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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/制程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(更准确地说是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指令的扩充,以及在每个晶片制造的过程加入有争议的序号进去。与Pentium II相同,也有低阶的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 桌上型电脑
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制程,工作电压2.0V,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拥有较好效能的第一级快取(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。在1999年9月27日,Intel推出533B和600B的版本,分别是533/600MHz,B型指133MHz前端汇流排,而先前的是100MHz。Katmai使用与Pentium II相同的插座介面 - 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为板载的分立晶片,与CPU的连接形式类似于显示卡的显存。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的效能。

Coppermine

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900MHz Coppermine实物,可见独特的裸晶核心

Intel重作晶片内部的设计,制成了第二个版本Coppermine。Coppermine于1999年10月25日推出,使用0.18µm制程制造,工作电压下降到1.65V至1.75V。最大的改善是L2整合于CPU之内(称为片载),实现了全速(同步于CPU主频)和更低的延迟,第二级快取容量虽然减少了一半(256KB,相对于Katmai的512KB),但比Katmai于效能上很大进步。同频之下处理指令的效能平均增加了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,一般可以通过更新BIOS的方式支持Coppermine。

PGA 370外观上看是裸晶直接置于基板之上,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和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(因为体积和散热效能的要求,至今仍然有移动CPU采用裸晶封装)

1.13GHz的版本于2000年中期推出,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快取无法在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。电气性能与同规格的Coppermine无异。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),可见装置有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主要是供给刀锋伺服器厂家,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。

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快取的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,这限制了总体效能,包括图形效能。

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。

核心规格

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Katmai(0.25µm)

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  • 第一级快取:16 + 16 KB(资料 +指令)
  • 第二级快取:512 KB,半速,板载
  • MMXSSE
  • Slot 1
  • 前端汇流排:100, 133 MHz
  • 核心电压:2.0V,(600 MHz: 2.05V)
  • 首次推出:1999年5月17日
  • 时脉频率:450-600 MHz
    • 100 MHz FSB: 450, 500, 550, 600 MHz
    • 133 MHz FSB: 533, 600 MHz(B型号)

Coppermine(0.18µm)

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  • 第一级快取:16 + 16 KB(资料 +指令)
  • 第二级快取:256 KB, 全速
  • MMXSSE
  • Slot 1Socket 370(FC-PGA)
  • 前端汇流排:100, 133 MHz
  • 核心电压:1.65, 1.70, 1.75V
  • 首次推出:1999年10月25日
  • 时脉频率:550 - 1133 MHz
    • 100 MHz FSB: 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 1000, 1100 MHz(E型号)
    • 133 MHz FSB: 533, 600, 667, 733, 800, 866, 933, 1000, 1133 MHz(EB型号)

Coppermine-T(0.18µm)

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  • 第一级快取:16 + 16 KB(资料 +指令)
  • 第二级快取:256 KB,全速
  • MMXSSE
  • Socket 370(FC-PGA2)
  • 前端汇流排:133 MHz
  • 核心电压:1.75V
  • 首次推出:2001年6月
  • 时脉频率:866, 933, 1000, 1133 MHz

Tualatin(0.13µm)

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  • 第一级快取:16 + 16 KB(资料 +指令)
  • 第二级快取:256或512KB,全速
  • MMXSSE
  • Socket 370(FC-PGA2)
  • 前端汇流排:133 MHz
  • 核心电压:1.45, 1.475, 1.5V
  • 首次推出:2001
  • 时脉频率:1000 -1400 Mhz
    • Pentium III(256 KB第二级快取): 1000, 1133, 1200, 1333 MHz
    • Pentium III-S(512 KB第二级快取): 1133, 1266, 1400 Mhz

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). 

核心规格

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Katmai(0.25µm)

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  • 第一级快取:16 + 16 KB(资料 +指令)
  • 第二级快取:512 KB,位于CPU模组之外,仅有50%相对于CPU的速度
  • MMXSSE
  • Slot 1
  • 前端汇流排:100, 133 MHz
  • 核心电压:2.0V,(600 MHz: 2.05V)
  • 首次推出:1999年5月17日
  • 时脉频率:450-600 MHz
    • 100 MHz FSB: 450, 500, 550, 600 MHz
    • 133 MHz FSB: 533, 600 MHz(B型号)

Coppermine(0.18µm)

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  • 第一级快取:16 + 16 KB(资料 +指令)
  • 第二级快取:256 KB, fullspeed
  • MMXSSE
  • Slot 1Socket 370(FC-PGA)
  • 前端汇流排:100, 133 MHz
  • 核心电压:1.65, 1.70, 1.75V
  • 首次推出:1999年10月25日
  • 时脉频率:550 - 1133 MHz
    • 100 MHz FSB: 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 1000, 1100 MHz(E型号)
    • 133 MHz FSB: 533, 600, 667, 733, 800, 866, 933, 1000, 1133 MHz(EB型号)

Coppermine-T(0.18µm)

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  • 第一级快取:16 + 16 KB(资料 +指令)
  • 第二级快取:256 KB,全速
  • MMXSSE
  • Socket 370(FC-PGA2)
  • 前端汇流排:133 MHz
  • 核心电压:1.75V
  • 首次推出:2001年6月
  • 时脉频率:866, 933, 1000, 1133 MHz

Tualatin(0.13µm)

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  • 第一级快取:16 + 16 KB(资料 +指令)
  • 第二级快取:256或512KB,全速
  • MMXSSE
  • Socket 370(FC-PGA2)
  • 前端汇流排:133 MHz
  • 核心电压:1.45, 1.475, 1.5V
  • 首次推出:2001
  • 时脉频率:1000 -1400 Mhz
    • Pentium III(256 KB第二级快取): 1000, 1133, 1200, 1333 MHz
    • Pentium III-S(512 KB第二级快取): 1133, 1266, 1400 Mhz

参考资料

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