250 nm CMOS
初公開: 1998年1月26日
クロックレート: 266～450 MHz
- 66 MT/s FSB: 266、300、333 MHz
- 100 MT/s FSB: 350、400、450 MHz

デシューツ（Pentium II オーバードライブ）

L1 キャッシュ: 16 + 16 KB (データ + 命令)
L2 キャッシュ: CPU モジュール上の 512 KB 外部チップが CPU 速度の 100% で動作
ソケット:ソケット 8
フロントサイドバス: 60 または 66 MT/s、GTL+
VCore: 3.1～3.3 V (オンボード電圧レギュレータ搭載)
製造: 250 nm
デシューツ世代のPentium IIをベースにした
初公開: 1998年
MMXテクノロジーをサポート
sSpec 番号 SL2KE は、ソケット 8 用の統合ヒートシンク/ファンの組み合わせで販売される Pentium II Overdrive を示します。[sSpec 番号 SL2EA は、スロット 1 用の統合ヒートシンク付きでファンなしで販売される Pentium II Overdrive を示します。]

携帯

トンガ (80523)

モバイルペンティアムII

L1 キャッシュ: 16 + 16 KB (データ + 命令)
L2 キャッシュ: 512 KB、CPU モジュール上の外部チップは CPU 周波数の半分でクロックされます。
パッケージ: MMC-1、MMC-2、ミニカートリッジ
ＭＭＸ
フロントサイドバス: 66 MT/s、GTL+
VCore: 1.6V
プロセス: 250 μm CMOS
初公開: 1998年4月2日
クロックレート: 233、266、300 MHz

ディクソン (80524)

モバイル Pentium II PE (「パフォーマンス強化」)

L1 キャッシュ: 16 + 16 KB (データ + 命令)
L2 キャッシュ: 256 KB、オンダイ、フルスピード。
パッケージ: BGA1、MMC-1、MMC-2、μPGA1 PPGA-B615
ＭＭＸ
フロントサイドバス: 66、100 MT/s、GTL+
VCore: 1.5、1.55、1.6、2.0 V
プロセス: 250、180 (400 MHz ) nm CMOS
初公開: 1999年1月25日
クロックレート: 266、300、333、366、400 MHz
2,740万個のトランジスタを搭載
ダイサイズ（半導体チップ）は10.36 mm x 17.36 mm = 179.85 mm ²

参照

参考文献

^ ab 「製品変更通知 #102659-02」(PDF)。Intel。2002年8月14日。 2003年3月20日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2019年10月14日閲覧。
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^ Heise の Wayback Machine アーカイブ、2009 年 6 月 17 日アクセス
^ 「Pentium II プロセッサの仕様アップデート」(PDF)。2011 年 8 月 31 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。

外部リンク

さまざまな PII、PIII、Celeron の英数字モデル指定の一覧
CPU-INFO: Intel Pentium II、詳細なプロセッサの歴史 2021年4月17日、 Wayback Machineにアーカイブ
構造分析: Intel 266MHz 32 ビット Pentium II (Klamath) プロセッサ、Integrated Circuit Engineering Corporation

Intel データシート

Pentium II (クラマス)
Pentium II (デシューツ)
モバイル Pentium II (トンガ)
Micro-PGA および BGA パッケージのモバイル Pentium II (Dixon)

[embdiscontinued-1] 「製品変更通知 #102659-02」(PDF)。Intel。2002年8月14日。 2003年3月20日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2019年10月14日閲覧。

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概要