5. Intel Pentium 4 (Northwood).

В январе 2002 года флагманом линейки процессоров Intel для настоль­ных систем стал Pentium 4 с новым ядром Northwood, выполненным по 0,13 мкм технологическим нормам. С выходом данной модели Intel вновь утвердилась в качестве лидера в соревновании с AMD за повы­шение рабочих частот, исповедуя принцип «покупатель выбирает не процессор, а мегагерцы». Например, осенью 2002 года на форуме для разработчи­ков Intel демонстрировала Pentium 4 частотой 4,7 ГГц с воздушной системой охлажде­ния.

Единственным архитектурным отличием Northwood от предшествен­ника стал кэш второго уровня, выросший до 512 Кбайт. Очевидно, что его реализация стала возможной лишь вследствие перехода фаб­рик Intel на 0,13-микронную технологию производства с использова­нием медных соединений. Другим следствием нового техпроцесса стала более высокая допусти­мая частота процессоров и пониженное тепловыделение. Рассеиваемая тепловая мощность 2,2 ГГц Northwood составляла 49,8 Вт против 75 Вт у Willamette 2 ГГц. Кристалл с таким ядром содержит 55 миллионов транзисторов (площадь — 146 мм²), из которых около 40% приходится на кэш.

6. Pentium 4 и технология Hyper Threading.

14 ноября 2002 года корпорация Intel пред­ставила Pentium 4 с поддержкой технологии Hyper Threading. Необходимые аппаратные блоки присутствовали еще в процессоре Pentium 4 с ядром Willamette, однако они были отключены (видимо, по маркетинговым соображениям). Технология Hyper -Threading проходила обкатку в серверных процессорах Intel Xeon.

Технология Hyper Threading —в од­ном реальном процессоре формируются два логических процессора (Logical Processor, LP). А операционная система видит вместо одного процессора два. Т.к. при выполнении реальных задач процессор никогда не использует все свои ресурсы, то простаивающие без работы блоки передаются другой задаче (в какой-то степени это применяется в обычных процессорах). Т.о. Hyper Threading имитирует нали­чие двух процессоров.

Основная часть ресурсов ядра (в частности процессорный конвейер и кэш-память) используются логическими процессорами совместно, поэтому о революционном повышении производительности речи не идет. Однако немалая часть ресурсов ядра простаивает во время работы других элементов, а технология Hyper Threading позволяет загрузить временно простаивающие блоки дру­гими задачами.

Но два логических процессора — это не два настоящих процессора. Для подавляющего большинства программ, с которыми работают пользова­тели, выигрыш составлял единицы процентов, а иногда общая производи­тельность компьютера могла даже упасть чуть ли не в два раза.

Только спе­циально написанные программы, учитывающие возможности технологии Hyper Threading, позволяют увеличить производительность на 50%. Учитывая, что многозадачность является одним из краеугольных камней современных операционных систем и приложений, технология Hyper Threading дает заметный рост производитель­ности системы.

Стоимость двухпроцессорных машин, позиционируемых как рабочие станции или серверы, ограничивала их применение в домаш­них условиях. С появлением Pentium 4 с частотой 3,06 ГГц мультипроцес­сорные технологии стали доступны обычному пользователю, получающему два логических (вирту­альных) процессора на одном физическом ядре и на обычной системной плате.

На физическом уровне технология Hyper Threading реализована в следующих элементах: буфер потока инструкций, буфер трансляции команд, указатель следующей инструкции, блок возврата в стек инструк­ций, буфер с таблицами псевдонимов регистров, кэш с отслеживанием исполнения следующей инструкции и кэш с отслеживанием заполне­ния буфера инструкций.

Процессоры с поддержкой технологии Hyper Threading начали выпускаться с тактовых частот 3,06 ГГц и 2,4С ГГц. Поддержка технологии Hyper Threading и частоты шины 800 МГц имеется в моделях процессоров с ин­дексом "С". Также эта технология используется и в следующих моделях Pentium 4 - процессорах Pentium 4 Extreme Edition.