Intel Pentium 4 mit 2,8 GHz im Test: Mit Vollgas in Richtung 3 GHz

Neues Stepping

Mit der Vorstellung der neuen Prozessoren hat Intel auch die CPUID um drei Versionsnummern von 4 auf 7 angehoben. Damit basieren die neuen Prozessoren auf einem überarbeiteten Prozessor-Stepping, das offensichtlich für höhere Taktraten unerlässlich ist. Doch was ist das überhaupt, ein „Prozessor-Stepping“? Wie der Name eigentlich schon sagt, beschreibt das Stepping (step - engl: Stufe) quasi den Entwicklungsstand eines Prozessors. Da man bei derart hochkomplexen Bauelementen wie einem Prozessor ebenfalls nicht vor kleinen Fehlern geweiht ist, werden häufig bekannte Fehler durch eine Überarbeitung des Prozessorkerns ausgebügelt. Dieses Stepping muss sich hierbei nicht nur auf den Prozessorkern, den so genannten 'Die', beziehen. Auch Veränderungen im Package können eine neue 'Prozessorstufe' nach sich ziehen. Intel bezeichnet dieses Steppings allgemein mit Buchstaben gefolgt von einer Zahl, um sie eindeutig unterscheiden zu können.

Im Allgemeinen handelt es sich beim A0 Stepping um die erste Version eines Prozessors, die während der Entwicklung durchlaufen wird. In den seltensten Fällen ist die Hauptrecheneinheit von Anfang so perfekt, dass sie gleich in die Massenproduktion gehen kann. Beim in 0,13µm gefertigten Pentium 4, Codename Northwood, war das B0 Stepping reif für die Produktion. Dieses Stepping wird häufig auch als nB0 bezeichnet, damit es nicht zu Verwechslungen mit dem in 0,18µm gefertigten Willamette-Kerns des P4s kommt. Allgemein erkennt man ein neues Stepping des Northwoods durch ein vorangestelltes kleines „n“. So dient beispielsweise ein kleines „t“, um den in 0,13µm gefertigten Tualatin-Kern (Pentium III) vom vorhergehenden Coppermine-Kern zu unterscheiden.

Auf das klassische nB0 Stepping sind wir bereits in einem unserer vorangegangenen Artikel näher eingegangen. Seither hat Intel diesen Prozessor quasi zweimal neu auflegen lassen. Allerdings hat der Chipriese nur ein einziges Mal die CPUID verändert und zwar bei den neuen Prozessoren. Aber auch beim 2,4B und 2,53GHz Pentium 4 kam ein leicht überarbeiteter Prozessorkern zum Einsatz. Die Veränderungen waren uns bereits damals während unseres Tests aufgefallen, Informationen hierzu stehen uns allerdings erst jetzt zur Verfügung. Was hatte sich verändert?

Zur Erinnerung: An den Kondensatoren auf der Unterseite des von uns getesteten 2,4B und 2,53 GHz Pentium 4 waren Veränderungen an den Lötstellen der Kondensatoren sichtbar, die sich leicht von den vorangegangenen Pentium 4 Prozessoren unterschieden. Die Prozessor CPUID blieb jedoch unverändert.

Erst kürzlich, genauer gesagt am 22. Juli, veröffentlichte Intel ein Dokument, das unsere offenen Fragen klären konnte. So gibt es beim nB0-Stepping nun zwei Versionen, zum einen nB0 Non-Shrink sowie nB0 Shrink. Von allen Prozessoren zwischen 1,80 und 2,53 GHz müssten beide und vom 2,6 sowie 2,66 GHz Pentium4 nur das überarbeitete Modell zur Verfügung stehen. Doch was wurde hier geschrumpft (shrink - engl: schrumpfen) und wie war dies plötzlich möglich? Alles in allem ist der Prozessorkern etwas kleiner geworden. Von Anfangs 146mm² konnte er durch eine dichtere Platzierung der Funktionseinheiten und das Entfernen von 'Leerflächen' um 10 Prozent auf 131mm² verkleinert werden. Eine neue Anordnung der Funktionseinheiten des Prozessors war nicht nötig. In Folge dessen mussten auch die Kondensatoren geringfügig umpositioniert werden, ihre Anzahl und Kapazität blieb jedoch unverändert. Die elektrischen Eigenschaften des Prozessors, wie beispielsweise EMV, haben sich jedoch nicht verändert. Auch die 23 bekannten Fehler (Errata), die der Prozessor mit sich brachte, blieben in ihrer Anzahl unverändert. Insbesondere deshalb hat Intel wahrscheinlich nicht die Notwendigkeit einer neuen Stepping-ID gesehen.