一、主要特征

◆ 超级标量结构(双指令流水线)

◆ 双Cache(指令Cache和数据Cache分离)

◆ 分支预测技术

◆ 64位数据总线

◆ RISC和CISC的结合

二、 内部结构

1. 功能模块

从功能模块的角度, Pentium在80486的基础上增加了一条指令流水线(包括相应的地址生成部件)和一个Cache。

在结构上, 与80486相比, 形成了双执行部件和双Cache结构。如下图所示：

(1) 指令部件

U和V两条独立的指令流水线, 各自有独立的地址生成逻辑, 并与各自独立的内部数据总线与双端口Cache连接。从而实现了从地址生成到数据存取的独立操作。

-          U流水线：可执行任何整数及浮点两类指令;

-          V流水线：只能执行简单整数指令

(2) 双Cache

数据Cache与指令Cache分离, 提高操作的并行性

(3) 浮点部件

八级流水浮点指令, 速度是80486内部浮点部件的3～5倍。

(4) 微指令ROM

采用CISC技术, 结合了RISC的设计思想, 一些简单指令(如加、减、移位等)直接用硬件逻辑电路实现, 复杂指令仍然采用微程序的设计思想(微指令ROM实现复杂指令)。

2、寄存器结构

通用寄存器、变址寄存器, 段寄存器以及指针与80486基本相同。增加了大量的测试寄存器和检查寄存器、性能监测的寄存器。 如测试寄存器1～12, 用于如奇偶校验测试、TLB线性地址测试, Cache测试、分支预测BTB测试等。

增加了一个CR4寄存器(6个有效位),