Intel pentium 4: ιστορία, τι εννοώ στον υπολογιστή και την επιρροή του

Το Intel Pentium 4 ήταν μια ριζική αλλαγή στον κόσμο των Η / Υ και είναι ότι με το τέλος μιας ολόκληρης δεκαετίας που κρύβεται γύρω από τη γωνία, αυτή είναι μια ιδανική στιγμή μέσα σε μια πύλη, όπως η Professional Review, για να κάνουμε απολογισμό του τι μας οδήγησε σε πού συναντάμε σήμερα.

Το όχημα για αυτό το ταξίδι θα είναι το άλμα από Netburst σε Nehalem σε επεξεργαστές της Intel. ή τι είναι το ίδιο, το αποχαιρετισμό των επεξεργαστών Pentium 4, που περνάει από το Core 2 (και το Core 2 Quad) πριν από τον τρέχοντα επεξεργαστή Intel Core. Ένα ταξίδι πάνω από δύο δεκαετίες και των οποίων τα θεμέλια ίσως να μην δούμε σύντομα. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η ιστορία λέγεται ότι είναι μια θυμίαμα για να ξεκινήσει πάλι.

Ευρετήριο περιεχομένων

Intel Pentium 4: Το τέλος μιας δεκαετίας

Η κυκλοφορία του Conroe (2007) αποτέλεσε πραγματικό ορόσημο για την Intel. Ήταν το αποχαιρετισμό στην επιφάνεια εργασίας του Netburst (μικρο-αρχιτεκτονική), που μέχρι τώρα είχε αρθρώσει το μυθικό Pentium 4, καθώς και την επιστροφή (κατά κάποιον τρόπο) στη μικρο-αρχιτεκτονική P6, στην οποία βασίζεται το πρώτο Intel Core. Αν και το άλμα συνέβη πριν από το Pentium M σε φορητούς υπολογιστές.

Η εγκατάλειψη του Netburst έφερε μαζί του την εγκατάλειψη των υψηλών συχνοτήτων του, καθώς και τις τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν γι 'αυτό (όπως το Hyper-Threading ) βραχυπρόθεσμα. αλλά αυτό δεν ήταν αυθαίρετη απόφαση.

Pentium 4. Εικόνα: Flickr, JiahuiH

Τα οφέλη του Pentium 4s εξουδετερώθηκαν από τα σοβαρά προβλήματα θερμοκρασίας και επεκτασιμότητάς του, γεγονός που καθιστούσε την μικρο-αρχιτεκτονική Netburst ανέφικτη για φορητούς υπολογιστές και διακομιστές, δύο αγορές τόσο ισχυρές εκείνη την εποχή.

Intel Pentium 4 με Netburst και κατάτμηση δεδομένων

Αυτά τα προβλήματα που παρουσίασε η Netburst προέρχονται κυρίως από τον τεράστιο δίαυλο δεδομένων μέσω του οποίου λειτουργούσε η μικρο-αρχιτεκτονική και από τα προβλήματα με την πρόβλεψη των οδηγιών.

Κατά προσέγγιση, η κατάτμηση της διδασκαλίας ( pipe pipeline στα αγγλικά) είναι μια μέθοδος για την αποσύνθεση της εκτέλεσης μιας εντολής επεξεργαστή στα στάδια και έτσι την αύξηση της ταχύτητάς της. Χωρίς αυτήν την κατάτμηση θα πρέπει να περιμένουμε να τελειώσουμε την εκτέλεση μιας εντολής πριν την εκκίνηση της επόμενης, μια πολύ αργή διαδικασία. Με αυτήν την κατάτμηση μπορούμε να ξεκινήσουμε κάθε στάδιο καθώς τελειώνει.

Το Netburst διέθετε έναν αγωγό εντολών με περισσότερα από 20 τμήματα (31 σε μεταγενέστερες αναθεωρήσεις) διατηρώντας συνεχώς τον επεξεργαστή απασχολημένο και δημιουργώντας τις υψηλές συχνότητες που έκαναν το Pentium 4 διάσημο.

Δυστυχώς, μια τέτοια μακρά σειρά ήταν πολύ επιζήμια για την ήδη προβλεπόμενη πρόβλεψη διδασκαλίας, αφού αν αυτή η πρόβλεψη αποτύχει, ο αριθμός των σταδίων που ο επεξεργαστής έπρεπε να επαναλάβει ήταν τεράστιος. Επιπλέον, η διατήρηση τέτοιων υψηλών συχνοτήτων αναποτελεσματικά έφερε μαζί του ένα σοβαρό πρόβλημα θερμοκρασίας. Η Intel έτρεξε σε ένα φυσικό τοίχο που δεν μπόρεσε να πηδήξει με αυτή την αρχιτεκτονική.

Βασική αρχιτεκτονική μέσω της Conroe

Ως αποτέλεσμα αυτών των προβλημάτων είδαμε τη γέννηση της μικρο-αρχιτεκτονικής του πυρήνα. Η Intel έκανε ένα βήμα πίσω και επανεξέτασε την αναπτυξιακή της στρατηγική. Δεν θα αναζητούν πλέον τις υψηλότερες δυνατές συχνότητες, αλλά τη μέγιστη απόδοση μέσω ενός μικρού και λειτουργικού συνόλου.

Βρήκαν αυτή την αποτελεσματικότητα αναπτύσσοντας το πείραμα που έγινε με τον επεξεργαστή Pentium M, που προέρχεται από την ήδη ονομαζόμενη μικρο-αρχιτεκτονική P6, τον προκάτοχό του Netburst.

DIE εσωτερικό ενός Core 2 Duo.

Το Pentium M μοιράζεται πολλές ομοιότητες με αυτό που θα γίνει αργότερα Core, όπως το σετ εντολών 12 σταδίων (αυξημένο σε 14) ή η διάταξη μνήμης L2 (στη συνέχεια αυξήθηκε). Επιπλέον, αύξησε τον αριθμό των μονάδων εκτέλεσης σε τέσσερις και εισήγαγε νέες τεχνολογίες επικεντρωμένες στην επεκτασιμότητα του, όπως το Micro-Core.

Η Intel κυκλοφόρησε υπό το Conroe το 2007 τους επεξεργαστές Intel Core 2 Duo, επισημαίνοντας τα μοντέλα E6400, E6600 και X6800 στην εξαιρετική σειρά. καθώς και διαφορετικές επαναλήψεις της αρχιτεκτονικής για διαφορετικούς σκοπούς, όπου η Merom ξεχωρίζει για τη φορητή αγορά και την Kentsfield για τους επεξεργαστές τετραπλού πυρήνα, τον Core 2 Quad (τονίζοντας το Q6600).

Nehalem: το "tac" μετά το "tic"

Το 2007 η Intel παρουσίασε το περίεργο μοντέλο "tic-tac". Μακροπρόθεσμος προγραμματισμός (κοινώς ονομαζόμενοι χάρτες πορείας ) για την ανάπτυξη και την έναρξη των αρχιτεκτονικών σας. Σε αυτό το μοντέλο, το "tic" αντιστοιχεί στη βελτίωση της διαδικασίας κατασκευής (μείωση του DIE), ενώ το "tac" αποδίδεται σε αλλαγές στην αρχιτεκτονική.

Το tac μετά την έναρξη της Conroe ήταν η Nehalem, η αρχιτεκτονική που θα φέρει στη ζωή τους τους πρώτους σύγχρονους επεξεργαστές Intel Core, καθώς και την υποδοχή των μάρκας i3, i5 και i7.

Ένα άλμα γενιάς στη σειρά Intel

Η Conroe έζησε αρκετές αναθεωρήσεις κατά τη διάρκεια των δύο ετών ζωής της: οι Wolfdale, Yorkfield ή Woodcrest είναι μερικά παραδείγματα, αλλά το άλμα άλμα πρώτης γενιάς στο Intel Core θα ήταν Nehalem.

Αυτή η αρχιτεκτονική ακολούθησε τις ίδιες αρχές αποδοτικότητας και επεκτασιμότητας που η Intel επιζητούσε μετά την απομάκρυνση από το Netburst, αλλά διέσωσε μερικά από τα χαρακτηριστικά που καθόριζαν αυτήν την μικρο-αρχιτεκτονική.

Intel Pentium μέσα στο Nehalem

Το εσωτερικό του Nehalem. Εικόνα: Appaloosa (Wikimedia Commons)

Με τον Nehalem θα επιστρέψουν οι αγωγοί με πάνω από είκοσι στάδια, καθώς και τεχνολογίες όπως το Hyper-Threading . αλλά και τα προβλήματα πρόβλεψης εξαφανίστηκαν χάρη στη χρήση ενός προγνώστη δευτέρου επιπέδου και στη βελτίωση άλλων σχετικών τεχνολογιών, όπως ο ανιχνευτής βρόχων . Επιπλέον, διατηρήθηκαν μερικά από τα χαρακτηριστικά που καθόριζαν την Conroe, σπρώχνοντας τις βάσεις αυτής της αρχιτεκτονικής μαζί της.

Για να αποφευχθούν τα προβλήματα του παρελθόντος, η Intel άρχισε να εφαρμόζει έναν κανόνα αναλογίας από την ίδια την αρχιτεκτονική ανάπτυξη, όλα τα χαρακτηριστικά της αρχιτεκτονικής που αυξάνουν την κατανάλωση του επεξεργαστή θα πρέπει να έχουν διπλό αντίκτυπο στην απόδοσή του.

Επιπλέον, ήταν μια αρχιτεκτονική που αναπτύχθηκε με modularity στο μυαλό. Οι πυρήνες που απαρτίζουν κάθε τσιπ ήταν ανεξάρτητοι και επαναληπτικοί, καθιστώντας εύκολο το να δημιουργήσετε επεξεργαστές με διαφορετικές διαμορφώσεις πυρήνα και να επεκτείνετε την αρχιτεκτονική στη φορητή αγορά ή στον κόσμο των servers.

Συνιστούμε να διαβάσετε τους παρακάτω οδηγούς και μαθήματα:

Με τη Nehalem, η Intel γνώριζε ότι δεν εμπίπτει στα ίδια προβλήματα Netburst. Ένας στόχος που πιστεύουμε ότι ήταν σε θέση να επιτύχει.

Γραμματοσειρά RetailEdge