Dynamit: ASUS CT-479 aneb zkuste Pentium M v desktopu | Kapitola 2

Kdybych měl stručně charakterizovat procesory Pentium M a Celeron M jedinou větou, řekl bych, že se rozhodně nejedná o, třeba i vysoce, upravenou variantu Pentia 4. Banias (Dothan) je velmi rozdílné jádro, postavené na jiných principech a vyvíjené jiným týmem než ten, který vyvinul řadu Pentium 4 a architekturu NetBurst. V aplikacích, které byly speciálně optimalizované pro Pentia 4, dokonce mobilní Pentia M ztrácejí body a chovají se podobně jako procesory... AMD Athlon. Pokud kód optimalizován není, ukazují stejně nebo i výše taktovaným procesorům nové mobilní procesory Intelu záda...

Rozdílné cíle a rozdílné cesty

Hlavní je frekvence: NetBurst jako základ pro Pentium 4

U základů architektury NetBurst stála snaha o rychlé dosažení velmi vysokých frekvencí - a to prakticky za jakoukoliv cenu. Cíl byl vytýčen v době, kdy hlavním měřítkem "rychlosti" procesoru byla právě jeho frekvence. Předpokládalo se, že architektura NetBurst umožní dosažení taktů až 10GHz. Jedněmi s klíčových prvků této architektury jsou dlouhá výpočetní pipeline* (20 stupňová pro Northwood, 31 pro Prescott) a interní jednotky ALU** pracující na dvojnásobné frekvenci.

* Pipeline je pro procesor něco jako... výrobní linka pro továrnu. Umožňuje provádění mnoha souběžných operací, zároveň však vnitřní systém, pokud je příliš dlouhá, činí méně efektivním a pružným. Pokud dojde ke změně programové smyčky (například kvůli větvení programu), musí se pipeline "vyklidit" a naplnit novými daty, nezávisle na stavu už rozpracovaných informací. Čím je klasický procesor výše taktován, tím potřebuje delší výpočetní pipeline - v opačném případě by část výpočetních cyklů přišla nazmar (přenos informace z paměti trvá typicky 200 až 300 výpočetních cyklů CPU).

** Jednotky ALU stanoví pouze část jádra procesoru. U Pentií 4 jsou pečlivě navržené tak, aby pracovaly na dvojnásobné frekvenci jádra procesoru. Pokud tedy máme procesor Pentium 4 taktovaný na 3.8GHz, pracují jeho ALU jednotky na 7.6GHz! I tento fakt, společně s vytvářeným teplem a spotřebou, je pravděpodobně překážkou, která brání dosažení plánovaných velmi vysokých frekvencí.

O Intelu je známo, že ovládá nejpokročilejší polovodičové výrobní technologie - přesto inženýři u architektury NetBurst narazili záhy na velké problémy s teplem a vysokou spotřebou nejvýše taktovaných procesorů. Už dnes je jasné, že se nedočkáme Pentií 4 taktovaných vyšší frekvencí než 4GHz (a přitom v plánu bylo dosažení 6 i 10GHz).

i Zdroj: PCTuning.cz

Pentium M vs. Pentium 4...
Intel nechce tyto procesory vpustit do stejného ringu...

Hlavní je efektivita: Banias a jeho pokračovatel Dothan

Zadání při vývoji nového jádra vhodného pro mobilní procesory bylo zcela jiné. Hlavní důraz byl kladen na vysoký měrný výkon (IPC - Instructions executed Per Clock). Byl zde požadavek na to, aby se odstranily prvky a principy vytvářející nežádoucí "jalovou" energii. Výsledkem je, jak uvidíte dále, velmi efektivní jádro, které v mnoha případech dotahuje na Pentia 4, která jsou taktována o celý GHz výše (dnešní Pentium M 1.7 ve většině testů překonává Pentium 4 2.66GHz).

Izraelský tým si vzal za základ nového projektu některé ověřené části architektury Pentia III(P6). Původní 10 stupňová pipeline byla patrně prodloužena a zároveň byla odstraněna slabá místa předchozí architektury.

i Zdroj: PCTuning.cz

Původní jádro Banias obsahovalo 1MB paměti L2cache, Dothan ji zvětšil na 2MB...

Kdo a co stojí za Baniasem? Původním úkolem izraelského vývojového týmu byl projekt označovaný jako Timna. Mělo se jednat o přepracovaný procesor Pentium !!! s integrovanou grafikou a paměťovým řadičem (MCH pro tehdejší Intelem favorizované paměti RDRAM). Procesor byl původně určený pro velmi levné počítače. Tým si jako základ vzal architekturu Pentia !!! a důkladně se s tímto procesorem seznámil. I zde byl poměrně důležitý měrný výkon procesoru - první Timna měla "běhat" na frekvenci pouhých 600MHz. Chvíli po dokončení návrhu byl projekt Timna překvapivě zrušen. Rozhodnutí bylo čistě strategického charakteru - zájem o řešení na bázi RDRAM byl malý, nikdo se do levných sestav (sub 600USD) také příliš nehrnul. Vývojový tým svůj úkol však splnil a tak mu byl zadán úkol vyvinout nový mobilní procesor. Po seznámení s architekturou NetBurst, došli návrháři k názoru, že tato platforma je zcela nevhodná pro mobilní procesory (spotřeba mobilního procesoru neměla překračovat 24W a Pentia 4 vždy měly tepelné energie i frekvence na rozdávání). Proto byl zahájen vývoj nového, efektivního jádra se zohledněním poznatků získaných v projektu Timna. Často se hovoří, že nové jádro podědilo části Pentia !!!, stejně jako některé části projektu Timna (a na jádro byla dodatečně naroubována i instrukční sada SSE2 Pentií 4). Pravda bude spíše taková, že je to takový mix, kdy bylo zachováno to prověřené a efektivní, zatímco ostatní části byly přepracované (stejně postupovalo AMD u svých Athlonů, kdy K8 podědila části K7). i Zdroj: PCTuning.cz Poznámka: Ovoce snažení izraelského týmu dnes spíše známe pod marketingovým názvem Centrino součástí které je právě procesor Pentium M. Jeho levnou variantou je pak procesor Celeron M.

V další kapitole se podíváme na konkrétní procesory a čipové sady řady Centrino.