Mit dem Pentium III erweiterte Intel die Pentium-II-Reihe um einen Befehlssatz für 3D- und Multimediaanwendungen. Diese SSE-Erweiterungen waren zunächst der wesentliche Unterschied zum Pentium II und die erste signifikante Erweiterung der auf dem Core des Pentium Pro (P6) basierenden Prozessorreihe. Der Pentium III wurde unter dem Codenamen Katmai entwickelt und war ausschließlich für den anspruchsvollen und zahlungskräftigen PC-Käufer gedacht. Mit dem Celeron in seinen verschiedenen Bauformen wurden die Kunden mit schmalem Geldbeutel berücksichtigt.
Der unter dem Codenamen Coppermine entwickelte Pentium III neuer Bauart ersetzt auf kurze Sicht die Katmai-Modelle, wie tecChannel berichtete. Demnach soll ein breiteres Produktspektrum zusätzliche Käuferschichten ansprechen. Der Pentium III ist deshalb auch in einer preiswerteren Sockel-Version zu haben, die langfristig wohl die aufwendiger zu produzierenden Slot-Versionen komplett ersetzt.
Diese FC-PGA-Bauform bietet gegenüber dem SECC2-Modul für den Slot 1 unter anderem durch kürzere Leitungswege verbesserte Frequenzeigenschaften. Das Die ist bei FC-PGA mittels Kontakten an der Unterseite direkt auf die Sockelplatine gelötet. Beim PPGA-Gehäuse des Celeron sind zur Verbindung zwischen Die und Gehäuse zusätzliche Golddrähte erforderlich.
Die Varianten des Pentium III
Es gibt mittlerweile diverse Prozessoren, die auf den Namen "Pentium III" hören. Im Markt befinden sich sowohl die ersten Versionen mit einem Katmai-Kern in 0,25-Mikron-Technologie, als auch die mit 0,18 Mikron gefertigten Coppermines. Daneben unterscheiden sich sowohl Katmais wie Coppermines in der Geschwindigkeit ihres FSB. Zu den bekannten CPUs für den Slot 1 kommen auch noch die Pentium III für den Socket 370 im FC-PGA-Gehäuse.
Die Vielfalt führt zwangsweise zu Verwechslungen. Bei gleichem CPU-Takt hat Intel deshalb die Coppermine-Varianten zu besseren Unterscheidung von den Katmai-Modellen mit dem Zusatz "E" gekennzeichnet. Verträgt ein Prozessor -- gleich ob Katmai- oder Coppermine-Core -- 133 MHz FSB-Taktfrequenz, dann kommt ein "B" dazu. Coppermines mit 133 MHz FSB werden demnach "EB" genannt. Tabelle 1 zeigt die derzeitige Situation im Desktop-Bereich. Wenn es keine Coppermine- oder Katmai-CPUs mit gleicher Core-Taktfrequenz gibt, verzichtet Intel auf jeglichen Namenszusatz.
Prozessor | Prozess | FSB | Gehäuse | Preis |
|---|---|---|---|---|
Tabelle 1: Angegeben sind die 1000er-Stückpreise in US-Dollar. Prozessoren in 0,18-Mikron-Prozesstechnik basieren auf dem Coppermine-Core. Stand: 10.03.2000 | ||||
Pentium III 1000EB | 0,18 | 133 MHz | SECC2 | 990 |
Pentium III 800EB | 0,18 | 133 MHz | SECC2 | 647 |
Pentium III 800E | 0,18 | 100 MHz | SECC2 | 647 |
Pentium III 750 | 0,18 | 100 MHz | SECC2 | 530 |
Pentium III 733 | 0,18 | 133 MHz | SECC2 | 455 |
Pentium III 700 | 0,18 | 100 MHz | SECC2 | 417 |
Pentium III 667 | 0,18 | 133 MHz | SECC2 | 337 |
Pentium III 650 | 0,18 | 100 MHz | SECC2 | 316 |
Pentium III 600EB | 0,18 | 133 MHz | SECC2 | 241 |
Pentium III 600E | 0,18 | 100 MHz | SECC2 | 241 |
Pentium III 550E | 0,18 | 100 MHz | FC-PGA | 193 |
Pentium III 533EB | 0,18 | 133 MHz | SECC2 | 193 |
Pentium III 500E | 0,18 | 100 MHz | FC-PGA | 193 |
Pentium III 500 | 0,25 | 100 MHz | SECC2 | 229 |
Celeron 533 | 0,25 | 66 MHz | PPGA | 127 |
Celeron 500 | 0,25 | 66 MHz | PPGA | 93 |
Celeron 466 | 0,25 | 66 MHz | PPGA | 73 |
Celeron 433 | 0,25 | 66 MHz | PPGA | 69 |
Pentium III für Slot 1
Die Unterschiede zwischen dem älteren Katmai-Modell und dem neuen Coppermine sind leicht zu erkennen. Bild 2 und 3 zeigen die äußerlichen Unterscheidungsmerkmale bei abgenommenem Kühlkörper.
Der L2-Cache sitzt schon seit langer Zeit in Form von schnellen RAM-Bausteinen außerhalb der CPU. Mit steigender Taktfrequenz wurde der Platz auf dem Mainboard aber schon auf Grund der langen Signalwege zu unsicher. Deshalb baute Intel den L2-Cache beim Pentium Pro erstmals ins CPU-Gehäuse ein. Diese sehr teure Lösung mit zwei separaten Silizium-Dies wurde beim Pentium II durch eine billiger zu produzierende CPU-Platine ersetzt. Diese Methode kommt auch noch beim Katmai zum Einsatz. Trotzdem konnte der L2-Cache bestenfalls mit halbem Core-Takt arbeiten. Beim Pentium III verschwindet der Cache komplett auf dem Die und arbeitet mit voller Taktfrequenz.
Pentium III für Socket 370
Technisch entsprechen die FC-PGA-Versionen des Pentium III den Slot-1-Modellen, da sich am Die nichts geändert hat. Die CPU passt zwar in den Sockel 370 des Celeron, ist aber elektrisch und mechanisch nicht vollständig kompatibel.
Da das FC-PGA-Gehäuse dünner als die PPGA-Version des Celeron ist, sind die alten Lüfter für den Socket 370 nicht geeignet. In der Regel ist in diesen Fällen der nötige Kontakt zum Die nicht gewährleistet. Das ist aber noch das kleinere Übel:
Die Spannungskodierung für die Celeron-Modelle erfolgt wie beim Pentium III über vier Pins (VID0 bis VID3). Allerdings sind beim PPGA-Celeron nur vier Spannungen zwischen 1,90 und 2,05 V vorgesehen. Socket-370-Mainboards für den Pentium III müssen dagegen 16 Spannungen in 0,05-V-Schritten zwischen 1,30 und 2,05 V liefern können. Spätestens damit ist bei den alten S370-Mainboards jeder Gedanke an eine Aufrüstung mit dem Pentium III gestorben.
Alten Mainboards macht neben der niedrigeren Core-Spannung von 1,65 V auch die leicht veränderte Pin-Belegung der FC-PGA-Versionen zu schaffen. Insgesamt wurden 37 beim Celeron bisher ungenutzte Pins (Reserved) mit einer Funktion belegt:
9 Stück entfallen auf die ECC-Leitungen DEP0# bis DEP7# und Bus Error BERR#
3 Pins sind für Address Parity AP0# und AP1# sowie Address Error AERR#
4 zusätzliche Adressleitungen A32 bis A35
1 BINIT# zur Businitialisierung
2 Pins sind mit Request Partity RP# und Response Parity RSP# belegt
2 zusätzliche Eingänge RTTCTRL und SLEWCTRL zur Erkennung von Terminierung und Signallaufzeit des Busses
1 zusätzliche Leitung BSEL ergänzt die schon vorhandene des Celeron, damit das Mainboard die korrekte FSB-Frequenz einstellen kann. Zurzeit sind das 66 oder 100 MHz
1 CLKREF sorgt für die Versorgungsspannung der internen PLL
1 Pin geht auf die verlegte RESET#-Leitung zurück. Der Reset-Eingang des Celeron (jetzt RESET2#) wird vom Pentium III nicht ausgewertet
15 Pins erfordert die neue Versorgungsspannung Vtt, die für die Terminierspannung von 1,5 V des Busses benötigt werden
Diese bisher reservierten Pins dürfen laut Datenblatt bei den bisherigen Celeron-Mainboards nicht angeschlossen sein. Besonders gilt das für Verbindungen mit Versorgungsspannungen und der Masse.
Ärgerlich für Endkunden kann sich eine Fußnote im Datenblatt des Pentium III auswirken. Laut Intel sollen einige der Vtt-Pins aus Kompatibilität zu den alten Celerons nicht auf dem Mainboard angeschlossen sein. Für zukünftige CPUs ist deren Verwendung aber empfohlen. Es gibt demnach laut Spezifikation nur die Möglichkeit, ein zum Celeron kompatibles Mainboard für den Pentium III zu kaufen, oder eines, dass dann auch mit zukünftigen Prozessormodellen laufen könnte. Demnach sind Mainboards mit Unterstützung für Celeron und Pentium III verdächtig, die nächste CPU-Generation nicht zu unterstützen.
Memory Performance
Die Katmai-Modelle arbeiten weiterhin mit einem 512 KByte großen L2-Cache, der extern auf der Prozessorplatine sitzt. Er arbeitet immer mit halber Core-Taktfrequenz. Beim Coppermine wanderte der nun 256 KByte große L2-Cache auf das Die und kann hier mit vollem Coretakt zu Werke gehen. Intel nennt das ATC. Die L1-Caches des Pentium II für Befehle und Daten sind je 16 KByte groß. Sie sind als teilassoziative 4-Wege-Caches organisiert.
Der Coppermine-Core wurde auch im Detail verbessert. Laut Intel betrifft das vor allem das Businterface, das nun für die höhere Speicherbandbreite optimiert ist. Wir haben diese Aussage an zwei gleich schnell getakteten CPU-Varianten getestet.
Der Pentium III 600EB (Coppermine) bringt nicht nur die erwartete höhere Performance beim L2-Cache, sondern nutzt auch die Bandbreite des PC133-Speichers besser aus. Während das Schreiben in den Speicher mit 163 zu 167 MByte/s etwa gleich schnell erfolgt, verbucht die neue CPU beim Lesen ein Plus von 126 MByte/s. Das entspricht einem Zuwachs von 48 Prozent.
Beim neuen Design rund um den bestehenden Pentium-III-Kern spendierte Intel dem Coppermine neue Puffer, damit der L2-Cache möglichst wenig durch Operationen im Hauptspeicher gestört wird: sechs statt vier Fill Buffer, acht statt vier Einträge in der Bus Queue und vier statt einem Writeback Buffer. Das Ganze nennt sich "Advanced System Buffering" (ASB) und macht den Vorsprung des Athlon beim Speichertransfer nahezu wett.
Fazit
Intel reizt den P6-Core mit dem Coppermine weiter aus. Die Verbesserungen gegenüber dem Katmai halten sich in Grenzen. Die Änderungen nutzen die höhere Busbandbreite bei 133 MHz FSB und den schnelleren Speicher. Eine neue CPU-Generation ist erst mit dem Pentium IV alias Willamette in Sicht.
Intel verfolgt das bisher so erfolgreiches Konzept weiter, nicht mit Hardware zu klotzen, sondern einen Mittelweg aus technisch Sinnvollem und Fertigungsoptimierung zu finden.
Ausführliche Benchmark-Ergebnisse der Prozessoren und ihrer aktuellen Konkurrenten finden Sie bei tecChannel im Artikel CPU-Benchmarks .
Über die grundsätzliche Funktionsweise eines Prozessors klärt ein eigener tecChannel-Beitrag im Detail auf: Prozessorgrundlagen...
Intel hat für den Pentium III auf ihrer Homepage einen eigenen Bereich reserviert: Pentium III Home
Ausführliche technische Informationen zum Pentium III gibt es bei Intel auch im PDF-Format: Datenblätter (mec)