Intel Pentium 4 mit 2,8 GHz im Test: Mit Vollgas in Richtung 3 GHz
3/25Neues Stepping (Fortsetzung)
Beim 2,8GHz Pentium4 sieht die Sache jedoch etwas anders aus. Im Herzen des Prozessors arbeitet nämlich erstmals ein um weitere Fehler bereinigter Prozessor-Kern. Informationen darüber, welche Fehler Intel genau beseitigen konnte, lagen uns bis zum Redaktionsschluss jedoch nicht vor. Fakt ist nur, dass es weniger als 23 sind. Demzufolge waren Intel diese Veränderungen nun ein neues Stepping wert. Die CPUID wurde von 0F24h auf 0F27h (Stepping von 4 auf 7) angehoben. Das neue Stepping hört auf den Namen nC1 und kommt darüber hinaus mit weiteren Veränderungen daher. Zum einen wurde die Anzahl der Kondensatoren, welche die Transistoren mit Spannung versorgen und Versorgungsschwankungen ausgleichen, von 15 auf 12 reduziert. Da die neuen Kondensatoren etwas größer sind, ist davon auszugehen, dass ihre Kapazität leicht erhöht wurde, um in der Summe ebenso viele Ladungen wie vorher Speichern zu können. Vermutlich spart Intel hierdurch ein paar Cents bei der Herstellung des Prozessors.
Auch die Betriebsspannung des Prozessors ließ Intel nicht unberührt. Alle Pentium4 Prozessoren des nC1 Steppings werden mit einer VCore von 1,525 Volt angesprochen. Damit hat man die Spannung um 0,025 Volt leicht erhöht, um so für ausreichend Stabilität bei höheren Taktraten zu sorgen, da die Signale durch die höhere Spannung 'sauberer' werden. Zu ähnlichen Schritten greift man auch, wenn man Prozessoren über ihren Spezifikationen betreiben (übertakten) möchte. Parallelen drängen sich hier schon auf. Da es häufig falsch dargestellt wird, möchten wir jedoch ausdrücklich darauf hinweisen, dass der Pentium 4 im Betrieb fast nie mit dieser Spannung versorgt wird. Mit zunehmender Prozessorbelastung wird nämlich auch die dem Prozessor zugeführte Spannung reduziert. Dieses Arbeitsprinzip haben wir in einem anderen Artikel bereits näher erläutert. An dieser Stelle möchte ich darauf für weitere Informationen verweisen.
Auch die Translation Lookaside Buffers (TLB) blieben beim neuen Stepping nicht unangetastet. Der Instruction TLB kann nun 128 anstatt bisher 64 Einträge enthalten. Im TLB werden die Daten nicht selbst bereitgehalten, sondern, vereinfacht gesagt, der Weg zu ihnen bzw. den Weg enthaltende „Landkarten“; auf Englisch also maps zu häufig und in jüngster Vergangenheit genutzten Daten/Anweisungen werden im TLB aufbewahrt. Etwas genauer gesagt bilden diese maps die Verknüpfung zwischen den (dem Prozessor bekannten, vom Programm ausgegebenen) logischen Speicheradressen der Daten und den (vom Prozessor benötigten) physischen Speicheradressen. Im TLB werden also die physischen Adressen zu den meistgebrauchten Daten ständig bereitgehalten.
Update: Laut uns vorliegenden Informationen handelt es sich hierbei nur um ein Reporting-Problem. Der Intel Pentium 4 hatte schon immer 128 Einträge im TLB unterbringen können.
Alles in allem bietet das nC1-Stepping somit die Garantie für noch höhere Taktraten. Neben dem Pentium 4 mit 2,8GHz, welcher ausschließlich mit dem nC1 Stepping erhältlich ist, werden auch alle anderen Pentium 4 Prozessoren zwischen 1,8A GHz und 2,66GHz im nC1 Stepping zur Verfügung stehen. Beim Kauf eines Pentium4s sollte man also darauf achten, eines dieser Modelle zu bekommen. Auf dem Heat-Spreader (korrekt IHS) lassen sich diese durch einen fünfstelligen S-Spec-Code genau identifizieren. Auch eine Unterscheidung durch die größeren Kondensatoren auf der Unterseite ist möglich. Die folgende Tabelle soll etwas Licht ins Dunkel der S-Spec Codes bringen.
| Prozessor | nB0 Non-Shrink | nB0 Shrink | nC1 |
|---|---|---|---|
| 1.80A | SL62P | SL66Q | SL6LA |
| 2 2A | SL5YR | SL66R | SL6GQ |
| 2.20 | SL5YS | SL66S | SL6GR |
| 2.26 | SL67Y | SL6D6 | SL6DU |
| 2.40 | SL65R | SL66T | SL6GS |
| 2.40B | SL67Z | SL6D7 | SL6DV |
| 2.53 | SL682 | SL6D8 | SL6DW |
Eine winzige Kehrseite hat das neue Stepping übrigens auch: Die Thermal Design Power der neuen Modelle liegt über denen der Vorgänger, da die Betriebsspannung angehoben werden musste.