Intel Pentium 4: история, что я имею в виду на ПК и его влияние

Процессор Intel Pentium 4 стал радикальным изменением в мире ПК и заключается в том, что с приближением конца целого десятилетия это идеальный момент на портале, таком как Professional Review, для подведения итогов того, к чему мы пришли, куда мы встречаемся сегодня.

Транспортным средством для этой поездки станет переход от Netburst к Nehalem на процессорах Intel; или, что то же самое, прощание процессоров Pentium 4, проходящих через Core 2 (и Core 2 Quad) перед текущим Intel Core. Путешествие более двух десятилетий и основы которого мы можем увидеть не скоро. Не удивительно, что история, как говорят, является благовоспитанием, чтобы начать снова.

Указатель содержания

Intel Pentium 4: конец десятилетия

Запуск Conroe (2007) стал настоящей вехой для Intel. Это было прощание на рабочем столе Netburst (микроархитектура), которая до сих пор формулировала мифический Pentium 4; а также возврат (в некотором роде) к микроархитектуре P6, на которой будет основано первое ядро ​​Intel. Хотя скачок произошел раньше через Pentium M на ноутбуках.

Отказ от Netburst повлек за собой отказ от его высоких частот, а также технологий, разработанных для него (таких как Hyper-Threading ) в краткосрочной перспективе; но это не было произвольным решением.

Pentium 4. Изображение: Flickr, JiahuiH

Преимущества Pentium 4 были утрачены из-за серьезных проблем с температурой и масштабируемостью, которые сделали микроархитектуру Netburst неосуществимой для ноутбуков и серверов - двух рынков, столь же мощных в то время, как сегодня.

Intel Pentium 4 с Netburst и сегментацией данных

Эти проблемы, которые представлял Netburst, возникли главным образом из огромного конвейера данных, через который работает микроархитектура, и из-за проблем с предсказанием инструкций.

Грубо говоря, сегментация команд ( конвейер данных на английском языке) - это метод, позволяющий поэтапно разложить выполнение инструкции процессора и, таким образом, увеличить его скорость. Без этой сегментации нам пришлось бы ждать завершения одной инструкции, прежде чем начинать следующую, очень медленный процесс. С помощью этой сегментации мы можем начать каждый этап, как он заканчивается.

Netburst имел конвейер инструкций из более чем 20 сегментов (31 в более поздних обзорах), постоянно занимавших процессор и порождающих высокие частоты, которые сделали Pentium 4 знаменитым.

К сожалению, такая длинная строка очень пагубно сказалась на уже названном прогнозе команд, поскольку, если этот прогноз не удался, количество этапов, которые пришлось повторить процессору, было огромным. Кроме того, поддержание таких высоких частот неэффективно принесло с собой серьезную проблему с температурой. Intel столкнулась с физической стеной, которая не смогла прыгнуть с этой архитектурой.

Основная архитектура через Конроу

Именно в результате этих проблем мы увидели рождение микроархитектуры Core. Intel сделала шаг назад и пересмотрела свою стратегию развития; Они больше не будут стремиться к максимально возможным частотам, а к максимальной эффективности благодаря небольшому и функциональному набору.

Эту эффективность они нашли, разработав эксперимент с процессором Pentium M, созданным на основе уже известной микроархитектуры P6, предшественника Netburst.

Умереть интерьер Core 2 Duo.

Pentium M имеет много общего с тем, что впоследствии станет Core, например, набор из 12 этапов (увеличенный до 14) или расположение памяти L2 (впоследствии увеличенное). Кроме того, он увеличил количество исполнительных блоков до четырех и представил новые технологии, ориентированные на его масштабируемость, такие как Micro-Core.

Intel выпустила под Conroe в 2007 году процессоры Intel Core 2 Duo, выделив модели E6400, E6600 и X6800 в экстремальном диапазоне; а также различные варианты архитектуры для разных целей, где Merom выделяется для рынка портативных устройств, а Kentsfield - для своих четырехъядерных процессоров Core 2 Quad (выделяя Q6600).

Нехалем: «так» после «тик»

В 2007 году Intel представила любопытную модель «крестики-нолики». Долгосрочное планирование (обычно называемое дорожными картами ) для разработки и запуска ваших архитектур. В этой модели «tic» соответствует улучшению производственного процесса (уменьшение DIE), а «tac» относится к изменениям в архитектуре.

После запуска Conroe была выбрана Nehalem, архитектура, которая воплотит в жизнь первые современные процессоры Intel Core, а также приветствует бренды i3, i5 и i7.

Прыжок поколений в серии Intel

Конро прожил несколько ревизий в течение двух лет своей жизни: например, Вольфдейл, Йоркфилд или Вудкрест, но прыжок в первом поколении в Intel Core - это Nehalem.

Эта архитектура следовала тем же принципам эффективности и масштабируемости, которые Intel искала после ухода от Netburst, но она спасла некоторые характеристики, которые определяли эту микроархитектуру.

Intel Pentium внутри Nehalem

Интерьер Нехалема. Изображение: Аппалуза (Wikimedia Commons)

С Nehalem вернутся конвейеры с более чем двадцатью этапами, а также такие технологии, как Hyper-Threading ; но проблемы прогнозирования также исчезли благодаря использованию предиктора второго уровня и улучшению других связанных технологий, таких как детектор петли . Кроме того, некоторые характеристики, которые определяли Conroe, были сохранены путем перетаскивания основ этой архитектуры.

Чтобы избежать прошлых проблем, Intel начала применять правило пропорции при разработке самой архитектуры: все особенности архитектуры, увеличивающие потребление процессора, должны оказывать двойное влияние на его производительность.

Кроме того, это была архитектура, разработанная с учетом модульности. Ядра, составляющие каждый чип, были независимыми и воспроизводимыми, что позволяло легко создавать процессоры с различными конфигурациями ядра и расширять архитектуру до рынка портативных устройств или серверов.

Мы рекомендуем прочитать следующие руководства и учебные пособия:

С Nehalem Intel осознала, что не попадет в те же проблемы с Netburst. Цель, которую, как мы верим, он смог достичь.

Шрифт RetailEdge