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奔腾III

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Pentium III
Pentium III logo
产品化1999年至2003年
生产商
  • 英特尔
微架构P6
指令集架构x86 (686)
制作工艺/工艺0.25µm 至 0.13µm
CPU主频范围450 MHz 至 1.4 GHz
前端总线速率100 MHz 至 133 MHz
CPU插座
  • Slot 1
  • Socket 370
核心代号
  • Katmai
  • Coppermine
  • Coppermine-T
  • Tualatin

Pentium III英特尔x86-P6架构之微处理器,于1999年2月底推出。刚推出的版本与早期的Pentium II非常相似,最值得注意的不同是SSE指令的扩展,以及在每个芯片制造的过程加入有争议的序号进去。与Pentium II相同,也有低端的Celeron版本和高阶的Xeon版本。Pentium III最后被Pentium 4所取代,Pentium III的改进设计就是后来的Pentium M

Pentium III核心

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Intel Pentium III处理器家族
标准型标志 移动型标志 台式机
代号 核心 推出日期
Pentium III logo Pentium III-M Logo Katmai
Coppermine
Coppermine-T
Tualatin
(250 nm)
(180 nm)
(180 nm)
(130 nm)
1999年2月
1999年10月
2000年8月
2001年4月
Intel Pentium III处理器列表英语List of Intel Pentium III processors

Katmai

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Katmai拆除散热器的实物图。中间褐色的是CPU本体,右侧两枚是L2 SRAM芯片

Katmai是Pentium III的首发型号,与Pentium II非常相似(均使用0.25µm工艺,工作电压2.0V,部分早期产品的卡匣仍然刻有Pentium II字样),差别是加入SSE指令集,以及改进的,比Pentium II拥有较好性能的第一级缓存(L1)。首次推出的速度是450和500MHz。另外两个版本是:550 MHz于1999年5月17日,600MHz于1999年8月2日推出,工作电压提高至2.05V。在1999年9月27日,推出533B和600B的版本,B型指133MHz前端总线,而先前的是100MHz。

Katmai使用与Pentium II相同的插座接口 - Slot 1,特征是卡匣式的CPU组件(称为SECC2),安装方式类似于扩展卡。L2为板载的分立芯片,与CPU的连接形式类似于显卡的显存。512KB板载L2只能工作在CPU主频的一半,亦有一定的延迟,这限制了Katmai的性能。零售的Katmai预装了带有定速高速风扇的卡匣(使用倒扣式卯榫固定,通常需要损伤性拆除),散热更换比较困难。供给OEM厂商的版本可能只含PCB,由OEM自行寻第三方厂家生产配套散热系统,这种设计的风扇可能不在卡匣上而利用系统整体的风道散热,往往能提供更低的噪音,但牺牲了互换性。

Coppermine

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900MHz Coppermine实物,可见独特的裸晶核心

Intel重作芯片内部的设计,制成了第二个版本Coppermine。Coppermine于1999年10月25日推出,使用0.18µm工艺制造,工作电压下降到1.65V至1.75V。最大的改善是L2集成于CPU之内(称为片载),实现了全速(同步于CPU主频)和更低的延迟,第二级缓存容量虽然减少了一半(256KB,相对于Katmai的512KB),但比Katmai于性能上很大进步。同频之下处理指令的性能平均增加了30%。全速片载L2最初应用于1997年上市的Pentium Pro,在当时是供应专业市场的高端产品,而Coppermine的定位是普及市场。

大多数的Coppermine恢复了插槽式安装(370针脚,称为PGA 370),为了兼容早些年发布的主机板,也有电气规格完全相同的Slot 1版本。较旧的主机板如果获得厂家支持,有可能通过更新BIOS的方式支持Coppermine,前提是CPU供电的硬体部分兼容VRM 8.4规格。

PGA 370版本外观上看是裸晶直接置于衬底之上(这种构造最早被应用于移动CPU - 移动版Pentium 2),并使用扣具式散热器直接卡在塑胶制的插槽上,由于一些扣具本身的设计不良,安装人员经验不足等问题,不当的装卸可能造成CPU或固定座永久的物理损坏,而这种损坏属于人为,并不在保修范围内。PGA 370版本的Coppermine亦是Intel到目前最后一款用于桌面的裸晶处理器。

1.13GHz的版本于2000年中期推出(步进为Stepping cC0),但是很快证明这款CPU在很多情况下运行不稳定,因而召回[1]。研究证明这个问题是由于片载缓存无法在1GHz以上的速度运作。此版本被民间俗称为“矿渣”(因Coppermine中文被翻译为“铜矿”)英特尔花费至少6个月来解决这个问题,于2001年才推出稳定的1.1和1.13GHz版本(Stepping cD0,运行电压提升到1.75V)。

Coppermine-T

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FC-PGA2封装的Coppermine CPU。加入了一体式散热器(IHS)亦起到保护盖的作用,防止装卸散热器过程中对晶体的损坏。电气性能与Coppermine有小的差异,区别在于AGTL信号电压降低,但这对使用性能并无影响,新的信号电压标准沿用到后续产品Tualatin上。Coppermine-T发售量较少,需要订货时专门备注。必须使用新设计的平底散热器以配合。

Tualatin

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PIII-s实物图(1.26GHz, 512KB L2),可见设备有IHS金属盖,此版本与Coppermine-T外观相似

第三个版本Tualatin采用了当时最新的0.13um制程,因而能以更小的核心面积,实现更高的主频和容纳更大的缓存。Intel把512KB的Tualatin命名为为Pentium III-S。Pentium III-S主要是供给刀片服务器厂家,不面向零售渠道供货,主要是担心内部竞争,影响自家高阶产品Pentium 4的销售。事实上,家用主机板(Intel 815E或者VIA 694T芯片组)硬件上完全可以支持单颗Pentium III-S完全发挥。也就是说爱好者只要有渠道获得P3-S芯片,就可以组装出当时性价比很高的个人电脑。面向个人用户的Tualatin Pentium III则继承了Coppermine的256K L2,若不计低压带来功耗方面的优势,和Coppermine相较就是主频较高。

移动版本的Pentium III-m Tualatin也配备了和Pentium III-s相同的512KB缓存,最高主频则达到1.33GHz。这种芯片需配合专门的830MP移动芯片组运行。

Tualatin不再有官方的Slot 1版本。不过当时有第三方厂家的转接器,比如台湾产的PowerLeap,可以让旧型的主机板(包括早至1998年的440BX)升级至Tualatin平台。因为Tualatin的工作电压和信号电压低于老式主板能提供的最低限,转接器要点是通过电路实现主动降压。

512KB L2缓存的Tualatin性能在很多测试项目中都可以超过同频,甚至主频更高的Willamette核心奔腾4。单就运算能力而言,P3-S 1.4GHz在一些项目测试中可以媲美Willamette 2.0GHz,然而总体平台性能往往仍然是P4平台胜出,特别是较复杂的3D设计,游戏等应用。这主要是因为Tualatin的内存界面并没有采用奔腾4的四倍速前端总线(Quad FSB),因而只能支持老式的PC 133 SDRAM,也限制AGP 4X与CPU的交信速度,这限制了总体性能,包括图形性能。

Pentium III Tualatin是在2001年至2002年早期之间所推出,速度分别为1.0、1.13、1.2、1.26、1.33和1.4 GHz,不提供更高主频据信主要是市场考虑而不是技术限制。超频测试早已证明体质较好的Tualatin个体可以稳定工作在1.7G左右,后来Pentium M更是官方证明了0.13 μm制程不但能让类似架构在1.73GHz稳定运行,也可以接入QFSB总线。

Tualatin核心是以俄勒冈地区的图拉丁谷英语Tualatin Valley图拉丁河英语Tualatin River来命名。

参考资料

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  1. ^ 1.13GHz奔腾III芯片有问题 Intel开始回收. [2017-09-30]. (原始内容存档于2007-03-21).