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2 MB L2-Cache:
Intel verdoppelt bei der neuen 6xx-er Serie den L2-Cache des Pentium 4. Zum Einsatz kommt der Prescott-2M-Kern, der unter anderem auch starke Ähnlichkeit zum letzte Woche vorgestellten Xeon mit 2 MB L2-Cache hat. Der hier verwendete Irwindale-Kern ist im Endeffekt ein für den Dual-CPU-Betrieb validierter Prescott-2M-Kern. Durch das Upgrade auf 2 MB L2-Cache verschwindet praktisch der Vorteil der Extreme Edition-Serie - denn diese hatte Dank eines 2 MB L3-Caches bislang die Möglichkeit, sehr schnell auf größere Datenmengen zuzugreifen. In Bereichen, wo Programme vollständig im Cache abgelegt werden können, erreicht ein Prozessor eine sehr gute Performance - wenn er hingegen Daten in den Hauptspeicher schieben muss, wird seine Geschwindigkeit durch die Bandbreite des Speichers begrenzt.
Verdeutlichen kann man sich dies am besten, wenn man die erreichten Performancewerte anschaut, die der Pentium 4 660, der Pentium 4 Extreme Edition 3.46 GHz und der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 GHz besitzen:
Pentium 4 660
3.6 GHz
Pentium 4
Extreme Edition 3.73 GHz
Pentium 4
Prescott
Pentium 4
Northwood
Pentium M
Dothan
Pentium M
Banias
Pentium 4
Extreme Edition 3.46 (Gallatin)Deutlich zu sehen: Die Performance bricht bei allen Prozessoren zunächst beim Übergang vom L1- auf den L2-Cache ein, anschließend noch einmal, wenn der L2-Cache nicht mehr die Daten aufnehmen kann und die Daten in den Arbeitsspeicher übertragen werden müssen. Hier sieht man dann schlussendlich auch, dass die Bandbreite der Speicheranbindung limitierend ist.
Bei den neuen Prescott-2M-Modellen ist der Einbruch praktisch bei der 2 MB-Grenze zu erkennen - und somit kann der Prozessor hier Performance im Gegensatz zur 5xx-Serie herausholen, die nur 1 MB L2-Cache besessen hat. Der Northwood bricht bereits bei 512 kB L2-Cache ein - und auch beim Pentium M kann man die Cache-Größe deutlich erkennen: 1 MB beim Banias und 2 MB beim Dothan.
Interessant ist der Vergleich der letzten Extreme Edition-Prozessoren: Der "neue" besitzt einen schnelleren L2-Cache, der alte einen L3-Cache, der deutlich langsamer ist als der L2-Cache. Bis zum Einbruch der Performance beim L2-Cache besitzt er die typischen Charakteristiken eines Northwood-Prozessors.
NX-Bit / Execute Disable:
Über das NX-Bit oder Execute Disable haben wir schon im Review des Pentium 4 570J berichtet. Es hat die Aufgabe, Codeausführung in Datenseiten zu unterbinden. Da viele Viren einen Buffer Overflow nutzen, um über das Überschreiben einer Rücksprungadresse Code auszuführen, ist der Execute Disable-Schutz eine sinnvolle Ergänzung, um die Verbreitung von Viren einzudämmen. Wie der Schutz genau funktioniert, kann man in unserem Pentium 4 570J-Artikel nachlesen. Pflicht ist übrigens das Service Pack 2 von Windows - und ein entsprechendes Bios des Mainboardherstellers.
90-nm-Fertigung:
Nichts Besonderes mehr - 90 nm ist bei Intel mittlerweile Standard. Auch der Pentium 4 Extreme Edition ist nun ein 90-nm-Prozessor - und somit hat Intel praktisch alle neuen Prozessoren auf diese Fertigung umgestellt. Es verbleiben natürlich auch noch die alten Prozessoren im Portfolio, die 130-nm-Technik wird also nicht von heute auf morgen abgeschaltet. Trotzdem wird man auch in Zukunft eine Migration erkennen können. Weiterhin arbeitet Intel bereits mit Hochdruck an der Nachfolgetechnik - die ersten 65-nm-Prozessoren sollen schon produziert worden sein. Welche Herausforderungen hier auf Intel zukommen, kann man am besten in unserem Artikel zur 90-nm-Technik nachlesen, in dem wir auch detailliert auf Litographietechniken eingegangen sind.
Am Die-Shot wird es deutlich: Die Ähnlichkeit mit dem Prescott ist
zu erkennen - nur die Cache-Fläche im unteren Bereich ist nun doppelt
so groß wie beim Prescott 1M.
SSE3:
Der Pentium 4 5xx hatte es schon lange, doch dem Pentium 4 Extreme Edition fehlten die SSE3-Befehlssätze bislang noch. Er basierte auf dem Northwood-2M-Kern, der dem Northwood bis auf die Cache-Architektur absolut identisch ist. Da der Northwood kein SSE3 verstand, konnte auch die Extreme Edition kein SSE3. Mit der Umstellung auf den Prescott 2M-Kern kann nun auch der Pentium 4 Extreme Edition 3.73 GHz mit SSE3 umgehen. Auch hier haben wir die Vorteile bereits detailliert beschrieben, ebenso lohnt hier der Blick in den Artikel zum Pentium 4 Prescott, der vor über einem Jahr verfasst wurde. Durch die Nutzung der neuen Befehlssätze können Programmierer ihren Code effektiver ausführen lassen - dadurch laufen Berechnungen schneller ab.
31-stufige Pipeline:
Nochmal etwas Neues für die Extreme Edition und etwas normales für den Prescott. Durch die Umstellung auf die 90-nm-Technik erhält der Pentium 4 Extreme Edition natürlich auch die lange Pipeline des Prescott-Prozessors. Bislang besaß er eine 20-stufige Pipeline wie alle Northwood-Prozessoren, nun ist es eine 31-stufige Pipeline. Welche Nachteile sich durch die längere Pipeline ergeben, haben wir in einer Gegenüberstellung der 3,4 GHz-Prozessoren von Intel vorgenommen. Welche Verbesserungen Intel am Design des Northwoods durchgeführt hat, damit diese Nachteile möglichst selten auftauchen, haben wir im ursprünglichen Prescott-Artikel beschrieben. Insgesamt wird sich auch in unseren Benchmarks in diesem Test wieder zeigen, dass der Prescott durch die Verlängerung der Pipeline etwas an seiner Pro-Takt-Leistung eingebüßt hat.
FSB800 / FSB1066:
Schlussendlich bleibt Intel auch bei der kürzlich eingeführten Unterscheidung der Prozessoren durch den Front-Side-Bus. Die Extreme Edition-Prozessoren besitzen den neuen FSB mit 1066 MHz - also zumindest das Modell mit 3,46 GHz und der neue CPU mit 3,73 GHz. In dem Review zum Pentium 4 Extreme Edition 3.46 GHz haben wir schon die Vorteile des neuen FSB dargestellt, aber auch gesehen, dass der Performancevorteil sich je nach Anwendung zwischen 1 und 5% bewegt. Im Endeffekt ist also der Unterschied zwischen dem neuen Pentium 4 Extreme Edition und dem Pentium 4 6xx, der nur einen FSB von 800 MHz hat, sehr gering. Sobald Intel einen Pentium 4 670 vorstellt, so vermuten wir, wird der Pentium 4 Extreme Edition mit 3,73 GHz überflügelt.
Auf der nächsten Seite schauen wir uns Besonderheiten zum Stromverbrauch durch EIST an.