Кэш первого и второго уровня

В кэш-памяти первого уровня сохраняются декодированные команды - ~12 Кб микрокоманд, благодаря чему в цикле исполнения устраняются задержки, связанные с раскодированием. Такая технология должна повысить быстродействие кэш-памяти команд и увеличить эффективность использования кэша. Кроме того, процессор Pentium 4 содержит кэш-память второго уровня типа Advanced Transfer Cache объемом 256 Кб, обеспечивающую передачу данных со скоростью 48 Гбит/с, увеличивающуюся пропорционально тактовой частоте ядра. В целом очень неплохо, но ничего революционного.

Относительно L2-кэша, видимо, разработчики посчитали, что "лучшее -- враг хорошего", поэтому он остался таким же, как у Pentium III Coppermine: "учетверенной" ширины 256-битовая шина и работа на частоте ядра. А вот объем L1-кэша уменьшился вдвое и составляет по 8 КВ на команды и данные. Несколько странное решение, однако, возможно, дело просто в том, что процессор "не резиновый", и учитывая количество всех остальных модулей, больший размер L1 просто не удалось интегрировать в ядро. К тому же не стоит забывать, что Pentium 4 обладает существенно увеличенными в объеме "скрытыми кэшами" -- фактически и 4-килобайтовый Branch Target Buffer, и Instruction Window по принципу своей работы вполне подходят под это определение.

Кэш второго уровня - быстродействующая память, которая используется процессором для хранения часто используемых данных. Благодаря высокой скорости работы, данные из кэша второго уровня загружаются гораздо быстрее, чем из основной памяти. В процессорах Pentium III Coppermine, AMD Ahtlon, Thunderbird и Duron кэш второго уровня находится непосредственно на ядре процессора и работает на его полной частоте.

Выводы

Intel Pentium 4 -- процессор во всех отношениях новаторский. Фактически впервые в x86-семействе появился CPU, изначально спроектированный в расчете на быстродействие в определенных классах задач, но в то же самое время являющийся универсальным по набору команд. К тому же, говоря о самом процессоре, не стоит забывать и об архитектуре всей остальной системы. В нашем случае она действительно почти идеально сбалансирована, причем опять-таки -- именно для строго определенных целей. Естественно (не будем закрывать глаза на очевидные вещи), кое-чем пришлось пожертвовать, и этими жертвами оказались "неудобные" новому CPU программы и алгоритмы работы. Логику Intel примерно можно представить так: "пусть в некоторых задачах наш процессор окажется на 10--15% медленнее, зато в остальных он получит возможность быть в 1,5--2 раза быстрее!". Такая ситуация и сложилась, судя по результатам наших тестов.

Следовательно, успех нового CPU во многом зависит от поддержки со стороны производителей ПО и распространенности программ именно того типа, на которые он ориентирован. Ну, в последнем пункте можно не сомневаться -- игры и домашняя мультимедиа даже в нашей стране завоевывают все большую популярность, не говоря уже о Западе. А вот касательно учета особенностей Pentium 4 при разработке программ -- здесь, несомненно, должны оказать немалое влияние "громкое" имя Intel и ее репутация, а также хорошая раскрученность марки "Pentium" во всем мире.

Отрадно и то, что переход на программы и процессор "нового века" Intel не намеревается осуществлять прямо завтра и на все 100%. Как следует из официальных заявлений самой компании, производство Pentium 4 только в 2002 г. сравняется с объемами выпуска Pentium III, так что и пользователи, и разработчики программного обеспечения будут располагать достаточным количеством времени для того, чтобы присмотреться к новому процессору. Наверняка не последнюю роль в принятии именно такой схемы сыграл и фактор стоимости памяти для новых систем -- все же RDRAM сейчас намного дороже привычной PC133 SDRAM. Однако Intel надеется, что к тому времени, когда Pentium 4 распространится широко, ситуация успеет измениться в лучшую сторону.

Intel уже демонстрировала опытные образцы Pentium 4. А некоторым независимым источникам (зарубежные компьютерные СМИ) даже удалось попробовать новинку в работе. И если отбросить результаты явно рекламных тестов, активно использующих SSE2, то выводы получатся достаточно обычными - революции не произошло:-(. Несмотря на внедрение всех вышеперечисленных инноваций, результаты первых полевых испытаний не выявили явного преимущества Pentium 4 перед Pentium III Coppermine или AMD Athlon - при равных тактовых частотах.

Но вряд ли стоит огорчаться по этому поводу. Теперь в арсенале Intel имеется отлично масштабируемая архитектура, позволяющая быстро и легко наращивать тактовую частоту процессора, сохраняя при этом хороший прирост производительности системы в целом. Теперь главному конкуренту в лице AMD Athlon будет очень тяжело тягаться с Pentium 4 по уровню достигаемых тактовых частот. В бешеной гонке полупроводниковых гигантов за звание производителя самого быстрого процессора компания Intel сделала огромный рывок вперед, оставив позади соперников - AMD и VIA. Вот только надолго ли?

Pentium 4 представляет собой полностью новую архитектуру, кодовое название которой NetBurst. Он создан для решения таких задач, как шифрование данных, сжатия видео-информации или Napster-сетей, т.е. для технологий, популярность которых растет одновременно с Интернет, - сказал Альберт Ю (Albert Yu), главный вице-президент Intel Architecture Group. - Это будет высокопроизводительный процессор для платформы PC. Мы также работаем над новыми возможностями в области потокового видео.Новые подсистемы архитектуры NetBurst позволят процессору обрабатывать данные намного быстрее. Микро-движок быстрого выполнения, названный Rapid Execution Engine, например, будет работать с удвоенной скоростью процессора и будет отвечать за часто повторяемые задачи, такие как сложение или вычитание.

Список литературы

1. InfoCity - виртуальный город компьютерной документации  (Статья Pentium 4: революция не бывает половинчатой!) www.InfoCity.kiev.ua/mhard.html

2. http://composter.kiev.ua

3. Статья: “P3-P4: новый ход Intel” Дмитрий Дереза, Мой Компьютер

4.   http://www.citforum.ru/ статья Intel опубликовала подробности о Pentium 4