Intel Pentium 4创新在哪里

    2000年6月28日，Intel公司提前公布了它的下一代代号为“Willamette”的PC平台处理器Pentium 4(如图)。Pentium 4的提前发布显然与同AMD的激烈市场竞争有关，尤其是1999年Intel公司遇到的尴尬，首先是Intel Rambus没有得到Intel公司预期的IT业界接受程度，并在和VIA的PC 133对抗中获得劣势；其次，AMD倾心之作Athlon处理器的效能也首度超越Intel。那么，Intel公司急急忙忙发布的这款新的Pentium 4处理器能否让其重现往日的辉煌呢？在Intel公司发布的对Pentium 4的介绍中说“新的Pentium 4处理器是基于一种革命性的技术，该技术将在目前获得最佳的性能。”究竟是什么新技术呢？让我们来看看Pentium 4的架构上有什么新的突破吧。

  我们都知道，自从1995年Intel公司推出它的首个P6架构的处理器Pentium Pro以来，历时5年时间里，该公司先后推出Pentium II、Pentium III、Celeron以及Xeon多种处理器，但这些处理器全部没有摆脱P6的架构模式。这种模式虽然曾经大受欢迎，但是它的使用已经接近于其性能的极限，与AMD公司Athlon的全新架构相比，它显然是老掉牙了。5年后的今天，Pentium 4终于打破了P6的架构，采用了新的体系结构。这一新架构的创新之处在于以下几个方面：

   首先，Pentium 4的首批产品工作主频将是1.4GHz。为实现这一高速度，Intel公司重新设计了处理器的内核结构（而不是象Coppermine(铜矿)通过工艺改进和局部改良来提高速度），改进了指令执行的超标量体系架构机制。 Pentium 4的指令管道长度达到了20级（高于Pentium和Athlon的12级），这使得处理器的主频速度可以大幅度提高，也使处理器具有了短时钟周期、高主频和长运算延迟的特点。为了弥补指令管道太长带来的每个MHz的效能差的影响，Pentium 4将一级缓存也扩大到了256KB，采用了全新的高级缓存来追踪指令执行情况，并加大了分支预测功能的准确性。

  其次，Pentium 4的整数运算单元的处理速度是主频的2倍，1.5GHz的处理器的整数单元的处理速度将达到3GHz。而这样的整数处理单元Pentium 4有两个，能在一个时钟周期内完成4个整数运算。不同运行速度的单元构成了处理器的非对称内核。

  再次，Intel公司改进了多媒体单元和浮点运行单元（FPU）。Intel公司屏弃了经典的但已经落后的x87架构的浮点运算单元，而是采用SIMD（单指令流多数据流）指令单元作为FPU，它采用64位的指令来处理浮点运算。Pentium 4配备了两个这样SIMD指令单元，一个负责寄存器操作，另一个负责算法操作。在一个时钟周期内，可以执行一个由4个操作构成的浮点运算指令。1.4GHz的Pentium 4的峰值浮点效能可以高达4*1.4GHz = 5.6GFLOPS。而Athlon处理器目前的浮点架构在1.5GHz主频下的浮点效能只有2.8GFLOPS。

    最后，Pentium 4处理器的前端总线速度是100MHz，而芯片组和处理器之间的总线速度达到了400MHz，64位的总线带宽达到3.2GB/s，在一个时钟周期内Pentium 4处理器可以处理4个数据包。在系统内存的搭配上，Pentium 4处理器采用800MHz的RDRAM（Rambus），并配以Tehama（i850）芯片组。虽然16位的800MHzRDRAM的理论带宽是1.6GB，但Tehama芯片组支持双管道RDRAM内存，所以系统内存带宽达到了3.2GB。

     综上所述，Pentium 4在许多方面作了重大改进，已经摆脱P6架构的束缚，很可能成为Intel公司继P6架构之后的新一代处理器，大有重夺霸主之势。然而，Pentium 4押上重宝的Rambus能和VIA的DDR266抗衡吗？Pentium 4下半年出台后，能达到预期目的吗？我们将拭目以待。