INTEL Pentium 4 Prozessor

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INTEL Pentium 4 Prozessor

• Projekt von Stefan Landsiedel

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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

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Funktionsweise des Prozessors

• Data Programmcache
• Branch Performed Unit
• Arithmetic Logical Unit
• Register
• Float Point Unit
• Bussystem

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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

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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

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Datenbus

• Damit werden die Daten übertragen die verarbeitet
  werden sollen
• Die Leistungsfähigkeit eines solchen Busses hängt
  von der Anzahl der Leitungen ab

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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

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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-Müller-Zählrohr)

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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 ALUs mit doppelter
  Taktfrequenz

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Merkmale des Pentium 4

• L2-Cache von der 2,2 GHz Version ist doppelt so
  groß wie der von einer niedrigeren
• L2-Cache von jeder Version hat einen
  Datentransfer von 48 Gb pro Sekunde

• Beinhaltet NetBurst Dabei können zeitaufwendige
  Befehle parallel verarbeitet werden
• Die Fehlerquote der Vorhersageeinheit ist um 33
  geringer als beim Pentium 3

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CISC und RISC

• Umfangreicher Befehlssatz (gt 300 Befehle)
• Komplexe Maschinenbefehle
• Adressierungsmöglich-
• keiten sind komplex
• Fazit CISC ist ein leistungsfähiger aber
  aufwendiger Befehlssatz

• Reduzierter Befehlssatz (lt 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

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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.