Все новости от 25 августа 2000 г.

Что у Pentium 4 под капотом?

Intel утверждает, что гиперконвейерная микроархитектура NetBurst, дебютировавшая в Pentium 4, переносит компанию в будущее на 4-5 лет. Компания намерена применять NetBurst и в других микропроцессорах, включая мобильные процессоры и процессоры для рабочих станций и серверов. Но аналитиков, присутствовавших на Intel Developer Forum, интересовала способность NetBurst обеспечить Pentium 4 достаточное быстродействие.

Конвейер — это структура, используемая в процессорах для разбиения задач на более мелкие подзадачи с целью их эффективного решения. Конвейер состоит из нескольких ступеней, каждая из которых выполняет свою часть работы. От длины конвейера зависит тактовая частота микропроцессора.

Издержки длинного конвейера
У Pentium 4 двадцатиступенчатый конвейер, позволяющий достигать высокой тактовой частоты. Но это не гарантирует автоматического повышения производительности до такой же величины, которую обеспечил бы процессор Pentium III с аналогичной тактовой частотой. Более длинный конвейер Pentium 4 расходует время на заполнение регистров, в которых хранится информация. А это приводит к потере производительности в расчете на один такт. Кроме того, длинный конвейер, по словам главного редактора Microprocessor Report Стивена Либсона (Steven Leibson), более уязвим в случае ошибок. При его перезаполнении процессор простаивает, ожидая поступления информации. Либсон называет это издержками длинного конвейера. «При неправильном прогнозировании ветвлений вы получаете большие пузыри», — поясняет он.

ADE спешит на помощь
Архитектура Intel Pentium 4 содержит специальные средства для более точного прогнозирования ветвлений программы. Но эти средства не испытывались независимыми экспертами, такими как Microprocessor Report. Intel утверждает, что механизм Advanced Dynamic Execution (ADE) справляется с решением проблем производительности, вызываемых длинным конвейером NetBurst. Два элемента ADE служат для того, чтобы заполнять ступени конвейера непрерывным потоком инструкций и повышать точность прогнозирования ветвлений. Вместе они предохраняют конвейер от образования «пузырей Либсона».

Кроме того, NetBurst содержит механизм Rapid Execution Architecture, предназначенный для повышения производительности посредством использования двух арифметико-логических устройств, что позволяет выполнять такие инструкции, как сложение или вычитание, за полтакта. NetBurst повышает и эффективность кэшей процессора. Кэш инструкций первого уровня теперь называется кэшем линии исполнения (Execution Trace). В нем хранятся дешифрованные инструкции, благодаря чему ждать окончания процесса дешифрации не нужно. В дополнение к этому Intel втрое увеличила пропускную способность шины между кэшем второго уровня предварительного преобразования (Advanced Transfer) и процессором, доведя ее до 48 Гбайт/с. Она будет повышаться пропорционально повышению тактовой частоты процессора.

Яблоки и апельсины
На вопрос, опередил бы Pentium III процессор Pentium 4 при одной и той же тактовой частоте, Альберт Ю (Albert Yu) из Intel ответил: «Это технически правильное, но искусственное сравнение». Intel не выпускает микропроцессоры Pentium III и Pentium 4 по одной и той же технологии и с одной и той же тактовой частотой одновременно. Тактовая частота Pentium 4 будет на несколько сотен мегагерц выше, даже когда производство обоих микропроцессоров перейдет на 0,13-мкм технологию. Будущие чипы Pentium III, выполненные по 0,13-мкм технологии (тактовую частоту которых планируется довести до 1,4 ГГц), будут работать быстрее, чем Pentium 4, выполненный по 0,18-мкм технологии, который появится этой осенью. Однако, по словам Ю, сравнивать их — все равно, что сравнивать яблоко с апельсином. Когда же оба процессора начнут производиться по 0,13-мкм технологии, Pentium 4 будет работать на частоте 2 ГГц и выше — это следует из графика, который Intel недавно опубликовала в вебе.

Обсуждение и комментарии

	vovan - alexzrambler.ru 26 Aug 2000 12:04 PM
Это что за бред - "от длины конвейера зависит тактовая частота процессора" ?! Где Д.Спунер этого понабрался? И далее по тексту всякая охинея.
	gas - gasland.ru 26 Aug 2000 2:33 PM
Кстати, а что задает частоту для конвейера? Я так понимаю проц делает выборку нескольких команд из памяти... и конвейер типа эту выборку обрабатывает... может ему тактов требуеться больше... если он длинее (конвейер)??? Я в этом вопросе не очень сведущ...
	Kuka 26 Aug 2000 3:40 PM
2 vovan: Не знаешь, не говори. Лучше читай литературу. Для начала на www.ixbt.com есть статья по поводу Willamette ( сейчас это Pentium IV ), которая вышла еще 28.02.2000. (http://www.ixbt.com/cpu/willamette.html )
	AlexN 28 Aug 2000 10:18 AM
2 gas: Проц-хитрая штука, он обрабатывает сразу не одну, а несколько команд т.к. он на самом деле состоит из нескольких скажем так подпроцессоров в зависимости от архитектуры и команды разбиваются на микрокоманды управления отдельными частями этой дряни а конвеер это кеш команд по ихнему и скорость подкачки команд зависит от скорости обмена с внешними, по отношению к проц'у устойствами хранения данных (следующий кэш, шина HDD), так-же конвеер разбивает (выделяет) команды если длинна команды меньше шины проца (хе при правильной архитектуре они совпадают ...э например на альфе :) ), так что скорость подкачки команд (кол-во тактов) командного кэша (конвеера) это своего рода скорость (частота) шины P.S. если я не прав то поправте...
	vip 29 Aug 2000 11:30 PM
2 AlexN:Умно пишешь.Я сам этим интересуюсь.Не оставишь мыло ?, не совсем понял про конвеер.Хотелось бы по подробнее.
	VIP 29 Aug 2000 11:43 PM
2 AlexN:Умно пишешь .я сам этим увлекаюсь, так что не мог бы оставить мыло:не совсем понял про конвеер процессора.(да и еще есть куча вопросов)
	AlexN 30 Aug 2000 9:13 AM
2 VIP: Оставь своё