PC Werkstatt Ausgabe 2000- P41 potx

Bild 7.66: Für aktuelle Pentium-II- und Pentium-III-CPUs wird nur noch das flachere SEC2-Gehäu-se verwendet, was die Montage etwas vereinfacht Ansonsten hat sich außer der »Einstiegstak

Fortsetzung der Tabelle:

Bezeichnung Pin-Nr Richtung Bedeutung/Funktion

/RSP B115 Eingang Response Parity wird vom aktuellen Agent zur

Signalisierung der Parität verwendet (High: gerade, Low: ungerade)

/SLOTOCC B101 Eingang Ist mit GND verbunden, wenn der Pentium 2 in

den Slot-One eingesteckt ist

/SLP B8 Eingang Sleep-Signal, bei einem Low wird die CPU in den

Sleep-Modus versetzt, nach einem Reset oder /SLP=High läuft die CPU wieder im Normalmodus

Einschaltung des SMModus

/STPCLK B6 Eingang Stop Clock, Anhalten des Taktes (Stromsparmodus) TCK B7 Eingang Test Clock, das Taktsignal (Boundary Scan, TAP)

TDO A11 Ausgang Test Data Output, serieller Datenausgang

TESTHI A13 Ausgang Test-Pin wird über Pull-Up-Widerstand mit

2,5 V verbunden

/THERMTRIP A15 Ausgang Ausgang der internen Temperaturüberwachung

Die CPU stoppt bei einer Temperatur größer als 130° C und signalisiert dies mit dem Signal /THERMTRIP

TMS B10 Eingang Test Mode Select zur Selektierung der jeweiligen

JTAG-Testfunktion /TRDY A104 Eingang Target Ready, zur Signalisierung, dass das Target

für eine Datenübertragung bereit ist

/TRST B11 Eingang Test Reset, asynchrone Initialisierung des TAPs

(Test Access Port) VCC_CORE B13, B17, B25, Eingänge Versorgungsspannung für den CPU-Kern

B29, B33, B37,

B45, B49, B53,

B57, B65, B69,

B73, B77, B85,

B89, B93, B97, B105

VCC_L2 B113, B117, Eingänge Betriebsspannung für den L2-Cache

B121

VCC5 B109 Eingang Üblicherweise nicht verwendet und nur für den

Intel-Debug-Mode notwendig

VID[4:0] A121, B119, Ausgänge Voltage Identification, Signalisierung, welche

A119, A120, CPU-Spannung zu verwenden ist Wird von der

/SLOTOCC der CPU-Detektierung

Tabelle 7.33: Die Signalbeschreibung des Pentium II

Der Mitte 1999 vorgestellte Pentium III ist logischerweise eine Weiterentwicklung des Pentium II, wobei sich die Neuerungen im Wesentlichen auf 72 neue Befehle

beschränken, die als Internet Streaming Single Instruction Multiple Data Extensions

oder kürzer als ISSE bezeichnet werden Dies ist im Grunde nichts anderes als ein erweitertes MMX (Multi Media Extensions), wobei ISSE jedoch nicht auf Integer-Operationen beschränkt ist, sondern auch auf Gleitkommaoperationen angewendet werden kann, wie es AMD bereits mit 3DNOW! beim AMD-K6-2 vorgemacht hat Gemein ist allen drei Multimedia-Erweiterungen, dass die Software die entspre-chenden Extensions unterstützen muss, was insbesondere für Spiele von Bedeu-tung ist Ab Microsofts DirectX Version 6.1 soll dies der Fall sein, ob ein bestimmtes Spiel dies jedoch ausnutzt oder nicht (einige Spiele umgehen aus Leistungsgründen DirectX), steht auf einem anderen Blatt

Umstritten ist ein weiteres Pentium-III-Feature: Die Security-Architektur Jeder Pentium III besitzt eine eigene Kennung, die beispielsweise zur Lizenzierung von Software und E-Commerce zum Einsatz kommen soll Somit ist es aber theoretisch kein Problem, genaue Benutzerprofile der Internet-Surfer zu erstellen, was einigen Datenschutzorganisationen doch zu weit ging und die daher zum Boykott des Pentium III aufgerufen haben Wenig später hat Intel daher die Empfehlung an die BIOS- und Mainboard-Hersteller ausgegeben, dass die Seriennummer-Einschaltung

nur optional vorgesehen werden soll und per Voreinstellung auf Disabled stehen

soll In den üblichen BIOS-Setups findet man einen entsprechenden Eintrag zur Freigabe – wozu das auch immer gut sein soll

Bild 7.66: Für aktuelle Pentium-II- und Pentium-III-CPUs wird nur noch das flachere

SEC2-Gehäu-se verwendet, was die Montage etwas vereinfacht

Ansonsten hat sich außer der »Einstiegstaktfrequenz« (450 MHz) gegenüber dem Pentium II nichts Wesentliches geändert: Er arbeitet mit einem Systemtakt von

100 MHz bzw die neuesten Modelle (Coppermine) mit 133 MHz, es gibt einen L1-Daten- und -Befehls-Cache mit je 16 Kbyte und der L2-Cache verfügt über eine Kapazität von 512 Kbyte, wobei dieser auch nur mit dem halben Prozessortakt arbeitet Seine höhere Leistung gegenüber einen Pentium II erreicht der Pentium III daher durch seine höhere Taktfrequenz

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Pentium II, Pentium III und der Celeron benötigen – je nach Version – unterschied-liche Halterungen und Kühlkörper Während die Kühlkörper einzeln zu erwerben sind, gehören die Halterungen üblicherweise zum Lieferumfang des Mainboards Beim Kauf sollte man unbedingt darauf achten, dass die für die einzusetzende CPU benötigte

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Halterung mit dabei ist.

Die Familie auf der Basis des Pentium II wird immer größer, wobei zur Unterschei-dung oftmals die Code-Namen (Tabelle 7.34) verwendet werden, die zwar keine offizielle Bezeichnung sind, jedoch die Unterscheidung vereinfachen

Klamath Pentium II 233, 266, 300 Standard-Pentium II, 66

MHz-Systemtakt Deschutes Pentium II 333, 350, 400 100 MHz-Systemtakt

Security-Architektur Coppermine Pentium III B-Typ ab 500 133 MHz-Systemtakt,

256 Kbyte-Cache, wird mit dem vollen CPU-Takt betrie-ben

Mendocino Celeron (A) ab 300 128 Kbyte-Cache, wird mit dem

vollen CPU-Takt betrieben

Tabelle 7.34: Daten der Pentium-II-Familie

Beim Pentium-III-Coppermine ist der L2-Cache nur noch 256 Kbyte groß, dafür ist

er jedoch im Chip (Die) integriert und wird nicht diskret auf der CPU-Platine aufge-baut Er wird (wie beim Celeron) mit dem vollen CPU-Takt betrieben

Es gibt dabei mehrere unterschiedliche Varianten, was aus der jeweiligen Bezeich-nung erkennbar ist, denn es wird sowohl der neuere Coppermine (Typ E) als auch der Katmai für einem Systemtakt von 133 MHz (statt wie bisher 100 MHz) angebo-ten, was dann noch durch ein »B« gekennzeichnet wird

7.11 Der Celeron

Ein Ableger der Pentium-II-CPU ist der Celeron, der zunächst ohne L2-Cache reali-siert wurde und daher vom Markt nicht in dem Maße angenommen wurde, wie es sich Intel vorgestellt hatte Die Möglichkeit der Nachrüstung eines L2-Caches ist weder auf dem CPU-Modul noch auf dem Mainboard vorgesehen, da der hierfür vorgesehene 440EX-Chipsatz dies nicht unterstützt Der Celeron besitzt jedoch wie die anderen Pentium-II-CPUs einen L1-Cache von jeweils 16 Kbyte für Daten und Befehle

Der Celeron ist ganz bewusst als »Pentium-II-Billigattacke« gegen die Konkurrenz (AMD, Cyrix) konzipiert worden und erbringt bei 266 MHz nur knapp die Leistung eines Pentium-MMX bei einem Takt von 233 MHz Der Celeron arbeitet mit einem Systemtakt von 66 MHz

Bild 7.67: Auf der Platine des Celeron (266, 300 MHz) sind statt des Cache-Speichers zahlreiche

Abschlusswiderstände zu finden

Das aufwendige vom Pentium II her bekannte Gehäuse gibt es beim Celeron nicht,

er kommt quasi als »nackte Platine« daher, wie sie im Bild 7.67 gezeigt ist Diese

Konstruktion wird von Intel als Single Edge Processor Package (SEPP) bezeichnet.

Das Layout ist Slot-1-kompatibel und demnach passt die Celeron-Platine sowohl elektrisch als auch mechanisch in den Slot 1 hinein Der Haken dabei ist jedoch, dass sie hier – auf Grund des fehlenden Gehäuses – keine Befestigung mehr erhält, und demnach werden für den Celeron neue Halterungen und ein anderes Kühlblech benötigt, die aber nicht auf ein übliches Pentium-II-Mainboard passen Erst bei neueren Mainboards, die eine universelle (URM) oder auch mehrere Halterungen zur Auswahl mitliefern, gibt es diese Problematik nicht mehr

Bild 7.68: Der Kühlkörper für den Celeron wird mit einer speziellen Klammer, die durch vier Löcher

des SEPPs gesteckt wird, befestigt

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Zum Mainboard mit Slot 1 sollte ein Universal Retention Modul (URM) gehören,

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welches laut Intel allen Slot-CPUs eine optimale Halterung bietet.

Die glücklose L2-Cache-Celeron-Variante, die es mit 266 und 300 MHz gibt, wurde wenig später mit einem Cache von 128 Kbyte ausgestattet, was bei der 300-MHz-Version durch ein »A« in der Bezeichnung erkennbar ist Alle darauf folgenden Celeron-CPUs besitzen diesen L2-Cache, der im Gegensatz zum Pentium II und Pen-tium III mit dem vollen CPU-Takt arbeitet Dadurch ist er bei gleicher Taktfrequenz fast genauso schnell wie ein Pentium II/III, obwohl der L2-Cache bei diesen CPUs eine Kapazität von 512 Kbyte besitzt In der Praxis wird man dennoch kaum einen merklichen Unterschied in der Performance feststellen können

Bild 7.69: Der Celeron mit Slot-1-Anschluss wurde durch den Typ im PPGA-Gehäuse abgelöst

In Anbetracht der Tatsache, dass ein Pentium II/III fast doppelt so teuer ist, ist der Celeron ein echtes Schnäppchen Da dies wiederum den Verkauf der teureren CPUs behindert, stellt Intel den Celeron seit einiger Zeit nur noch im 370-poligen PPGA-Gehäuse her und er soll allein für »Einstieg-PCs« zum Einsatz kommen

Der kostenbewusste Anwender wird sich dadurch jedoch nicht irritieren lassen und ein »ordentliches« Slot-1-Mainboard (z.B mit BX-Chipset) sowie eine Slot-1-to-370-Pin-Adapterplatine (siehe Bild 6.80) erwerben, die sich die Mainboard-Her-steller ausgedacht haben und für ca DM 30 erhältlich ist Somit ist es möglich, mit einem preiswerten Celeron zu arbeiten, und man kann im späteren Bedarfsfall auch eine leistungsfähigere Slot-1-CPU einsetzen

Das einzige Problem, das dabei auftreten kann, ist, dass das BIOS eines älteren Pentium-II-Mainboards möglicherweise mit einem Celeron nicht klarkommt und –

je nach Version – in bestimmten CPU-Mainboard-Kombinationen ebenfalls

Proble-me auftreten können, die sich in der Regel jedoch durch ein BIOS-Update beheben

lassen Dies ist allerdings nicht immer ganz einfach, wenn der PC mit der neuen

CPU erst gar nicht starten will Das Update ist demnach zunächst mit der passen-den CPU durchzuführen und die neuere CPU ist danach einzubauen, was natürlich nur dann funktionieren kann, wenn man im Besitz einer zum Mainboard bzw BIOS passenden CPU ist Es erfordert andernfalls einen zweiten PC mit identischem Mainboard, um hiermit (mit dem eingesetzten alten BIOS) ein Update durchführen

zu können

Bild 7.70: Die Einstellung der CPU-Parameter erfolgt per BIOS-Setup

Die Einstellung der Takte und der Spannungsversorgung erfolgt bei Pentium-II/III-und Celeron-CPUs üblicherweise nicht durch Jumper auf dem Mainboard, sondern

per BIOS-Setup (siehe Kapitel 14) Diese CPUs besitzen spezielle Voltage Identi-fication Pins (VID, Tabelle 7.33), mit der der Mainboard-Elektronik die jeweils

be-nötigte Spannung signalisiert und daraufhin aktiviert wird Viele der Intel-CPUs sind intern fest auf einen bestimmten Faktor (Systemtakt x CPU-Takt) verdrahtet,

so dass es keine Rolle spielt, was hierfür möglicherweise im BIOS-Setup eingestellt wird Der Systemtakt (66, 100, 133 MHz) bleibt daher im Grunde als einziger varia-bler Parameter übrig Bei einigen Mainboards ist aus Sicherheitsgründen zunächst ein Jumper umzusetzen, damit sich die CPU-Parameter im BIOS-Setup verändern lassen

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Auch wenn sich die CPU-Einstellungsdaten bequem per BIOS-Setup festlegen lassen, sollte mit Bedacht vorgegangen werden, denn eine zu hohe Spannung kann die CPU

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durchaus zerstören.

Die I/O-Spannung für die CPU beträgt üblicherweise 3,3 V und ist auf dem Mainboard meist nicht zu verändern Lediglich die Core-Spannung lässt sich manipulieren und die folgende Tabelle zeigt hierfür die passenden Daten, wobei auch die für den Athlon von AMD gleich mit dabei sind, der im folgenden Kapitel behandelt wird

Span-nung

(ohne L2-Cache)

(ohne L2-Cache)

Intel Pentium III 600 EB 133 MHz 600 MHz x 4,5 1,8 V

Fortsetzung der Tabelle:

Span-nung

Intel Pentium III 733 EB 133 MHz 733 MHz x 5,5 1,6 V

Tabelle 7.35: Die Daten für die CPU-Einstellungen in der Übersicht; die jeweiligen Core-Spannungen

können durchaus – je nach Typ und Herstellungscharge – variieren, wobei das BIOS optimalerweise die korrekte Spannung automatisch einstellen sollte

7.12 Der Athlon

Der Firma AMD ist es mit dem Athlon (Codename K7) erstmalig gelungen, den Marktführer mit seinem aktuellen Mikroprozessor Pentium III in allen wichtigen Disziplinen zu schlagen, was auch für die oft bemängelte Floating-Point-Leistung gilt, die insbesondere für »leistungshungrige« Spiele von Bedeutung ist

Der Athlon verwendet das bereits vom Pentium II her bekannte Gehäuse und auch den in mechanischer Hinsicht identisch aufgebauten Slot Elektrisch gesehen sind der Slot One von Intel und der Slot A von AMD allerdings völlig unterschiedlich, so dass ein Athlon nicht in einem Pentium-III-Mainboard zu verwenden ist, und es werden für den Athlon auch spezielle Chipsets (Kapitel 6.12.7) und demnach Main-boards benötigt

Intel verwendet zur CPU-Kommunikation das GTL+-Protokoll (Gunning Transceiver Logic) und AMD das EV6-Protokoll, das von der Firma Digital, die dieses Protokoll bereits seit Jahren für ihre Alpha-CPUs verwendet, für den Athlon lizenziert

wur-de EV6 bzw der Athlon sind für einen Systemtakt von bis zu 200 MHz ausgelegt, was dadurch erreicht wird, dass auf beiden Seiten der Taktflanke gearbeitet wird (Double Data Rate) Die neueren DDR-RAMs (Kapitel 8) wären hierfür optimal ein-zusetzen

EV6 ist sogar bis zu 400 MHz zu verwenden, was somit auch genügend »Spiel« für Weiterentwicklungen bereitstellt und insbesondere für Multiprozessorsysteme ge-eignet ist Während sich beim GTL+-Bus die verwendeten Prozessoren die Bus-bandbreite teilen müssen, arbeitet EV6 ähnlich wie ein Switch in einem Netzwerk und stellt eine (virtuelle) Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen einer CPU und dem Speicher her

Für seine hervorragende Rechenleistung kommen beim Athlon gleich drei vonei-nander unabhängige Gleitkommaeinheiten (FPUs) zum Einsatz, wobei diese jeweils für eine bestimmte Rechenart spezialisiert sind FMUL ist für die Multiplikationen, FADD für Additionen und FStore im Wesentlichen für das Speichern von Gleit-kommazahlen vorgesehen

Bild 7.72: Der Athlon arbeitet mit drei unabhängigen Floating-Point-Units, die für

Gleitkomma-und Multimedia-Befehle ausgelegt sind

Der Pentium III besitzt demgegenüber nur zwei FPUs – FADD und FMUL –, die jedoch nicht unabhängig voneinander arbeiten können, und daher verliert der Pentium III in dieser Rechendisziplin gegenüber dem Athlon – bei jeweils gleicher Taktfrequenz – um bis zu 30 %, wozu auch der viermal größere L1-Cache (128 Kbyte statt 32 Kbyte) seinen Beitrag leistet Der Cache-Controller befindet sich im Chip (Die) selbst und kann maximal eine Cache-Größe von 8 Mbyte verwalten Der L2-Cache von zur Zeit 512 Kbyte wird mit dem vollen CPU-Takt betrieben, was Intel erst mit dem Pentium-III-Coppermine (128-Kbyte-L2-Cache) praktiziert Die L2-Taktrate wird bei den Athlon-Modellen mit 750 und 800 MHz (zunächst) auf 2/5 bzw 1/3 des Prozessortaktes festgelegt

Bild 7.73: Die den einzelnen Funktionsgruppen zugeordneten Signale der Athlon-CPU

Bezeichnung Richtung Bedeutung/Funktion

/A20M Eingang Ist Address Mark 20 auf Low, wird das Adressbit intern

maskiert (Address Wrap around für 8086)

CLKFWDRST Eingang Reset-Signal für das System und die CPU

CONNECT Eingang Das Signal dient dem Power-Management

COREFB+ Ausgänge Hiermit wird der Mainboard-Elektronik die aktuelle

FERR Ausgang Signalisiert einen numerischen Fehler

FID[3:0] Ausgänge Diese Pins signalisieren der Mainboard-Elektronik den

aktuellen Systemtakt sowie den Multiplikationsfaktor /IGNNE Eingang Wenn Ignore Numeric Error aktiviert ist, werden

numerische Fehler (der FP-Einheiten) vom Athlon ignoriert

/INIT Eingang Initialization, im Prinzip wie ein Reset, aber mit dem

Unterschied, dass nur die Integer-Register und nicht der Cache sowie die Floating-Point-Register zurückgesetzt werden

INTR Eingang Interrupt-Request, Starten der Interrupt-Verarbeitung NMI Eingang Auslösen eines Non Maskable Interrupts

PROCRDY Ausgang Ausgang für das Power-Management und die

Taktsynchronisierung beim Reset