INTEL PENTIUM 4 CPU üzerine

[SAMSUN]

yeni CPU'su Pentium 4 ile işlemci piyasasını yeniden kızıştıracağa benziyor. Intel, kaptırmış olduğu dünyanın en hızlı CPU ünvanını Pentium 4'te 1.4 GHz ile yeniden yakalayacak. (Hatırlarsanız bu ünvan 1 GHz'lik CPU ile AMD firmasına aitti. Bu arada AMD'nin de boş durmayacağını hatırlatmakta fayda var.)
Intel NetBurst mikro mimarisinden faydalanan, Intel Pentium 4 işlemci, daha önceki Intel mikro mimari kuşaklarında piyasaya sürülmüş olan "out - of - order speculative execution (kullanım dışı spekülatif gerçekleştirme)" ve "super - sacalar execution" gibi yeni özelliklerinin pek çoğuna geçerken yeni teknolojiler ve yetenekleri teslim eden tam bir işlemci yeni tasarımıdır. Bu yeniliklerin ve gelişimlerin pek çoğu, işlemci teknolojisi, işlem teknolojisi ve devre tasarımındaki gelişmeler ile mümkün hale getirmiş ve yüksek hacimli üretilebilir çözümlere daha önceden geçememiştir. Yeni mikro mimarinin özellikleri ve sonuçtaki kazançları aşağıdaki bölümlerde tanımlanmıştır.Intel işlemcisi Pentium IV' ü Kasım-2000 tarihinden itibaren üretmeye başladı. Intel için bu yeni işlemcinin önemi çok büyüktür. Intel 1995 yılından beri ilk defa yeni bir mimariyi kullanmaya başlamış ve bu mimariyi birtakım değişikliklerle geliştirmiştir. İşlemci mühendisleri, yeni ürünlerini geliştirirken, bilgisayar kullanıcılarının 2000'li yıllarda en fazla ihtiyaç duyabileceği alanlarda yüksek performans sunulmasını hedeflemişlerdi.
Intel Pentium IV’ ü geliştirirken birçok faktörü göz önüne almıştır. Bugünün işlemcilerinde, yazılımların beklediği birçok şey vardır. İşlemcilerin üzerindeki yük, özellikle bazı tip uygulamalarda oldukça fazladır.Öte yandan diğer bazı uygulamalarda ise işlemci gücünden çok sistemin diğer donanımlarının performansları da öne0m kazanıyor. Intel'de Pentium IV' ü geliştirirken, daha çok yukarıda bahsedilen uygulama tiplerinden birincisi üzerine yoğunlaştığını söylemiştir. Yani Pentium IV’ ün amacı, 2000'li yıllarda mikro işlemcilerden yüksek hesaplama kapasitesi sunması bekleyen yazılımlarda yüksek performans sunmaktır.
• PC'lerdeki en önemli parçalardan biri olan işlemciler, kullanılan birtakım uygulamaların doğrultusunda, bu uygulamaları çalıştıracak aynı zamanda da gerekli performansı sunmak amacıyla değişikliğe uğramıştır. Intel, 1995 yılında bu yeni işlemcisinin kullanacağı mimariyi geliştirmeye başladığı vakit, 2000'l i yıllarda hangi tip uygulamaların önemli olacağını öngörmüştü. 1995 yılında Intel, kullandığı mimari olan P6 mimarisini, Pentium Pro'lar ile tanıtmıştı. Firma Pentium IV’e kadar sürekli olarak bu mimariye küçük değişiklikler uyguladı fakat yeni bir mimari tanıtmadı. Pentium IV işlemci açısından çok önemlidir. Intel Pentium IV'e geçici bir işlemci olarak bakmıyor. Kullandığı NetBurst mimarisinin, 2000'li yıllarda daha birçok işlemcisinin temelini oluşturacağına inanıyor.Intel NetBurst için 5 yıl boyunca çalıştı. Amaçlanan tasarım hedefleri şunlardır:Yüksek Mhz’lere rahatça ulaşabilmek ve bu sırada ısının sorun oluşturmaması 2000'li yıllarda popüler olacak olan Internet üzerinden ses ve görsel iletişim, 3D uygulamalar, dijital video ve ses işlenmesi, speech recognition (ses tanıması), multimedya uygulamaları, MP3 çözümü ve kodlanması, DVD oynatımı gibi uygulamalarda yüksek performans sunabilmektir. Intel amaçlanan bu tasarım hedeflerine ulaşabilmek için radikal yaklaşımlar ve çözümler üretmiştir ve kullanılan mimari yeni baştan hazırlanmıştır. Pentium IV, Pentium3 ve Athlon'dan çok daha karmaşık bir işlemcidir. Bu gelişmelerin yanında yeni mimarinin bazı olumsuz etkilerinin hissedilmemesi için gerekli olan çalışmalarda yapılmıştır. Pentium 4 işlemci, Intel NetBurst mikro mimarisi, yeni bir mikro mimarinin ilk donanım gelişimidir. Bu mikro mimarinin anlaşılmasında okuyucuya yardımcı olması için, bu bölüm aşağıdakileri detaylı olarak incelemektedir:Intel NetBurst mikro mimari tasarım faktörleri Bu yeni mikro mimariyi oluşturan yapım blokları Pentium 4 işlemcideki gelişimi temel alan bu mikro mimarinin anahtar işlevsel birimlerinin işletimi Intel NetBurst mikro mimarisi, çok yüksek saat oranlarında hem integer hem de kayan-nokta için yüksek performans elde edilecek şekilde tasarlanmıştır. Aşağıdaki özelliklere sahiptir:1 GHZ'nin üzerinde yüksek saat oranları ve frekans baş odasını iyi halde tutmak için hiper pipelinelı teknoloji Temel integer komutlarının gecikmesini azaltmak için hızlı gerçekleştirme motoru 400 MHz Intel NetBurst mikro mimari sistem veriyoluna yüksek performanslı, dört pompalı veriyolu ara yüzü Dallanma gecikmelerini kısaltmak için trace önbelleksinin gerçekleştirilmesi
• 64 ve 128 baytlık önbellek hat boyutları
• Donanım prefetch
• Pipeline gecikmelerini asgariye indirmek için agresif dallanma önceden belirlemesi
• Paralelliği mümkün kılmak için kullanım dışı spekülatif gerçekleştirme
• Paralelliği mümkün kılmak için superscalar yayın
• Kayıt isim boşluğu sınırlamalarından kaçınmak için donanım kayıt yeniden adlandırması.
Pentium 4 CPU'nun özellikleri
İşte yeni kuşak işlem gücüne sahip Intel Pentium 4 CPU'nun diğer CPU'larda olmayan YENİ özellikleri:
• Görsel internet kavramı gözönünde tutularak eklenen 72 yeni komut....
0.18 mikron mimarisi....
0,18 mikron mimarinin kullanılması yüksek bir performans artışı sağlıyor. Çünkü bu mimarinin kullanılmasıyla daha küçük transistörler ve daha sık dokunmuş iletim hatları ortaya çıkmış. Bunun sonucunda da ortaya daha düşük voltajlar, daha düşük ısılar ve daha yüksek hızlar çıkıyor.
400 MHz.lik sistem veri yolunun kullanmasıyla RDRAM'ler geliyor...
Intel, Pentium 4 CPU'nun pipeline derinliğini tam 2 katına çıkararak 20 kademeye yükseltmiş...(Bu işlem CPU'nun performansını ve çıkış frekansını önemli ölçüde artırır.)
NetBurst Mikro Mimarisi. Bu mimarinin kullanılmasıyla gelen yeni özellikler:
1.Hiper pipelined teknoloji
2. Hızlı İşlem Motoru
3.Tam 400 Mhz! veri yolu
4.Ve İşlem Takip Önbelleği
* Ve işte diğer CPU'lara göre gelişmiş özellikleri:
• Gelişmiş dinamik komut işleme
• Gelişmiş transfer önbelleği
• Güçlendirilmiş floating point (kayan nokta) ve multimedya özellikleri
• Streaming SIMD uzantıları
Pentium 4 CPU'yu destekleyecek mainboardlarda Intel 850 chip seti kullanılacak. Pentium 4'ün özelliklerini kısaca özetleyelim:
Yeni Özellikler Sonuç
Hiper Pipeline Teknoloji İşlemcinin frekans ve performansını artırır.
Hızlı İşlem Motoru Yüksek işlem verimi ve daha az hata
İşlem takip önbelleği Daha etkin önbellek kullanımı
Geliştirilmiş Özellikler Sonuç
Gelişmiş ve dinamik komut işleme yeteneği Daha etkin veri işleme
Gelişmiş transfer önbelleği İşlemci çekirdeğine veri transferi optimizasyonu
Güçlenmiş kayan nokta (floating point) mimarisi 3 boyutlu uygulamalarda daha iyi performans
128 Bit SIMD tamsayı Daha iyi video, ses, şifreleme ve görüntü işleme
128 Bit SIMD kayan nokta Daha hızlı tasarım,mühendislik ve finans uygulamaları