Genere
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Lingua
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PEGI
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Prezzo
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Data di uscita
20/11/2000

Pentium 4

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Datasheet

Produttore
Intel
Data di uscita
20/11/2000

Lati Positivi

  • Buone prestazioni in Quake III Arena
  • Alcune soluzioni tecnologiche interessanti
  • Bus a 400 MHz e SSE2
  • Banda di memoria ampissima con RDRAM

Lati Negativi

  • Pipeline a 20 stadi penalizzante
  • Prestazioni non all'altezza in molti applicativi
  • Prezzo della piattaforma
  • Il socket cambierà presto

Hardware

Il sistema Pentium 4 provato era così configurato: il processore da 1,7 GHz (Front Side Bus a 400 MHz) era montato su scheda madre Intel D850GB (chipset Intel 850), con scheda audio e scheda di rete integrata. Sono stati utilizzati due moduli da 128 MB di RDRAM di produzione Samsung (forniti in bundle con il processore) per un totale di 256 MB di memoria di sistema (in modalità dual channel, supportata dalla scheda madre). L'Athlon, in versione da 1,4 GHz con Front Side Bus a 266 MHz, è stato montato su una EPOX 8K7A+ con chipset AMD 760 (supporto per DDR RAM) e southbridge VIA 686B. La scheda madre integra la sezione audio ed anche un eccellente controller RAID Highpoint H370A, per un totale di 4 connettori EIDE, anche se per le prova abbiamo sfruttato solo i connettori gestiti dal southbridge VIA. Su questa scheda è stato montato un modulo da 256 MB di memoria RAM di tipo DDR (PC2100 con CAS, column address strofe, dalla latenza di 2,5 cicli di clock... il modulo cioè impiega 2,5 cicli di clock per individuare la colonna dove è posta la cella di memoria a cui accedere nell'organizzazione matriciale su cui si basa) con chip di produzione Hyundai. Su entrambi i sistemi sono stati utilizzati la stessa scheda video, la reference board GeForce 2 GTS di NVIDIA (con 32 MB di memoria DDR a 333 MHz), e lo stesso hard disk, un IBM DTLA da 30 GB, in grado di supportare Ultra DMA 100 (visto naturalmente da entrambe le schede madri). Il sistema operativo utilizzato per le prove è stato Windows Millennium, mentre i driver della scheda grafica erano i Detonator ufficiali di nVidia (versione 12.41)

Link

Recensione

Pentium 4 1,7 GHz vs Athlon 1,4 GHz: scontro ad alta frequenza

All'angolo destro, il Pentium 4 da 1,7 GHz. All'angolo sinistro, l'Athlon da 1,4 GHz. I due potenti processori si scontrano in una battaglia all'ultimo frame per secondo. Chi ne uscirà vincitore? Scopritelo con noi in questo entusiasmante recensione della nuova CPU Intel, che offre un'ampia panoramica sulla sua particolare architettura!

di Antonino Tumeo, pubblicato il

ORDINARE ED ESEGUIRE

Addentriamoci adesso nelle unità di esecuzione vere e proprie. Dopo aver superato la fase di fetching (caricamento), dove intervengono le cache di primo e secondo livello, la fase di decode (decodifica, aiutata dalla Execution Trace Cache nell'architettura Pentium 4), si passa alla fase di execute (esecuzione) vera e propria delle micro-op. Si passa cioè all'esecuzione "dei conti" (del resto, in sostanza, il compito fondamentale di una CPU è far calcoli...), e alle varie operazioni di lettura e scrittura nei registri. Per ottimizzare questa fase, sempre nell'ottica della lunga pipeline, è stato implementato da Intel il "Rapid Execution Engine". Il "motore di esecuzione" del Pentium 4 è costituito da tre ALU (unità logico aritmetiche, le sezioni che si occupano effettivamente di fare somme, sottrazioni, divisioni, moltiplicazioni sugli interi...), due AGU (Address Generation Unit, le unità che si occupano di trasformare gli indirizzi di memoria relativi passati dai programmi in indirizzi di memoria assoluti in cui salvare o da cui caricare i dati), e dalla FPU, con le relative sezioni per MMX, SSE e SSE2. Due delle tre ALU, e le due AGU, che costituiscono il Rapid Execution Engine, sono "Double Pumped". Ciò significa che funzionano a frequenza doppia rispetto al processore (dunque, con il processore protagonista della nostra prova, hanno una velocità di clock di ben 3,4 GHz), e sono in grado di elaborare dunque una micro-op in mezzo ciclo di clock del processore. Un motore estremamente rapido nelle operazioni sugli interi è quantomeno necessario, sempre nell'ottica di ridurre le latenze generate dalla pipeline più lunga rispetto ai predecessori, visto che l'errore di predizione con operazioni su interi è quello che può avvenire più facilmente (con tutte i problemi derivanti dal dover ripartire dall'inizio). Bisogna però aggiungere che queste unità entrano in gioco solo con micro-op semplici (AND, OR, XOR, ADD), che pur costituendo la maggior parte del codice x86, non lo esauriscono tutto, e se capitano istruzioni più complesse si deve passare per la terza singola ALU, funzionante invece alla frequenza del processore, rendendo dunque il Rapid Execution Engine sì utile, ma non del tutto "determinante".

SSE SECONDA REVISIONE

L'unità a virgola mobile del Pentium 4 ha subito alcune modifiche abbastanza importanti rispetto a quella del Pentium III. Nella vecchia CPU Intel erano presenti tre unità di esecuzione FPU in parallelo (benché sotto una sola porta), con le relative sezioni MMX e SSE. Con il Pentium 4, benché siano state aggiunte due porte a 128 bit, una per per l'esecuzione di istruzioni floating point e multimediale, e l'altra per lettura e salvataggio dei dati floating, sono state lasciate due sole unità: una per operazioni di salvataggio e caricamento di numeri in virgola mobile (FSTORE) e una, condivisa da addizione e moltiplicazione in Floating Point (FADD e FMUL), SSE e le nuove SSE2. Non il massimo, dal punto di vista prestazionale, se pensiamo che la FPU dell'Athlon, con le sue tre unità di esecuzione in parallelo, è estremamente potente e veloce, e che sul Pentium III c'erano già tre unità in parallelo, sebbene tutte sotto la stessa porta (cioè con la possibilità di caricare un'informazione alla volta), anche se Intel sostiene che aggiungere altre unità non avrebbe portato a grossi benefici (i benchmark, però, dicono che le cose stanno diversamente).
Tuttavia, nel Pentium 4, come abbiamo accennato prima, trova spazio la nuova versione delle SSE, le cosiddette SSE2 (Streaming SIMD Extension 2), e su di esse è stata probabilmente posta la maggiore attenzione. Si tratta di ulteriori 144 nuove istruzioni che finalmente dovrebbero rendere le SSE consistenti e nettamente più efficienti, attuando ciò che avrebbero dovuto essere in prima battuta nei progetti Intel. Ricordiamo brevemente che la sigla SIMD sta per "Single Instruction, Multiple Data" (singola istruzione, dati multipli), ed indica uno schema vettoriale che consente ad una singola operazione di manipolare, invece che un singolo numero scalare, un array di due o quattro elementi, cosa che consente di aumentare (duplicare o quadruplicare), le performance quando vengono utilizzate tali istruzioni.
Con MMX prima, e poi con SSE (dal lato Intel) e con 3DNow! (dal lato AMD), che consentivano di utilizzare 64 bit di dati, si poteva operare su due numeri floating point in singola precisione (32 bit). 32 bit di precisione per rappresentare un numero in virgola mobile non sono tantissimi (un bit di segno, 8 di esponente, e "solo" 23 di mantissa, cioè circa sei cifre in rappresentazione decimale), soprattutto se paragonati con gli 80 bit di precisione delle normali FPU x87, ma tutto sommato potevano essere sufficienti per la gestione di alcuni aspetti della trasformation o del rendering delle immagini 3D. Le 144 nuove istruzioni di SSE2, invece, gestiscono ben 128 bit di dati, che possono essere ripartiti in vari modi: 4 valori in virgola mobile in singola precisione a 32 bit, 2 valori in virgola mobile in doppia precisione a 64 bit, 8 interi a 16 bit, 4 interi a 32 bit, 2 interi a 64 bit e 1 intero di ben 128 bit.
L'aspetto più importante è sicuramente la possibilità di gestire due operazioni su numeri (interi o FP) a 64 bit, che permettono di unire le performance alla precisione (64 bit, sebbene ancora inferiore agli 80 bit delle FPU x87, è un valore molto più accettabile anche per le applicazioni professionali).
Ovviamente, come per MMX, SSE e 3DNow!, anche per SSE2 è necessario un esplicito supporto software. Vista la riconosciuta efficacia dell'implementazione, e comunque il buon supporto che Intel ha trovato per le prime SSE, non dovrebbe essere difficile vedere un'adozione abbastanza generalizzata di questa nuova versione da parte degli sviluppatori, soprattutto considerando che AMD ha confermato il supporto pieno a SSE2 nella prossima generazione di processori (K8, i cosiddetti "Hammer", SledgeHammer e ClawHammer). Certo, stando a quello che riportano alcuni dei personaggi più in vista (Tim Sweeney di Epic Games), forse Intel dovrebbe darsi un po' più da fare per "evangelizzare" e supportare la comunità dei programmatori, perché solo un'adozione completa delle nuove istruzioni potrebbe mettere veramente in luce le prestazioni di una FPU che, allo stato attuale, non è propriamente eccelsa (se paragonata al massiccio lavoro di AMD con l'Athlon).

UN CASE NUOVO?!?

Per montare il Pentium 4, c'è bisogno di un nuovo case... Proprio così, in concomitanza con l'uscita della nuova CPU, Intel ha appositamente sviluppato la revisione ATX 2.03. Questa revisione presenta alcune caratteristiche che mancano nei case attualmente utilizzati sia per Pentium III che per gli Athlon. Innanzitutto, sulle schede madri per Pentium 4, intorno al socket del processore, sono presenti quattro fori (due per parte) che vanno a corrispondere a quattro sostegni presenti nei nuovi case. In questi sostegni vengono avvitate due piccoli elementi di plastica sui quali, una volta inserita la CPU nel socket, può essere adagiato il dissipatore con relativa ventola e poi bloccata con degli appositi ganci. In questa maniera dovrebbe essere garantito un perfetto contatto tra dissipatore e processore. I nuovi case presentano anche un nuovo alimentatore, denominato ATX12V. Retrocompatibili (ci mancherebbe) con i vecchi alimentatori, le nuove unità presentano due connettori in più che vanno attaccati alla scheda madre: una presa a 12V (grossa una frazione della presa di alimentazione principale, ma di aspetto molto simile) e una presa ausiliaria a 3,3V che somiglia molto ad un vecchio connettore AT tagliato a metà. La decisione è stata presa per fornire al Pentium 4 tutta l'energia di cui ha bisogno, evitando eventuali imbarazzi ad utenti che si trovassero (come a volte è capitato con certe schede madri per Athlon) con sistemi sottoalimentati.

ALL'ANGOLO SINISTRO

Athlon: indubbiamente l'architettura migliore mai sviluppata da AMD. Un'architettura votata fin dall'inizio a fornire un processore ad alte prestazioni perché, come ci disse il marketing manager Vincenzo Pistillo all'epoca della nostra intervista, "con la sola fascia entry level non si può sopravvivere". Un'architettura che è ormai solida, con quasi due anni sulle spalle, tre revisioni del core (il primo shrink a 0,18 micron, poi Thunderbird, con l'integrazione di 256 KB di cache di secondo livello e il passaggio dallo slot-A al socket-A, e quella adesso in dirittura d'arrivo, Palomino, studiata per dissipare meno potenza e permettere di salire ulteriormente di velocità di clock), un percorso di vita ancora lungo che prevede ancora lo shrink (riduzione) della tecnologia costruttiva a 0,13 micron con Thoroughbred e poi l'uso della tecnologia SOI (Silicon On Insulator) con Barton, e una versione economica (l'ottimo Duron, con le già previste revisioni Morgan, in concomitanza con Palomino, Appaloosa, in concomitanza con Throughbred per finire con una versione economica di Barton) che sta facendo faville.

Voto None stelle su 5
Voto dei lettori
Il Pentium 4 risulta senza dubbio difficile da giudicare. La versione a 1,7 GHz riesce in qualche maniera, pur rimanendo inferiore alla soluzione a 1,4 GHz di AMD, grazie all'alta frequenza di clock, a sopperire ai limiti, nelle applicazioni che non sono ottimizzate per la sua architettura, creati dalla pipeline a 20 stadi e da certe scelte non particolarmente azzeccate, e si comporta in maniera discreta, pur senza brillare particolarmente (naturalmente stiamo sempre parlando di prestazioni di fascia alta). Nelle applicazioni che sono invece ottimizzate per la sua struttura, riusciamo a vedere degli spunti piuttosto interessanti, soprattutto con software di tipo multimediale e con i giochi (Quake 3 su tutti). Nel futuro, certamente, la situazione migliorerà ulteriormente, perché Intel tutto sommato, pur avendo perso consistenti posizioni, mantiene sempre un certo potere con il peso del suo marchio, ma non potrà forse appianarsi del tutto, perché naturalmente AMD continuerà a sviluppare la sua ottima architettura (e Palomino è già in arrivo...) e a renderla ancora più flessibile D'altra parte diventa determinante anche il discorso prezzo: la piattaforma Pentium 4, benché Intel si stia impegnando ampiamente per renderla più economica (ripetuti tagli ai prezzi, introduzione di chipset con supporto per memorie SDRAM notevolmente più economiche rispetto alle attualmente utilizzate RDRAM), rimane con prezzi ancora superiori rispetto alle soluzioni basate su chip Athlon, e non si può trascurare neanche il fatto che presto l'attuale socket da 423 pin sarà soppiantato da uno con 458 pin, riducendo di molto le possibilità di aggiornamento future. Tutto sommato, insomma, questo microprocessore si configura come una buona soluzione high end, seppure non eccezionale, che al momento presenta ancora qualche problemino di troppo ma che comunque si può considerare abbastanza interessante (soprattutto per i Quaker DOC).