Pentium OverDrive: Модернизация 486-х систем от Intel

Введение

Pentium OverDrive — это маркетинговое название микропроцессора, использованное компанией Intel для обозначения ряда продуктов, предназначенных для модернизации компьютеров, продававшихся в середине 1990-х годов. Изначально он был выпущен для материнских плат 486, а затем и для некоторых разъемов Pentium. Intel отказалась от этого бренда, так как он не заинтересовал корпоративных клиентов и препятствовал продажам новых систем.

486 розетки

Pentium OverDrive – это сильно модифицированное 3,3-вольтное ядро Pentium P54, изготовленное по 0,6-микрометровой технологии. Он оснащён шиной, совместимой с 486 (хотя и с увеличенным количеством контактов), встроенным радиатором и вентилятором, а также 32 КБ кэша первого уровня, что вдвое больше 16 КБ, предлагаемых в обычных чипах P54C. Поскольку эффективная ширина шины данных была уменьшена до 32 бит, производительность на такт была значительно ниже, чем у «обычного» Pentium, однако всё равно существенно выше, чем у аналогичного по тактовой частоте 486, благодаря архитектурным улучшениям Pentium, таким как значительно улучшенный сопроцессор (FPU). Он также был оснащён встроенным 3,3-вольтным регулятором напряжения, поскольку многие материнские платы 486 обеспечивали только 5 вольт. Модель с частотой 63 МГц была выпущена в феврале 1995 года и поддерживала 25-мегагерцовые шины. Гораздо более быстрая версия с частотой 83 МГц, поддерживающая как 25 (эффективная частота 63 МГц), так и 33 МГц, была выпущена значительно позже в том же году, в сентябре, и была очень дорогой – 299 долларов, по сравнению с другими вариантами модернизации, такими как решения на базе чипов AMD 5x86 и Cyrix Cx5x86. Радиатор процессора прикреплён намертво, а съёмный модуль вентилятора питается через пружинящие металлические контакты, соединяющиеся с тремя проводниками на поверхности чипа. Защёлка, освобождающая вентилятор, видна на первом фото, в левом верхнем углу процессора. Центральная пластиковая «колонка», идущая от центра вентилятора, содержит провода вентилятора и спускается вдоль стороны радиатора в этом углу. Небольшие пластиковые выступы в верхней левой части этой колонки являются механизмом фиксации вентилятора и освобождаются при сжатии. На противоположном углу процессора находится защёлка, которая фиксирует вентилятор под радиатором при сборке. Процессор контролирует работу вентилятора и снижает тактовую частоту, чтобы предотвратить перегрев и повреждение, если вентилятор не работает. Это предшественник системы внутреннего определения температуры и защиты, используемой в современных процессорах Intel.

Совместимость и производительность

В ходе разработки Intel изменила спецификацию, что привело к различным проблемам совместимости и производительности с некоторыми платами, которые ранее были полностью совместимы. Например, материнская плата Packard Bell 450 требовала установки специально разработанного интерпозера между процессором и материнской платой для соответствия измененной спецификации, что, к сожалению, исключало доступ к кэшу второго уровня материнской платы и приводило к снижению производительности. Кроме того, некоторые старые чипсеты не поддерживали функцию записи в кэш первого уровня процессора, что также могло снизить производительность. Однако большинство материнских плат Socket 3, особенно более поздние (после 1994 года) VLB и большинство плат PCI, обеспечивали полноценную поддержку Pentium OverDrive, включая полный доступ к кэшу второго уровня, а многие более ранние платы также поддерживали процессор с разной степенью совместимости и производительности. Что касается производительности, многие популярные синтетические тесты того времени показывали, что Pentium OverDrive уступал своим гораздо более дешевым и высокочастотным конкурентам, хотя его реальная производительность (при оптимальном использовании кэша материнской платы) могла быть иной: программы, интенсивно использующие операции с плавающей точкой или оптимизированные для архитектуры Pentium (что становилось все более распространенным в середине и конце девяностых), получали значительную выгоду от Pentium OverDrive, особенно версия 83 МГц. Кроме того, он полностью поддерживал программы и операционные системы, разработанные специально для архитектуры Pentium, такие как многие эмуляторы, мультимедийные утилиты и даже более поздние версии Windows и игры; однако, целесообразность запуска таких программ на системе с ограниченной тактовой частотой и шиной материнской платы могла быть под вопросом.

Стелька 8

В 1998 году был выпущен Pentium II OverDrive (артикул PODP66X333) как средство модернизации для владельцев Pentium Pro. Этот модуль можно было использовать в одно- и двухпроцессорных системах Socket 8, а также в двух сокетах четырехпроцессорных систем Socket 8 с извлеченными процессорами 3 и 4. Некоторые пользователи неофициально использовали его и в системах Socket 8 с четырьмя и шестью процессорами после модернизации своих систем ALR 6x6. Сочетание ядра Pentium II Deschutes в корпусе flip-chip с 512-килобайтным L2-кэшем на полной скорости, взятым из Pentium II Xeon, в модуль, совместимый с Socket 8, позволило создать процессор с частотой 300 или 333 МГц, работающий на шине 60 или 66 МГц. Эта комбинация объединила наиболее привлекательные характеристики Pentium II и Pentium II Xeon: поддержку MMX/улучшенную 16-битную производительность и полноскоростной L2-кэш соответственно. Позднее мобильное ядро Pentium II Dixon эмулировало это сочетание, используя 256 КБ кэша на полной скорости. В схеме "Семейство/Модель/Ревизия" Intel процессор Pentium II OverDrive относится к семейству 6, модели 3. Несмотря на то, что он был основан на ядре Deschutes, при запросе через команду CPUID он определялся как Pentium II Klamath. Как указано в документации Intel по обновлению процессора Pentium II, "хотя этот процессор имеет CPUID 163xh, он использует ядро процессора Pentium II с CPUID 065xh". Основным заказчиком этих чипов был суперкомпьютер ASCI Red от Intel, расположенный в Национальных лабораториях Сандии – первый компьютер, преодолевший порог в один терафлопс. До модернизации он работал с двумя процессорами Pentium Pro в каждом узле с момента создания в конце 1996 года. В 1999 году все 4510 процессоров ASCI Red были обновлены с двух Pentium Pro до двух Pentium II OverDrive, что позволило ему впервые превысить два терафлопса, сохранив при этом лидирующую позицию в рейтинге TOP500, которую он занимал с момента ввода в эксплуатацию в 1997 году до конца 2000 года. ASCI Red продолжал использовать два процессора Pentium II OverDrive до окончательного вывода из эксплуатации в 2006 году.

In 1998, the Pentium II OverDrive, part number PODP66X333, was released as an upgrade path for Pentium Pro owners. This upgrade could be used in single and dual processor Socket 8 systems, or in two sockets of quad processor Socket 8 systems with CPU 3 and 4 removed. It could also be run in quad and hexa processor Socket 8 systems unofficially after some users upgraded their ALR 6x6 systems with them. Combining the Pentium II Deschutes core in a flip chip package with a 512 kB full speed L2 cache chip from the Pentium II Xeon into a Socket 8 compatible module resulted in a 300 or 333 MHz processor that could run on a 60 or 66 MHz front side bus. This combination brought together some of the more attractive aspects of the Pentium II and the Pentium II Xeon: MMX support/improved 16 bit performance and full speed L2 cache, respectively. The later "Dixon" mobile Pentium II core would emulate this combination with its 256 kB of full speed cache. In Intel's "Family/Model/Stepping" scheme, the Pentium II OverDrive CPU is family 6, model 3. Though it was based on the Deschutes core, when queried by the CPUID command, it identified as a Klamath Pentium II. As noted in the Pentium II Processor update documentation from Intel, "although this processor has a CPUID of 163xh, it uses a Pentium II processor CPUID 065xh processor core." The major customer for these chips was Intel's ASCI Red supercomputer stationed at Sandia National Laboratories, the first computer to break the teraFLOPS performance mark, which up until the upgrade was running dual Pentium Pro CPUs in its nodes since its inception in late 1996. ASCI Red had all 4,510 CPUs upgraded from dual Pentium Pros to dual Pentium II Overdrives in 1999, making it the first computer to break over two teraFLOPS at the time of upgrading, while at the same time maintaining its position as the world's fastest on the TOP500 list since it held that position from its first full operation in 1997 up until late 2000. ASCI Red continued to use dual Pentium II OverDrive CPUs for the remainder of its usage until it was finally decommissioned in 2006.