Intel pentium 4: storia, cosa intendo sul PC e la sua influenza

Intel Pentium 4 è stato un cambiamento radicale nel mondo dei PC ed è che con la fine di un intero decennio in agguato dietro l'angolo, questo è un momento ideale all'interno di un portale come Professional Review per fare il punto su ciò che ci ha portato dove ci incontriamo oggi.

Il veicolo per questo viaggio sarà il salto da Netburst a Nehalem con i processori Intel; o quello che è lo stesso, l'addio dei processori Pentium 4, passando attraverso il Core 2 (e Core 2 Quad) prima dell'attuale Intel Core. Un viaggio di oltre due decenni e le cui basi potremmo non vedere presto. Non sorprende che si dice che la storia sia un incenseare per ricominciare.

Indice dei contenuti

Intel Pentium 4: The End of a Decade

Il lancio di Conroe (2007) è stata una vera pietra miliare per Intel. Era l'addio sul desktop di Netburst (microarchitettura), che fino ad ora aveva articolato il mitico Pentium 4; così come il ritorno (in un certo senso) alla microarchitettura P6, su cui si baserebbe il primo Intel Core. Anche se il salto si è verificato prima attraverso Pentium M su laptop.

L'abbandono di Netburst ha comportato l'abbandono delle sue alte frequenze, nonché le tecnologie sviluppate per esso (come Hyper-Threading ) a breve termine; ma questa non è stata una decisione arbitraria.

Pentium 4. Immagine: Flickr, JiahuiH

I vantaggi del Pentium 4 sono stati annullati dai suoi gravi problemi di temperatura e scalabilità, che hanno reso la microarchitettura Netburst irrealizzabile per laptop e server, due mercati tanto potenti come oggi.

Intel Pentium 4 con Netburst e segmentazione dei dati

Questi problemi presentati da Netburst derivavano principalmente dall'enorme pipeline di dati attraverso cui operava la microarchitettura e dai problemi con la previsione delle istruzioni.

In parole povere, la segmentazione delle istruzioni ( pipeline di dati in inglese) è un metodo per scomporre l'esecuzione di un'istruzione del processore in più fasi e quindi aumentarne la velocità. Senza questa segmentazione dovremmo aspettare di completare l'esecuzione di un'istruzione prima di iniziare la successiva, un processo molto lento. Con questa segmentazione possiamo iniziare ogni fase alla fine.

Netburst aveva una pipeline di istruzioni di oltre 20 segmenti (31 in successive revisioni) mantenendo costantemente occupato il processore e dando origine alle alte frequenze che hanno reso famoso Pentium 4.

Sfortunatamente, una linea così lunga è stata molto dannosa per la previsione dell'istruzione già denominata, poiché se questa previsione falliva, il numero di fasi che il processore doveva ripetere era enorme. Inoltre, il mantenimento di frequenze così elevate ha portato in modo inefficiente un grave problema di temperatura. Intel ha incontrato un muro fisico che non è stato in grado di saltare con questa architettura.

Architettura di base attraverso Conroe

È stato a causa di questi problemi che abbiamo visto nascere la microarchitettura Core. Intel fece un passo indietro e ripensò alla sua strategia di sviluppo; Non cercherebbero più le frequenze più alte possibili, ma la massima efficienza attraverso un insieme piccolo e funzionale.

Hanno trovato questa efficienza sviluppando l'esperimento eseguito con il processore Pentium M, derivato dalla già microarchitettura P6, il predecessore di Netburst.

Interno DIE di un Core 2 Duo.

Pentium M condivide molte somiglianze con quello che sarebbe poi diventato Core, come il set di istruzioni a 12 stadi (aumentato a 14) o il layout di memoria L2 (successivamente aumentato). Inoltre, ha aumentato il numero di unità di esecuzione a quattro e ha introdotto nuove tecnologie incentrate sulla sua scalabilità, come Micro-Core.

Intel ha rilasciato sotto Conroe nel 2007 i processori Intel Core 2 Duo, mettendo in evidenza i modelli E6400, E6600 e X6800 nella gamma estrema; così come diverse iterazioni dell'architettura per scopi diversi, in cui Merom si distingue per il mercato portatile e Kentsfield per i suoi processori quad-core, il Core 2 Quad (evidenziando il Q6600).

Nehalem: il "tac" dopo il "tic"

Nel 2007 Intel ha introdotto il curioso modello "tic-tac". Pianificazione a lungo termine (comunemente denominata roadmap ) per lo sviluppo e il lancio delle vostre architetture. In questo modello, il "tic" corrisponde al miglioramento del processo di fabbricazione (riduzione del DIE), mentre il "tac" è attribuito ai cambiamenti nell'architettura.

Il tac dopo il lancio di Conroe fu Nehalem, l'architettura che avrebbe dato vita ai primi moderni processori Intel Core, oltre a dare il benvenuto ai marchi i3, i5 e i7.

Un salto generazionale nella serie Intel

Conroe ha vissuto diverse revisioni durante i suoi due anni di vita: Wolfdale, Yorkfield o Woodcrest sono alcuni esempi, ma il salto di prima generazione all'interno di Intel Core sarebbe Nehalem.

Questa architettura ha seguito gli stessi principi di efficienza e scalabilità che Intel ha cercato di abbandonare Netburst, ma ha salvato alcune delle caratteristiche che hanno definito questa microarchitettura.

Intel Pentium all'interno di Nehalem

L'interno di Nehalem. Immagine: Appaloosa (Wikimedia Commons)

Con Nehalem sarebbero tornate le condotte con più di venti fasi, nonché tecnologie come Hyper-Threading ; ma anche i problemi di previsione sono scomparsi, grazie all'utilizzo di un predittore di secondo livello e al miglioramento di altre tecnologie correlate, come il rivelatore di loop . Inoltre, sono state mantenute alcune delle caratteristiche che definivano Conroe, trascinando con sé le basi di questa architettura.

Per evitare i problemi del passato, Intel ha iniziato ad applicare una regola proporzionale dallo sviluppo dell'architettura stessa, tutte le caratteristiche dell'architettura che aumentano il consumo del processore dovrebbero avere un doppio impatto sulle sue prestazioni.

Inoltre, era un'architettura sviluppata pensando alla modularità. I core che componevano ciascun chip erano indipendenti e replicabili, rendendo semplice la creazione di processori con diverse configurazioni di base ed espandendo l'architettura al mercato portatile o al mondo dei server.

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Con Nehalem, Intel era consapevole di non cadere negli stessi problemi di Netburst. Un obiettivo che crediamo fosse in grado di raggiungere.

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