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Intel Pentium 4

/Hardware/CPU

Worum geht's?

Der Pentium 4 

Neue Prozessoren erblicken immer wieder das Tageslicht. Oft handelt es sich jedoch um eine reine Produktpflege, dementsprechend sind die Änderungen - abgesehen vom Namen - marginal bis fundamental, so geschehen beim Intel Pentium Pro über den Pentium II bis hin zum Pentium III.

Dagegen handelt es sich bei dem im November 2000 von Intel eingeführten Pentium 4 um eine komplett überarbeitete Architektur. Doch was ist neu am neuen Pentium 4? Dieser kurze Artikel soll Sie darüber aufklären.

Grundlegendes


Die Zahlen rund um den Pentium 4 gegenüber seinem Vorgänger sprechen eine klare Sprache, die Die-Größe, gemeint ist damit die eigentliche Prozessorkerngröße, hat sich praktisch verdoppelt. Die Zahl der Transistoren ist um stolze 50% gewachsen. Doch vergleichen wir zunächst einmal die Daten des Pentium 4 mit denen des Pentium III sowie des Athlon (Thunderbird):

Prozessor Übersicht

  Pentium 4 Athlon (Thunderbird) Pentium III
Transistoren 42 Millionen 37 Millionen 28 Millionen
Die-Größe ca. 217 mm2 120 mm2 106 mm2
Busbandbreite 3,2 GByte/s 2,1 GByte/s 1 GByte/s
Multiprozessor Tauglichkeit nein ja ja
Level 1 Cache 8 KB 64 KB 16 KB
Level 2 Cache 256 KB 256 KB 256 KB
Energie Verbrauch 75 W 66 W 33 W

Obwohl die wesentlichen Neuerungen "unter der Haube" stecken, sind die Fakten beachtlich: Die Zahl der Transistoren ist ordentlich angewachsen, der Pentium 4 überflügelt AMDs Athlon. Dementsprechend vergrößert sich auch die Prozessorkerngröße auf etwa die doppelte Fläche. Gleich zieht der neue Pentium mit dem Athlon in Bezug auf den Energieverbrauch. Damit ist der Pentium nichts für schwache Netzteile und Lüfter!

Interessant ist die Die-Größe auch aus Sicht der Produktionskosten: Für die Herstellung von Halbleiterchips werden genormte Wafer verwendet, wird die Die-Größe etwa verdoppelt, halbiert sich damit die Zahl der Prozessoren pro Wafer und damit auch pro Produktionsschritt. Noch stellt Intel die Pentium 4 Prozessoren mit 0,18µm Strukturgröße her. Doch schon dieses Jahr plant Intel die Umstellung auf den 0,13µm Fertigungsprozess, was wieder knapp doppelt so viele Chips pro Wafer bedeutet. Zusätzlich plant Intel die Einführung von 300 mm großen Wafern, die die bislang 200 mm großen Wafer mittelfristig ersetzen sollen. Diese Maßnahme verdoppelt noch einmal den Ausstoß an Prozessoren bei nur geringfügig höheren Herstellungskosten.

Weiterhin ist der Tabelle zu entnehmen, dass Intel die Busbandbreite drastisch erhöht hat. Dies gelingt durch ein neu entwickeltes Quadpumped-Interface zwischen Prozessor und Chipsatz, welches pro Bustakt vier Datenpakete zu jeweils 8 Byte übertragen kann. Bei einem Bustakt von 100 MHz ergeben sich so die oben aufgeführten 108*8*4 Byte/s = 3,2 GByte pro Sekunde. DDR-SDRAM Lösungen mit nur einem Kanal erreichen gerade 2,1 GByte/s, daher greift Intel auf Rambusspeicher zurück, der in Dual-Channel-Konfiguration genau die 3,2 Gbyte pro Sekunde schafft. Die Vorsilbe Giga (G) steht hier für 109, wie das Internationale Büro für Maß und Gewicht, Frankreich (BIPM) festgelegt hat.

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