新王者Pentium 4 2000年 第47期 　　11月20日，英特尔正式向全球发布了新一代处理器——Pentium 4，这款IA－32处理器不再像Pentium Ⅱ、Pentium Ⅲ使用的P6核心，而完全采用了全新的系统架构和核心。这似乎也成了英特尔一贯的策略，每一次体系架构的更新都以独有的专利令对手无法效仿，而且始终以高性能占据高端主流市场。之前由于i850芯片组存在某些瑕疵，使得Pentium 4的上市日期推迟，但在正式发布前，Pentium 4已有少量出现在零售市场上，Pentium 4作为英特尔最有力的武器，再次揭开了它重登处理器市场王者宝座的序幕。 #1 Pentium 4的新特征 　　此次正式发布的Pentium 4处理器分别为1.4GHz与1.5GHz（^47030101a^1）。Pentium 4采用了NetBurst架构，也为未来处理器的技术发展提供了全新的体系架构。下面来看看Pentium 4带来的新的技术特性。 　　·采用0.18微米制造工艺生产 　　·处理器核心面积为217mm2（超过Pentium Ⅲ两倍多） 　　·新的Socket－423 Flip－Chip PGA封装。 　　·核心工作电压1.7V 　　·256KB二级缓存、8KB一级数据缓存、12000万个微操作指令执行缓存 　　·全新的英特尔NetBrust体系架构 　　·20段超级流水线、超标量、高级乱序执行设计 　　·内建SSE2指令扩展（在SSE基础上增加144条指令） 　　·400MHz系统前端总线 　　·系统带宽达到3.2GB/s 　　·双倍ALU（算术逻辑单元），运行于2倍的核心主频 　　在这些新特征里面，可能很多人都会注意到Pentium 4一级缓存非常小，只有8KB，而Pentium Ⅲ已是16KB。这种缓存的减小似乎看起来在性能方面有所损失，不过英特尔在设计时可以允许在一级缓存中存储12000个微操作指令，它实现的功能就是很多资料上提过的Trace Cache（跟踪缓存），由于Pentium 4仍使用32位的x86指令，为了加速处理器核心运算速率，英特尔将常规庞大的、复杂指令直接转换成微指令，这样在缓存内存储的微操作指令远比直接存储的x86指令执行效率更高，所以8KB的缓存容量并不会带来性能下降。Pentium 4新架构的具体特征可参见本报第41期25版。 #1 新总线和i850芯片组 　　Pentium 4整体架构的改变，也带来了系统总线与支持芯片组的改变。虽然Pentium 4依然支持AGTL＋总线协议，但它与同样支持该协议的Pentium Ⅲ最大的不同是，它能够支持400MHz的系统总线，这就意味着Pentium 4可提供高达3.2GB/s的系统带宽。现在能够支持Pentium 4新总线的只有i850芯片组（^47030101b^2），相对现有的主流芯片组i850仍有着非常出众的特性。 　　i850芯片组支持400MHz的系统总线，支持AGP 4×，通过ICH2芯片的配合支持Ultra DAM/33/66/100传输规范。由于i850芯片组很大部分技术特性脱胎于i840，所以很不幸的是，它目前仅支持Rambus DRAM。i850芯片组支持两个RDRAM通道，这样在板上可支持4根RDRAM，最大2GB内存。i850芯片组的系统结构如^47030101c^3所示。 #1 新ATX2.03规范 　　高功耗与大发热量一直是Athlon为人诟病的缺点之一，不过Pentium 4与之相比更是有过之而无不及。目前1.4GHz的Pentium 4的功耗大约为52W，为了保证Pentium 4及i850主板正常工作，英特尔已经对现在标准的ATX2.0规范修订并升级到ATX2.03，它在规范中要求电源增加了一个12V的电源连接器，以提供足够的电压供给i850主板。这个电源连接器的主要是作用是为处理器提供更充足的电源支持，尤其是当处理器主频达到2GHz以上时，它所需要的电压和电流支持远非一个简单主板电源所能供给的，这就必须以额外的电源连接器为处理器提供电源。 　　ATX2.03规范的推出，意味着现有主流的机箱和电源将不能支持Pentium 4。因而对现有的用户升级来说，具有更好的散热设计和足够功率及附加电源连接器的机箱是首要条件，而在市场上基于此规范的相关产品还没有出现，所以即使哪位发烧友想升级到Pentium 4，恐怕得自己改造机箱和电源了。 #1 Pentium 4的性能测试 　　作为英特尔明年在服务器市场及高端桌面市场的主流处理器，Pentium 4的性能表现无疑成为更多用户了解的焦点。人们通常都希望是更高主频带来更高的性能，实际是否如此呢？ 　　1．高端应用程序的表现 　　使用Winstone 99的测试可以看到，虽然拥有更快的主频和400MHz的前端总线，Pentium 4的表现还是与支持DDR SDRAM的Athlon 1.2GHz有较大的差距（^47030101d^4）。需要说明的是，在高端应用与办公应用的测试中，处理器的整数性能一向是AMD的优势。 　　2．游戏的表现 　　这里只给出了Pentium 4在QUAKE3测试中的表现，英特尔一向自夸的浮点性能和新架构与生俱来的优点，使得它在测试中大为领先（^47030101e^5）。基于Pentium 4的测试包括很多项目，由于篇幅所限，这里仅列举了简单的测试比较项目。 #1 结　语 　　Pentium 4再次证明了英特尔引领处理器市场的实力，也是它与AMD处理器决战最有力的武器。从整体性能上，尤其是多媒体数据流、游戏等应用上，它已占据完全的主动。而为了更快地推动Pentium 4成为主流，英特尔的盒装Pentium 4中捆绑了两根64M的PC800规范的RDRAM。对于越来越令人瞩目的DDR SDRAM潮流来说，Pentium 4仅支持RDRAM似乎有些落伍，之前威盛已表示要发布同时SDRAM与DDR SDRAM的芯片组，英特尔迫于形势，也将会在明年第三季度发布类似的芯片组。这样，支持RDRAM的Pentium 4将主攻服务器市场，而支持DDR或SDRAM的Pentium 4将逐渐替代Pentium Ⅲ成为桌面高端市场的主流，以此压制AMD在处理器市场逐渐夺取的主动权。但AMD并不会轻易退却占据的市场，所以即使今天Pentium 4以速度和性能称王，明天是否还能保持王者之位仍难预料。