3/32 Intel Pentium 4 Extreme Edition mit 2 MB Cache : Der Cache-Überflieger?

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Insgesamt genau 2048 kByte Cache

Wir möchten die technische Abhandlung des Pentium 4 EE nicht all zu umfangreich gestalten und verzichten deshalb auch auf einen detaillierten Vergleich mit dem Xeon MP mit Gallatin-Kern. Daher an dieser Stelle eine Tabelle im Vergleich zum Pentium 4 und zum neuen Athlon 64 (FX).

Die Prozessoren im Überblick
Merkmale Pentium 4 Pentium 4
Extreme Edition
Athlon XP Athlon 64 (FX)
Kern Northwood Northwood 2M Thoroughbred "A/B"
Barton
Clawhammer
Frontside-Bus 400 MHz QDR
533 MHz QDR
800 MHz QDR
800 MHz QDR 266 MHz DDR
333 MHz DDR
400 MHz DDR
entfällt
Fertigung 0,13 µm 0,13 µm 0,13 µm 0,13 µm SOI
Sockel Sockel 478 Sockel 478 Sockel A Sockel 754
Sockel 940 (FX)
Taktrate oder
Modellnummer
400 MHz QDR
1600 MHz A
1800 MHz A
2000 MHz A
2200 MHz
2400 MHz
2500 MHz
2600 MHz

533 MHz QDR
2266 MHz
2400 MHz B
2533 MHz
2666 MHz
2800 MHz
3066 MHz HT

800 MHz QDR
2400 MHz C HT
2600 MHz C HT
2800 MHz C HT
3000 MHz HT
3200 MHz HT

HT: Hyper-Threading
3200 MHz HT

HT: Hyper-Threading
266 MHz DDR (Tho.)
1800+
1900+
2000+
2100+
2200+
2400+
2600+

333 MHz DDR (Tho.)
2600+
2700+
2800+

333 MHz DDR (Bar.)
2500+
2600+
2800+
3000+

400 MHz DDR (Bar.)
3000+
3200+
Athlon 64:
3200+

Athlon 64 FX:
51
Transistoren 55 Millionen 169 Millionen 37,5 Millionen (Tho.)
54,3 Millionen (Bar.)
105.9 Millionen
DIE-Size 146 mm² (nB0 Step)
131 mm² (nC1 Step)
131 mm² (nD1 Step)
240 mm² (nM0 Step) 80 mm² ("A")
84 mm² ("B")
101 mm²(Bar.)
193 mm²
L1-Execution-Cache 12.000 µ-Ops 12.000 µ-Ops 64 kB 64 kB
L1-Daten-Cache 8 KB 8 KB 64 kB 64 kB
L1-Takt CPU-Takt CPU-Takt CPU-Takt CPU-Takt
L2-Cache 512kB 512kB 256kB (Tho.)
512kB (Bar.)
1024kB
L2-Anbindung 256 Bit 256 Bit 64 Bit 128 Bit?
L2-Cache-Takt CPU-Takt CPU-Takt CPU-Takt CPU-Takt
L2-Modus L1 inclusive L1 inclusive L1 exclusive L1 exclusive
L3-Cache - 2048kB - -
L3-Cache-Takt CPU-Takt CPU-Takt CPU-Takt CPU-Takt
L3-Modus - L2 inclusive - -
HW Data Prefetching Ja Ja Ja Ja
VCore 1,475V
1,500V
1,525V
1,550V
1,475V
1,500V
1,525V
1,550V
1,50V
1,60V
1,65V
1,55V
Befehlssätze MMX
SSE / SSE2
MMX
SSE / SSE2
MMX / 3DNow!
3DNow!+ / SSE
MMX / 3DNow!
3DNow!+ / SSE
SSE2 / AMD64
Temperatur Diode Ja Ja Ja Ja
Multiprozessor-fähig Nein Nein Nein Nein
CPU-Architektur 20-stufige Pipeline 20-stufige Pipeline 15-stufige (FPU)
10-stufige (ALU)
Pipeline
17-stufige (FPU)
12-stufige (ALU)
Pipeline
Intel Xeon MP mit Gallatin-Kern
Intel Xeon MP mit Gallatin-Kern

Was sich letztendlich unter dem Heat-Spreader des P4 EE versteckt, bleibt Intels Geheimnis; es ist jedoch durchaus wahrscheinlich, dass der Prozessor-Kern an sich vom selben Wafer wie der Gallatin kommt und sich anschließend deren Wege trennen. In der Transistoranzahl und der Chipgröße stimmen sie jedoch überein: 169 Millionen Transistoren belegen eine Fläche von 240 mm². Im Vergleich dazu erscheint der Pentium 4 eher ein David zu sein: 55 Millionen Transistoren bei einer Fläche von 131 mm².

Der im Prozessor integrierte und 2 MB große L3 Cache nimmt also ein beachtliches Maß an Platz ein. Der Speicher wird mit vollem Prozessortakt betrieben und ist ebenso wie der L2 8-fach assoziativ. Aufgrund der Cache-Verwaltung beim Pentium 4 darf der L3 Cache aber nicht einfach zum bestehenden Cache addiert werden. Der Pentium 4 besitzt mitnichten nun einen Zwischenspeicher von 2560 kB Kapazität (L2+L3) - vielmehr landet der gesamte L2 (ebenso wie der L1 Cache) nochmals im L3. Dadurch wird die Verwaltung der prozessornahen Caches zwar extrem vereinfacht, insgesamt stehen damit aber nicht mehr als 2 MB zur Verfügung.

v.l.n.r.: Pentium 4 3,2 GHz, Pentium 4 Exteme Edtion 3,2 GHz
v.l.n.r.: Pentium 4 3,2 GHz, Pentium 4 Exteme Edtion 3,2 GHz
v.l.n.r.: Pentium 4 3,2 GHz, Pentium 4 Exteme Edtion 3,2 GHz
v.l.n.r.: Pentium 4 3,2 GHz, Pentium 4 Exteme Edtion 3,2 GHz

Beim Athlon XP oder beim Athlon 64 ist das anders. Dort werden die im L1 Cache hinterlegten Daten nicht L2 hinterlegt (Exklusive-Cache), womit der Athlon 3200+ beispielsweise einen 640kB großen Gesamtcache (L1 Data 64 kB + L1 Instruction 64 kB + 512 kB L2 Cache) besitzt. Beim Athlon 64 (FX) sind es sogar 1152 kB.

Die normale thermische Verlustleistung, beziehungsweise die Leistung, für die die Kühler ausgelegt werden müssen, beträgt nicht weniger als 93,9 Watt (beim 3,2 GHz Pentium 4 sind es 82 Watt). Damit ist jedoch nicht die maximale Leistungsaufnahme genannt, welche klar jensseits der 100 Watt anzusiedeln ist. AMD gibt für den Athlon 64 FX-51 und dem Athlon 64 3200+ eine maximale Verlustleistung von 89,8 Watt an, auf dem Launch-Event in Cannes konnten wir AMD doch die "normale" thermische Verlustleistung entlocken: 50 Watt. Der Pentium 4 Extreme Edition 3,2 ist also mit Sicherheit ein heißes Eisen, kann aber mühlelos noch von dem Boxed-Kühler des 3,2 GHz Pentium 4 gekühlt werden.

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