Процессор Pentium 4

В 2000 г. корпорация Intel анонсировала следующее, седьмое поколение 32-разрядных процессоров, которое получило название Pentium 4 с ядром Willamette. На кристалле кремния удалось разместить 42 млн транзисторов, а это в четыре раза больше, чем у предыдущего поколения процессоров. Первые версии процессоров монтировались в корпусе с 423 ножками, но очень скоро корпорация Intel предложила корпус уменьшенных габаритов с 478 выводами. Основной изюминкой процессоров Pentium 4 стала микроархитектура NetBurst, в которой используется ряд новых технологий. Наиболее существенная новинка, позволившая увеличить скорость обмена данными между процессором и внешним миром, — это способность считывать данные 4 раза за один такт, т. е. стало возможным использовать частоту системной шины в 400 МГц, а в дальнейшем 533 и 800 МГц. Кроме того, использована гиперконвейерная обработка команд, применена кэш-память с отслеживанием выполнения команд и добавлен блок быстрого исполнения команд, который работает на удвоенной частоте ядра. Так, например, при тактовой частоте ядра 2,53 ГГц блок быстрого исполнения команд (а это, в основном, арифметические и логические команды) работает на частоте 5,1 ГГц. Также были улучшены характеристики уже традиционных блоков и технологий, например, динамического исполнения команд, вычислений с плавающей запятой, обработки команд, используемых в мультимедийных приложениях, потоковых SIMD-расширений SSE2, а кэш-память 2 уровня получила более совершенную систему передачи данных. Сама же кэш-память использует отдельную шину (архитектура с двумя независимыми шинами — D.I.B.), независимую от системной, что позволило увеличить пропускную способность каналов передачи данных. В дальнейшем в процессорах Pentium 4 стала использоваться технология Hyper-Threading, которая прошла обкатку в процессорах Intel Xeon. Основная идея, заключенная в технологии Hyper-Threading, — когда в одном реальном процессоре формируются два логических процессора (Logical Processor, LP). А операционная система видит вместо одного процессора два. Заметим, что технология Hyper-Threading эксплуатирует с успехом тот факт, что при выполнении реальных задач процессор никогда не использует все свои ресурсы. А раз так, то можно без проблем передать простаивающие без работы блоки другой задаче (в какой-то степени это применяется и в обычных процессорах). И даже можно пойти дальше — имитировать наличие двух процессоров. Правда, два логических процессора — это не два настоящих процессора. Для подавляющего большинства программ, с которыми работают пользователи, выигрыш составляет единицы процентов, а иногда общая производительность компьютера может даже упасть чуть ли не в два раза. Только специально написанные программы, учитывающие возможности технологии Hyper-Threading позволяют увеличить производительность процентов на 50. Процессоры Pentium 4 с поддержкой технологии Hyper-Threading выпускаются с тактовыми частотами 3 ГГц, 3,06 ГГц и 3,20 ГГц. Поддержка технологии Hyper-Threading и частоты шины 800 МГц имеется в моделях с индексом "С" . Основные технические характеристики процессоров Pentium 4 приведены в табл. 1. В табл. 1.—10. модели процессоров Pentium 4 рассортированы по их назначению, как это сделано на официальном сервере корпорации Intel.

Таблица 1.Основные характеристики процессоров Pentium 4

Характеристика	Процессоры Intel Pentium 4 в 423- контактном корпусе	Процессоры Intel Pentium 4 в 478- контактном корпусе с кэш­ памятью объемом 256 Кбайт	Процессоры Intel Pentium 4 в 478- контактном корпусе с кэш­ памятью объемом 512Кбайт	Процессоры Intel Pentium 4 в 478- контактном корпусе с системной шиной с тактовой частотой 800 МГц
Тактовая частота , ГГц	1,30, 1,40, 1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,90 и 2	1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,90 и 2	1,60 А , 1.80 А , 2 А , 2,20, 2,26, 2,40, 2,40 В , 2,50, 2,60, 2,53, 2,66, 2,80 и 3,06	2,40 С , 2.60 С , 2.80 С , 3,20 и З
Техпроцесс , мкм	0,18	0,18	0,13	0,13
Объем кэш - памяти второго уровня	256	256	512	512
Тип разъема	PGA423	mPGA478B	mPGA478B	mPGA478B
Напряжение ядра процессора ( Vcc _ core ), В	1,75	1,75	1,50, 1,525 или 1,55	1 ,550 или 1,525

Примечание .

• Во всех процессорах Pentium 4 используется микроархитектура Intel NetBurst .
• Поддержки двухпроцессорных систем нет .
• В процессоре с частотой ядра 3,06 МГц впервые появилась поддержка технологии Hyper -
  Threading .
• Для процессоров 2,80 ГГц , 2,66 ГГц , 2,53 ГГц , 2,40 В ГГц и 2,26 ГГц системная шина работает
  на частоте 533 МГц .
• Для процессоров 2,60 ГГц , 2,50 ГГц , 2,40 ГГц , 2,20 ГГц , 2 А ГГц системная шина работает на
  частоте 400 МГц .

Таблица 2. Процессор Intel Pentium M

Тактовая частота , ГГц	Дата выпуска	Технол ./ транзист .	Кэш­ память , Мбайт	Част , шины , МГц	Напряж . питания , В	Мощность , Вт
1,60 1,50 1,40	12 марта 2003 г .	0,13 мкм 77 млн	1	400	1,48/0, 96	<1 в режиме сохранения энергии
1,39/0,96					1,39/0,96

Примечание .

• Применяются в полноразмерных и тонких мобильных ПК .
• В режиме сохранения энергии снижается напряжение питания .

Таблица 3. Процессор Intel Pentium M с пониженным энергопотреблением

Тактовая частота , ГГц	Дата выпуска	Технол ./ транзист .	Кэш­ память , Мбайт	Част , шины , МГц	Напряж . питания , В	Мощность , Вт
1,10	12 марта 2003 г .	0,13 мкм77 млн	1	400	1,18/0,96	<1 в режиме сохранения энергии

Примечание .

• Применяются в полноразмерных и тонких мобильных ПК .
• В режиме сохранения энергии снижается напряжение питания .

Таблица 4. Процессор Intel Pentium M со сверхнизким энергопотреблением

Тактовая частота , МГц	Дата выпуска	Технол ./ транзист .	Кэш­ память , Мбайт >	Част , шины , МГц >	Напряж . питания , В	Мощность , Вт
900	12 марта 2003 г .	0,13 мкм 77 млн	1	400	1,00/0,84	<0,5 в режиме сохранения энергии

Примечание .

• Применяются в полноразмерных и тонких мобильных ПК .
• В режиме сохранения энергии снижается напряжение питания .

Таблица 5. Процессор Intel Pentium 4 для настольных ПК

Тактовая частота , ГГц	Дата выпуска	Технол ./ транзист .	Кэш - память , Кбайт	Частота шины , МГц
3	14 апр . 2003 г .	0,13 мкм 55 млн	512	800
3,06	14 нояб . 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	533
2,80 2,66	26 авг . 2002 г	0,13 мкм 55 млн	512	533
2,53 2,40 2,26	6 мая 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	533
2,60 2,50	26 авг . 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400
2,40	2 апр . 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400
2,2	7 янв . 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400
1	27 авг . 2001 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400
2 1,90	27 авг . 2001 г .	0,18 мкм 42 млн	256	400
1,80 1,60	2 июля 2001 г .	0,18 мкм 42 млн	256	400
1,70	23 апр . 2001 г .	0,18 мкм 42 млн	256	400
1,50 1,40	20 нояб . 2000 г .	0,18 мкм 42 млн	256	400

Примечание . Настольные ПК и рабочие станции начального уровня .

Таблица 6. Процессор Intel Pentium 4 М для мобильных ПК

Тактовая частота , ГГц	Дата выпуска	Технол ./ транзист .	Кэш­ память , Кбайт	Част >, шины , МГц	Напряж . питания , В	Мощность , Вт
2,50	16 апр . 2003 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400	1,3/1,2	<2
2,40	14 янв . 2003 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400	1,3/1,2	<2
2,20	16 сент . 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400	1,3/1,2	<2
2 1,90	24 июня 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400	1,3/1,2	<2
1,80 1,50 1,40	23 апр . 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400	1,3/1,2	<2
1,70 1,60	4 марта 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400	1,3/1,2	<2

Примечание . В режиме максимальной производительности напряжение питания повышается до 1,3 В .

При покупке процессора следует иметь в виду, что процессоры Pentium 4 с одной и той же тактовой частотой могут иметь различные технические характеристики и различные типы процессорного ядра. Корпорация Intel для указания различия между процессорами использует дополнительную буквенную индексацию:

• А — увеличенный кэш, например, процессор Pentium 4 2 ГГц имеет кэш
  256 Кбайт, а у процессора Pentium 4 2А ГГц кэш увеличен до 512 Кбайт;
• В — увеличенная частота системной шины, например, процессор
  Pentium 4 2,40 ГГц поддерживает частоту 400 МГц, а процессор
  Pentium 4 2,40В ГГц - 533 МГц;
• С — увеличенная до 800 МГц частота системной шины, поддержка технологии Hyper - Threading .

Таблица 7. Процессор Intel Pentium 4 М для встраиваемых применений

Тактовая частота , ГГц	Дата выпуска	Технол ./ транзист .	Кэш - память , Кбайт	Частота шины , МГц
2,40	25 июня 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400/533
1,70	25 июня 2002 г .	0,13 мкм 55 млн	512	400/533