Intel Prescott tech preview

Datum objave 03.02.2004 - Denis Arunović

Uvod i tehnologija

Napokon je došlo vrijeme da vam predstavimo određene tehničke detalje o dugo najavljivanim Intelovim Pentium 4 procesorima sa Prescott jezgrom. Naime NDA (Non Disclosure Agreement) koji smo imali sa Intelom istekao je prije nekoliko sati tako da članak koji čitate napokon može u opticaj. Spasonosno ako se nas pita budući da informacije imamo već neko vrijeme, a kako smo lajavi po prirodi "predizborna šutnja" nam je doista teško pala. No dosta žalopojki, vas sigurno više zanima na što na kraju liči taj Prescott.

Kao što vjerojatno većina vas zna, Pentium 4 baziran na Prescott jezgri prvi je Intelov procesor baziran na komercijalnoj 90 nanometarskoj tehnologiji proizvodnje procesora. Za izradu procesora sa tako malim tranzistorima smanjena je tehnologija litografije odnosno način fokusiranja UV svjetla kojim se na silicijskom wafferu izrađuju komponente. Tako je pri izradi starih 130 nanometarskih jezgri korištena litografija od 248 nanometara dok su nove jezgre Prescott izrađene pomoću 193 nanometarske litografije. Ovo nije jedina isključivo hardverska novotarija koja je korištena na novim procesorima. U prvom redu tu je dodatni sloj bakrenih intekonekcija - na Northwoodu ih je bilo 6, a na Prescottu ih je 7. Nadalje, na Prescottu se koristi poboljšana izolacija na bakrenim vodovima - Low k CDO materijal za razliku od Low k SIOF materijala na Northwoodu. Promjenjena je i vrsta silicida koji se nalazi iznad kontrolnih elektroda u tranzistorima - sada se u spoju sa silicijem koristi nikal umjesto kobalta. Zadnja i najvažnija novost je korištenje strained (rastegnutog) silicija kao vodljivog materijala između dopiranih dijelova tranzitora. Kod rastegnutog silicija razmak između atoma je veći nego kod konvencijalnog silicija tako električna struja kroz njega lakše prolazi. Zbog toga su tranzistori "mobilniji", a to znači i da sami procesori mogu doseći više taktove. Naravno, budući da je smanjena veličina tranzistora, smanjena je veličina ćelija SRAM memorije (SRAM memorija koristi se za cache na procesoru). Površina ćelija smanjena je sa 2 µm² na 1.15 µm².

130 nm proizvodni proces 90 nm proizvodni proces
6 slojeva bakrenih interkonekcija

7 slojeva bakrenih interkonekcija

Low k SIOF izolatori na vodovima

Low k CDO izolatori na vodovima

Kobalt silicid iznad kontrolnih elektroda
Nikal silicid izad kontrolnih elektroda
2 µm² SRAM ćelije za cache memoriju

1.15µm² SRAM ćelije za cache memoriju

248 nanometarska litografija
193 nanometarska litografija
Baza od normalnog silicija
Baza od strained (rastegnutog) silicija

Kao što vidimo tehnologija izrade tranzistora lijepo je uznapredovala. No mi PC Ekspertovci ne možemo mirno spavati ako ne udjelimo par zasluženih sarkastičnih komentara. Intel je jako velika trrtka koja ima izuzetno velike resurse. Žalosno što sa svim tim novcem i dalje guraju pomalo promašenu NetBurst arhitekturu na kojoj su bazirani svi Pentium 4 procesori. Ovakav brutalni pristup sa neprekidnim megalomanskim povećavanjem takta procesora ne ide u prilog tvrtki koja je uvijek bila velik inovator u silicijskoj industriji. Zadnji smo put vidjeli rezultate ovakvog pristupa kod Pentium 4 Extreme Edition procesora. Extreme Edition zasnovan je na hibridu klasične Northwood i serverske Gallatin jezgre te ima 2 MB Level 3 cache memorije, a Intel ga je izdao kako bi konkurirao AMD-ovim Athlonima 64 FX. Zbog svoje arhitekture odnosno visokih troškova proizvodnje Extreme Edition je u odnosu na Athlon 64 FX inferioran procesor. Zna baratati samo sa 32 bitnim kodom, u dosta važnih aplikacija ima slabije performanse i što je najvažnije, osjetno je skuplji od AMD-ovog FX-a.

Intel prelazi gigahercne barijere kao da ne postoji sutra, ali takav je tempo vrlo teško održati. Svaka im čast na novim tehnologijama i trudu na smanjivanju proizvodnog procesa, ali naše je mišljenje da bi ulaganje u istraživanje nove interne arhitekture, odnosno odmak od NetBursta, donio puno veći napredak nego ovakvo korištenje financijskih i inženjerskih resursa za zadovoljavanje marketinških zahtjeva. Na što mislimo? Opće je poznato da će laik uvijek odabrati proizvod koji ima zvučnije ime. Intel je sa famoznim gigahercom ubrao gomilu love, a pristup zasigurno neće mijenjati u budućnosti osim ako ih sama fizika ne natjera na to. S druge strane, bilo bi istinu zanimljivo vidjeti što bi Intelovi inženjeri iskemijali kad bi imali slobodne ruke pri dizajniranju procesora.

Specifikacije i kompatibilnost

Malo smo se odmaknuli sa prave teme ovog članka - procesora sa jezgrom Prescott - pa bi bio red da im se vratimo. Osim novom tehnologijom proizvodnje, novi se Pentium 4 može pohvaliti sa poboljšanom NetBurst arhitekturom i proširivanjem L2 cache memorije na 1 MB. L3 cache memorije nema što nam govori da se ne radi o još jednom hibridnom procesoru poput Pentiuma 4 EE. Poboljšanja NetBurst arhitekture većinom su kozmetičke prirode, dakle mikro-nadogradnje logike unutar procesora. Jedini važniji dodatak su SSE3 instrukcije (13 komada) koje bi uz pravilnu upotrebu trebale omogućiti bolje performanse u multimedijalnim aplikacijama i igrama.

Budući da je nova jezgra izrađena 90 nanometarskim proizvodnim procesom te ima kompaktniju cache memoriju (doduše ima je dva puta više). površinom je manja od jezgre Pentiuma 4 Nortwood. Ovo je poprilično impresivan podatak, ako znamo da Prescott ima oko 125 miliona tranzistora naspram Northwoodovih mizernih 55 miliona. Još više iznenađuje usporedba površina jezgre Prescoota sa površinom jezgre Pentiuma 4 EE. Naime jegra Extreme Editiona je više od dva puta veća nego jezgra Prescotta - 237 mm² naspram 112 mm². Kad smo već kod površine jezgre recimo nešto o termalnim karakteristikama novog procesora. Prema službenim dokumentima Prescott će bez problema hladiti uobičajeni hladnjaci koji dolaze u boxed pakiranjima jačih Intelovih procesora. Nadalje, termalna kontrola poboljšana je nadogradnjom hardverske imeplementacije termalne sonde u procesoru pa je skaliranje brzine ventilatora i zaštita od pregrijavanja puno bolja. Naravno, to kaže Intelov PR, kako realno stoje stvari znat ćemo kad nam novi proceor padne u ruke (vrlo skoro, nadamo se).

 
Northwood
Extreme Edition
Prescott
Površina jezgre::
146 mm²
237 mm²
112 mm²
Broj tranzistora::
55 miliona
178 miliona
125 miliona
Instruction cache::
12 µops

12 µops

12 µops
L1 cache::
8 kB

8 kB

16 kB
L2 cache::
512 kB
512 kB
1 MB
L3 cache:: 0 2 MB 0
Dodatne instrukcije:: MMX, SSE, SSE2 MMX, SSE, SSE2 MMX, SSE, SSE2, SSE3
Modeli::
do 3.4 GHz
3.2, 3.4 GHz
2.8 (bez HT-a, FSB 533 MHz), 2.8, 3, 3.2, 3.4 GHz

Na kraju ono što nas sve najviše zanima - takt, performanse, cijena i kompatibilnost. Inicijalno, na tržište stići će 5 modela novog procesora. 4 "normalna" (2.8, 3, 3.2 i 3.4 GHz) te jedan "nenormalan" (2.8 GHz). Pod normalnim "normalnim" modelima mislimo na procesore koje smo opisali u gornjem tekstu, dakle Socket 478 (čipseti i848P, varijacije i865 i i875P) sa 800 MHz sabirnicom. "Nenormalni" model je okrljaštena verzija Prescotta - nema Hyper Threading i koristi sporiju 533 MHz sabirnicu. Uz spomenute modele Prescotta Intel na tržište misli "baciti" i brže verzije procesora zasnovanih na starim jezgrama. Konkretno radi se o Northwoodu i Extreme Editionu na taktu od 3.4 GHz.

U ovom trenutku bilo bi dobro da bolje objasnimo tržišne pozicije spomenutih Intelovih procesora. Jedno je jasno, Extreme Edition je i dalje procesor sa najboljim performansama. Kao takav namijenjen je hard-core gamerima i entuzijastima koji su za njega voljni izdvojiti izuzetno veliku količinu šuškavih novčanica (otprilike 1100 USD). Prescott dolazi na drugom mjestu kao high-end procesor namijenjen širokoj aplikaciji dok je Northwood namijenjen onima koji si ne mogu priuštiti Prescotta (kako je lijep taj kapitalizam). Što se tiče nomenklature, normalni Prescotti će kraj oznake takta imati slovo E dok će okrljaštene verzijama biti pridodano slovo A.

Kao što znamo, svi novi modeli procesora dizajnirani su za Socket 478 platforme. No što je sa LGA 775 pakiranjem? Prvi čipseti koji će ga koristiti imaju kodna imena Grantsdale i Adlerwood, a u komercijalnoj primjeni trebali bi imati oznake i915 i i925. Oba čipseta najvjerojatnije će izaći u dvije verzije - za Socket 478 i za novi LGA 775 - a Intel bi ih trebao predstaviti javnosti na ovogodišnjem CeBitu.

Eto, to bi bilo sve što vam zasad možemo reći o Prescottu. Ako se Intel bude držao obećanja (što nije najsigurnija pretpostavka) testni procesor trebali bi dobiti u roku od tjedan, dva. Tek tada možemo realno suditi o novoj, navodno poboljšanoj jezgri. S druge strane, veći IT portali su, za razliku od nas, uz Intelove dokumente dobili i testni primjerak procesora. Impresije su konzinstentne, Prescott nije nimalo revolucionaran osim po svojoj tehnologiji proizvodnje. Intel ponovo pokazuje financijske mišice uz kristalno jasan cilj - profit pod svaku cijenu.