5. Процесори Intel x86/ia32 (32-біт)

Intel 80386 (також відомий як i386 або просто 386) — 32-бітний x86-сумісний процесор третього покоління фірми Intel, випущений 17 жовтня 1985. Цей процесор був першим 32-розрядним процесором.

Процесор i386 повністю сумісний зі своїми попередниками - процесорами 8086-80286. Він виконує програми, призначені для них, без необхідності модифікації коду і перекомпіляції (або з мінімальними модифікаціями) і робить це більш ефективно: затрачає на виконання менше число тактів синхронізації;

має вищі тактові частоти, за рахунок використання нових технологій; має збільшений, у порівнянні з попередніми процесорами, буфер передвибірки команд – 16 байт (яких вистачає приблизно на п'ять команд); буфер передвибірки забезпечує меншу кількість звернень за командами і виключає зайві звернення в пам'ять в коротких циклах і виконанні строкових команд.

Разом з тим i386 є серйозною переробкою процесора 80286. За деякими оцінками, ні до, ні після i386 архітектура процесорів x86 жодного разу не перероблялася настільки кардинально. У процесорах цієї архітектури вперше були введені основні механізми підтримки сучасних 32-розрядних операційних систем для PC-сумісних платформ. Вся архітектура x86 була розширена до 32 біт - всі регістри (за винятком сегментних) стали 32-бітними, отримавши у назві префікс «E» (EAX, EBX, EIP, EFLAGS тощо), із збереженням повного набору команд для роботи з ними. У тому числі:регістр прапорів, який отримав безліч нових прапорів для управління багатозадачністю, регістр управління процесором MSW процесора 80286, названий на i386 «CR0».

32-бітної стала і адресація в захищеному режимі (з можливістю створення 16-бітних сегментів, для сумісності з 80286). Вона дозволила вперше з часу появи 8086 забути про сегментації, а точніше, обмеження розміру сегмента 64 кілобайтами (обмеження 16-бітного адреси), яке давно перестало влаштовувати програмістів.

До появи i386 програми та операційні системи використовували кілька головоломних моделей організації пам'яті (крихітна - tiny, мала - small, велика - large, величезна - huge), що розрізняються по організації в пам'яті сегментів коду, стека і даних. 32-бітний адресу дозволив використовувати замість них одну просту плоску модель (англ. flat) - 32-бітний варіант крихітної моделі, в якій всі сегменти завдання знаходяться в одному адресному просторі. Плоска модель забезпечує розмір такого «загального» сегмента до майже 4 гігабайт, яких на ті часи вистачало для будь-якого мислимого завдання.

Плоска модель має й недоліки: в ній з'являються проблеми переміщуваності машинного коду, які раніше легко обходилися сегментацією, забезпечення переміщуваності лягло на плечі операційних систем, з новими форматами дискового образу програми. Плоска модель практично зводить нанівець управління пам'яттю в захищеному режимі (обмеження доступу та підтримка віртуальної пам'яті), яке до i386 могло виконуватися тільки на рівні сегментації. Тільки поява нової моделі управління пам'яттю - сторінкового перетворення - забезпечило плоскій моделі її сьогоднішню популярність.

Плоска модель увійшла в побут настільки широко, що сучасні програмісти часто і не підозрюють, що програми звертаються в пам'ять через сегменти. У i386 був введений новий механізм управління пам'яттю - адресний простір, до якого звертається процесор за даними та кодом, в якому розташовуються сегменти (назване лінійним адресним простором) може не відповідати реальній

фізичній пам'яті. Фізична пам'ять (включаючи буфери зовнішніх пристроїв, наприклад відеобуфер) може бути відображена в лінійний адресний простір довільним чином - кожна сторінка (розміром 4 кілобайти) лінійного простору може бути переадресовано на будь-яку сторінку фізичної пам'яті через каталог сторінок, що розташовується в оперативній пам'яті (адреса каталогу сторінок визначається значенням нового регістра управління «CR3»).

Як і сегменти, сторінки лінійного адресного простору можуть бути оголошені неприсутніми (звернення до таких сторінок викликає обробник сторінкового порушення операційної системи). Неприсутні сторінки, в першу чергу, використовуються, для організації віртуальної пам'яті - обробник сторінкового порушення здійснює свопінг сторінок пам'яті з зовнішніми пристроями, що запам'ятовують. Також, неприсутні сторінки використовуються в плоскій моделі пам'яті (де розмір сегмента зазвичай має розмір від 2 до 4 гігабайт, навіть якщо у комп'ютера немає стільки фізичної пам'яті) для маркування сторінок сегмента, в які операційна система не виділила пам'яті. У цьому випадку, сторінкове порушення, як правило, завершує задачу або починає її налагодження. Через сторінкове перетворення i386 може адресувати до 4 Гбайт фізичної пам'яті і до 64 Тбайт віртуальної пам'яті.

Підтримка багатозадачності в процесорах x86 позначає апаратну підтримку «прозорого» перемикання з однієї звичайної програми (завдання) на іншу. При перемиканні процесор зберігає свій стан (включаючи адресу наступної команди, селектори сегментів) в сегменті стану (TSS; сегмент пам'яті, з селектором з регістра TR) одного завдання, після чого відновлює стан іншої задачі з її сегмента стану (селектор сегмента стану нового завдання завантажується з дескриптора її сегмента коду). У i386 механізми захисту і багатозадачності були значно розширені і поліпшені. Залежно від характеру порушень, вони можуть тихо ігноруватися (наприклад, деякі біти регістра EFLAGS не можна змінити завантаженням прапорів із стека), викликати обробник виключення (операційної системи).

Intel486 (також відомий як i486, Intel 80486 або просто 486-ий) — 32-бітний скалярний x86-сумісний процесор четвертого покоління, побудований на гібридному CISC, -RISC ядрі, і випущений фірмою Intel 10 квітня 1989 року. Цей мікропроцесор є вдосконаленою версією процесора Intel 80386. Уперше він був продемонстрований на виставці Comdex Fall, восени 1989 року. Це був перший мікропроцесор зі вбудованим математичним співпроцесором (FPU). Застосовувався, переважно, в настольних ПК, у високопродуктивних робочих станціях, в серверах і портативних ПК (ноутбуки і лаптопи).

У травні 2006 року Intel заявила, що виробництво чипів 80486 припиниться в кінці вересня 2007 року. І хоча для прикладних програм на персональних комп'ютерах цей чіп до того часу вже давно застарів, Intel продовжувала виробляти його для використання у вбудовуваних системах.

Intel486 мав розташовану на кристалі кеш-пам'ять об'ємом 8 Кбайт, пізніше — 16 Кбайт, що працює на частоті ядра. Наявність кеша дозволило істотно збільшити швидкість виконання операцій мікропроцесором. Спочатку кеш Intel486 працював за принципом наскрізного запису (англ. write-through, WT), але пізніше, в рамках сімейства Intel486, були випущені моделі з внутрішнім кешем, працює за принципом зворотнього запису (англ. write-back, WB). Процесор міг використовувати і зовнішній кеш, швидкість читання-запису якого, однак, була помітно нижче ніж у внутрішнього кеша. При цьому внутрішній кеш стали називати кешем першого рівня (Level 1 Cache), а зовнішній кеш, розташований на материнській платі, кешем другого рівня (Level 2 Cache). Кеш мав 4-канальну набірно-асоціативну архітектуру і працював на рівні фізичних адрес пам'яті.

Однак, в результаті використання інтегрованої кеш-пам'яті, істотно зросла кількість транзисторів у процесорі і, як наслідок, збільшилася площа кристала. Збільшення кількості транзисторів призвело до істотного збільшення тепла, що розсіюється. У середньому, розсіювана потужність збільшилася в 2 рази, в порівнянні з аналогічними моделями серії Intel386. Багато в чому цьому сприяла інтеграція кеш-пам'яті, хоча були й інші фактори, але вони не настільки істотні. З цієї причини процесори Intel486 старших моделей вже вимагали примусового (активного) охолодження.

В Intel486 був використаний вбудований математичний співпроцесор (англ. Floating Point Unit, FPU). Взагалі, це був перший мікропроцесор сімейства x86 з вбудованим FPU. Вбудований FPU був програмно сумісний з мікросхемою Intel 80387 — математичним співпроцесором, що застосовувався в системах з процесором Intel386. Завдяки використанню вбудованого співпроцесора здешевлюється процесор, швидкість зростає за рахунок зменшення загального числа контактів і корпусів мікросхем.

Технічні характеристики: дата анонсу першої моделі: 10 квітня 1989. Розрядність регістрів: 32 біт. Розрядність зовнішніх шин даних і адреси: 32 біт. Обсяг віртуальної пам'яті, що адресується: 64 Мбайт. Максимальний обсяг сегмента: 4 Гбайт. Обсяг фізичної адресної пам'яті: 4 Гбайт. Кеш L1: 8 Кбайт,

DX4 — 16 Кбайт. Кеш L2: на материнській платі (на частоті FSB). FPU: на кристалі, у SX відключений. Тактові частота процесора, МГц: 16-150. Тактові частота FSB, МГц: 16-50. Напруга живлення: 5-3,3 В. Кількість транзисторів: 1185000, SX2 — 0,9 млн, SL — 1,4 млн, DX4 — 1,6 млн. Техпроцес, нм: 1000, 800 і 600 для DX4. Площа кристала: 81 мм² для 1185000 транзисторів і технології 1000 нм, 67 мм² для 1185000 транзисторів і 800 нм технології, 76 мм² для DX4. Роз'єм: гніздо типу Socket. Корпус: 168- і 169-контактний керамічний PGA, 132- і 208-контактний пластиковий PQFP. Інструкції: x86 (150 інструкцій, не рахуючи модифікацій). Процесор мав 32-бітні шини адреси і даних. Це вимагало наявності пам'яті у вигляді чотирьох 30-контактних або одного 72-контактного модуля SIMM.

Розміщення кристала в корпусі мікропроцесора.

«Pentium» (укр. Пентіум) — торгова марка декількох поколінь мікропроцесорів сімейства x86, що випускаються корпорацією Intel з 22 березня 1993 року. Перший у серії Pentium був процесором Intel п'ятого покоління і прийшов на зміну Intel 80486 (який часто називали просто 486).

Процесори Pentium першого покоління. Дві (єдині) моделі анонсовані 23 березня 1993 і працювали з тактовою частотою ядра 60 і 66 МГц, частота системної шини (FSB) дорівнювала частоті ядра, тобто множник ядра дорівнював 1,0. Кеш другого рівня розміщувався на материнській платі і міг мати розмір до 1 Мб. Процесор випускався в 273-контактному корпусі CPGA, встановлювався в корпус Socket 4 і працював від напруги 5 В. Всі процесори Pentium відносяться до класу SL Enhanced — це означає, що в них передбачена система SMM, що забезпечує зниження енергоспоживання. Ранні варіанти процесорів, з частотами 60-100 МГц (ядра P5 і P54C), мали помилку в модулі FPU (математичний співпроцесор), яка в рідкісних випадках призводила до зменшення точності операції ділення. Цей дефект був виявлений в 1994 році і став відомий як «Pentium FDIV баг». Процесори на ядрі P5 виготовлялися з використанням 800-нанометрового техпроцесу, по біполярній BiCMOS-технології. Процесор містить 3,1 млн транзисторів, а розмір кристала ядра становить 294 мм ². Pentium 66 споживає струм в 3,2 А і має потужність 16 Вт, що зажадало установки додаткового вентилятора. Виробництво таких процесорів виявилося дуже складним і відсоток виходу придатних кристалів виявився занадто малий. Багато фахівців, вказуючи на численні недоліки процесорів Pentium першого покоління, не радили купувати дані моделі. Виробництво на час довелося зупинити. Однак незабаром почалося виробництво вдосконалених процесорів, заснованих на ядрі P54C.

Основні відмінності від процесора 486

Суперскалярна архітектура. Завдяки використанню суперскалярної архітектури процесор може виконувати 2 команди за 1 такт. Така можливість існує завдяки наявності двох конвеєрів — u-і v-. u-конвеєр — основний, виконує всі операції над цілими і речовими числами; v-конвеєр — допоміжний, виконує тільки прості операції над цілими і частково над речовими. Щоб старі програми (для 486) повною мірою використали можливості такої архітектури, необхідно було їх перекомпілювати. Pentium — перший CISC-процесор, що використовує багатоконвеєрну архітектуру. 64-бітна шина даних дозволяє процесору Pentium за один шинний цикл обмінюватися вдвічі більшим обсягом даних з оперативною пам'яттю, ніж 486 (при однаковій тактовій частоті). Механізм передбачення адреси розгалуження. Застосовується для скорочення часу простою конвеєрів, викликаного затримками вибірки команд при зміні лічильника адреси під час виконання команд розгалуження. Для цього в процесорі використовується буфер адреси розгалуження BTB (Branch Target Buffer), який використовує алгоритми передбачення адреси розгалуження.Роздільне кешування програмного коду і даних. У процесорах Pentium використовується кеш-пам'ять першого рівня (кеш L1) обсягом 16 Кб, розділена на 2 сегменти: 8 Кб для даних і 8 Кб для інструкцій. Це покращує продуктивність і дозволяє робити подвійне кешування доступним частіше, ніж це було можливо раніше. Крім того, змінено механізм кешування. Покращений блок обчислень з плаваючою точкою (FPU). Симетрична багатопроцесорна робота (SMP).

Pentium Pro (вимовляється: Пентіум Про) — процесор Intel шостого покоління, сумісний з архітектурою x86. Процесор був анонсований 1 листопада 1995, проте доступний став дещо пізніше. Спочатку планувалося замінити цим процесором всю лінійку Pentium, але надалі від цих планів Intel відмовилася і процесор позиціонувався, в основному, як процесор для серверів і робочих станцій. Крім того, процесор міг бути використаний при складанні багатопроцесорної конфігурації (до 4-х процесорів).

Процесори, випущені під маркою Pentium Pro, випускалися тільки на одному ядрі, відомому під кодовою назвою P6 (назва вказувала на приналежність процесора до шостого покоління). Були випущені моделі з тактовою частотою 150, 166, 180 і 200 МГц. Також був випущений інженерний зразок з частотою 133 МГц, однак у широкий продаж він не надійшов.

Незважаючи на назву Pentium це ядро ​​сильно відрізнялося від усіх попередніх. Крім абсолютно нової архітектури, розробленої незалежно від процесорів п'ятого покоління, цей процесор відрізняло застосування технології динамічного виконання (зміни порядку виконання інструкцій) і архітектура подвійної незалежної шини (Double Independent Bus), завдяки чому зняті обмеження на пропускну здатність пам'яті. Процесор був укладений в 387-контактний корпус типу SPGA, встановлюваний в Socket 8, який механічно не сумісний ні з одним роз'ємом, що випускався раніше. Socket 8 розроблявся з урахуванням того, щоб об'єднати до 4-х процесорів у багатопроцесорну структуру MPS. В одному корпусі розміщувалося відразу два кристала — саме ядро ​​процесора і кеш-пам'ять L2. Крім того, була додана ще одна шина, яка з'єднувала процесор з кешем L2. У результаті всього цього був вперше застосований кеш L2, що працює на частоті ядра. Кеш першого рівня становив 16Кб, а кеш L2 спочатку мав розмір 256Кб (так само випускалися процесори Pentium Pro 166 і 200 з кешем L2 об'ємом 512Кб), проте, 18 серпня 1997 був анонсований процесор Pentium Pro 200 з 1Мб кеш-пам'яті L2 на борту (два кристала кеш-пам'яті L2 по 512Кб). Pentium Pro був дуже дорогим (Pentium Pro

200 з 1Мб L2 спочатку коштував $ 2675) з огляду на те, що тепер в корпусі знаходилася дорога за собівартістю кеш-пам'ять L2. Розрядність шини адреси становила 36 біт.

Слід зазначити, що Pentium Pro не підтримував технологію MMX. При 32-бітних обчисленнях і багатозадачності він значно перевершував по продуктивності Pentium, але в 16-бітних додатках програвав йому. Багато в чому тому багато домашніх користувачів холодно зустріли Pentium Pro (тоді все ще була популярна 16-бітна операційна система Windows 3.1 і MS-DOS).

Технічні характеристики: Дата анонсу першої моделі: 1 листопада 1995. Тактові частоти (МГц): 150, 166, 180, 200. Частота системної шини (FSB) (МГц): 60, 66. Розмір кешу L1 (Кбайт): 8 (для даних) +8 (для інструкцій). Напруга живлення: 3,1 або 3,3 В. Кількість транзисторів у ядрі (млн.): 5,5. Площа кристала ядра (кв. мм): 195 або 306. Адресна пам'ять: 64 Гбайт. Розрядність регістрів: 32. Розрядність зовнішньої шини: 64. Розрядність шини адреси: 36. Розмір кешу L2 (Кбайт): 256 Кбайт (для Pentium Pro 166 також 512Кб, для Pentium Pro 200 також 512Кб і 1Мб). Максимальне тепловиділення (Вт): 47. Техпроцес (мкм): 0,5, 0,35. Роз'єм: Socket 8. Корпус: 387-контактний SPGA.

Intel Pentium II (укр. Інтел Пентіум два) — процесор x86-сумісної мікроархітектури Intel P6, анонсований 7 травня 1997. Ядро Pentium II являє собою модифіковане ядро P6 (вперше використане в процесорах Pentium Pro). Основними відмінностями від попередника є збільшений з 16 до 32 Кб кеш першого рівня та наявність блоку SIMD-інструкцій MMX (що з'явилися трохи раніше в Pentium MMX), підвищена продуктивність при роботі з 16-розрядними додатками. У системах, побудованих на базі процесора Pentium II, повсюдне застосування знайшли пам'ять SDRAM і шина AGP.

Велика частина процесорів Pentium II випускалася в двох типах корпусів: SECC і SECC2. Pentium II в корпусі типу SECC являє собою картридж, що містить процесорну плату («субстрат») з встановленою на ній мікросхемою процесора, а також двома або чотирма мікросхемами кеш-пам'яті типу BSRAM і tag-RAM. До мікросхеми процесора за допомогою пружних пластинок і штифтів притиснута теплорозподільна пластина (на ній, у свою чергу, встановлюється кулер). Маркування процесора знаходиться на картриджі.

Процесор призначений для установки в 242-контактний щілинний роз'єм Slot Кеш-пам'ять другого рівня працює на половині частоти ядра. У корпусі типу SECC випускалися всі процесори на ядрі Klamath, ранні моделі на ядрі Deschutes з частотами 266–333 Мгц і частина пізніх моделей на цьому ядрі. Основною відмінністю корпусу типу SECC2 від SECC є відсутність теплорозподільної пластини. Кулер, встановлений на процесор в корпусі типу SECC2, контактує безпосередньо з мікросхемою процесора. У корпусі типу SECC2 випускалися частина пізніх моделей Pentium II на ядрі Deschutes з частотами 350–450 МГц.

Існує також варіант Pentium II OverDrive в корпусі PGA (встановлюється в гніздовий роз'єм Socket 8) з повношвидкісним кешем другого рівня, призначений для заміни Pentium Pro. Ядро Klamath є еволюційним продовженням ядра P6, на якому був побудований Pentium Pro. Кеш-пам'ять першого рівня збільшено з 16 до 32 Кб, додано блок SIMD-інструкцій MMX, внесено зміни з метою підвищення продуктивності при роботі з 16-бітним кодом. Процесор має можливість роботи в двопроцесорних системах (на відміну від Pentium Pro, здатного працювати в чотирипроцесорних системах). Кеш другого рівня був винесений з корпуса процесора, в результаті чого вартість виробництва процесора була істотно знижена, так як це дозволяло Intel не займатися виробництвом мікросхем кеш-пам'яті, а закуповувати їх (використовувалися мікросхеми BSRAM виробництва Toshiba, SEC і NEC). Кеш об'ємом 512 Кб (чотири мікросхеми, розташовані на обох сторонах процесорної плати) працював на половині частоти ядра.

Процесор випускався по 350 нм технології, мав напругу ядра 2,8 В, виділяв велику кількість тепла і не мав високого частотного потенціала. 26 січня 1998 Intel анонсувала процесор Pentium II, побудований на новому ядрі, що носить кодове ім'я Deschutes. На відміну від Klamath, процесори з ядром Deschutes виготовлялося по 250 нм технології, напругу ядра було знижено до 2,0 В, що дозволило значно знизити тепловиділення і підняти планку максимальної частоти до 450 МГц. Більшість процесорів ревізій Вх здатні працювати і на частотах понад 500 МГц.

Кеш другого рівня об'ємом 512 Кб і раніше працював на половині частоти ядра, проте був виконаний у вигляді двох мікросхем BSRAM, розташованих по обидві сторони кристала процесора. За деякими даними, це могло призводити до незначних втрат у продуктивності щодо Klamath на рівних частотах. В останніх ревізіях процесора Pentium II і ранніх Pentium III розташування мікросхем було змінено: мікросхеми розташувалися один над одним праворуч від кристала.

Піддалася змінам і tag-RAM: замість мікросхеми Intel 82459AB, що мала досить високе тепловиділення, використовуються мікросхеми 82459AC (в процесорах ревізії А0) і 82459AD. Остання практично не нагрівається і

працездатна на частотах понад 500 МГц. Спочатку tag-RAM розташовувалася на звороті плати під кристалом, а потім була переміщена слідом за мікросхемами кеш-пам'яті.

Ранні процесори з ядром Deschutes, як і Klamath, мали картридж типу SECC. Охолодження кеш-пам'яті в цьому картриджі було утруднено: пластина тепловідведення не торкалася мікросхем BSRAM, тому спочатку пластина тепловідведення була модернізована (з'явилися виступи, що дозволяють здійснити контакт з мікросхемами), а потім зникла. Картридж без тепловідводної пластини отримав найменування SECC2.

Щоб відрізнити моделі, що працюють на однакових частотах (266 і 300 МГц), але мають різні ядра, у процесорів, побудованих на ядрі Deschutes, в кінці назви дописували літеру «A». Ранні процесори (з частотами 266, 300, 333, 350 і 400 МГц) мали розмір кристала 131 мм ², з виходом нової ревізії розміри кристала зменшилися до 118 мм ². Процесори з частотою 350 МГц і вище працювали із зовнішньою частотою 100 МГц. Модифіковане ядро ​​Deschutes, в якому з'явився блок SSE, отримало найменування Katmai і лягло в основу наступного процесора компанії Intel — Pentium III.

Intel Pentium III (Інтел Пентіум три) — x86-сумісний процесор архітектури Intel P6, анонсований 26 лютого 1999. Ядро Pentium III являє собою модифіковане ядро Deschutes (яке використовувалося в процесорах Pentium II). У порівнянні з попередником розширено набір команд (доданий набір інструкцій SSE) і оптимізована робота з пам'яттю. Це дозволило підвищити продуктивність як у нових програмах, що використовують розширення SSE, так і в існуючих (за рахунок зрослої швидкості роботи з пам'яттю). Також був введений 64-бітний серійний номер, унікальний для кожного процесора.

Процесори Pentium III для настільних комп'ютерів випускалися в трьох варіантах корпусів: SECC2, FCPGA і FCPGA2.

Pentium III в корпусі SECC2 являє собою картридж, що містить процесорну плату («субстрат») з встановленим на ній ядром процесора (у всіх модифікаціях), а також мікросхемами кеш-пам'яті BSRAM і tag-RAM (в процесорах, заснованих на ядрі Katmai). Маркування знаходиться на картриджі. Процесор призначений для установки в 242-контактний щілинний роз'єм Slot 1. У процесорах, заснованих на ядрі Katmai, кеш-пам'ять другого рівня працює на половині частоти ядра, а в процесорах на ядрі Coppermine — на частоті ядра.

Pentium III в корпусі FCPGA являють собою підкладку з органічного матеріалу зеленого кольору з встановленим на ній відкритим кристалом на лицьовій стороні і контактами на зворотному. Також на зворотному боці корпусу (між контактами) розташовано кілька SMD-елементів. Маркування нанесено на наклейку, розташовану під кристалом. Кристал захищено від сколів спеціальним покриттям синього кольору, що знижує його крихкість. Однак, незважаючи на наявність цього покриття, при неакуратній установці радіатора (особливо недосвідченими користувачами) кристал отримував тріщини і відколи (процесори, що отримали такі пошкодження, на жаргоні називалися колотими). У деяких випадках процесор, що отримав істотні пошкодження кристала (відколи до 2-3 мм з кута), продовжував працювати без збоїв чи з рідкісними збоями.

Процесор призначений для установки в 370-контактний гніздовий роз'єм Socket 370. У корпусі FCPGA випускалися процесори на ядрі Coppermine.

Корпус FCPGA2 відрізняється від FCPGA наявністю теплорозподілювача (металева кришка, що закриває кристал процесора), що захищає кристал процесора від відколів (проте, його наявність знижує ефективність охолодження. Маркування нанесено на наклейки, розташовані зверху і знизу від теплорозподілювача. У корпусі FCPGA2 випускалися процесори на ядрі Tualatin, а також процесори на пізній версії ядра Coppermine (відомої як Coppermine-T). Процесори Pentium III для настільних комп'ютерів випускалися в трьох варіантах корпусів: SECC2, FCPGA і FCPGA2.

Pentium III в корпусі SECC2 являє собою картридж, що містить процесорну плату («субстрат») з встановленим на ній ядром процесора (у всіх модифікаціях), а також мікросхемами кеш-пам'яті BSRAM і tag-RAM (в процесорах, заснованих на ядрі Katmai). Маркування знаходиться на картриджі. Процесор призначений для установки в 242-контактний щілинний роз'єм Slot 1. У процесорах, заснованих на ядрі Katmai, кеш-пам'ять другого рівня працює на половині частоти ядра, а в процесорах на ядрі Coppermine — на частоті ядра.

Pentium III в корпусі FCPGA являють собою підкладку з органічного матеріалу зеленого кольору з встановленим на ній відкритим кристалом на лицьовій стороні і контактами на зворотному. Також на зворотному боці корпусу (між контактами) розташовано кілька SMD-елементів. Маркування нанесено на наклейку, розташовану під кристалом. Кристал захищено від сколів спеціальним покриттям синього кольору, що знижує його крихкість. Однак, незважаючи на наявність цього покриття, при неакуратній установці радіатора (особливо недосвідченими користувачами) кристал отримував тріщини і відколи (процесори, що отримали такі пошкодження, на жаргоні називалися колотими). У деяких випадках процесор, що отримав істотні пошкодження кристала (відколи до 2-3 мм з кута), продовжував працювати без збоїв чи з рідкісними збоями.

Процесор призначений для установки в 370-контактний гніздовий роз'єм Socket 370. У корпусі FCPGA випускалися процесори на ядрі Coppermine. Корпус FCPGA2 відрізняється від FCPGA наявністю теплорозподілювача (металева кришка, що закриває кристал процесора), що захищає кристал процесора від відколів (проте, його наявність знижує ефективність охолодження. Маркування нанесено на наклейки, розташовані зверху і знизу від теплорозподілювача. У корпусі FCPGA2 випускалися процесори на ядрі Tualatin, а також процесори на пізній версії ядра Coppermine (відомої як Coppermine-T).

Intel Pentium 4 — одноядерний мікропроцесор компанії Intel, що був представлений 20 листопада 2000 року. Він став першим мікропроцесором, в основі якого була принципово нова архітектура сьомого покоління (за класифікацією Intel) —NetBurst. Крім різних варіантів Pentium 4 до процесорів архітектури NetBurst відносяться двоядерні процесори Pentium D, а також деякі процесори Xeon, які призначені для серверів. Більш того, частина процесорів Celeron, призначених для систем нижнього цінового рівня, являють собою Pentium 4 з частково відключеним кешем другого рівня.

Виробництво процесорів Pentium 4 було почате в 2000 році. З середини 2005 року почався їх поступовий перехід до нижньої цінової категорії. Їх місце зайняли двоядерні процесори Pentium D. 27 липня 2006 року з'явились перші процесори Core 2 Duo, що замінили процесори архітектури NetBurst, а вже 8 серпня 2007 року компанія Intel повідомила про початок дії програми стосовно зняття з виробництва всіх процесорів архітектури NetBurst.

Intel Pentium 4 1800 на ядрі Northwood

7 січня 2002 компанією Intel були анонсовані процесори Pentium 4 на новому ядрі Northwood на основі ядра ​​Willamette із збільшеним до ½ Мбайт об'ємом кеш-пам'яті другого рівня. Процесори на ядрі Northwood містили 55 млн транзисторів і вироблялися за новою 130 нм КМОП-технологією з мідними з'єднаннями. За рахунок використання нової технології виробництва вдалося значно скоротити площу кристала: кристал процесорів на ядрі Northwood ревізії B0 мав площу 146 мм ², а в наступних ревізіях площа кристала зменшилася до 131 мм ².

Тактова частота процесорів Pentium 4 на ядрі Northwood становила 1,6-3,4 ГГц, частота системної шини - 400, 533 або 800 МГц в залежності від моделі.

Всі процесори на ядрі Northwood випускалися в корпусі типу FC-mPGA2 і призначалися для установки в системні плати з роз'ємом Socket 478, напруга ядра цих процесорів становило 1,475-1,55 В залежно від моделі, а максимальне тепловиділення - 134 Вт на частоті 3,4 ГГц. 14 листопада 2002 був представлений процесор Pentium 4 з 3066 МГц, що підтримує технологію віртуальної багатоядерності - Hyper-Threading. Цей процесор виявився єдиним процесором на ядрі Northwood з частотою системної шини 533 МГц, що підтримував технологію Hyper-Threading. Надалі цю технологію підтримували всі процесори з частотою системної шини 800 Мгц (2,4-3,4 ГГц).

Pentium M — це процесор з архітектурою x86 розроблений і вироблений компанією Intel і призначений для використання в платформі Intel Centrino. Процесор спочатку розроблявся для використання в мобільних комп'ютерах, про що говорить буква «M», mobile. Перед офіційним представленням широкій публіці він носив кодове ім'я «Banias». Представлений у березні 2003 року.

Pentium M являє собою нову і радикальну відправну точку Intel, він не є доопрацьованою, з метою зниження споживання енергії, версією процесора для настільного комп'ютера Pentium 4, а являє собою дуже сильно доопрацьовану версію процесора Pentium III на ядрі Tualatin, який, у свою чергу, базувався на дизайні ядра Pentium Pro. Він спеціально оптимізований з метою збільшення енергетичної ефективності, життєво необхідної характеристики для продовження часу роботи мобільних комп'ютерів від батареї. Працюючи з дуже малим середнім споживанням енергії і, відповідно, малим тепловиділенням, в порівнянні з настільними процесорами, Pentium M також працює і на малих тактових частотах, але з порівнянною продуктивністю. Наприклад, Pentium M, що працює на частоті 1,6 ГГц показує середню продуктивність, порівнянну з 2,4 ГГц Pentium 4 на ядрі Northwood без технології Hyper-threading.

Процесор являє собою обчислювальне ядро ​​від Pentium III, системну шину, сумісну з Pentium 4, вдосконалені інструкції декодування видачі, покращений блок пророкування переходів, підтримку SSE2 і великий кеш. Використовується також новітній метод відключення невикористовуваних енергоємних блоків кеша. Інші методи енергозбереження включають в себе динамічну зміну частоти і напруги ядра, всі Pentium M зменшують свою тактову частоту, якщо система простоює, з метою збереження енергії. Остання інновація в даній області — технологія SpeedStep 3 з розширеною кількістю робочих точок у порівнянні з попередніми версіями SpeedStep. З цією технологією 1,6 ГГц Pentium M здатний ефективно вибирати свою частоту залежно від навантаження і виставляти 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц, 1200 МГц, 1400 МГц і 1600 МГц. Це та інші видатні властивості Pentium M дозволили домогтися екстремально низького енергоспоживання, що варіюється від 5 Вт до 27 Вт при повному навантаженні. Ці властивості сильно затребувані виробниками мобільних комп'ютерів і дозволяють використовувати Pentium M в тонких, легких і маленьких ноутбуках.

Хоча Intel позиціонує Pentium M виключно як мобільний продукт, виробники материнських плат, такі як AOpen, DFI і MSI мають у своєму асортименті Pentium M сумісні материнські плати для ентузіастів, домашніх розважальних центрів, робочих станцій і серверних додатків. А завдяки адаптеру CT-479, розробленим компанією ASUS, можливо використовувати всі процесори Pentium M в материнських платах цієї компанії розроблених для процесорів Socket 478 Pentium 4. Компанія Shuttle Inc. запропонувала компактний настільний комп'ютер на процесорі Pentium M, що позиціонується як дуже тихий, що споживає мінімум енергії і займає мало місця. Процесори Pentium M отримали широке поширення в індустрії вбудованих систем. Низьке споживання Pentium M дозволяє будувати безвентиляторні і високоінтегровані вбудовані комп'ютери, такі як «Midget» компанії Toradex.

А завдяки адаптеру CT-479, розробленим компанією ASUS, можливо використовувати всі процесори Pentium M в материнських платах цієї компанії розроблених для процесорів Socket 478 Pentium 4. Компанія Shuttle Inc. запропонувала компактний настільний комп'ютер на процесорі Pentium M, що позиціонується як дуже тихий, що споживає мінімум енергії і займає мало місця. Процесори Pentium M отримали широке поширення в індустрії вбудованих систем. Низьке споживання Pentium M дозволяє будувати безвентиляторні і високоінтегровані вбудовані комп'ютери, такі як «Midget» компанії Toradex.

Intel Core (укр. Кор (ядро, серцевина))  — це назва для лінійки процесорів Intel, започаткованих чипом з ядром Yonah, представленого 5 січня 2006 року. Він призначений для заміни торгової марки Pentium, що вживалась Intel у процесорах кількох архітектурних поколінь ще з 1993 року. Ця назва є частиною операції з ребрендингу, запущеної Intel у січні 2006 року; наступне покоління настільних і мобільних процесорів після Intel Core отримало назву Intel Core 2, яка замінила торгову марку Pentium. На 2013 рік серія процесорів Core включає в себе лінійки Core i7, Core i5 та Core i3.

Робочі частоти від 1,2 ГГц (найнижча) до 3,7 ГГц (найвища) (модель Core i7-4820K також може досягати частоти 4,0 ГГц через технологію Intel Turbo Boost.

Celeron (укр. Целерон) — велике сімейство бюджетних x86-сумісних процесорів компанії Intel. Сімейство Celeron призначалося для побудови дешевих комп'ютерів. Процесори Celeron спочатку позиціонувалися як процесори нижнього сегменту, і призначалися для розширення частки ринку компанії Intel. Однією з причин невисокої ціни є їх низька, по відношенню до старших процесорів, продуктивність.

Перший процесор сімейства Celeron був анонсований 15 квітня 1998 року, працював на частоті 266 Мгц і був побудований на основі Pentium II без кеша другого рівня. Пізніше вийшли процесори засновані на Pentium III, Pentium 4 і Pentium M. До випуску Celeron'а Intel активно витіснялася з ринку дешевих бюджетних рішень такими конкурентами, як AMD, з своїм процесором K6, Cyrix зі своїм чипом 6х86 і IDT з своїм процесором Winchip. Ці процесори було призначено для вже застаріваючої платформи Socket 7. Конкурувати з ними міг тоді тільки Pentium MMX, у той час, вже, що позиціонується як процесор для low-end ринку. Але продуктивності Pentium MMX вже починало не вистачати, і Intel вирішує випустити процесор побудований на архітектурі Pentium II і при цьому з ціною привабливої для побудови малобюджетної системи. В результаті Intel вдалося відвоювати велику частку ринку, а конкуренти Cyrix та IDT змушені були піти з ринку. Перший процесор Celeron, як і Pentium II, випускався для Slot 1, але використовував корпус типу SEPP, в якому немає верхньої пластикової кришки.

Щоб уникнути згубної внутрішньої конкуренції, Інтел надалі був змушений апаратно розвести свої сімейства процесорів, і штучно обмежувати можливості Celeron (блокуванням половини кешу, обмеженням частоти шини, забороною симетричної мультипроцесорності).

Перші процесори сімейства Celeron були випущені на ядрі Covington, що являє собою ядро Deschutes без кеша L2. Відсутність кеша L2 призвело до того, що процесор був помітно менш продуктивним, ніж навіть Pentium MMX, і це при тому, що частота Celeron була більше. У результаті вийшло так, що на зміну старому процесору прийшов процесор з новою архітектурою, але при цьому помітно повільніший. Більшість експертів негативно відгукувалися про новий процесор, йому навіть дали кілька прізвиськ, такі як Slugeron, Celery (селера) або Deceleron. Все це змусило Intel швидко випустити нове ядро — Mendocino. На ядрі Covington було випущено всього дві моделі з частотами 266 і 300 МГц. Разом з тим, ці процесори стали справжньою знахідкою для оверклокерів, більшість з них розганялися до 400 і 450 МГц і більше. При цьому продуктивність розігнаних процесорів в 3D-іграх була не набагато менше ніж у Pentium II з тією ж частотою, а коштували вони в рази дешевше.

Intel знала про поганої репутації перших Celeron і тому не стала повторювати помилки та випустила нове ядро з кешем L2. Ядро Mendocino багато в чому має ту ж архітектуру, що і Katmai, хоча і випущено раніше. Кеш L2 був інтегрований в ядро ​​і, відповідно, розміщувався на одному з ним кристалі, що дозволило працювати кешу L2 на частоті ядра. Тому, хоча частота FSB була навмисно зменшена до 66 МГц, в деяких випадках (переважно в іграх) цей процесор часом випереджав по продуктивності дорожчі процесори, що випускалися Intel, кеш L2 яких працював на половинній частоті ядра. Також ці процесори Celeron з частотами близько 300 МГц були популярні серед оверклокерів, оскільки збільшення частоти FSB до 100 МГц для цих моделей не становило жодних проблем. Також, існувала цікава можливість, модифікації процесорів Mendocino для установки в двопроцесорні системи (офіційно Celeron не могли працювати в двопроцесорних конфігураціях).

Щоб відрізнити процесор Celeron 300 МГц на ядрі Mendocino від аналогічної моделі на ядрі Covington було вирішено в кінці назви моделі на ядрі Mendocino ставити букву «A» — Celeron 300A.

Спочатку процесор випускався для Slot 1. Але з огляду на те, що кеш L2 був інтегрований в ядро ​​, Intel вирішила відмовитися від Slot 1 та використання картриджів та перейшла до нового типу корпусу (PPGA) та новому з'єднувачу (PGA-370, відомому також якSocket 370), що дозволило знизити собівартість процесора та зменшити розміри системи, також процесори в цьому виконанні краще розганялися. Процесори для Slot 1 продовжували випускатися паралельно. Першими для Socket 370 були випущені Celeron 300 і Celeron 333. Останньою моделлю Celeron для Slot 1 був процесор з частотою 433 МГц, проте було випущено безліч адаптерів-перехідників з Socket 370 в Slot 1. Це дозволило встановлювати і швидкіші моделі (466 МГц і більше) в Slot. Процесор Celeron з ядром Mendocino — перший процесор з інтегрованим на кристал ядра кешем L2. Виробництво таких процесорів спочатку було достатньо важким та дорогим процесом, але, з удосконаленням технологій, стало значно дешевше. Крім того, це дозволило запустити кеш L2 на частоті ядра і значно підвищити продуктивність. Надалі всі процесори, в тому числі і у конкурентів, використовували інтегрований кеш L2.