İŞLEMCİLERİN ÖZELLİKLERİ

Admin Mesaj Sayısı : 22 Kayıt tarihi : 07/08/10 Yaş : 28

GENEL YAPI

CPU (Central Processing Unit-Merkezi İşlem Birimi); bilgisayarın çalışmasını düzenleyen ve programlardaki tüm komutları tek tek işleyen birimdir. Bu birim bir ya da iki entegre devre içerisinde gerçekleştirilmesi ile mikroişlemci adını alır. CPU; Bilgisayarın program komutlarını bellekten aldıktan sonra kodlarını çözen, karşılığı olan işlemleri yerine getiren ve sonuçları gerekli yerlere gönderen merkez birimidir. CPU genellikle bilgisayarın beyni olarak tanımlanır. Çünkü tüm işlemler CPU tarafından yapılır. Bir bilgisayarın işlem yeteneği ve hızı işlemcisinin yeteneği ve hızıyla doğrudan ilgilidir.
Yapı olarak bakıldığında bir merkezi işlemci, ince bir silikon tabaka üzerinde çok küçük altın yollarla birbirine bağlanmış milyonlarca transistor adı verilen elektronik devre elemanından oluşur. CPU içindeki teansistörlerden hangilerinin ne şekilde çalışacağı gerekli yazılım programı tarafından makine dilinde CPU’ya iletilir ve böylelikle programlar işlemci tarafından çalıştırılır.
Mikroişlemciler; açma kapama anahtarı gibi çalışan milyonlarca transistorden oluşmaktadır. Bu anahtarların programlanma durumuna göre elektrik sinyalleri bunların üzerinden akar. Bu sinyaller, bilgisayarın yaptığı tüm işleri toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi temel matematiksel işlemlere indirir. İşlemci de bu işlemleri ikilik sayma sistemini, yani sadece 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar.
Mikroişlemciler her türlü işi ikilik sayma sistemine dökmüştür. Mesela “Y” harfi ikilik sistemde “1011001” ile ifade edilebildiği gibi kırmızı gibi bir renk de bunun gibi ikilik tabandaki üç ayrı sayı grubu ile ifade edilir. Aynı şekilde bir ses veya görüntü kaydı da yine buna benzer ikilik sayı grupları ile ifade edilirler.
Bu sayı grupları üzerinde işlem yapmak için işlemci içerisinde bir takım komut listesinden oluşan bir program mevcuttur. Bu komutlar işlemciye iki sayının çıkarılması, toplanması yönünde emir verebildiği gibi klavyeden girilen tercihlere göre bir takım komut satırını atlayıp (şartlı dallanma - conditional branch) diğer komut satırlarını uygulamaya devam edebilir. Yani klavyeden bir soru karşısında gireceğimiz “E” (evet) veya “H” (hayır) ifadelerine göre program belirli komut satırlarını uygular veya uygulamaz. Temel olarak, mikroişlemcinin yaptığı iş, bitler üzerinde işlem yapmak üzere komutları çalıştırmaktır.

İŞLEMCİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

Bilgisayarda genelde üç tip bilgi iletişimi yapılır. Bunlar; veri (data) iletişimi, işlemin kontrol (control) edilmesi ve durumun bir bilgi ile (Status data) belirlenmesidir. Bu veri akışında alfabetik harfler, sayılar veya her ikisi birlikte kullanılır. Kontrol işaretleri ise bilgisayarın farklı üniteleri arasında bir işlem yapıldığı sırada kullanılır. Status (durum) işaretleri ile merkezi işlemcinin durumu ve ne iş yaptığı açıklanır yani veri giriş mi yaptığı yoksa veri çıkışı mı oluyor ya da kontrol mu yapılıyor gibi.
Bir merkezi işlemci işleyeceği bilgileri bellekten alarak işler, daha sonra işlenen bilgileri belleğe ya da portlara bilgi olarak geri gönderir. Veri işlemlerinin dışında ayrıca mantıksal ve matematiksel operasyonları gerçekleştirir. CPU bir işlemi gerçekleştirirken kontrol, adres ve veri yolarını kullanır ve CPU’nun o anki durumu; işlem durum kaydedicisinde yani Status Register’da görülür.
Bir mikroişlemcinin iki tane çalışma frekansı vardır. Bunlardan biri; iç frekans (internal), diğeri ise;dış frekans (external). İç frekans, işlemcinin saniyede yaptığı işlem miktarını tanımlar. Dış frekans ise; işlemcinin bellek ve çipset gibi diğer bileşenlerle haberleştiği frekanstır. Buna veri yolu hızı ya da FSB de denilmektedir. İç frekans her zaman dış frekanstan çok daha hızlıdır.

İŞLEMCİNİN BÖLÜMLERİ

ALU (Aritmetic Logic Unit) : Aritmetik ve lojik işlemlerin seçilmesi ve kararların verilmesi işlemleri yapar.
ALU içerisinde çoğunlukla 3 ya da 6 arasında kaydedici (Register) bulunur ve bu kaydediciler akümülatör ile birlikte aritmetik işlemlerde kullanılırlar.. Bu birim matematiksel hesapların yanı sıra karşılaştırma işlemlerini de yapar.
KONTROL ÜNİTESİ (Control Unit) : CPU içindeki kontrol ünitesi, elektrik sinyalleri ile bilgisayar içindeki işlemlerin akışını düzenleyerek, komutları yorumlar ve komutların yerine getirilmesini sağlar. Kontrol ünitesi aynı zamanda ALU ve bellek ile etkileşimli olarak çalışır, aynı zamanda işlemci saat çevrimini (cycle) yönetir.
Kontrol ünitesi; bir komutun gerçekleştirilmesini ve düzenli adımlarla yürütülmesini kontrol eder. Burada kullanılan iç kontrol sinyalleri ile merkezi işlemcinin alt elemanlarının denetimini ve bu elemanlar arasındaki bilgi akışının düzenlenmesini sağlar. Merkezi işlemcinin hafızaya ve giriş çıkış birimleriyle olan iletişimi ise dış kontrol sinyalleriyle kontrol edilir.
Registerlar; işlenmeye başlanan verileri tutarlar.
SAAT ÇEVRİMİ (Clock Cycle) : Bilgisayar bir anda sadece bir işlemi yapabilir. Yapılacak her bir işlem temel parçalara bölünerek gerçekleştirilir. Bir komutun alınmasından sonra diğer bir komuta geçiş işlemine bir saat çevrimi (clock cycle) denilmektedir.
Bir saat çevriminde milyonlarca işlem gerçekleştirilebiliyor. Saniyede yapılan milyonlarca işleme MIPS (millions of instructions per second) denir. Bu da bilgisayarın hızını belirler.

İŞLEMCİ KOMUTLARI NASIL ÇALIŞIR?

Örneğin 5 ve 6 sayılarının toplanması ve ekrana yansıtılması işleminin işlemci birimleri tarafından şu şekilde gerçekleşir:
1. Komut alınır : örneğin 5 rakamı belleğin 12345 adresinden alınır.
2. Komut çözülür.
3. Komut çalıştırılır : ALU sayıyı bulur.
4. Komut saklanır : 5 rakamı belleğe geçici olarak saklanır.
5. 1, 2, 3, 4 adımları aynen 6 rakamı için de uygulanır.
6. Komut alınır : toplama işlemi çalıştırılır.
7. Komut çözülür.
8. Komut çalıştırılır : ALU 5 ve 6 sayılarını toplar
9. Komut saklanır : hesaplanan sonuç geçici olarak belleğe saklanır.
10. Komut çalıştırılır : ekranda görüntüleme emri iletilir.
11. Komut çözülür.
12. Komut çalıştırılır : sonuçta hesaplanan sonuç ekranda gösterilir.

İŞLEMCİNİN ÖZELLİKLERİ

Komut Seti : Mikroişlemciler kendilerine has komut setlerini kullanırlar. Bununla beraber programlama dillerinin komutlarını da çalıştırırlar.
Clock Speed (saat hızı) : Megahertz (MHz) olarak ölçülen bu hız, işlemcinin hızıdır. 1MHz=saniyede 1milyon işleme eşittir. Saniyede yapılan işlemcilerin tamamı işlemci hızı işe belirlenir.
Hız Faktörleri : Bilgisayarın hızını birden fazla faktör belirler. Bunlardan birsi ve en önemlisi CPU hızıdır. İşlemci hızını belirleyen faktörler ise; sistem saat hızı, veri yolu genişliği ve kelime uzunluğudur.
Sistem Saat Hızı (System Clock Rate) : Senkron olarak işlemleri yapmak için elektronik bir darbenin hızıdır. Bu hız MHz olarak ölçülür. Hız arttıkça, hıza bağlı olarak saniyede yapılacak işlem miktarı da artar.
Veri Yolu Genişliği (Bus Width) : işlemcinin bir anda belleğe ve diğer giriş – çıkış aygıtlarına iletebildiği veri miktarını tanımlar. Veri yolları; 8, 16, 32, 64 ve128 bit olabilir.
Kelime Uzunluğu (Word Size) : işlemcinin bir anda işlediği veri kümesidir. İşlemciler; 8, 16, 32 ve 64 bit olabilir.

İŞLEMCİLERİN TARİHÇESİ

İlk mikroişlemci 4004, 1971 yılında Intel tarafından üretildi. 4004 ilk taşınabilen elektronik hesap makinesidir. Intel 4004 mikroişlemcisi sadece toplama ve çıkarma yapabiliyordu. 4 bitlik olan bu mikroişlemci bazı hesap makinelerinde kullanıldı.
1974 yılında üretilen; ev bilgisayarları için kullanılan ilk işlemci Intel 8080 di. Bu işlemci 8 bitlik bir yonga (chip) idi.
Fakat piyasalar asıl etki yapan işlemci yine Intel’in 8088 adlı işlemcisiydi ve bu işlemci 1979 yılında üretildi. IBM PC makinelere hayat veren bu işlemci tam olarak adını 1982 yılında duyurmaya başladı.
Bütün bu işlemciler Intel tarafından üretildi ve hepside temelde 8088 tasarımının geliştirilmesiyle ortaya çıktı. Günümüzde kullandığımız Pentium 4, 8088’lerdeki her hangi bir kodu çalıştırabilir fakat 5000 kez daha hızlıdır.
En meşhur mikroişlemci mimari si Intel’in x86 işlemcisidir. Intel ilk x86 tabanlı işlemcisini 8086 olarak 1978 yılında piyasaya sürdü. Daha sonraki yıllarda yeni nesil x86 tabanlı işlemciler çıkarıldı. 286,386,486, Pentium ve Pentium Pro olarak bu kuşakları görebilmekteyiz. Pentium II, Celeron, Pentium III, Xeon ve Katmai, altıncı kuşak Pentium Pro’nun varyasyonlarıdır.
Intel’in haricindeki diğer mimariler ise şunlardır; Modern Machintosh’larda bulunan PowerPC, eski Mac’lerdeki 68oxo serisi, Digital ve Compaq’ın güçlü serverlerinde kullanılan Alpha ailesi, Silicon Grahics’in Mips Rxooo serisi, Hawlett-Packard’ın PARISC’i ve Sun Microsystems’e ait SPARC’tır.
İşlemci mimariler, ortaya çıktıkları dönemin felsefesine göre dizayn edilirler. 1970’lerde veri saklama cihazları ve hafıza bu güne göre çok kısıtlıydı. Bu kaynakları tasarruflu bir şekilde kullanabilmek için Intel x86 tabanlı işlemcilerde CISC (Complex Instruction Set Computing - Karmaşık komut kümesi) diye bilinen bir mimari kullandı. CISC’ın karakteristik iki özelliği, değişken uzunluktaki komutlar ve karmaşık komutlardır. Değişken uzunluktaki komutlar hafıza tasarrufu sağlar. Çünkü basit komutlar karmaşık komutlardan daha kısadır. Karmaşık komutlar da iki ya da daha fazla komutu tek bir komut haline getirdikleri için hem hafızadan hem de programda yer alması gereken komut sayısından tasarruf sağlar.
İlerleyen yıllarda CISC’in kısıtlamaları ve hafızayı tasarruflu kullanmanın önemini yitirmesi neticesinde CISC’a rakip olarak RISC (Reduced Instruction Set Computing - daraltılmış komut seti ile hesaplama) ortaya çıktı.
RISC’ın komutlarının uzunluğu sabittir (genelde de 32 bit’tir) ve her bir komut basit bir işlemi yerine getirir. Bir RISC çipi bu iki karakteristik özelliği sayesinde, fetch (komutu hafızadan taşıma), decode (komutun anlamını çözme) ve komutu çalıştırma işlemlerini daha kolay bir şekilde yapabilir. RISC’ın bir dezavantajı kodun uzamasıdır. Tüm komutlar gerek olsun olmasın 32 bitliktir. Dolayısıyla RISC programları CISC programlarından daha fazla hafıza gerektirebilirler. Buna rağmen decode aşamasının CISC’e göre daha hızlı gerçekleşmesine ek olarak, çoğu RISC komutları sabit bir zaman diliminde işlem görür. Bu da superscalar pipelining teknolojisi kullanan modern işlemciler için önemli bir özelliktir.

PIPELINING

Pipelining , tıpkı bir fabrikadaki seri üretim bandı gibi çalışır. Bir fonksiyon ünitesi, her komutun işletilmesini aşamalarına ayırır. Basit bir pipeline’de beş ya da altı aşama olabilir. Bir superpipeline’da ise 10 ya da daha fazla aşama olabilir. Böyle bir pipeline’dan aynı anda birkaç komut birden akabilir. Her komut da ayrı bir aşamada işlem görmekte olabilir. Superscalar bir işlemcide her birisinin kendisine ait pipeline’ı olan iki ya da daha fazla fonksiyon ünitesi yer alabilir. Böyle bir işlemci birkaç komutu birden paralel olarak işletebilir.
RISC bu tekniğe daha da elverişlidir. Çünkü basitleştirilmiş komutlar pipeline’lardan daha pürüzsüz bir şekilde akarlar ve CISC komutlarının neden olabildiği tıkanmalara maruz kalmazlar.

CACHE

Cache , çalışmakta olan bir programa ait komutların geçici olarak saklandığı bir hafızadır. Cache hafızalar, işlemcinin komutları daha hızlı yüklemesini sağlayan yüksek hızlı hafızalardır. Cache hafızlar, Level 1 (L1) ve Level 2 (L2) olmak üzere ikiye ayrılırlar. İşlemci ihtiyaç duyduğu komutu ilk önce L1 cache hafızada arar. Eğer işlemcinin aradığı komut burada yoksa L2 cache hafızaya bakılır. Eğer burada da yoksa (cache miss durumu) sırayla, RAM ve HDD üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. L1 cache hafıza bunlar içerisinde en hızlı olanıdır ve genellikle işlemcinin üzerine imal edilir. L2 cache hafıza ise L1 e göre daha yavaş olmasına rağmen gene de hızı çok yüksektir. Bir kısım işlemcilerde (Celeronların ilk nesillerinde olduğu gibi) L2 cache hafıza bulmayabilmektedir. Bu durumda L1 cache hafızaya sığmayan komutlar L2 olmadığı için direkt olarak daha yavaş olan RAM a yazılmakta ve işlemcinin performansı düşmektedir. L2 cache hafıza genelde işlemcinin yakınındaki yüksek hızlı hafıza çiplerinden oluşur. Bazı yeni işlemcilerde (Celeron 300A ve sonrası gibi) L2 cache hafıza işlemcinin içine monte edilmiş ve daha hızlı erişim sağlanmıştır.

DÜNDEN BUGÜNE X86 İŞLEMCİLER

8086/8088

Intel, 16 bitlik 8086 işlemcisini 1978 yılında piyasaya sürdü. Yüksek seviyeli programlama dillerine ve daha etkin işletim sistemlerine sahip ilk işlemci olan 8086, IBM uyumlu sistemlerin temelini oluşturdu. 8086 işlemci 16 bit veri yolunu kullandığı için; 16 bit ana kart gerektirdiği için pek yaygınlaşmamıştır.
8086’nın arkasından çıkan 8088 işlemci ile IBM ilk kişisel bilgisayarı (PC) piyasaya sürdü. Bu ilk işlemci dış veri yolu olarak 8 biti destekliyordu ve 4.77 MHz saat hızında çalışmaktaydı ve yaklaşık olarak 29.000 transistor kullanılmıştır.

80286

Kısa bir süre sonra Intel, 80286 işlemcisini çıkartarak PC performansını yeni bir seviyeye yükseltti. 80286 işlemci 16 bit veri yolunu hem içte hem de dışta kullanabiliyordu.
80286’lar fiziki olarak 8088’den daha küçük bir alana çok daha fazla güç sığdırdığı için işlemcinin hızı 8, 10, 12, 16 Mhz. aralığında değişirdi. 16 Mhz. Turbo moda ulaştığı için işlemcinin daha fazla ısınmasına sebep olurdu. Bu ısınmayı önlemek için mikro işlemcinin üzerine ısıyı dağıtan metal bir kaplama konuldu. Yaklaşık 130.000 transistor kullanılmıştır.

80386DX VE 80386SX

Intel’in bir kuşak sonraki işlemcisi olan 80386 işlemcisi PC dünyasına büyük değişiklikler getirdi. SX ve DX modelleri olan bu işlemcinin en büyük özelliği 32 bit bir işlemci olmasıydı.Üzerinde yaklaşık 250.000transistpr kullanılmış ve işlemcinin hızı SX modelinde 20-25 Mhz, DX modelinde 32-40 Mhz aralığındadır.
DX modeli; hem kendi içinde hem de dış birimlerle 32 bit veri iletişimi yapabiliyorken, SX modeli ise; kendi içinde 32 bit dış birimlerle 16 bit veri iletişimi yapabiliyordu. SX modeli 1 MB adresleyebilirken, DX modeli 4 GB bellek adresleyebiliyordu.

80486

Intel Nisan 1989 yılında i486 işlemciyi piyasaya sürdü. i486 işlemcisi aslında bir 80385 işlemci ile 80387 matematik işlemcinin birleşmiş haliydi. 1.200.000 transistor kullanıldığı için 80386’lara göre oldukça hızlıydı. Hızı 40-66Mhz. arasında değişiyordu. 80486 hem kendi içinde hem de dış birimlerle 32 bit veri iletişimi yapabilir.

PENTIUM

80486 işlemcilerin hızla yaygınlaştığı bir dönemde Intel P5 kod adıyla tasarladığı yeni işlemci ailesini Pentium adıyla piyasaya sürdü. Dış veri yolu 64 bit iç veri yolu ise 256 bit olan bu işlemci iki adet ayrık 8K’lık önbelleğe sahiptir. Pentium işlemci 486’lardan farklı olarak iki adet tamsayı işlemcisine sahiptir. Kayan nokta işlemcisi de iyice geliştirilmiştir. Ayrıca 486 işlemcilerde olmayan Branch Protection (dallanma tahmini) teknolojisi kullanılmıştır. Bu teknoloji, program sırasında işletilecek olan dallanma (jump) komutlarının dallanacağı tahmin edilen kod kümelerinin daha hızlı erişilen bir ortama kopyalayarak işlenmeye başlanmasına dayanır. Bu şekilde % oranında performans artışı sağlanır.
Pentium işlemciler 0.28 mikronluk BICMOS ve CMOS teknolojisi ile üretilmişlerdir. 60 MHz, 75 MHz, 90 MHz, 100 MHz, 120 MHz, 133 MHz, 166 MHz, 200 MHz ve 233 MHz saat hızında üretilmişlerdir.

PENTIUM PRO

Pentium işlemcilerin yaklaşık iki katı işlemci gücüne sahip olan bu işlemcilerde 5.5 - 6.1 milyon arasında transistor kullanılmıştır. +2.9V besleme gerilimi ile çalışan bu işlemci 166 MHz, 200 MHz, 233 MHz ve 266 MHz saat hızlarında üretilmişlerdir. Bu işlemci daha çok server bilgisayarlar için tasarlanmıştır ve x86 tabanındaki işlemciler için yazılmış tüm yazılımları desteklemektedir. Pentium Pro öncelikle 32 bitlik programlara ihtiyaç duyar. Bu sebeple işlemcinin tam performansla çalışabilmesi için Windows NT gibi gerçek 32 bitlik işletim sistemi kullanılmalıdır.

MMX Teknolojisi

Intel, 1997’nin başlarında Pentium MMX işlemciyi piyasaya sürerek Pentium tasarımına yeni bir boyut kazandırdı. Multi Media Extension’ın kısaltılmışı olan MMX , Pentium işlemcisine 57 adet yeni komutun eklenmesiyle oluşmuş bir işlemcidir. Yani birkaç komutun yaptığı bazı işlemler tek komutta toplanmıştır. Single Instruction - Multiple Data -SIMD (Tek Komut - Çoklu Veri) teknolojisinin kullanıldığı bu işlemcilerde tek bir komutun getirdiği bir çok işlem paralel olarak bir arada yapılabilmektedir.
Bu işlemcilerde multimedya için komut setinin genişletilmesiyle, birlikte L1 önbellek kapasitesi de 32 KB’a yani iki katına çıkartılmıştır. İşlem performansı söz konusu olduğunda MMX işlemcilerin verimliliği tartışılmaz. MMX işlemcilerin hızlı olmasındaki en büyük faktör önbelleğin büyüklüğüdür. Ayrıca MMX işlemcilerde besleme gerilimi 5V veya 3.2V’tan 2.8V’a düşürülerek işlemci çekirdeğindeki kayıp performans düşürüldü. Bu sayede yüksek saat hızına rağmen işlemci daha az ısınmaktadır.

PENTİUM II

MMX teknoloji ile yakaladığı performansı Pentium Pro ile birleştiren Intel Pentium II işlemcileri piyasaya sürdü. Pentium II işlemciler hem yapı olarak hem de fiziki olarak önceki işlemcilerden farklılıklar taşımaktadır. Önceki işlemcilerde Soket 7 yi kullanan Intel Pentium II ile birlikte SEC (Single Edge Contact) adını verdiği ve Slot 1’e girecek yapıda bir dizayn kullandı.
Pentium II ailesinin ilk modeli 233 MHz hızında üretildi. Arkasından 266 MHz, 300 MHz ve 333 MHz modelleri geldi. Intel bu aşamadan sonra 66 MHz’lik veri yolunun yanında 100 MHz’lik veri yolunu da kullanmaya başladı ve daha sonra çıkan işlemciler 350 MHz, 400 MHz ve 450 MHz olarak çıktı.
Pentium II’lerin yapılarındaki ve veri yolu hızlarındaki bu değişiklikler beraberinde
anakartların da çeşidini artırdı. 66 MHz veri yolunu kullanan Pentium II’ler için 440LX chip set kullanan anakartlar üretildi. Arkasından 100 MHz veri yolu kullanan işlemciler için 440BX chip setli (aynı zamanda 66 MHz veri yolunu da destekler) anakartlar üretildi.
Pentium II ailesinin son ferdi olan 450 MHz den sonra Pentium III’ler piyasaya sürüldü.

CELERON

Bu Daha çok iş istasyonları ve CAD/CAM gibi geniş uygulamalar için tasarlanan Pentium II’ler son kullanıcılar için pahalı gelmekteydi. Bu durumu değerlendiren Intel, son kullanıcılara yönelik yeni bir işlemci piyasaya sürdü. Celeron ismini verdiği bu işlemcilerin Pentium II’den en büyük farkı L2 ön belleğinin olmamasıydı.
Bu serinin ilk ferdi 266 MHz olarak tasarlanmıştır. L2 ön belleği olmayan Celeronlar Pentium Pro ile aynı performansı göstermektedir. 266 MHz işlemcinin arkasından yine L2 önbelleği olmayan Celeron 300 üretildi.
İlk nesil Celeron işlemcilerin fiyatı çok cazip olmasına rağmen önbellek gerektiren uygulamalarda yetersiz kalması bu işlemcilere ilgiyi azalttı. Bu sırada Intel yine bir atak yaparak 128KB L2 önbelleğe sahip Celeron 300A işlemcisini üretti. Arkasından gelen 333 MHz, 366 MHz, 400 MHz, 433 MHz ve 466 MHz işlemciler 128 KB önbellek geleneğini devam ettirdiler.
Celeron işlemciler 333 MHz’e kadar Slot-1 yapısında üretilirken (Şekil 3 ) bundan sonra Soket-370 yapısında üretilmiştir.
Bu işlemciler 0.25 mikron CMOS teknolojisi ile imal edilmişlerdir. Önbellek içermeyen Celeron işlemcilerde 7.5 milyon transistor varken önbellek içeren işlemcilerde 19 milyon transistor olduğunu görmekteyiz.
Celeron’ların içerdiği 128 KB önbellek işlemcinin içerisindedir ve çekirdek ile aynı hızda çalışırlar. Bu, Celeron işlemcilerin daha kolay overclock edilmelerini sağlar. Ancak Pentium II’ler her zaman Celeron’lara göre daha üstündürler. Çünkü daha önce de belirttiğimiz gibi Celeron’lar son kullanıcılar için, Pentium II’ler ise daha kapsamlı işler için tasarlanmıştır.

PENTIUM III

İşlemciye 70 adet yeni komut eklenmiş ve bu komutları kullanan birimlerde değişiklikler yapılmıştır. Bu komutlar MMX’teki gibi belli bir konuya mahsus komut değillerdir ve üç ana başlık altında toplanırlar.
Intel’in SIMD (Single Instruction, Multiple Data Parallelism - Çoklu Veri Paralelliği Sağlayan Tek Çevrimli Komutlar) genişletmeleri olarak adlandırdığı bu komutlar işlemci içinde farklı çalıştırma birimlerinde işletilirler. Bu komutlardan ilk 50’si FPU (Floating Point Unit - Matematik İşlem Birimi) içerisinde işlenir. Bu şekilde SIMD FPU komutları normalde onlarca saat çevriminde halledilebilecek 32-bitlik çarpımları tek bir saat çevriminde yapabilmekte ve bu komutlarda aynı anda 4 tanesi birden işletilebilmektedir. Bu sayede 3 boyutla ilgili hesapların yapılma süresi ve MPEG-1 ve MPEG-2 kodlarının çözümleri daha kısa zamanda yapılabilmektedir.
Bu komutlarla birlikte işlemciye eklenmiş diğer yapısal bir değişiklik de 8 adet yeni registerdir. Bu yeni register’lar işlemcide yeni SIMD FPU komutları tarafından kullanılmak üzere yer alıyorlar. Register’lar 128-bit’lik bir genişliğe sahiptir. Bu sayede birden çok (dörde kadar) FP ucu bir register’a yüklenebiliyor ya da SIMD komutları bu register’larda saklanabiliyor. Bu şekilde Intel, RISC işlemcilere göre en büyük eksiklik olan register sayısının azlığını yavaş yavaş kapamaya başladı.
Pentium III işlemcilere eklenen komutlardan 12 tanesi “yeni medya” komutları olarak adlandırılarak MMX ünitesince değerlendirilmektedir. Daha hızlı işlenen iki boyutlu grafikler ile video oynatımı, MPEG çözümünde extra hız, codec’lerin kullanılmasında kolaylık ve daha hızlı istatistiki bilgi kullanılması mümkün olmaktadır.
Diğer 8 adet komut ise Pentium III’ün dış dünya ile konuşmasını sağlayan bus kontrolörüne eklenmiştir. Bu komutlar sayesinde daha büyük 3D veri tabanlarının kullanım hızını, düzgün video akışını ve performansı düşüren hafıza ıskaları konularında işlemler olur.
Pentium II’nin önbelleği işlemci hızının yarı hızında çalışmaktaydı. Bu durum Pentium III’de de devam etmiştir ve bu durum performansı bir miktar düşürmektedir. Pentium III’lerin yeni çıkan bazı modellerinde cache bellek 256 KB’a düşürülmüş ve çekirdek içerisine konarak işlemci ile aynı hızda çalışması sağlanmıştır. Bu modellerin sonuna “E” harfi konmaktadır.Ayrıca normalde 100 MHz veri yolu hızında çalışan Pentium III işlemcilerin yine yeni çıkan modelleri 133 MHz hızında çalışmaktadır. Bu modellerin sonuna da “B” harfi eklenmektedir. Mesela Pentium III 600EB işlemcisi 133 MHz hızında çalışan ve 256 KB cache belleğe sahip bir işlemcidir.

PENTIUM IV

Intel, Hyper Thread (HT) teknolojisine sahip Pentium 4 modelleri üretmektedir.Bu model işlemciler iki ayrı işlemci varmış gibi çalışabilmekte ve buna uygun yazılmış yazılımlarla kullanıldığından çift işlemci gücü sunabilmektedir. Bu tür bir CPU alındığında bilgisayarın açılışında iki ayrı işlemci rapor edilir ve Windows da iki ayrı işlemci varmış gibi davranır. HT özelliğine sahip bir işlemci içinde iki farklı çekirdek bulunur ve iki ayrı işlemci varmış gibi davranır.
Windows NT, 2000 ve XP serisi Windows sürümleri birden fazla CPU’yu desteklediklerinden bu işletim sistemlerinde HT özelliğine sahip bir işlemciyle performans artışı kaydedilir. DOS, Windows 9x serisi işletim sistemleri ise tek CPU ile çalışacak şekilde dizayn edildiğinden HT özelliğine sahip işlemci gücünü kullanamazlar.

Şu anda Pentium 4 işlemciler sadece kutulu olarak satılıyor, dolayısı ile kutudan da Pentium 4’e özel, kocaman bir soğutucu çıkıyor. Bu koca soğutucu, işlemciye hayli karmaşık ve sağlam bir sistemle bağlanıyor. Hatta Asus T-10 gibi, tam olarak ATX 2.03 standartını destekleyen kasalarda, olay daha da karmaşık, bu kasalarda anakartın üzerindeki kelepçe mekanizması direkt kasaya bağlanıyor ve buradan destek alıyor.

Pentium 4 çok çok ısınıyor. Bu nedenle, kutudan çıkan özel soğutucusunu kullanmak şart. Gerek AMD, gerekse Intel’in Gigahertz düzeyini aşan bu yeni işlemcilerini üzerinde soğutucusu olmadan çalıştırmanız işlemciyi bir kaç saniyede öldürebilir.bir Pentium 4 terfisi size işlemci, anakart, RDRAM ve kasa değişimine mal olabiliyor.