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舊 2004-09-14, 01:34 PM   #1
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預設 Prescott技術剖析

Rupert Goodwins / ZDNet China譯  

Intel每次發佈新款處理器時,都會大肆宣揚一番,然而這次新處理器Prescott的發佈活動卻進行的非常低調,這是為什麼呢?

和之前幾款處理器的發佈相比,Prescott的發佈並沒有如同過去一樣刻意宣揚。這對於一款擁有領先的技術並且千呼萬喚始出來的新處理器來說,似乎太奇怪了。然而,儘管Prescott擁有諸多先進的設計和製造工藝,但這並不能直接導致性能大幅提升。事實上,這款複雜的Prescott處理器所扮演的角色,就是直接代替最後一款以Northwood核心設計的Pentium 4處理器。

http://reviews.zdnet.co.uk/i/z/rv/2004/01/intel-prescott-i1-300x350.jpg

造價更低廉

目前Intel最重要的任務之一就是降低成本,而看來Intel很快就可以從Prescott處理器最重要的改變-90奈米處理器上獲益。目前的Northwood核心Pentium 4處理器由於採用130奈米製程,其體積已經縮小到了140平方公釐。而相對新一代的Prescott處理器僅有112平方公釐,這意味著每片晶圓上能製造出更多的處理器。由於Intel已經轉向製造面積更大的晶圓,再加上處理器的面積縮小了,因此Intel在每片晶圓上可以製造出比以前多3倍的處理器。雖然Intel從不會在處理器上標明製造成本,但Prescott處理器的造價肯定比之前的Northwood核心Pentium 4處理器要便宜不少。

http://reviews.zdnet.co.uk/i/z/rv/2004/01/intel-prescott-wafer-300x325.jpg

速度和原料

雖然體積較小的處理器很可能比大的處理器更快(因為每個邏輯單元會有更少的電子駐留),Prescott處理器發佈時的最高時脈只是3.4GHz(新的3.4GHz版Northwood Pentium 4和Pentium 4 Extreme Edition也在同一時間發佈)。不過Intel表示,由於strained silicon(張力矽晶)技術,不久之後Prescott處理器的最高頻率可達5GHz。張力矽晶是借助外力改變分子結構,以使電子更容易通過晶格的技術。Intel目前已經將放棄老式的鈷矽材料而轉用鎳矽材料,它也能減少電子運動的阻力。晶片主要子系統的電路設計可以說非常特別,晶片上那些為了改善clock distribution而設計的匯流排與控制邏輯,不只代表著邏輯性的功能連結,也使用同樣的物理區域。

Prescott處理器性能提升最直接的原因就是更大的快取:1MB的第2層快取記憶體、16KB的第1層快取記憶體,和可以存儲12k micro-ops的指令快取,而在以往的Pentium中,晶片將機器碼轉譯成內部指令,然後再執行。 這些micro-ops的管理更多的是和晶片設計有關:Prescott導管長度為Northwood核心/20 stages的一半,大多數時候這種設計會加速程式的運行,然而一旦導管錯誤的載入了指令,它將給性能帶來很大的損失。

因為當這種情況發生時,晶片會清空導管並重新載入命令,越長的流水線,其清空和重載指令的時間就越長。這意味著同頻率下,在運行某些代碼時,Prescott的速度並不比Northwood快,但是在更高的速度下,比如4GHz,其處理速度肯定會更快。

相對於Northwood的SSE2指令補充,Prescott新增添了13條PNI(Prescott New Instructions)。這其中大部分都是用來進行矩陣運算,例如動態影像、繪圖以及信號處理,這些可能讓未來多媒體應用程式的運作效果更好。

更有趣的是,Intel還加入了兩個同步指令:MONITOR 和MWAIT。MONITOR會在記憶體中建立一個區域,然後處理器會監視其中的信號;而MWAIT則告訴處理器可以暫時停止處理線程或者邏輯處理器分派的工作。這兩個命令對於優化虛擬處理器、多處理器以及超執行緒(Hyperthread)程式都非常有用,也許會在未來的處理器中形成一個同步方法指令集。不過,和其他PNI指令一樣,要支援這個命令,軟體必須被重新改寫。所以對於現有程式來說,這些指令還沒有什麼實際效果。

隱藏特性

雖然Intel還沒有公佈報告,不過我們認為Prescott也許會包含一些會在日後披露出來的隱藏特性,就好像早先Pentium 4中的超執行緒技術。Intel的LaGrande安全系統應該被設計在Prescott中了,不過後來Intel告訴我們,雖然內部電路已經預設好了,但是並沒有被啟用,這個特性也許會在以後的晶片中被啟用,也許要到2005年或者更久之後。雖然AMD成功發佈64位處理器的事件會加快Intel的開發腳步,不過它對外界流傳的其64位元延伸設計(Yamhill)仍然保持低調。

還有一點要補充,Prescott的外觀看起來很像現在的Pentium 4:800MHz的前端匯流排,大約100瓦的熱量(Intel說現有的散熱系統已經足夠應付這個熱量了),以及mPGA478封裝。從Northwood到Prescott的過渡應該會比較快,因為Intel將Prescott處理器的標示封裝儘可能與現有Pentium 4銜接。不過要想充分體驗Prescott的優勢,我們還要等到更高時脈的Prescott處理器上市。
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舊 2004-09-14, 02:31 PM   #2 (permalink)
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