Intel Pentium 4 der 600-Serie: 64-Bit, 2 MB L2-Cache und SpeedStep

Thermal Monitoring 2

Mit dem E-Stepping des Prescott unterzog man auch die Temperatur-Überwachung (Thermal Monitoring) des mitunter recht hitzigen Prozessors einer Überarbeitung. Beim bisher verwendeten TM1 registrierte der auf dem Die integrierte Temperatur-Sensor eine drohende Überhitzung und regelte durch das zyklische Aussetzen von Takten die Leistungsaufnahme um 50 Prozent herunter. Die Unterbrechungen sollen dabei jeweils maximal drei μs dauern.

Mit TM2 geht Intel einen Schritt weiter und ermöglicht dem Prozessor sowohl den Takt als auch die Spannung nach Bedarf dynamisch zu regeln. Mit dem TM1-Verfahren traten Pausen in der Verarbeitung der Daten ein. Dahingegen ermöglicht TM2 durch die Herabsetzung des Taktes, abgesehen von einem etwa fünf μs dauernden Moment während der Taktänderung, eine kontinuierliche Verarbeitung der Daten, während der folgenden Anpassung der Spannung treten keine Verzögerungen auf. Der Prozessor wird so um etwa 40 Prozent gekühlt, verliert aber im Vergleich zu TM1 dank effizienterem Verfahren deutlich weniger Performance. Die Effektivität kann man sich anhand der Formel für die Leistungsaufnahme veranschaulichen:

Hierbei ist C die Gesamtkapazität der Prozessors, U die Spannung und f die Frequenz. Wie man sieht, fließt die Spannung quadratisch in das Ergebnis ein, so dass eine Spannungssenkung prozentual trotz Differenzen im Komma-Bereich recht großen Einfluss auf die Leistungsaufnahme hat. Zu erwähnen ist zudem, dass sich Intels TDP-Angaben stets auf Prozessoren mit aktiviertem Thermal Monitoring beziehen. Deaktiviert man dieses, steigt die Verlustleistung auf die mit 115 Watt angegebene, maximale Verlustleistung bei Belastung sprunghaft an und führt innerhalb weniger Sekunden zur Notabschaltung des Systems - ein Betrieb mit konstantem vollen Takt ist also de facto mit normaler Kühlung nicht möglich.

Execute Disable Bit

Im Server-Bereich und von Konkurrent AMD ist das XD (Execution Disable)-Bit bereits seit geraumer Zeit unter dem Namen NX (No Execution)-Bit bekannt. Im Zusammenspiel mit einem entsprechenden Betriebssystem soll es den Nutzer vor durch Buffer-Overflows verursachten Fehlern und auf ihnen aufsetzenden Viren und Würmern schützen. Bei mangelhafter Speicherverwaltung durch ein Programm kann es passieren, dass Programm-Code in für Daten reservierte Bereiche des Speichers gelangt und ungewollt ausgeführt wird. In der Regel führt dies lediglich zum Absturz des Programms.

Die Autoren vieler Würmer und Viren setzen jedoch an diesem Punkt an und überfluten den Speicher mit ihrem schadhaften Code. Einmal ausgeführt, ermöglicht er ihnen den Zugriff auf den Computer, löscht Daten oder ähnliches. Mit dem NX-Bit lassen sich nun die Daten-Bereiche markieren. Ein entsprechendes Betriebssystem (zum Beispiel Windows XP mit dem Service Pack 2) vorausgesetzt, kann der Code nun keinen Schaden mehr anrichten. Er kann zwar weiterhin in den Daten-Bereich gelangen, das Betriebssystem erkennt dies jedoch und beendet das entsprechende Programm bevor ein Schaden entsteht.