Intel Pentium 4 2,2 GHz und AthlonXP 2000+ im Test: Der Kampf der Titanen

Überblick

Merkmale	Pentium 4 (alt)	Pentium 4 (neu)	Athlon XP
Kern	Willamette	Northwood	Palomino
Fertigung	0,18µm	0,13µm	0,18µm
Sockel	423	478	SockelA
Taktrate	1300-2000MHz	1600-2200MHz	1333-1666 MHz
Transistoren	42 Millionen	55 Millionen	37,5 Millionen
DIE-Size	217 mm2	146 mm2	128 mm2
Front-Side-Bus	100 MHz / 400 MHz QDR	100 MHz / 400 MHz QDR	133 MHz / 266 MHz DDR
L1-Execution-Cache	12.000 µ-Ops (Trace Cache)	12.000 µ-Ops (Trace Cache)	64 KB
L1-Daten-Cache	8 KB	8 KB	64 KB
L1-Takt	CPU-Takt	CPU-Takt	CPU-Takt
L2-Cache	256KB	512 KB	256KB
L2-Bandbreite	256 Bit	256 Bit	64 Bit
L2-Cache-Takt	CPU-Takt	CPU-Takt	CPU-Takt
Hardware Data Prefetching	Ja	Ja	Ja
VCore	1,75 Volt	1,5 Volt	1,75 Volt
Befehlssätze	MMX SSE / SSE2	MMX SSE / SSE2	MMX / 3DNow! 3DNow!+ / SSE
Temperatur Diode	Ja	Ja	Ja (noch nicht ausgereift)
Multiprozessor-fähig	Nein	Nein	Nein
Speichertypen	SDRAM, DDR-SDRAM RDRAM	SDRAM, DDR-SDRAM RDRAM	SDRAM, DDR-SDRAM
CPU-Architektur	20-stufige Pipeline	20-stufige Pipeline	15-stufige (FPU) 10-stufige (ALU) Pipeline

Die Tabelle zeigt zwar sehr schon die Unterschiede der einzelnen Prozessoren auf, jedoch gibt sie mitnichten einen Aufschluss darüber, welcher Prozessor denn nun der schnellste ist. Denn auch die besten technischen Daten nützen nur bedingt etwas, wenn nicht auch das Zusammenspiel all dieser Komponenten einwandfrei funktioniert. Hier spielt Intels 20 stufige Pipeline eine enorm wichtige Rolle, doch darauf gehen wir später genauer ein.

Die Tabelle macht auch die Unterschiede zwischen dem Willamette und Northwood sehr schön deutlich. Im Zuge des geschrumpften Fertigungsprozesses stellte Intel zusätzlich noch die Leiterbahnen von Aluminium auf Kupfer um, da Kupfer der bessere Leiter ist. Außerdem konnte Intel auf der nun kleineren DIE-Fläche 512 KB anstatt wie bisher beim Willamette 256 KB L2-Cache unterbringen. Durch diese 256 KB mehr Cache des Northwood ist auch der Anstieg der Transistoren um 13 Millionen zu erklären, die alle auf den zusätzlichen Cache zurückzuführen sind. Ansonsten hat sich neben einer ebenfalls durch den neuen Fertigungsprozess begründeten niedrigeren Kern-Spannung und somit auch geringeren Abwärme nicht viel geändert.

Zumindest auf dem Papier hat Intels Pentium 4 dem Athlon XP technologisch und technisch einiges voraus. Ob sich dies auch in Leistung umschlägt, beleuchten wir natürlich im weiteren Verlauf des Reviews.

Eine weitere nicht direkt auf den Prozessor bezogene Änderung hat Intel ebenfalls im Zuge der Umstellung des Fertigungsprozesses vorgenommen. Intel verwendet nun größere Wafer, d.h. die Wafer-Scheiben sind nun 300 anstatt 200 Millimeter im Durchmesser. Dies hat zum einen den Vorteil, dass fast doppelt so viele CPU-Kerne auf einen Wafer passen und zum anderen wird der Verschnitt, der bei einem runden Wafer logischerweise entsteht, bei einem größeren Wafer prozentual deutlich gesenkt. Da Intel den Fertigungsprozess von 0.18µm auf 0.13µm umgestellt hat, macht sich die Vergrößerung der Wafer gleich doppelt bezahlt. Auf einem alten Wafer fanden noch 144 Willamette-Kerne Platz, auf einem 300 Millimeter großen Wafer dafür schon knapp über 200. Durch den neuen Fertigungsprozess wird diese Zahl noch einmal auf maximal 484 Northwood-Chips erhöht. Die erheblich bessere Ausbeute eines Wafers senkt natürlich auch die Produktionskosten, was sich früher oder später auch in den Preisen niederschlagen sollte. Im Moment produziert Intel noch auf 200 Millimeter großen Wafern, doch der Umstieg ist in vollem Gange.

Legt man einen Northwood neben einen Athlon XP fällt sofort auf, dass der Pentium 4 dank seines Vorsprungs in der Fertigungstechnik um einiges kleiner ist und einen so genannten Heat Spreader besitzt, der den Prozessor-Kern bedeckt. Doch dazu mehr in unserem nächsten Abschnitt, der Technik des Pentium 4.