Intel Pentium 4

Pentium 4 Northwood (P4A)

Intel Pentium 4 on Intelin valmistama suoritin. Se on suunniteltu tuomaan suorituskykyä erilaisiin käyttötarkoituksiin, kuten kuvan- ja videoiden käsittelyyn, peleihin ja multimediaan.

Pentium4n suunnittelufilosofia perustuu siihen, että prosessori hyvin pitkän liukuhihnansa ansiosta pystytään kellottamaan hyvin suureen kellotaajuuteen, jolloin prosessori pystyy myös saamaan käskyjä valmiiksi nopeaa tahtia.

Käytännössä tämä suunnittelufilosofia soveltuu hyvin vain kontrollivuoltaan yksinkertaiseen laskentaan, sekä myös monimutkaisti piirin ohjausyksikköä, joten muussa kuin DSP-tyyppisessä laskennassa pentium 4 ei suuresta kellotaajuudestaan huolimatta tarjonnut suorituskykyetua perinteisimpiin prosessoreihin nähden.

Willamette

Ensimmäisen sukupolven Pentium 4 -prosessori, koodinimeltään Willamette, oli valmistettu 0.18u valmistustekniikalla, ja sillä oli 256 kB L2-välimuistia. Se julkaistiin marraskuussa 2000. Willametessa oli hyvin pitkä 20+8-vaiheinen liukuhihna; 8 vaihetta käskyjen dekoodausta ennen L1-käskyvälimuistia, joka talletti valmiiksi dekoodattuja käskyjä, ja 20 liukuhihnavaihetta L1-välimuistin jälkeen.

Willamette-pohjaisia P4-prosessoreita oli saatavilla 1.3-2 gigahgertin taajuuksilla.

Northwood

Toisen sukupolven pentium 4-prosessori kulki koodinimellä Northwood. Se oli valmistettu 0.13u valmistustekniikalla, ja L2-välimuistin määrä oli nostettu 512 kibitavuun. Northwoodia pidetään yleisesti ottaen parhaana P4-pohjaisena prosessorina, ja Nortwood pystyikin pitämään jonkinlaista suorituskykykaulaa AMD Athloniin ennenkuin AMD julkaisi Athlon64n.

Northwood-pohjaisten P4-prosessoreiden suurin virallinen kellotaajuus oli 3.8 gigahertsiä.

Prescott

Viimeisen sukupolven Pentium 4, koodinimeltään Prescott erosi merkittävästi edeltäjistään. Siinä liukuhihnan pituus oli entistä pidempi, kokonaisuudessaan luokkaa 40 vaihetta. Lämpöongelmien takia piiri ei silti kellottunut merkittävästä Northwood-ydintä korkeammalle. Piirille oli lisätty myös tuki 64-bittiselle tilalle, ja se pystyy suorittamaan X86-64-käskykannan käskyjä. Ensimmäisissä malleissa tämä x86-64-tuki oli tosin kytketty pois päältä, todennäköisesti markkinapoliittisista syistä.

Vaikka piirissä oli korjattu joitain aikaisempien P4-prosessorien heikkouksia kuten hidas kokonaislukukertolasku ja hidas bittien shiftaus, piirin L1-datavälimuistin viive oli jouduttu hidastamaan kahdesta kellojaksosta neljään, minkä seurauksena kellojaksoa kohden tehtävä työ ei kuitenkaan kasvanut edeltäjäänsä nähden, ja lopputuloksena oli piiri, joka tarjosi vain hyvin pienen suorituskykylisän edeltäjäänsä nähden mutta kulutti selvästi enemmän sähköä ja siten tuotti selvästi enemmän lämpöä.

Socket 478 Prescott valmistettiin 0.09u valmistustekniikalla, ja sen suurin virallinen kellotaajuus oli 3.2 gigahertsiä. Myöhemmin kuitenkin LGA775-kannan myötä Prescott-Corelliset prosessorit olivat saatavilla peräti 3.8GHz kellotaajuudella.

Prescottista valmistettiin myös versiota, joissa kaksi prosessoria oli yhdistetty samalle piirille, eli niin sanottuja tuplaydinprosessoreita. Näitä markkinoitiin nimellä Pentium D, sekä Pentium Extreme Edition

Pentium 4 Extreme Edition

Pentium 4 Extreme Edition on Intel Xeon-prosessori laitettuna Pentium 4lle sopivaan kantaan. Se siis eroaa tavallisesta pentium 4sta siten, että siinä on suurempi L2-välimuisti, ja joissain malleissa on myös nopeampi väyläkellotaajuus. Pentium 4 Extreme Edition-malleja tehtiin sekä Nortwoodia että Presscottia vastaavien Xeonien pohjalta.

Pentium 4 Extreme Edition julkistettiin vastareaktiona AMDn Athlon64-prosessorille, intel halusi markkinoille Athlon64n nopeimpia malleja vastaan Pentium 4-mallin, jolla saadaan mahdollisimman suuri suorituskyky piittaamatta valmistuskustannuksista.

Pentium 4:n loppu

Alunperin Intelillä oli suunnitelmissa tehdä myös Prescottista edelleen kehitetty P4-pohjainen prosessori, koodinimeltään Tejas, mutta Prescottin ongelmien myötä Tejasista luovuttiin ja Intel päättikin alkaa kehittämään seuraavan sukupolven prosessoriaan palaten takaisin P6-tyyppiseen suunnittelufilosofiaan eli keskipitkään liukuhihnaan ja mahdollisimman usean käskyn rinnakkaiseen suorittamiseen.