Пентиум 4

Полный список всех процессоров Pentium 4 см. в разделе Список процессоров Intel Pentium 4 .

Пентиум 4

Общая информация
Запущен	20 ноября 2000 г ( 20 ноября 2000 г. )
Снято с производства	7 декабря 2007 г ( 07.12.2007 ) (заказы) 8 августа 2008 г ( 8 августа 2008 ) (отгрузки)
Продается через	Интел
Разработано	Интел
Общий производитель	Интел
Производительность
Макс. процессора Тактовая частота	от 1,3 ГГц до 3,8 ГГц
ФСБ скорости	От 400 МТ/с до 1066 МТ/с
Кэш
L1 Кэш	16 КБ (8 КБ данных + 8 КБ инструкций)
Кэш L2	До 2 МБ
Кэш L3	2 МБ (только Галлатин)
Архитектура и классификация
Микроархитектура	NetBurst
Набор инструкций	x86 ( i386 ), x86-64 (только некоторые чипы)
Инструкции	MMX , SSE , SSE2 , SSE3 (начиная с Прескотта)
Физические характеристики
Транзисторы	42М 180 нм 55М 130 нм 169M 130 нм (P4XE) 125М 90 нм 188М 65 нм
Розетки	Розетка 423 Розетка 478 ЛГА 775
Продукты, модели, варианты
Названия брендов	Пентиум 4 Пентиум 4-М Пентиум 4 HT Мобильный Пентиум 4 Мобильный Pentium 4 HT Пентиум 4 HT Экстремальное издание
История
Предшественник	Пентиум III
Преемники	Пентиум М (мобильный) Пентиум D (настольный компьютер) Двухъядерный процессор Pentium (настольный компьютер)
Статус поддержки
Не поддерживается

Пентиум 4 — серия одноядерных процессоров для настольных компьютеров , ноутбуков начального уровня и серверов производства Intel . Процессоры поставлялись с 20 ноября 2000 г. по 8 августа 2008 г. Начиная с 2010 года он был удален из официальных прайс-листов, заменив его Pentium Dual-Core .

Все процессоры Pentium 4 основаны на микроархитектуре NetBurst . Pentium 4 Willamette (180 нм) представил SSE2 , а Prescott (90 нм) представил SSE3 , а затем и 64-битную технологию. В более поздних версиях была представлена ​​технология Hyper-Threading (HTT).

Первым процессором Pentium 4, реализовавшим 64-битную технологию , был Prescott (90 нм) (февраль 2004 г.), но эта функция не была включена. Впоследствии Intel начала продавать 64-битные процессоры Pentium 4 с использованием версии Prescotts «E0» , которая продавалась на OEM-рынке как Pentium 4, модель F. Версия E0 также добавляет eXecute Disable (XD) (название Intel для бита NX). ) до Intel 64. Официальным выпуском Intel 64 (в то время под названием EM64T) в основных процессорах для настольных ПК стал степпинг N0 Prescott-2M.

Intel также продавала версию своих младших процессоров Celeron на основе микроархитектуры NetBurst (часто называемую Celeron 4 ) и высокопроизводительную производную версию Xeon , предназначенную для многосокетных серверов и рабочих станций. В 2005 году Pentium 4 был дополнен двухъядерными процессорами Pentium D и Pentium Extreme Edition .

7 декабря 2007 г. Intel прекратила заказы на процессор Pentium 4. Последние поставки были осуществлены 8 августа 2008 года вместе с процессорами Pentium D.

Микроархитектура

В тестах производительности преимущества микроархитектуры NetBurst оказались неясными. Благодаря тщательно оптимизированному коду приложений первые Pentium 4 превзошли по производительности самый быстрый Pentium III от Intel (с тактовой частотой 1,13 ГГц на тот момент), как и ожидалось. Но в устаревших приложениях с большим количеством инструкций ветвления или операций с плавающей запятой x87 Pentium 4 просто работал бы медленнее, чем его предшественник. Его главным недостатком была общая однонаправленная шина. Микроархитектура NetBurst потребляла больше энергии и выделяла больше тепла, чем любая предыдущая микроархитектура Intel или AMD .

В результате появление Pentium 4 было встречено неоднозначными отзывами: разработчикам не понравился Pentium 4, поскольку он предлагал новый набор правил оптимизации кода . Например, в математических приложениях процессор AMD Athlon с более низкой тактовой частотой (самая быстрая модель на тот момент имела тактовую частоту 1,2 ГГц) легко превзошел Pentium 4, который мог догнать его только в том случае, если программное обеспечение было перекомпилировано с SSE2 поддержкой . Том Ягер из журнала Infoworld назвал его «самым быстрым процессором - для программ, которые полностью помещаются в кеш». Покупатели, разбирающиеся в компьютерах, избегали ПК с Pentium 4 из-за их надбавки к цене, сомнительных преимуществ и первоначального ограничения на RDRAM от Rambus . С точки зрения маркетинга продукции, исключительный акцент Pentium 4 на тактовой частоте (прежде всего) сделал его мечтой маркетолога. В результате микроархитектуру NetBurst часто называли марш-архитектурой. на различных компьютерных веб-сайтах и ​​в публикациях во время существования Pentium 4. Его также называли «NetBust», термин, популярный среди обозревателей, негативно отзывавшихся о производительности процессора.

Двумя классическими показателями производительности процессора являются количество команд за цикл (IPC) и тактовая частота . Хотя IPC сложно оценить количественно из-за зависимости от набора инструкций тестового приложения, тактовая частота — это простое измерение, дающее одно абсолютное число. Неискушенные покупатели просто сочли бы лучшим продуктом процессор с самой высокой тактовой частотой, а Pentium 4 имел самую высокую тактовую частоту. Поскольку процессоры AMD имели более низкую тактовую частоту, компания противопоставила маркетинговому преимуществу Intel кампанию « мифа о мегагерцах ». В маркетинге продуктов AMD использовалась система « PR-рейтинга », которая присваивала ценность на основе относительной производительности базовой машины.

Pentium 4 Willamette 1,5 ГГц на Socket 423

Pentium 4 Prescott 2,4 ГГц на Socket 478

Pentium 4 HT Prescott 3,0 ГГц на разъеме Socket 478

При запуске Pentium 4 компания Intel заявила, что процессоры на базе NetBurst будут масштабироваться до 10 ГГц. после нескольких поколений производственного процесса . Однако тактовая частота процессоров, использующих микроархитектуру NetBurst, достигала максимума 3,8 ГГц. Intel не ожидала быстрого увеличения утечки мощности транзистора , которое начало происходить, когда кристалл достиг литографии 90 нм и меньше. Это новое явление утечки мощности, наряду со стандартной тепловой мощностью, создавало проблемы с охлаждением и масштабированием тактовой частоты по мере увеличения тактовой частоты. Реагируя на эти неожиданные препятствия, Intel предприняла несколько модификаций ядра ( в первую очередь Prescott ) и исследовала новые производственные технологии, такие как использование нескольких ядер, увеличение скорости FSB, увеличение размера кэша и использование более длинного конвейера команд наряду с более высокими тактовыми частотами.

Кэш кода был заменен кэшем трассировки , который содержал декодированные микрооперации, а не инструкции, что позволило устранить узкое место в декодировании инструкций, чтобы в конструкции можно было использовать технологию RISC. Это имело недостаток: менее компактный кэш занимал больше места на кристалле и потреблял энергию.

Эти решения потерпели неудачу, и с 2003 по 2005 год Intel отодвинула разработку от NetBurst, чтобы сосредоточиться на более прохладной Pentium M. микроархитектуре 5 января 2006 года Intel выпустила процессоры Core, в которых больше внимания уделяется энергоэффективности и производительности за такт. Последние продукты на базе NetBurst были выпущены в 2007 году, при этом все последующие семейства продуктов перешли исключительно на микроархитектуру Core.

Тестирование и проверка

По словам Боба Бентли, выступавшего от имени Intel на 38-й ежегодной конференции по автоматизации проектирования, «микроархитектура процессора Pentium 4 значительно сложнее, чем любой предыдущий микропроцессор IA-32, поэтому задача проверки логической правильности конструкции в своевременная мода действительно была пугающей». Он нанял команду из 60 недавних выпускников, чтобы помочь с тестированием и проверкой.

Ядра процессора

Семейство процессоров Intel Pentium 4

Рабочий стол			Ноутбук
под кодовым названием	Узел	Дата выпуска	под кодовым названием	Узел	Дата выпуска
Уилламетт Нортвуд Прескотт	180 нм 130 нм 0 90 нм	ноябрь 2000 г. январь 2002 г. март 2004 г.	Нортвуд	130 нм	июнь 2003 г.
			Нортвуд Пентиум 4-М	130 нм	март 2002 г.
Гиперпоточность (HT)
Нортвуд Прескотт Прескотт 2М Кедровая мельница	130 нм 0 90 нм 0 90 нм 0 65 нм	ноябрь 2002 г. февраль 2004 г. февраль 2005 г. январь 2006 г.	Нортвуд Прескотт	130 нм 0 90 нм	Сентябрь 2003 г. июнь 2004 г.
Галлатин АВТОМОБИЛЬ Прескотт 2М XE	130 нм 0 90 нм	Сентябрь 2003 г. февраль 2005 г.
Список процессоров Intel Pentium 4

Основная статья: Список процессоров Intel Pentium 4

Процессоры Pentium 4 оснащены встроенным распределителем тепла (IHS), который предотвращает случайное повреждение кристалла при установке и снятии систем охлаждения. До появления IHS прокладку ЦП люди, опасавшиеся повредить ядро, иногда использовали . Оверклокеры иногда удаляли IHS из чипов Socket 423 и Socket 478, чтобы обеспечить более прямую передачу тепла. В процессорах Prescott с разъемом Socket 478 и процессорах, использующих интерфейс Socket LGA 775 (Socket T), IHS припаян непосредственно к кристаллу или кристаллам, что затрудняет его удаление.

Уилламетт

Pentium 4 Willamette 1,5 ГГц в штучной упаковке

Pentium 4 Willamette 1,5 ГГц для Socket 423

Pentium 4 1,5 ГГц (Willamette) с чипсетом Intel 850

Pentium 4 Willamette ( Socket 478 ), верхняя и нижняя стороны с контактными контактами

Willamette, кодовое название проекта первой реализации микроархитектуры NetBurst, столкнулся с длительными задержками в завершении процесса проектирования. Проект был начат в 1998 году, когда Intel увидела Pentium II в качестве своей постоянной линейки. В то время ожидалось, что ядро ​​Willamette будет работать на частотах примерно до 1 ГГц. Однако Pentium III был выпущен, когда работа над Уилламеттом еще продолжалась. Из-за радикальных различий между микроархитектурами P6 и NetBurst Intel не могла продавать Willamette как Pentium III, поэтому он продавался как Pentium 4.

20 ноября 2000 года Intel выпустила Pentium 4 на базе Willamette с тактовой частотой 1,4 и 1,5 ГГц. Большинство отраслевых экспертов рассматривали первоначальную версию как временный продукт, представленный до того, как он был по-настоящему готов. По мнению этих экспертов, Pentium 4 был выпущен потому, что конкурирующий AMD Athlon на базе Thunderbird превосходил устаревший Pentium III, а дальнейшие улучшения Pentium III еще были невозможны. Этот Pentium 4 был произведен по 180-нм техпроцессу и первоначально использовал Socket 423 (также называемый сокетом W, от «Willamette»), а в более поздних версиях использовался Socket 478 (сокет N, от «Northwood»). Эти варианты были обозначены кодами продуктов Intel 80528 и 80531 соответственно.

На испытательном стенде Willamette несколько разочаровал аналитиков тем, что он не только не смог превзойти Athlon и Pentium III с самой высокой тактовой частотой во всех тестовых ситуациях, но и не превосходил AMD Duron бюджетного сегмента . Хотя он представлен производителям OEM-ПК по цене 644 доллара США (1,4 ГГц) и 819 долларов США (1,5 ГГц) за 1000 штук. (цены на модели для потребительского рынка различались в зависимости от розничного продавца), он продавался по скромным, но приличным ценам, чему несколько мешала потребность в относительно быстрой, но дорогой динамической оперативной памяти Rambus ( RDRAM ). Pentium III оставался самой продаваемой линейкой процессоров Intel, а Athlon также продавался немного лучше, чем Pentium 4. Хотя Intel поставляла два модуля RDRAM в комплект каждого Pentium 4 в штучной упаковке, это не способствовало продажам Pentium 4 и многими не считалось настоящим решением. .

В январе 2001 года к линейке добавилась еще более медленная модель с тактовой частотой 1,3 ГГц, но в течение следующих двенадцати месяцев Intel постепенно начала снижать лидерство AMD в производительности. В апреле 2001 года был выпущен процессор Pentium 4 с тактовой частотой 1,7 ГГц — первая модель, производительность которой явно превосходила старый Pentium III. В июле были представлены модели с тактовой частотой 1,6 и 1,8 ГГц, а в августе 2001 года Intel выпустила Pentium 4 с тактовой частотой 1,9 и 2 ГГц. В том же месяце они выпустили набор микросхем 845 , который поддерживал гораздо более дешевую память PC133 SDRAM вместо RDRAM. Тот факт, что SDRAM была намного дешевле, привел к значительному росту продаж Pentium 4. Новый набор микросхем позволил Pentium 4 быстро заменить Pentium III, став самым продаваемым процессором массового уровня на рынке.

Кодовое название Willamette происходит от региона Уилламетт-Вэлли большое количество производственных предприятий Intel . в штате Орегон, где расположено

Нортвуд

Процессор Pentium 4 с ядром Northwood. Слева — кристалл (черный квадрат в центре), справа — теплораспределитель .

Снимок процессора Northwood Pentium 4

В январе 2002 года Intel выпустила процессоры Pentium 4 с новым ядром под кодовым названием Northwood и частотой 1,6 ГГц, 1,8 ГГц, 2 ГГц и 2,2 ГГц. Northwood (код продукта 80532) совместил увеличение размера кэша L2 с 256 КБ до 512 КБ (увеличение количества транзисторов с 42 миллионов до 55 миллионов) с переходом на новый 130 нм . техпроцесс Изготовление процессора из транзисторов меньшего размера означает, что он может работать на более высоких тактовых частотах и ​​выделять меньше тепла. В том же месяце были выпущены платы, использующие набор микросхем 845, с включенной поддержкой DDR SDRAM , что обеспечило удвоенную пропускную способность по сравнению с PC133 SDRAM и снизило связанные с этим высокие затраты на использование Rambus RDRAM для максимальной производительности с Pentium 4.

Pentium 4 с тактовой частотой 2,4 ГГц был выпущен 2 апреля 2002 г., а скорость шины увеличилась с 400 МТ/с до 533 МТ/с (физическая тактовая частота 133 МГц) для моделей с тактовой частотой 2,26 ГГц, 2,4 ГГц и 2,53 ГГц в мае 2.66. Модели с частотой 2,8 ГГц и 2,8 ГГц в августе и модель с частотой 3,06 ГГц в ноябре. С появлением Northwood Pentium 4 достиг совершеннолетия. Битва за лидерство в производительности оставалась конкурентной (поскольку AMD представила более быстрые версии Athlon XP), но большинство наблюдателей согласились с тем, что Pentium 4 на базе Northwood с самой быстрой тактовой частотой обычно опережает своего соперника. Это было особенно актуально в середине 2002 года, когда переход AMD на производственный процесс 130 нм не помог процессорам Athlon XP первоначальной версии «Thoroughbred A» достичь достаточно высокой тактовой частоты, чтобы преодолеть преимущества Northwood в диапазоне от 2,4 до 2,8 ГГц.

Pentium 4 с тактовой частотой 3,06 ГГц поддерживает технологию Hyper-Threading , которая впервые была поддержана в процессорах Xeon на базе Foster. Это положило начало распространению виртуальных процессоров (или виртуальных ядер) под x86, позволив одновременно выполнять несколько потоков на одном физическом процессоре. Перетасовывая две (в идеале разные) программные инструкции для одновременного выполнения через одно физическое ядро ​​процессора, цель состоит в том, чтобы наилучшим образом использовать ресурсы процессора, которые в противном случае были бы неиспользованы при традиционном подходе, когда эти отдельные инструкции ждут выполнения друг друга по отдельности через ядро. Этот первый процессор Pentium 4 с поддержкой Hyper-Threading и частотой 3,06 ГГц 533FSB был известен как Pentium 4 HT и был представлен на массовом рынке компанией Gateway в ноябре 2002 года.

14 апреля 2003 года Intel официально представила новый процессор Pentium 4 HT. Этот процессор использовал системную шину 800 МТ/с (физическая тактовая частота 200 МГц), работал на тактовой частоте 3 ГГц и имел технологию Hyper-Threading. Это должно было помочь Pentium 4 лучше конкурировать с AMD Opteron линейкой процессоров . Между тем, с запуском Athlon XP 3200+ в линейке настольных ПК AMD увеличила скорость FSB Athlon XP с 333 МТ/с до 400 МТ/с, но этого было недостаточно, чтобы сдержать новый 3-ГГц Pentium 4 HT.

Увеличение в Pentium 4 HT шины с четырьмя накачками частотой 200 МГц (200 x 4 = эффективная 800 МГц) в значительной степени помогло удовлетворить требования к полосе пропускания, необходимые архитектуре NetBurst для достижения оптимальной производительности. Хотя архитектура Athlon XP меньше зависела от пропускной способности, показатели пропускной способности, достигнутые Intel, значительно превышали диапазон шины Athlon EV6. Гипотетически, EV6 мог бы достичь тех же показателей пропускной способности, но только на недоступных в то время скоростях. Более высокая пропускная способность Intel оказалась полезной в тестах потоковой передачи , и маркетинг Intel мудро воспользовался этим как ощутимым улучшением по сравнению с процессорами AMD для настольных ПК. . Варианты Northwood 2,4 ГГц, 2,6 ГГц и 2,8 ГГц были выпущены 21 мая 2003 г. Вариант 3,2 ГГц был выпущен 23 июня 2003 г., а окончательная версия 3,4 ГГц прибыла 2 февраля 2004 г.

Разгон ядер Northwood с ранним степпингом привел к поразительному явлению. Хотя напряжение ядра, приближающееся к 1,7 В и выше, часто дает существенный дополнительный прирост в запасе по разгону, процессор медленно (в течение нескольких месяцев или даже недель) со временем становился все более нестабильным с ухудшением максимальной стабильной тактовой частоты, прежде чем умереть и стать полностью непригодным для использования. Это стало известно как синдром внезапной смерти Нортвуда (SNDS), который был вызван электромиграцией .

Пентиум 4 М

также основан на ядре Northwood. Мобильный процессор Intel Pentium 4 - M (также известный как Pentium 4 M ) был выпущен 23 апреля 2002 года и включал в себя технологии Intel SpeedStep и Deeper Sleep. Его TDP составляет около 35 Вт в большинстве приложений. Такое снижение энергопотребления произошло из-за пониженного напряжения ядра и других особенностей, упомянутых ранее.

В отличие от настольного Pentium 4, Pentium 4 M не имел встроенного распределителя тепла (IHS) и работал при более низком напряжении. Более низкое напряжение означает меньшее энергопотребление и, в свою очередь, меньшее выделение тепла. Однако, согласно спецификациям Intel, максимальная температура термоперехода Pentium 4 M составляла 100 градусов C, что примерно на 40 градусов выше, чем у настольного Pentium 4.

Мобильный Пентиум 4

Мобильный процессор Intel Pentium 4 был выпущен для решения проблемы установки полноценного процессора Pentium 4 для настольных ПК в ноутбук, что и делали некоторые производители. . В Mobile Pentium 4 использовалась системная шина 533 МТ/с, следуя эволюции настольного Pentium 4. Как ни странно, увеличение скорости шины на 133 МТ/с (33 МГц) привело к значительному увеличению TDP, поскольку мобильные процессоры Pentium 4 выделяли 59,8–70 Вт тепла, а варианты Hyper-Threading — 66,1–88 Вт. мобильный Pentium 4, чтобы преодолеть разрыв между настольными Pentium 4 (с TDP до 115 Вт) и Pentium 4 M (с TDP до 115 Вт). до 35 Вт TDP).

Соглашения об именах Intel на момент выпуска процессора затрудняли идентификацию модели процессора. Был мобильный чип Pentium III , Pentium 4 M, Mobile Pentium 4, а затем Pentium M , который сам был основан на Pentium III и был значительно быстрее и энергоэффективнее первых трех.

Нортвуд (Экстремальное издание)

В сентябре 2003 года на форуме разработчиков Intel было анонсировано Pentium 4 Extreme Edition (P4EE), чуть более чем за неделю до запуска Athlon 64 и Athlon 64 FX . Дизайн был в основном идентичен Pentium 4 (в той степени, в которой он мог работать на тех же материнских платах), но отличался добавленными 2 МБ кэш-памяти третьего уровня. Он использовал то же ядро ​​Gallatin, что и Xeon MP, но в форм-факторе Socket 478 (в отличие от Socket 603 для Xeon MP) и с шиной 800 МТ/с, что вдвое быстрее, чем у Xeon MP.

Демо-компьютер первого издания Extreme Edition

Хотя Intel утверждала, что Extreme Edition предназначена для геймеров, критики расценили это как попытку украсть успех Athlon 64, назвав его «Emergency Edition». При цене в 1000 долларов его также называли «Дорогое издание» и «Чрезвычайно дорогое».

Добавленный кэш обычно приводил к заметному увеличению производительности в большинстве приложений, интенсивно использующих процессор. Кодирование мультимедиа и некоторые игры приносили наибольшую пользу: Extreme Edition превосходил Pentium 4 и даже два варианта Athlon 64, хотя обычно к этому приводила более низкая цена и более сбалансированная производительность Athlon 64 (особенно версии без FX). рассматриваться как лучшее ценностное предложение. Тем не менее, Extreme Edition действительно достиг очевидной цели Intel, которая заключалась в том, чтобы помешать AMD стать чемпионом по производительности с новым Athlon 64, который выигрывал во всех основных тестах над существующими Pentium 4.

В январе 2004 года была выпущена версия с частотой 3,4 ГГц для Socket 478, а летом 2004 года был выпущен процессор с использованием нового Socket 775 ( LGA 775 ). Небольшое увеличение производительности было достигнуто в конце 2004 года за счет увеличения скорости шины с 800 МТ/с до 1066 МТ/с, в результате чего появился Pentium 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,46 ГГц. По большинству показателей это был самый быстрый одноядерный процессор NetBurst, который когда-либо производился, в пересчете на такт, он даже превосходил по производительности многие из своих последователей (не считая двухъядерного Pentium D). Впоследствии Pentium 4 Extreme Edition был переведен на ядро ​​Prescott. Новый Extreme Edition с частотой 3,73 ГГц имел те же характеристики, что и Prescott 2M с последовательностью 6x0, но с шиной 1066 МТ/с. Однако на практике Pentium 4 Extreme Edition с частотой 3,73 ГГц почти всегда оказывался медленнее, чем Pentium 4 Extreme Edition с частотой 3,46 ГГц, что, скорее всего, связано с отсутствием кэша L3 и более длинным конвейером команд. Единственным преимуществом Pentium 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,73 ГГц перед Pentium 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,46 ГГц была возможность запускать 64-битные приложения, поскольку во всех процессорах Pentium 4 Extreme Edition на базе Gallatin отсутствовал набор инструкций Intel 64 (тогда известный как EM64T). .

Хотя Pentium 4 Extreme Edition никогда не пользовался особенно хорошим спросом, особенно потому, что он был выпущен в то время, когда AMD утверждала почти полное доминирование в гонке производительности процессоров, Pentium 4 Extreme Edition занял новую позицию в линейке продуктов Intel — чип, ориентированный на энтузиастов, с чипы Intel обеспечивают высочайшие характеристики, а также разблокированные множители, упрощающие разгон. В этой роли с тех пор ему на смену пришли Pentium Extreme Edition (экстремальная версия двухъядерного Pentium D ), Core 2 Extreme , Core i7 и Core i9 .

Однако, вопреки распространенному мнению, версии процессоров Pentium 4 Extreme Edition для Socket 478, такие как Pentium 4 Extreme Edition на базе Gallatin для Socket 478, имеют фиксированный множитель, а это означает, что они не подлежат разгону, если только внутренней шины скорость не будет увеличена. увеличиваются (что сопряжено с потенциальными рисками нестабильного поведения, такими как проблемы с надежностью и стабильностью). Только версии Pentium 4 Extreme Edition для Socket 775/LGA 775, а также процессоры Pentium Extreme Edition (Smithfield) и Engineering Sample имеют разблокированные множители.

Прескотт

Пентиум 4 2.40А — Прескотт

Снимок процессора Intel Pentium 4 640

1 февраля 2004 года Intel представила новое ядро ​​под кодовым названием Prescott. В ядре использовался техпроцесс 90 нм , который один аналитик назвал «серьёзной переработкой микроархитектуры Pentium 4». впервые Несмотря на этот капитальный ремонт, прирост производительности был непостоянным. Некоторые программы выиграли от удвоенного кэша Prescott и инструкций SSE3, тогда как другим навредил более длинный конвейер. Микроархитектура Prescott допускала немного более высокие тактовые частоты, но не такие высокие, как ожидала Intel. Самые быстрые серийные процессоры Pentium 4 на базе Prescott имели тактовую частоту 3,8 ГГц. В то время как Нортвуд в конечном итоге достиг тактовой частоты на 70% выше, чем Уилламетт, Прескотт превзошел Нортвуд лишь на 12%. Неспособность Прескотта достичь более высоких тактовых частот объяснялась очень высоким энергопотреблением и тепловыделением процессора. Это привело к тому, что процессор получил на форумах прозвище «PresHot». Фактически, энергетические и тепловые характеристики Prescott были лишь немного выше, чем у Northwood с той же скоростью, и почти равнялись характеристикам Extreme Edition на базе Gallatin, но поскольку эти процессоры уже работали вблизи пределов того, что считалось термически приемлемым, это по-прежнему представляло собой серьезную проблему.

Выпуск Prescott также совпал с запуском LGA 775 и форм-фактора BTX , которые также подверглись критике. Тесты показали, что данный Pentium 4, созданный для LGA 775, потребляет больше энергии и выделяет больше тепла, чем тот же самый чип в корпусе с сокетом 478. Тем временем форм-фактор BTX показывал признаки того, что он был разработан с единственной целью управления тепловыделением Prescott за счет других компонентов и проблем, таких как нагнетание горячего воздуха из процессора непосредственно в радиатор/вентилятор видеокарты. Это усилило восприятие Прескотта как чрезмерно крутого чипа.

Prescott Pentium 4 содержит 125 миллионов транзисторов и имеет площадь кристалла 112 мм. ² . Он был изготовлен по 90-нм техпроцессу с семью уровнями медных межсоединений . Этот процесс имеет такие особенности, как напряженные кремниевые транзисторы и диэлектрик из легированного углеродом оксида кремния (CDO) с низким κ , который также известен как органосиликатное стекло (OSG). Prescott сначала был изготовлен на экспериментальной фабрике D1C , а затем переведен на производственную фабрику F11X.

Первоначально Intel выпустила две линейки Prescott на Socket 478: серию E с частотой системной шины 800 МТ/с и поддержкой Hyper-Threading и младшую серию A с частотой FSB 533 МТ/с и отключенной технологией Hyper-Threading. . В процессорах LGA 775 Prescott используется рейтинговая система, обозначающая их как серия 5xx (Celeron D — это серия 3xx, а Pentium M — серия 7xx). Версия LGA 775 серии E использует номера моделей 5x0 (520–560), а версия LGA 775 серии A использует номера моделей 5x5 и 5x9 (505–519). Самые быстрые модели 570J и 571 работают на частоте 3,8 ГГц. Планы по массовому производству Pentium 4 с тактовой частотой 4 ГГц были отменены Intel в пользу двухъядерных процессоров, хотя некоторые европейские розничные торговцы утверждали, что продают Pentium 4 580 с тактовой частотой 4 ГГц. Prescott серии E, а также младшие модели 517 и 524 включают технологию Hyper-Threading для ускорения некоторых процессов, использующих многопоточное программное обеспечение, например редактирования видео.

Микроархитектура Prescott была разработана для поддержки Intel 64, реализации Intel разработанных AMD 64-битных расширений x86-64 для архитектуры x86, но первые модели поставлялись с отключенной 64-битной поддержкой. Intel заявила, что не намерена выпускать 64-битные процессоры в розничных сетях, вместо этого выпуская 64-битную серию F только для OEM-производителей. Однако позже они стали доступны широкой публике как серия 5x1. Также было выпущено несколько младших моделей Prescott с поддержкой Intel 64 и частотой FSB 533 МГц.

Степпинг E0 серии Prescott представил функцию бита XD . Эта технология, представленная AMD в архитектуре x86 под названием NX (No eXecute) типами вредоносного кода , может помочь предотвратить использование определенными переполнения буфера для выполнения. Модели, поддерживающие бит XD, включают серии 5x0J и 5x1, а также младшие модели 5x5J и 5x6.

Процессоры Prescott являются первыми поддерживающими SSE3 , процессорами Pentium D .

Прескотт 2М (Экстремальное издание)

Intel к первому кварталу 2005 года выпустила новое ядро ​​Prescott с нумерацией 6x0 под кодовым названием Prescott 2M. Его также иногда называют его производным от Xeon , Irwindale. Он оснащен Hyper-Threading, Intel 64 , битом XD, EIST (улучшенная технология Intel SpeedStep), Thermal Monitor 2 (для процессоров с частотой 3,6 ГГц и выше) и 2 МБ кэш-памяти второго уровня. Однако AnandTech обнаружила, что это привело к увеличению задержки кэша на 17% по сравнению с Prescott, что в сочетании с отсутствием программ, ориентированных на потребителя, требующих большего объема кэша, в значительной степени свело на нет преимущество, которое дал добавленный кэш. Вместо целевого повышения скорости кэш двойного размера был предназначен для обеспечения того же пространства и, следовательно, производительности для операций в 64-битном режиме из-за удвоенного размера слова по сравнению с 32-битным режимом.

14 ноября 2005 года Intel выпустила процессоры Prescott 2M с поддержкой VT ( технологии виртуализации под кодовым названием Vanderpool). Intel выпустила только две модели этой категории Prescott 2M: 662 и 672, работающие на частоте 3,6 ГГц и 3,8 ГГц соответственно.

Кедровая мельница

Пентиум 4 HT 651 3,4 ГГц

Последней версией Pentium 4 была Cedar Mill , выпущенная 5 января 2006 года. Это было сокращение ядра серии 600 на базе Prescott до 65 нм без каких-либо реальных добавлений функций, но со значительным снижением энергопотребления. Cedar Mill тесно связан с версией Pentium D Presler , при этом каждый процессор Presler состоит из двух ядер Cedar Mill в одном корпусе микросхем. У Cedar Mill была более низкая тепловая мощность, чем у Prescott: TDP 86 Вт. Степпинг D0 в конце 2006 года снизил ее до 65 Вт. Он имеет ядро ​​65 нм и имеет тот же 31-ступенчатый конвейер, что и Prescott, системную шину 800 МТ/с, Intel 64 , Hyper-Threading , но не имеет виртуализации технологии . Как и Prescott 2M, Cedar Mill также имеет кэш-память второго уровня объемом 2 МБ.

Первоначально Intel анонсировала четыре процессора Cedar Mill с поддержкой VT-x с номерами моделей от 633 до 663. но позже они были отменены и заменены моделями с 631 по 661 без VT-x, причем к номеру модели добавлена ​​дополнительная 1, отличающая их от 90-нм ядер Prescott, работающих на тех же частотах. Частота процессоров Cedar Mill варьировалась от 3,0 до 3,6 ГГц, по сравнению с максимальной частотой 3,8 ГГц у процессоров 670 и 672 на базе Prescott. Оверклокерам удалось превысить частоту 8 ГГц с помощью этих процессоров с использованием охлаждения жидким азотом.

Название «Cedar Mill» относится к Сидар-Милл, штат Орегон , некорпоративному населенному пункту недалеко от объектов Intel в Хиллсборо, штат Орегон .

Преемник

Основные статьи: Pentium D и Pentium Dual-Core

В марте 2003 года Pentium 4 M, мобильная версия Pentium 4, была снята с производства из-за проблем с перегревом и энергопотреблением и была заменена M. Pentium Pentium M был частью Intel Centrino маркетингового бренда .

В мае 2005 года Intel выпустила двухъядерные процессоры под брендами Pentium D и Pentium Extreme Edition . Они имели кодовые названия Smithfield и Presler для частей 90 нм и 65 нм соответственно.

Первоначальным преемником Pentium 4 был (под кодовым названием) Tejas , выпуск которого был запланирован на начало середины 2005 года. Однако через несколько месяцев после выпуска Prescott он был отменен из-за чрезвычайно высокого TDP (Tejas с частотой 2,8 ГГц выделял 150 Вт тепла по сравнению с примерно 80 Вт для Northwood с той же скоростью и 100 Вт для Prescott с сопоставимой тактовой частотой). ) и разработка микроархитектуры NetBurst в целом прекратилась, за исключением двухъядерных Pentium D, Pentium Extreme Edition и Pentium 4 HT на базе Cedar Mill.

Реальным преемником бренда Pentium 4 является бренд Pentium Dual-Core , выпущенный в 2006 году. Первые чипы, реализующие его (по техпроцессу 65 нм), были выпущены в январе 2007 года вместе с мобильными процессорами Yonah и основаны на архитектуре Enhanced Pentium M , 3 июня 2007 года с настольными процессорами Allendale (а позже и Conroe ) и в конце 2007 года с мобильными процессорами Merom , при этом базовой микроархитектурой была микроархитектура Core .

См. также

• Intel Celeron (на базе NetBurst)
• Список процессоров Intel Pentium
• Список процессоров Intel Pentium 4
• Список процессоров Intel

Внешние ссылки

• « Будущее Прескотта: когда Мур дает вам лимоны… » на Ars Technica
• Обзор Prescott и Northwood Pentium 4
• Документация Intel
• Внутри архитектуры Pentium 4
• Микроархитектура процессора Pentium 4.
• Чувствительный порог денормализации P4 FPU и его влияние на обработку звука в реальном времени. Архивировано 20 июня 2020 г. на Wayback Machine.