Производительность
Процессор Intel® Pentium® 4 обеспечивает новый уровень производительности при решении задач, требующих высокую производительность. Дополнительную информацию об уровнях производительности этого процессора можно получить на Web-сайте о производительности процессоров Intel по адресу: http://www.intel.com/performance/ .
Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с поддержкой технологии HT и кэш-памятью третьего уровня объемом 2 МБ предоставляет высочайшую производительность для самых требовательных пользователей.
Характеристики
Процессоры Intel® Pentium® 4 с технологией HT1 поддерживают частоту системной шины 800, 533 и 400 МГц. Максимальная тактовая частота процессора составляет 3,60 ГГц.
Процессоры Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,40 ГГц оснащены интегрированной кэш-памятью третьего уровня объемом 2 МБ, поддерживают технологию HT и поставляются с новой системной шиной с частотой 800 МГц.
Процессоры, изготовленные по 90-нм производственной технологии оснащены расширенной кэш-памятью второго уровня объемом 1 МБ, кэш-памятью первого уровня объемом 16 КБ и поддерживают набор потоковых SIMD-расширений 3 (SSE3). В 90-нанометровой производственной технологии используются транзисторы нового поколения с напряженной кремниевой решеткой, что повышает быстродействие и производительность процессоров.
Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition и Intel® Pentium® 4 выпускается с mPGA-478 или FCLGA-775 форм-фактором.
Процессоры Intel® Pentium® 4 созданы на базе микроархитектуры Intel NetBurst® и поддерживают технологию Intel® MMX™. Они предназначаются для установки в однопроцессорные системы и совместимы с существующим ПО для архитектуры Intel®.
Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition поддерживается семействами наборов микросхем Intel® 925X и Intel® 875P. Процессор Intel® Pentium® 4 поддерживается наборами микросхем Intel® 925X, Intel® 9152, Intel® 875P, Intel® 865, Intel® 850 и семейством наборов микросхем Intel® 845.
Процессоры Intel® Pentium® 4 с технологией Hyper-Threading поддерживаются наборами микросхем: Intel® 925X, 915G, 915P, 875P, 865G, 865PE, 865P, 850E, 845GE, 845PE, 845GV, 845G2 и 845E3.
В набор потоковых SIMD-расширений 3 (SSE3) входит тринадцать новых команд, позволяющих уменьшить количество команд, требуемых для выполнения программных задач.
Наиболее совершенный и мощный процессор корпорации Intel для настольных ПК и рабочих станций начального уровня
Процессор Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,40 ГГц и процессоры Intel® Pentium® 4 с тактовыми частотами от 3,60 до 2,40 ГГц предназначены для настольных ПК, а также рабочих станций начального уровня. Процессоры совместимы с предыдущим поколением процессоров на базе архитектуры Intel.
Микроархитектура Intel® NetBurst®
Микроархитектура Intel® NetBurst® поддерживает ряд инновационных возможностей, включая технологию Hyper-Threading, технологию гиперконвейерной обработки, частоту системной шины 800, 533 или 400 МГц, кэш-память для хранения истории исполняемых команд, а также расширенную кэш-память для передачи данных, расширенные функции выполнения команд, расширенные функции выполнения операций с плавающей запятой и мультимедийных операций, а также набор потоковых SIMD-расширений 2 (SSE2). Новые процессоры Intel® Pentium® 4, изготовленные по новой 90-нанометровой производственной технологии, поддерживают набор потоковых SIMD-расширений 3 (SSE3). Большинство этих инноваций и достижений стали возможными благодаря развитию технологии производства процессоров и улучшению конструкции микросхем. Ранее их нельзя было использовать в крупномасштабном производстве. Возможности и преимущества этой микроархитектуры описаны ниже.
Технология Hyper-Threading1
Технология Hyper-Threading (HT) – это технология Intel, которая коренным образом изменяет представления об устройстве процессора, позволяя увеличить производительность без увеличения тактовой частоты. С использованием этой технологии программы "видят" два процессора вместо одного, работая более эффективно. Новая технология позволяет процессору исполнять два набора, или потока, инструкций одновременно, таким образом увеличивая производительность и уменьшая время отклика. Процессор Intel® Pentium® 4 с поддержкой технологии Hyper-Threading1 обеспечивает мгновенное увеличение производительности и уменьшение времени отклика существующих приложений в многозадачной среде (т. е. где две или более программы выполняются одновременно) и многих отдельных приложений. Кроме того, процессор Intel® Pentium® 4 с поддержкой технологии HT обладает запасом производительности для будущих приложений.
Технология гиперконвейерной обработки
Технология гиперконвейерной обработки, используемая в микроархитектуре Intel® NetBurst®, повышает пропускную способность конвейера, обеспечивая увеличение производительности, тактовой частоты и масштабируемости процессора. Один из основных конвейеров, конвейер предсказания ветвлений/возвратов ветвления, реализован в процессорах Intel® Pentium® 4, изготовленных по 90-нанометровой технологии, с глубиной конвейерной обработки в 31 шаг, в то время как в процессорах Intel® Pentium® 4, изготовленных по 0,13 микронной технологии, глубина конвейерной обработки составляет 20 шагов.
Системная шина с частотам 800 МГц, 533 МГц или 400 МГц
Процессор Intel® Pentium® 4 поддерживает самую высокопроизводительную системную шину с частотой 800 МГц, обеспечивающую обмен данными между процессором и другими компонентами со скоростью 6,4 ГБ/с. Это происходит за счет использования схемы передачи сигналов, организованной на физическом уровне, позволяющей передавать 4х-кратно увеличенный пакет данных по 200-МГц шине, а также схемы буферизации, обеспечивающие передачу данных с частотой 800 МГц. Такая же схема используется в процессорах Intel® Pentium® 4 с частотой системной шины 533 МГц (4,2 ГБ/с по четырем шинам с частотой 133 МГц) и процессорах Intel® Pentium® 4 с частотой системной шины 400 МГц (3,2 ГБ/с по четырем шинам с частотой 100 МГц). В процессорах Pentium III с частотой системной шины 133 МГц пропускная способность составляет 1,06 ГБ/с.
Кэш-память первого уровня с отслеживанием выполнения команд
Процессор Intel® Pentium® 4, созданный на базе технологии с проектной нормой 90 нм, обладает увеличенным объемом кэш-памяти данных - 16 КБ по сравнению с 8 КБ процессора Intel® Pentium® 4 на базе 0,13-мкм технологии. Помимо кэш-памяти данных, процессор Intel®
Pentium® 4 имеет кэш-память первого уровня с отслеживанием выполнения команд, которая хранит до 12 000 декодированных микроопераций в порядке их выполнения. Это увеличивает производительность за счет исключения декодера из системы основных команд и делает более эффективным использование кэш-памяти, так как команды, имеющие ответвления, не отсылаются в память. В результате удается передать большой объем команд в исполнительные блоки процессора и уменьшить общее время, требуемое на возврат из тех ответвлений, которые были неправильно предсказаны.
Кэш-память с улучшенной передачей данных 2 уровня объемом 512 КБ или 1МБ
Процессоры Intel® Pentium® 4, изготовленные по 90-нанометровой производственной технологии, оснащены расширенной кэш-памятью второго уровня для передачи данных объемом 1 МБ. Процессоры Intel® Pentium® 4, изготовленные по 0,13-микронной производственной технологии - 512 КБ. Расширенная кэш-память второго уровня обеспечивает значительное увеличение пропускной способности канала обмена данными между кэш-памятью второго уровня и ядром процессора. Расширенная кэш-память включает 256-битный (32-байтовый) интерфейс передачи данных. В результате в процессорах Intel® Pentium® 4 с тактовой частотой 3,60 ГГц скорость передачи данных составляет 108 ГБ/с. Для примера - скорость передачи данных процессора Intel® Pentium® III с тактовой частотой 1ГГц составляет 16 ГБ/с. Среди характеристик кэш-памяти с улучшенной передачей данных можно отметить:
Неблокируемая, полноскоростная кэш-память второго уровня
8-канальная организация
256-разрядная шина данных кэш-памяти второго уровня
Ввод/вывод данных в кэш-память на каждом такте
Встроенная кэш-память третьего уровня объемом 2 МБ на процессоре Intel® Pentium® 4 Extreme Edition
Кэш-память 3 уровня объемом 2 МБ имеется только в процессорах Intel® Pentium® 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,40 ГГц. Дополнительный третий уровень кэш-памяти расположен на кристалле процессора и специально предназначен для современных компьютерных игр и других приложений с высокими требованиями к ресурсам. Встроенная кэш-память третьего уровня объемом 2 МБ в сочетании с 800-МГц системной шиной обеспечивает высокопропускной канал доступа к памяти. Встроенная кэш-память третьего уровня предоставляет более быстрый доступ к крупным массивам данных, хранимых в кэш-памяти процессора. В результате в среднем снижаются задержки при обращении к памяти и повышается пропускная способность системы.
Улучшенное динамическое исполнение команд
Блок улучшенного динамического исполнения команд представляет собой весьма сложное устройство, которое состоит из отдельных блоков, отвечающих за выполнение команд. Он также имеет усовершенствованный алгоритм предсказания ветвлений, обеспечивающий уменьшение числа ложных предсказаний.
Улучшенный блок операций с плавающей запятой и обработки мультимедиа
Процессор Intel® Pentium® 4 расширяет регистры операций с плавающей запятой до полных
128 бит и добавляет дополнительный регистр для передачи данных, что повышает производительность работы приложений с плавающей запятой и мультимедийных приложений.
Потоковые SIMD-расширения SSE3
С появлением SSE2 в микроархитектуре Intel® NetBurst® к набору SIMD-расширений, представленному технологиями MMX и SSE, были добавлены еще 144 инструкции. Новые процессоры Intel® Pentium® 4, изготовленные по 90-нанометровой производственной технологии, поддерживают набор потоковых SIMD-расширений 3 (SSE3), имеющий 13 дополнительных команд SIMD, отсутствующих в наборе SSE2. Новые команды делятся на три группы: преобразования чисел с плавающей запятой в целые числа, синхронизация потоков и кодирование изображения, команды SIMD FP, использующие формат AOS и арифметические операции с комплексными числами. Основное назначение тринадцати новых команд SSE3 - улучшить синхронизацию потоков, а также производительность при работе с видеоматериалами, речью и графикой, обработке фотографий, шифровании и работе с финансовыми, инженерными и научными приложениями.