Pentium 4

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Pentium 4 s jádrem Northwood

Pentium 4 je procesor sedmé generace architektury x86 vyrobený firmou Intel. Je to jeho první kompletní redesign CPU (nazvaný NetBurst) od doby procesoru Pentium Pro uvolněného roku 1995. Oproti Pentiu II, Pentiu III a Celeronům je jeho architektura jen málo podobná designu Pentia Pro/P6. Mikroarchitektura NetBurst obsahuje velmi hlubokou instrukční pipeline, aby byla schopna dosáhnout velmi vysokých frekvencí. Představila také novou instrukční sadu SSE2. Pozdější modely Pentia 4 obsahovaly další vylepšení, jako třeba Hyper-Threading, vlastnost, která umožňovala procesoru tvářit se jako dva logické procesory.

Původní Pentium 4 (kódové označení Willamette) běželo na 1,4 a 1,5 GHz a bylo uvolněno v listopadu 2000 na platformě Socketu 423 a později na frekvencích od 1,5 GHz do 3,8 GHz na Socketu 478. Sběrnice Front Side Bus běžela na frekvenci 100 MHz, díky technologii Quadruple data rate však efektivně dosahovala rychlosti 400 MHz. Vznikla také low-endová verze Celeron (zvaná taktéž Celeron 4) a high-endová verze Xeon určená pro víceprocesorové systémy.

Procesory Pentium 4 byly nahrazeny 27. července 2006 procesory Intel Core 2 (s jádrem Conroe).

Architektura[editovat | editovat zdroj]

Ve výsledcích benchmarků nebyly výhody architektury NetBurst zřetelné.[zdroj?] S pečlivě optimalizovaným kódem byl schopný první Pentium 4 porazit (podle očekávání) nejrychlejší Pentium III. Ale v reálných aplikacích s velkým množstvím větvení nebo x87 instrukcí se stěží vyrovnalo, nebo dokonce podlehlo Pentiu III. Navíc architektura NetBurst produkovala mnohem více tepla, než kterýkoli předchozí procesor od AMD nebo Intelu.

Pentium 4 se tudíž nesetkalo jen s kladným ohlasem: vývojáři neměli rádi Pentium 4, které zavádělo novou sadu pravidel pro optimalizaci. Například, v matematických aplikacích mnohem níže taktovaný procesor od AMD snadno porazil Pentium 4, které se mu dokázalo vyrovnat jen pokud byl software speciálně zkompilovaný s optimalizací pro SSE2. Počítačoví nadšenci se Pentiu 4 také vyhýbali kvůli vysoké ceně a k ní nepřiměřenému výkonu.

Dvě standardní jednotky pro měření výkonu procesoru je počet vykonaných instrukcí na jeden takt a frekvence procesoru. Zatímco počet vykonaných instrukcí za takt je jen obtížně měřitelný a velmi závislý na typu aplikace (a její optimalizaci), frekvence je snadno vyčíslitelná. Neznalí zákazníci si tedy vysokou frekvenci automaticky spojí s vysokým výkonem a Pentium 4 bylo neoddiskutovatelným megahertzovým šampiónem. Jelikož AMD nebylo schopno soupeřit na poli frekvence (ale naopak vedlo ve výkonu), zavedla tzv. PR-značení procesorů, které udávalo výkon srovnatelného procesoru Pentium 4. Například tedy Athlon XP s jádrem Thoroughbred s PR 2200+ mělo frekvenci pouze 1833 MHz, ale mělo mít výkon na úrovni Pentia 4 na frekvenci 2200 MHz.

Při uvolnění Pentia 4 Intel prohlásil, že očekává škálovatelnost architektury NetBurst až na hranici 10 GHz (během několika generací výrobního procesu). Frekvenční strop této architektury se ale ukázal být mnohem níž; žádné Pentium 4 nedosáhlo frekvence 4 GHz (i když přetaktované modely s dusíkovým chlazením se dostaly až na 5 GHz). Intel také neočekával rapidní růst teplotních úniků, který se objevil u čipů s 90nm technologií. Spolu s normální produkcí tepla vyvstal velký problém s chlazením procesoru. Aby tuto krizi překonal, zkusil Intel několik redesignů (například jádro „Prescott“). Problém však zůstal nevyřešen a tak se Intel v letech 2005-2006 přesunul k „chladnější“ technologii Pentia M. V březnu 2006 Intel ohlásil architekturu Intel Core, která věnuje větší pozornost spotřebě energie a výkonu na jeden takt. Tyto procesory už kompletně nahradily Pentium 4 ve všech sférách.

Modely[editovat | editovat zdroj]

Willamette (180nm)[editovat | editovat zdroj]

  • frekvence 1,3GHz až 2,0GHz
  • sběrnice FSB 400MHz
  • L1 Cache: 8kB pro data, 12k \muops pro instrukce
  • L2 Cache: 256kB
  • Socket 423 a Socket 478
  • 42 mil. tranzistorů
  • 217mm^2
  • uveden 20.11.2000
  • napětí jádra 1,7V až 1,75V

Northwood (130nm)[editovat | editovat zdroj]

  • frekvence 1,6GHz až 3,4GHz
  • sběrnice FSB 400MHz, 533MHz a 800MHz
  • L1 Cache: 8kB pro data, 12k \muops pro instrukce
  • L2 Cache: 512kB
  • Socket 478
  • 55 mil. tranzistorů
  • 131mm^2
  • uveden 7.1.2002
  • napětí jádra 1,475V až 1,55V

Prescott (90nm)[editovat | editovat zdroj]

  • frekvence 2,26GHz až 3,8GHz
  • sběrnice FSB 533MHz a 800MHz
  • L1 Cache: 16kB pro data, 12k \muops pro instrukce
  • L2 Cache: 1MB nebo 2MB (Prescott-2M)
  • Socket 478, Socket T (775-pin)
  • 125 mil. tranzistorů
  • 112mm^2
  • uveden 2.2.2004
  • napětí jádra 1,475V až 1,55V

Tejas (90nm) - neuveden[editovat | editovat zdroj]

  • frekvence až 3,6GHz
  • sběrnice FSB 800MHz
  • L1 Cache: 24kB pro data, 12k \muops pro instrukce
  • L2 Cache: 1MB
  • Socket T (775-pin)
  • neuveden

Cedar Mill (65nm)[editovat | editovat zdroj]

  • frekvence 3,0GHz až 3,6GHz
  • sběrnice FSB 800MHz
  • L1 Cache: 16kB pro data, 12k \muops pro instrukce
  • L2 Cache: 2MB
  • Socket T (775-pin)
  • 118 mil. tranzistorů
  • 97mm^2
  • uveden 2-2006
  • napětí jádra 1,375V