pentium 也就是奔腾微处理器,核心是 32 位微处理器,它的内部通用寄存器运算单元都是 32 位宽度,对外的地址总线和数据总线设计和纯 32 位处理器有区别,很多人容易把总线位宽和处理器本身的位宽概念混淆,奔腾处理器属于 x86 体系里经典的 32 位 CPU,是英特尔在 80486 之后推出的产品,它延续 x86 架构,核心运算位宽保持 32 位,同时做了超标量流水线双执行单元,性能相比前代 486 提升明显,虽然它的数据总线是 64 位,但是这个只是外部接口总线宽度,并不代表处理器内核是 64 位,内核 ALU 运算仍然是 32 位,所以行业分类上仍然归类为 32 位微处理器。
位宽判定的核心原理
微处理器所说的几位,判定标准不是外部数据总线,而是内核算术逻辑单元通用寄存器的宽度,这个是行业通用判定规则。如果 ALU 和通用寄存器是 32 位,就代表处理器一次可以处理 32 位二进制数据,也就是 32 位处理器。外部总线加宽只是提升和内存之间的数据传输吞吐能力,属于接口优化,不会改变内核运算位宽。pentium 内核通用寄存器 eax ebx ecx edx 等全部都是 32 位,运算指令单次运算宽度是 32 位,所以本质属性就是 32 位微处理器。
pentium 总线参数对照
| 项目 | 参数 | 说明 |
|---|---|---|
| 内核通用寄存器 | 32 位 | 决定处理器位宽的核心指标 |
| 内核 ALU 运算单元 | 32 位 | 单次算术逻辑运算位宽 |
| 外部数据总线 | 64 位 | 和内存传输的数据通道,提升带宽 |
| 地址总线 | 32 位 | 最大寻址空间 4GB |
| 架构 | x86 | 兼容 80386 80486 的 32 位指令集 |
容易混淆的关键点
很多资料看到 pentium 外部数据总线是 64 位,就误以为它是 64 位处理器,这个是典型误区。64 位数据总线只是每次从内存读取的数据变成 64 位,相当于一次搬两倍 32 位的数据,CPU 拿到数据之后,内部运算还是拆成 32 位来处理,指令集依旧是 32 位 x86,不支持原生 64 位运算指令。真正原生 64 位 x86 处理器是后来英特尔的奔腾 4 后期版本以及安腾系列,还有 AMD 最早推出的 x86 64 扩展指令集之后的产品,pentium 初代以及同系列奔腾 MMX 都没有原生 64 位指令集,不能运行纯 64 位操作系统。
发展补充
pentium 发布之后,后续迭代出 pentium pro pentium II pentium III,这几代依旧属于 32 位 x86 处理器,直到后续引入 EM64T 扩展技术之后,才同时兼容 32 位和 64 位模式,这个时候处理器才变成支持 64 位扩展,但是初代 pentium 本身没有这个扩展能力。
【常见问题】
问题 1 pentium 外部数据总线是 64 位为什么还叫 32 位微处理器
回答 1 pentium 判定位宽看内核寄存器和运算单元,外部 64 位只是内存传输通道,内核运算仍然是 32 位,没有原生 64 位指令集,所以 pentium 仍然归类为 32 位微处理器。
问题 2 pentium 能不能运行 64 位操作系统
回答 2 初代 pentium 不支持 64 位指令集扩展,不能运行原生 64 位操作系统,只能运行 16 位或者 32 位的操作系统,这也是 pentium 作为 32 位微处理器的重要特征。
问题 3 pentium 和 80486 同样是 32 位微处理器有什么区别
回答 3 二者内核都是 32 位微处理器,但是 pentium 采用超标量双流水线架构,并且外部升级成 64 位数据总线,缓存设计也升级,同等主频下运算性能明显高于 80486。
问题 4 pentium MMX 版本是否改变了它 32 位微处理器的属性
回答 4 pentium MMX 只是增加多媒体扩展指令,内核寄存器和运算位宽依旧是 32 位,没有增加原生 64 位运算能力,依旧属于 32 位微处理器。
【免责申明】
本文内容基于公开计算机硬件架构资料整理,仅用于学习参考,硬件分类定义会随行业表述习惯存在少量差异,不构成硬件选购或者工程设计的专业决策依据。


