Pentium 4 Prescott: šampión nebo pouhý předskokan? | Kapitola 2
Seznam kapitol
Dnešní den se nese ve znamení uvedení nového procesoru Pentium 4. Právě dnes nastupuje nové jádro které bylo ohlášeno už na IDF (Intel Developer Forum) začátkem roku 2002. Prescott, neboť tak se procesorový nováček jmenuje, vychází z architektury NetBurst a to, že Intel zůstal u označení Pentium 4 svědčí o tom, že spíše než o revoluci se jedná o evoluci. Nekoná se tedy schéma: "přišel, viděl, zvítězil" ale "přišel, viděl, připravil". Pojďme se podívat, na co se budeme muset připravit v budoucnu i my. A věřte mi, že nás nejspíše čeká doslova žhavá budoucnost...
Kabátek
První Prescotty v provedení pro Socket 478 jsou prakticky k nerozeznání od klasických Pentií 4:
Uvnitř se skrývá čip s 125mil. tranzistory, který má díky 0.09um polovodičové technologii
menší plochu plochu (112mm2) než klasické Northwoody...
Budoucí provedení využije nového upínacího pouzdra a odpovídajícího "socketu" (ve skutečnosti se nejedná o klasickou patici, kontakty jsou zde totiž plošné) typu LGA775 (Land Grid Array - také známý jako Socket T):
Co se změnilo, co se nezměnilo...
Jádro Prescott je přímým pokračováním architektury NetBurst. V této řadě bude předposledním typem, po něm bude následovat jen Tejas, pak Intel uvede zcela novou architekturu - Nehalem.
Jádro, struktura
plocha čipu je 112mm2 - přesto na tuto plochu Intel "vtěsnal" 125mil. tranzistorů
(rekordmanem zůstává Pentium 4XE s 237mm2 a 178mil. tranzistorů)
Poznámka: Intel také tentokrát zcela přepracoval interní strukturu jádra (pryč jsou jednoznačně definované funkční obdélníčky, výjimkou je cache). Cílem byla optimalizace umístění a propojení jednotlivých celků tak, aby byly schopné pracovat na vyšších frekvencích. Zásadně se np, zmenšilo zpoždění (skew) při distribuci základní taktovací frekvence.
Změny funkčnosti a počtu interních jednotek v případě Prescotta nejsou natolik zásadní, aby Intel pojmenoval tento procesor jako Pentium 5. Podívejme se na odlišnosti oproti jádru Northwood:
- 90nm (0.09um) výrobní technologie
- prodloužena pipeline z 20 na 30-35 stupňů
- "cílová" frekvence 4 - 5 GHz
- L1 data cache zvětšena na 16 KB
- L2 cache zvětšena na 1 MB
- 13 nových instrukcí SSE3
- zrychlení celočíselných výpočtů
- zlepšené předvídání větvení kódu
- zlepšený pre-fetch mechanismus
- vylepšen power-management
- vylepšen Hyper-Threading
- další buffery pro Write Combining
- bezpečnostní technologie La Grande
Polovodičová technologie
Oproti 60nm širokým bránám tranzistorů u 0,13ľm technologie nabízí 0,09ľm (90nm) technologie přechody o šíři pouze 50nm a napětí kolem 1,3V. To umožní zmenšení plochy čipu, rychlejší přepínání tranzistorů s menší spotřebou a dosažení vyšších maximálních frekvencí.
Navíc Intel připravil technologii Strained Silicon. Když elektrony procházejí skrz různé materiály, vlivem magnetických polí a vyhýbání se jádrům atomů dochází k jejich zpomalování. Tím jsou elektrony bržděny a ztrácejí svou rychlost. Technologie Strained Silicon se zakládá na méně husté struktuře materiálu, čímž elektrony mají při jeho průchodu "méně překážek". To usnadňuje a zrychluje jejich pohyb. V praxi se jedná o zlepšení v řádu 10 až 20 procent přičemž náklady na aplikaci této technologie jsou minimální (kolem 2 procent).
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
