Часть 2

Описание параметров всех используемых в настоящее время процессоров

Итак, в первой части статьи, опубликованной в предыдущем номере журнала, мы рассмотрели все параметры процессора и выяснили, что наиболее важными параметрами, более всего влияющими на производительность являются архитектура, разрядность и частота ядра, частота и объем кэшей и частота и разрядность системной шины. Теперь нам предстоит разобраться в реальных параметрах CPU, представленных на мировом рынке. Само собой, мы рассмотрим только те модели CPU, которые используются в настоящее время, поэтому все рассматриваемые CPU 32-разрядные.

Как известно, структура рынка состоит из 3 сегментов: desktop, server и mobile. В desktop-сегменте можно выделить три ниши устройств: value, mainstream и performance, с этой точки зрения мы и рассмотрим наши устройства. Итак, CPU производят 3 постоянно конкурирующие фирмы: Intel, AMD и VIA. Первые две являются безусловными лидерами рынка, поочередно меняясь ролями ведущего и догоняющего.

В последнее время продукция компании AMD набрала заслуженную популярность, благодаря возросшему качеству продукции, низкой цене и высокой производительности. На протяжении всей истории CPU этой фирмы имели ряд особенностей и преимуществ. Компания начала выпускать CPU в 1979 году по лицензии Intel на i8086. Основными и наиболее прогрессивными процессорами AMD, используемыми сейчас являются Athlon и Duron разных версий, но всё ещё очень часто пользователи используют CPU К6-2 и К6-3.

Процессоры К6-2 и К6-3 (кодовые наименования Chomper и Sharptooth, семейство 5, модель 8) стали самыми производительными CPU на базе платформы Socket7. Это были первые CPU с кэшем L2 на чипе. Производились по 0.25-мкм технологии (К6-2+ по 0.18-мкм) с 1998 года. В основе кристалла - 10 параллельных исполняющих модулей и 6-ступенчатый конвейер, т.е. это CPU с внутренней архитектурой 6 поколения и внешним интерфейсом пятого. RISC-ядро, транслирующее команды x86 в команды RISC, поддерживает суперскалярное, спекулятивное и динамическое выполнение, двойное предсказание переходов, поддержка MMX, SIMD и 3Dnow! и ещё куча других прелестей. Параметры: частота 266-550 МГц, L1=64 КБ, L2 - только у K6-2+ и K6-3+ - 128КБ, K6-3 - 256КБ. Шина FSB с частотой 66-100 МГц, напряжение на кристалле Vcc 1.9-2.4 В, цепи ввода-вывода - стандартные 3.3В. Процессор выполнен в корпусе CPGA, 321 контакт (pin). Рабочая температура - 20-35°С. Единственная замеченная проблема связана с редко возникающим, но имеющим место перегревом, которые не позволяет системе работать стабильно. Возможности этого CPU полностью раскрыты с помощью чипсета VIA MVP3, который однако, требует установки различных патчей, в т.ч. 4-in-1. Последняя версия - 4.43.

Поскольку маркировку на корпусе процессоров AMD легко стереть, то известны случаи перемаркирования, поэтому необходимо знать оригинальные обозначения. Маркировка: "AMD K6-2/500 A(упаковка)G(напряжение)R(температура)". Напряжение: N-3.2V, L-2.9V, H-2.4V, G-2.3V, F-2.2V, D-2.1V, C-2.0V. Максимальная температура: W-55°, Q-60°, X-65°, R-70°, K-80°, Z-85°, T-90°. Упаковка: A-321-pin CPGA, B-360-pin CBGA. Таким образом AMD K6-2/K6-3 стали лучшими CPU для ныне устаревшей платформы Socket7.

Следующим поколением CPU от AMD стал совершенно новый процессор K7 Athlon Classic, архитектура и интерфейс которого отличаются от Intel, которым она окончила свое копирование архитектуры компьютера Intel. После его выхода позиции Intel несколько пошатнулись, т. к. он демонстрировал большую производительность в большинстве приложений, чем Pentium III при равных тактовых частотах. Первые процессоры седьмого поколения от AMD Athlon (ядро Argon) были представлены в 1999 году, и использовали Slot A инфраструктуру, которая хоть и была физически совместима со Slot 1, электрической совместимости с процессорами от Intel не имела, поскольку процессоры AMD Athlon использовали системную шину Alpha EV6, разработанную DEC. Хотя EV6 теоретически позволяла работу на скоростях до 200 МГц (400 МГц DDR), первые Athlon использовали 100-мегагерцовую (200 МГц DDR) шину. Аthlon имеет 3 целочисленных, 3 вещественночисленных и 3 адресных конвейера. Длина целочисленного конвейера - 10 стадий, длина вещественночисленного конвейера - 15 стадий.

Процессоры Athlon поддерживали расширенные наборы SIMD-инструкций 3DNow! и MMX.

Теоретически Athlon поддерживал SMP (Symmetric Multi-Processing), однако до середины 2001 года эта возможность не была задействована.

Процессоры Athlon для Slot выпускались в процессорном картридже, внутри которого помимо ядра устанавливался L2. Тех. характеристики: 22 млн. транзисторов; технология производства: 0.25-0.18 мкм; тактовая частота: 500-1000 МГц; кэш первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на инструкции); кэш второго уровня 512 Кб, работающий на 1/2, 2/5 или 1/3 частоты процессора; процессорная шина - Alpha EV-6 200 МГц (DDR 100х2); общая разрядность: 32; разъём Slot A, напряжение Vcc = 1.6В для Argon и 1,6-1,8В для Pluto. Максимальное напряжение 2,1 В. Максимальная температура 70°.

В слотовой версии Athlon применение нашли три различных ядра:

• K7 Classic (Argon). Самое первое ядро, выпускавшееся по технологии 0.25 мкм. Частоты - от 500 до 700 МГц. Размер ядра - 184 мм². Кеш второго уровня размером 512 Кбайт работал на половинной частоте ядра. Напряжение ядра 1.6В (1.5-1.7В), рассеиваемая мощность 40-50 Вт.
• K75 (Pluto, модель 2). Новая версия предыдущего ядра, выпускающаяся по технологии 0.18 мкм. Никаких архитектурных отличий от K7 не имела. Площадь ядра уменьшилась до 100 мм². Частоты - от 500 до 1000 МГц. Модели до 700 МГц имели L2 кэш, работающий на половинной частоте ядра, на частотах от 750 до 850 МГц частота кэша составляла 2/5 от частоты ядра, а с 900 МГц кэш работал на 1/3 частоты ядра. Напряжение Vcc 1.6-1.9 В при рассеиваемой мощности до 65 Вт.
• K76 (Pluto, модель 3). Версия K75, для производства которой использовались медные соединения вместо алюминиевых.

Самой большой удельной производительностью обладало ядро Argon, но из-за большого кэша L2 оно выделяло на высоких частотах большое количество тепла, именно поэтому K75/K76 работали на меньшей частоте и с гораздо меньшей производительностью и уже уступал Intel Pentium III.

В 2000 году AMD представила Thunderbird и Spitfire - два новых ядра, которые разделили рынок продукции AMD на mainstream и value-сегменты, представив новую платформу SocketA. С этого момента AMD потихоньку начала выбираться из положения догоняющего. Кульминацией борьбы стала победа AMD в гонке за 0,18 мкм технологию и выпуск первой 1 ГГц процессора. Главной проблемой Thunderbird изначально являлось отсутствие должной поддержки процессора со стороны чипсетов, но эта проблема была решена к 2001 году, и Thunderbird и Spitfire стали самыми производительными и дешевыми процессорами.

Новое ядро Athlon (Thunderbird, семейство 6, модель 4) процессоров Athlon, применявшееся в CPU, предназначенных для Socket A форм-фактора - собственной разработки AMD. Этот процессор выпущен по технологии 0,18 мкм с использованием технологии медных соединений. Первоначально выпускался в форм-факторе Slot A, позднее Socket A. На чипе интегрированы 256 Кбайт кэша второго уровня, работающего на частоте процессора, который имеет 16-канальный набор ассоциативности. L2-кеш использовал 64-битную шину для связи с ядром. Площадь ядра Thunderbird составляла 117 мм². Процессоры с ядром Thunderbird выпускались в двух вариантах - с поддержкой 200-мегагерцовой шины (Athlon-B) и с поддержкой 266-мегагерцовой шины (Athlon-C). Модели с частотами от 650 до 950 МГц использовали 200 МГц шину, все последующие модели до 1.4 ГГц анонсировались парами - под одну и другую частоту шины. Athlon на ядре Thunderbird стал первым процессором, в системах на базе которого начала использоваться DDR SDRAM.

Суперскалярная, суперконвейрная микроархитектура имеет 9 внеочередных конвейеров, способных выполнять 9 инструкций за такт; несколько параллельных декодеров x86-инструкций. Набор мультимедиа инструкций расширен до Enchanced 3Dnow! за счет 19 новых инструкций, улучшающих расчеты MMX (целочисленные) и потоковые данные; 5 новых DSP-инструкций для модемов и МР3. Всё это обеспечивает совместимость со всеми Win32 приложениями. Архитектура системной шины поддерживает исходящую синхронизацию и 8-bit коррекцию ECC, работу в многопроцессорных системах (!) и 24 отложенные транзакции на процессор. Системная шина построена по принципу "точка-точка", что способствует увеличению производительности.

Тех. характеристики: технология производства: 0.18 мкм, 37 млн. транзисторов; тактовая частота: 600-1400 МГц; кэш первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на инструкции); кэш второго уровня 256 Кб (полноскоростной); процессорная шина - Alpha EV-6 200-266МГц (DDR 100х2-133х2); общая разрядность: 32; разъём Slot A, позднее Socket A. Напряжение увеличилось до 1.7/1.75В (1.65-1.85В) вследствие увеличения количества транзисторов. Тепловыделение не увеличилось 35-65 Вт, максимальная температура ядра - 70° для SECC-корпуса и 90° для PGA. Практика показывает, что CPU начинают сбоить при температуре 70°. CPGA корпус фиолетового цвета.

Low-End версия Athlon(tm) Thunderbird (Duron) с урезанным до 64 Кбайт кэшем второго уровня имеет кодовое имя Spitfire (модель 3). Разносит Celeron в "пух и прах", хотя обладает меньшей ценой. Тех. характеристики: 25 млн. транзисторов; технология производства: 0.18 мкм; тактовая частота: 600-950 МГц; кэш первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на инструкции); кэш второго уровня 64 Кб (полноскоростной); процессорная шина - Alpha EV-6 200МГц (DDR 100х2); общая разрядность: 32; разъём Socket A. Площадь ядра - 99 мм². Производилось с использованием алюминиевых соединений, корпус фиолетовый.

Т.о. CPU AMD опять выбились в лидеры, т.к. превосходили Intel Coopermine как по частоте системной шины, объему кэша, так и по встроенным инструкциям и сделали резкий скачок в производительности по сравнению со своими предшественниками.

Маркировка: "A(Семейство)1200(реальная тактовая частота) A(корпус)M(напряжение)S(температура корпуса)3(размер кэша)B(частота FSB)". Семейство: A-Athlon, D-Duron. Корпус: M-Slot, A-PGA. Напряжение: S-1.5V, U-1.6V, P-1.7V, M-1.75V. Максимальная температура: Q-60°, X-65°, R-70°, Y-75°, T-90°, S-95°. Кэш: 1-64KB, 2-128KB, 3-256KB. FSB: B-200 MHz, C-266 MHz.

Следующей вехой развития CPU AMD стала модернизация ядра: новый процессор AthlonXP на ядре Palomino (Mustang, модель 6) и серверная версия AthlonMP и мобильная версия Athlon-4 сейчас является самыми популярными процессорами. AthlonXP - версия процессора на ядре Palomino для настольных компьютеров. При маркировке этих процессоров используется не реальная тактовая частота, а рейтинг, использование которого аргументируется QuantiSpeed архитектурой процессоров AMD, т. е. показывается какому Pentium 4 соответствует данный процессор. Например Athlon XP 2000+ работает на частоте 1667 МГц. В отличии от AMD K5, это реальный показатель и Athlon XP 1900+ действительно не уступает Р4 1900 МГц, а в некоторых приложениях даже превосходит его. Для маркировки процессоров, основанных на ядре Palomino AMD начала использовать процессорный рейтинг, показывающий примерный уровень производительности по сравнению с процессорами на ядре Thunderbird.

Тех. характеристики: технология производства: 0.18 мкм; тактовая частота: 1333-1733МГц; кэш первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на инструкции); кэш второго уровня 64 Кб (полноскоростной); процессорная шина - Alpha EV-6 266МГц (DDR 133х2); общая разрядность: 32; разъём Socket A. Новое 0.18-мкм ядро от AMD, представляющее собой редизайненное ядро Thunderbird, технология производства та же. Те же 9 конвейеров... Немногочисленные изменения коснулись добавления поддержки SSE инструкций, предварительной выборки данных и внедрения в ядро встроенного термодиода. 3DNow! расширено до 3DNow! Extended Professional. Площадь ядра составила 129 мм². Изменена и форма кристалла: теперь это прямоугольник. Выпускались модели с рейтингами от 1500+ до 2200+. Процессоры использовали 266-мегагерцовую шину. AthlonXP стал меньше потреблять и нагреваться на 20%. Использован новый тонкий, легкий полимерный органический коричневый корпус OPGA. Рейтинг находится в следующей зависимости от частоты: Частота = (Рейтинг + 500)*2/3. Стоит отметить, что производительность нового Palomino почти не отличается от его предшественника Thunderbird, но новый процессор более надежен, более приспособлен к высоким частотам и выигрывается в приложениях, требующих SSE.

Как и Spitfire Duron на ядре Morgan (Camaro, модель 7) - процессор для бюджетных CPU, образованное от Palomino. Площадь ядра - 106 мм², частоты - от 1 ГГц. Производится по 0.13 мкм технологии с использованием алюминиевых соединений.

Тех. характеристики: 25.18 млн. транзисторов; технология производства: 0.13 мкм; тактовая частота: 1000-1300 МГц; кэш первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на инструкции); кэш второго уровня 64 Кб (полноскоростной); процессорная шина - Alpha EV-6 200МГц (DDR 100х2); общая разрядность: 32; разъём Socket A.

Новинкой рынка летом 2002 года стал CPU AthlonXP на ядре Thoroughbred (семейство 6, модель 8) - это ядро Palomino, переведенное на 0.13-микронный технологический процесс. Архитектурно от предшественника не отличается. Использует 266-мегагерцовую шину и имеет площадь 80 мм². Будут выпускаться модели с рейтингом от 1800+ до 2800+. Итак, это все тот же старый Athlon XP на ядре Palomino со всеми архитектурными характеристиками последнего, включая объем кэш-памяти (L1 128 КБ + эксклюзивный L2 256 КБ) и особенности наименования процессоров в соответствии с доктриной QuantiSpeed, только выполненный по новому технологическому процессу 0,13 мкм. Также сохранились и упаковка процессора с более дешевой и обладающей более низкими показателями сопротивления (по сравнению с керамической) подложкой из органики (OPGA, коричневого цвета), и форм-фактор Socket A (462 контакта). Гравировка лазером на поверхности кристалла ядра теперь отменена, и служебная и опознавательная информация наносится на специальную область на подложке. Сделано это в рамках борьбы за понижение хрупкости кристалла; AMD также сообщает о нескольких других использованных приемах, призванных упрочнить ядро и защитить его таким образом от сколов при небрежной установке кулера. Сейчас топовой моделью является 2600+. Также стоит отметить, что зависимость между частотой и рейтингом изменилась. Напряжение Vcc уменьшилось до 1.5-1.65 В. Новые процессоры "сбросили" почти по 10 Вт, а младшие модели, которым требуется напряжение питания всего 1.50 В, - и вовсе по 15. Здесь же, однако, возникает и новая проблема: площадь ядра уменьшилась весьма значительно, а снижение тепловыделения за ней не поспевает, что выражается в еще более плотном тепловом потоке от процессора. Поэтому требования к охлаждению сохраняются, необходимо ставить кулеры с медным основанием. Допустимая температура уменьшилась до 85°.

Appaloosa - ядро процессоров Duron, образованное от Thoroughbred. В последней версии планов AMD отменено. Предположительно, в будущих процессорах Duron будет использоваться ядро Barton. Совсем недавно компания AMD, планировавшая выпустить ядро Barton (0,13-мкм, L2=512K) в конце этого года ("Магия ПК", №7-8, 2002), внезапно перенесла выпуск его и Hammer на начало следующего года, который все так с нетерпением ждут. Связано это с возможным переходом на шину 333 MHz (давно пора, чипсеты уже поддерживают эту опцию). Так что на данный момент самым производительным и имеющим неплохой запас прочности является ядро Thoroughbred, который, правда, уступает по некоторым тестам Intel Northwood с шиной 533 МГц и 512К кэшем второго уровня.

Вторым слоном рынка процессоростроения, конечно, является компания Intel. Сейчас у Intel нет такой частой сменяемости моделей, этот период уже прошел. На данный момент наиболее часто используются ядра Tualatin, Willamette и Northwood, хотя у многих пользователей в домах все еще используются бывшые в свое время хитами Celeron (Mendocino). Они выпускались как в Slot 1, так и в PPGA-корпусах, напряжение 2 В, с частотами 300-533 МГц. Кроме того, Celeron 300/333 легендарно известен за свою экстремальную разгоняемость до 600 МГц.

На смену ему пришло в конце 1999 года революционное ядро Coopermine-128K для Celeron и Coopermine-FCPGA для PentiumIII, которым многие пользуются и поныне, использовалось оно до частоты 1000 МГц. С этого момента ядра стали использоваться в полном и урезанном варианте парно, для mainsteam и value соответственно. При этом Celeron всегда имел и узкую шину в 66 МГц и урезанный кэш 2 уровня 128К, а PentiumIII - все в полноценном виде: FSB=100-133 MHz, кэш L2=256K, что позволяло ему успешно конкурировать с "обрубленным" K75/K76. Не помог Celeron и переход на шину 100 МГц, начиная с частоты ядра 800 МГц. Напряжение у них было 1.5-1.75 В.

Этот Pentium III изготавливался по 0.18 мкм технологии имеет тактовую частоту до 1000 МГц. Была попытка выпустить процессор на этом ядре с частотой 1113 Мгц, но уже после выпуска в продажу выяснилось, что он в предельных режимах работает очень нестабильно, и все процессоры с этой частотой были отозваны - этот инцидент сильно подмочил репутацию Intel. Тех. характеристики: 28.1 млн. транзисторов; технология производства: 0,18 мкм; тактовая частота: 533-1000 МГц; кэш первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); кэш второго уровня 256 Кб (полноскоростной); процессор 32-разрядный; шина данных 64-разрядная (100-133 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 32; разъём Slot 1, FC-PGA 370.

Celeron на ядре Coppermine-128К поддерживает набор инструкций SSE. Начиная с частоты 800 МГЦ этот процессор работает на 100 МГц системой шине. Тех. характеристики: 28.1 млн. транзисторов; технология производства: 0,18 мкм; тактовая частота: 566-1100 МГц; кэш первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); кэш второго уровня 128 Кб (полноскоростной); процессор 32-разрядный; шина данных 64-разрядная (66-100 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 32; разъём Socket 370.

С выходом Thunderbird и Spitfire эти CPU не выдержали натиска, и Intel в конце 2001 года приняла решение перейти на ядро Tualatin-256K и CoopermineT соответственно. Это стало первым серьезным технологическим прорывом со времен появления Coopermine. Самое главное отличие нового ядра Tualatin от прежнего Coppermine - в новой технологии производства. Использование 0.13 мкм с медными проводниками вместо 0.18 мкм с алюминиевыми позволило сократить площадь кристалла со 106 кв. мм до 81, а потребление энергии - с 33 Ватт (Coppermine 1 ГГц) до 29.9 (Tualatin 1.2 ГГц). Все остальное осталось без изменений: те же 16+16 Кб кэша первого уровня, те же конвейеры, регистры, шины и т.п. За исключением одной детали: Tualatin имеет дополнительный блок, названный Data Prefetch Logic. Он реализует механизм предвыборки данных, позволяющий загружать в кэш второго уровня данные с упреждением, т.е. до того, как они будут запрошены ядром процессора. Нечто подобное умеет делать Pentium-4, а также новый AMD Athlon-4 (Palomino). Однако если упомянутые процессоры способны использовать блок предвыборки для эффективной загрузки своих шин, то Pentium-III он не особенно помогает, так как его FSB и так имеет невысокую пропускную способность.

Кэш второго уровня у Tualatin такой же, как у Coppermine: 256-битная шина BSB, частота - как у ядра процессора, блочно-ассоциативный с восемью блоками, диапазоны хранимых данных пересекаются с кэшем первого уровня. Объем кэша L2 изменится: 256 Кб - Celeron, настольный или мобильный Pentium-III, 512Кб - серверный вариант. Понятно, что тем самым Pentium-III будут разделены на три семейства: настольные, мобильные (Pentium-III-M) и серверные (Pentium-III-S). Шина FSB у Celeron выросла до 100 МГц, у остальных CPU - осталась 133 МГц с пропускной способностью до 1 Гб/с, что осталось "узким горлышком" системы. Кроме того, отныне будет использоваться шина AGTL вместо AGTL+ с меньшим напряжением питания - 1,25В. И отныне будет использоваться корпус FCPGA-2. Его отличие от прежнего, FC-PGA, состоит лишь в том, что контактная площадка кристалла накрыта металлической пластиной - рассеивателем (Integrated Heat Spreader, IHS).

В связи с маркетинговой кампанией Intel, Pentium III Tualatin были выпущены только 1,13-1,33 ГГц с 256К кэшем L2, т.к. планировался форсированный переход на Willamette. Так что рынок Tualatin остался для Celeron, который выпускался до частоты 1,4 ГГц. Все модели имели напряжение 1,475В. Самым популяным, надежным и производительным стал Pentium III-S с напряжением 1,45В. Еще одним маркетинговым ходом стала электрическая несовместимость новой шины AGTL с AGTL+, из-за чего возникла несовместимость старых версий материнских плат Socket 370 с Tualatin. Таким образом, Tualatin позволил значительно снизить энергопотребление и выделение энергии и повысил производительность на 10-15%.

• Осознавая проблему "узкой" системной шины, Intel решила своими маркетинговыми ходами вынудить покупателя перейти на CPU 7-го поколения Pentium 4. К тому времени уже существовал P4 (Кодовое имя Willamette) примерно год. Принципиально новый процессор с гиперконвейеризацией (hyperpipelining) - с конвейером, состоящим из 20 ступеней, каждая из которых укорочена. Совместим на уровне двоичного кода с процессорами с архитектурой Intel предыдущих поколений. Согласно заявлениям Intel, процессоры, основанные на данной технологии, позволяют добиться увеличения частоты примерно на 40 процентов относительно семейства P6 при одинаковом технологическом процессе. В целом CPU выполнен по технологии Intel NetBurst:
• Технология гиперконвейерной обработки: Увеличенная длина конвейера повышает пропускную способность процессора.
• Набор потоковых SIMD-расширений SSE2: 144 новые команды, ускоряющие работу широкого спектра ресурсоемких приложений
• Механизм ускоренного исполнения команд: Блок арифметической логики работает на тактовой частоте, вдвое превышающей тактовую частоту процессора, что ускоряет работу этого важнейшего с точки зрения производительности участка
• 128-разрядный блок вычислений с плавающей запятой: Высокая производительность в операциях с плавающей запятой расширяет возможности визуализации трехмерных объектов, игровых приложений и научных вычислений
• 128-разрядный блок целочисленных вычислений с механизмом SIMD: Ускоряет обработку видео, речи, шифрование, обработку изображений и фотографий.
• Кэш-память 1 уровня с отслеживанием исполнения команд (Execution Trace Cache): Значительно повышает эффективность работы кэш-памяти команд, обеспечивая максимальную производительность часто используемых участков программного кода
• Усовершенствованная технология динамического исполнения: Улучшенное прогнозирование ветвлений повышает производительность всех 32-разрядных приложений за счет оптимизации последовательности инструкций
• Контроль температуры: Используется для защиты системных плат, позволяя определить момент, когда температурный режим превышает предельно допустимый
• Встроенный механизм самотестирования (BIST): Единый механизм контроля ошибок микропрограммного ПО и больших логических матриц, а также тестирования кэш-памяти команд, кэш-памяти данных, буферов трансляции и ПЗУ.
• Порт тестового доступа и механизм граничного сканирования на основе стандарта IEEE 1149. Позволяют тестировать процессор Pentium 4 и его подключение к cистеме через стандартный интерфейс.

Применена 100 (400) МГц системная шина (Quad-pumped), обеспечивающая пропускную способность в 3,2 ГБ/с против 133 МГц шины с пропускной способностью 1,06 ГБ/с у Pentium III. На самом же деле с ростом количества ступеней частота CPU растет, но операции обрабатываются дольше. Таким образом, Willamette с ростом частоты "поглупел", т.е. операции стали проходить по большему числу ступеней, и время обработки одной инструкции увеличилось. Так что, процессор получился слабый, даже обладая отличной FSB, его производительность не намного отличалась от Tualatin, а цена, в т.ч. на чипсет и память RDRAM не радовала, и спросом он особым не пользовался.

Тех. характеристики: технология производства: 0,18 мкм; тактовая частота: 1.3-2 ГГц; кэш первого уровня: 8 +12 Кб; кэш второго уровня по технологии Advanced Transfer Cache 256 Кб (полноскоростной); процессор 32-разрядный; шина данных 64-разрядная (400 МГц); разъём Socket 423 и Socket 478; напряжение на ядре - 1.75 В.

Чтобы изменить положение вещей в mainstream и performance-сегменте, Tualatin был оставлен под Celeron, а Intel ввел новое ядро Northwood, коих сейчас 2 модификации: Northwood-A с 100 (400) и Northwood-B 133 (533) МГц шиной для Mid-End и Hi-End соответственно. Единственными отличиями в архитектуре стали технология изготовления 0.13-мкм и увеличенный до 512Кб кэш L2, что вывело на данный момент Intel в лидеры. Весь мир замер в ожидании AMD Barton с 512 КБ L2 и 333 МГц системной шиной...

Тем временем, Intel перевел value-сегмент также на P4 ядро Willamette-128. Это 32-разрядное суперскалярное CISC-ядро архитектуры IA32, которое выпускается по технологическим нормам 0.18 мкм, имеет кэш первого уровня объемом 8 Кб для данных и трассировочный кэш на 12 тыс. микроопераций, длинный конвейер на 20 стадий; внешняя шина имеет разрядность 64 бита, частоту 100 (400) МГц, учетверенный поток данных (эквивалентно частоте 400 МГц). Кэш второго уровня, встроенный в ядро, у оригинального Willamette имел объем 256 Кб, но у Celeron урезан до 128 Кб. Выпускается с тактовыми частотами 1.7-1.9 ГГц. Производительность ниже чем у Duron Morgan.

Выводы: единственный способ развивать 32-разрядную архитектуру для Intel - наращивать частоту до 3 ГГц, в то время как удельная производительность будет снижаться, а AMD для лидерства необходимо ввести в строй Barton как можно скорее, что даст запас прочности, надежности и производительности. Но взгляд всех уже устремлён на Itanium 2 и Hammer, но это тема отдельной статьи...

Автор: Александр Дудкин
alexishw@xaker.ru