INTEL Pentium 4 Prozessor
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INTEL Pentium 4 Prozessor Projekt von Stefan Landsiedel Neuste Entwicklungen: • Transistorabstände 10 Atome • 8 Millionen Transistoren im Pentium 4 • Architektur so angelegt, das die sie bis zu 2,2 Milliarden Signale pro Sekunde verarbeiten kann. • Prozessorcaches werden in der nächsten Generation voraussichtlich über 1 MB besitzen Funktionsweise des Prozessors • Data + • • • • • Programmcache Branch Performed Unit Arithmetic Logical Unit Register Float Point Unit Bussystem Der Bus • • • • Besteht in der Regel aus: Adressbus Datenbus Steuerbus • Ein solches Bussystem ist sowohl für die peripheren Komponenten vorhanden, als auch für die innerhalb der CPU Adressbus • Dient zum Adressenaustausch, das z. B. die CPU „weis“ wo sich welche Daten auf dem Hauptspeicher befinden • Pentium 4 besitzt einen 32-bit Adressbus und kann somit bis zu 4 Gbyte auf einmal adressieren Datenbus • Damit werden die Daten übertragen die verarbeitet werden sollen • Die Leistungsfähigkeit eines solchen Busses hängt von der Anzahl der Leitungen ab Steuerbus • Über diesen Bus werden die Steuersignale zwischen den verschiedenen Komponenten des Prozessors ausgetauscht • Neben Adress-, Daten- und Steuerbus gibt es auch noch Busse für die Stromversorgung Die Taktfrequenz • Prinzipiell ist es schon heute möglich Traktraten von weit über 2,2 GHz zu erzeugen, denn die Taktrate regelt ein Quarzkörper auf dem Mainboard. Der Pferdefuß ist aber, das es noch keinen Prozessor gibt, der so sensibel ist, das er alle Signale dabei erfassen könnte. (Vergleichbares Beispiel: Geiger-MüllerZählrohr) Taktrate im Pentium 4 • Die meisten Komponenten arbeiten mit einem • • • viel geringeren Takt als der von außen Am häufigsten kommt im P-4 ein Takt von 400 MHz vor Deshalb enthält der Chip viele Speicherbausteine Jedoch arbeiten beide ALU‘s mit doppelter Taktfrequenz Merkmale des Pentium 4 • L2-Cache von der 2,2 • Beinhaltet NetBurst: • • GHz Version ist doppelt so groß wie der von einer niedrigeren L2-Cache von jeder Version hat einen Datentransfer von 48 Gb pro Sekunde Dabei können zeitaufwendige Befehle parallel verarbeitet werden Die Fehlerquote der Vorhersageeinheit ist um 33 % geringer als beim Pentium 3 CISC und RISC • Umfangreicher • • • Befehlssatz (> 300 Befehle) Komplexe Maschinenbefehle Adressierungsmöglichkeiten sind komplex Fazit: CISC ist ein leistungsfähiger aber aufwendiger Befehlssatz • Reduzierter Befehlssatz • • • (< 100 Befehle) Mehrere Befehle werden gleichzeitig verarbeitet (NetBurst) Nur 2 Befehle greifen auf den Speicher zu Fazit: RISC ist leistungsfähig und nicht so komplex, aber heute noch sehr unkomplatibel Der Pentium 4 arbeitet der Kompatibilität wegen außen hin mit einem CISC Befehlssatz. Durch einen Code-Wandler ist es dann möglich mit einem RISC Befehlssatz innerhalb des Pentium 4 zu arbeiten, weil auch INTEL in der Zwischenzeit bemerkt hat was für Vorteile RISC bietet.
