MPF: Intel preist den Pentium 4

Intel nutzt das Microprocessor Forum 2000, um für die Pentium 4-Architektur zu werben, gibt aber nur wenige weitere Details bekannt. Wer Neuankündigungen - etwa zum Foster - erwartet hat, wurde enttäuscht. Eine Stellungnahme zur Verschiebung des Launch-Termins des Pentium 4 blieb ebenfalls aus.

Der Pentium 4 ist laut Intel für die Anforderungen des Visual-Internet mit Audio und Video entworfen worden. Die neue NetBurst-Architektur des Pentium 4 kann die entsprechende Performance liefern, so Bill Siu, Vice President der Intel Architecture Group.

Die Intel NetBurst-Micro-Architektur ermöglicht vor allem eine hohe Skalierbarkeit des Pentium 4. Die Anfangstaktfrequenz von 1,4 GHz lasse sich sehr leicht auf über 2 GHz steigern. Verantwortlich dafür ist unter anderem die mit 20 Stufen sehr lange Hyper-Pipeline (doppelt so lange wie beim Pentium III). Bei derart langen Pipelines wirken sich falsche Sprungvorhersagen natürlich fatal aus. Der Pentium 4 verwendet deshalb eine erweiterte Sprungvorhersage, die sich laut Intel um ein Drittel weniger verschätzt als die des Pentium III. Den Branch Target Buffer BTB hat Intel auf 4 KByte erhöht und erreicht damit die 8fache Größe des Pentium III. Der Pentium 4 kann durch sein paralleles Design und die lange Pipeline 128 Micro-Ops gleichzeitig verarbeiten.

Die Pentium 4 Core Architektur. Quelle: MPF-Konferenzunterlagen

Unterstützung erhält die Hyper-Pipeline von einem Trace Cache. Der Trace Cache ist ein erweiterter L1-Cache für Befehle und speichert bis zu 12KByte decodierter Micro-Ops. Er füttert die schnellen Ausführungseinheiten des Pentium 4 und verhindert Wartezeiten durch die Befehlsdekodierung.

Zu den schnellen Execution Units des Pentium 4 zählen die vier mit doppelter Taktfrequenz arbeitenden ALUs. Diese erhalten von Intel den Namen Rapid Execution Engine. Bei den häufigen Integer-Befehlen reduzieren sich die Laufzeitverzögerungen durch die Taktverdopplung erheblich: Beim Pentium III mit 1 GHz beträgt diese Latency der ALU 1000 ps, der Pentium 4 mit 1,4 GHz lässt nur noch 360 ps verstreichen. Auch die Latency zum L1-Cache hat sich mit 1440 ps gegenüber 3000 ps deutlich verringert.

Der Pentium 4 verwendet erstmals die SSE2-Befehlserweiterung. Die 144 neuen Befehle sollen Audio- und Video-Applikationen beschleunigen. Dazu zählen 128-Bit SIMD Integer Arithmetik und 128-Bit SIMD Double Precision Floating Point Operationen.

Pentium 4 mit hohen Bandbreiten beim Cache und Bussystem. Quelle: MPF-Konferenzunterlagen

Der L1-Cache für Daten ist mit 8 KByte relativ klein ausgefallen. Load/Store-Vorgänge in den L1-Datencache sind mit einer Bandbreite von 22 GByte/s möglich. Der Transfer zwischen L1- und L2-Cache läuft mit 45 GByte/s erheblich schneller ab als beim Pentium III.

Das System-Inferface (FSB ) des im 0,18 µm Prozess gefertigten Pentium 4 erlaubt Datentransferraten von maximal 3,2 GByte/s. Möglich macht es beim Pentium 4 ein mit 400 MHz betriebener FSB. Die wirkliche Taktfrequenz beträgt jedoch nur 100 MHz. Durch die Quad-Pumped-Technik werden aber mit jedem Takt vier Datenpakete übertragen. Eine maximale Bandbreite von 3,2 GByte/s besitzt auch das Speicherinterface der ersten Pentium-4-Systeme. Der Pentium-4-Chipsatz i850 nutzt zwei Rambus-Kanäle mit je 1,6 GByte/s maximaler Datentransferrate.

Wirkliche Neuigkeiten wollte Intel auf dem Microprocessor Forum 2000 zum Thema Pentium 4 aber nicht präsentieren. Die erneute Pannenserie mit dem Bug im Pentium-4-Chipsatz i850 lässt Intel wohl vorsichtig werden. Erwähnt wurde das Dilemma aber mit keinem Wort. Auch zum Foster, der multiprozessorfähigen Version des Pentium 4, nahm Intel nicht Stellung.

Hintergrundwissen zum Thema Prozessoren finden sie bei tecChannel.de hier. (cvi)