Рис. 3.43. Кристалл процессора Pentium 4 Northwood (0,13-микронная технология, 55 млн транзисторов, 131 мм2). Фотография публикуется с разрешения Intel

но 12 Кбайт декодированных микроопераций. Это позволяет удалить дешифратор команд из основного выполняемого конвейера, что повышает производительность процессора.

Из всех перечисленных компонентов, самый большой интерес вызывает быстродействующая шина процессора. В техническом аспекте шина процессора представляет собой учетверенную шину подкачки с частотой 100/133 МГц, передающую данные четыре раза за один такт (4x) для достижения рабочей частоты 400/533 МГц. Ширина шины равна 64 разрядам (т. е. 64 бит или 8 байт), следовательно, ее пропускная способность равна 3 200 или 4 266 Мбайт/с. Это соответствует быстродействию сдвоенного канала RDRAM - по 1 600 или 2 133 Мбайт/с на каждый канал, т. е. 3 200 или 4 266 Мбайт/с в целом. Использование сдвоенного канала RDRAM подразумевает добавление согласованных пар модулей RIMM. Сдвоенные модули данных PC1600 DDR также должны соответствовать этой пропускной способности, что будет учитываться в будущих наборах микросхем.

В 20-уровневой конвейерной внутренней архитектуре отдельные инструкции разбиваются на несколько подуровней, что было характерно, например, для процессора RISC. К сожалению, подобная технология приводит к увеличению числа циклов, требующихся для выполнения инструкций, если они, конечно, не оптимизированы для данного процессора. Эталонные тесты ранних версий, выполняемые с имеющимся программным обес-

печением, показали, что при выполнении определенных задач процессоры Pentium III или AMD Athlon находятся примерно на одном уровне, а в чем-то даже и превосходят Pentium 4. Но теперь, когда приложения модифицируются непосредственно для работы с конвейерной архитектурой Pentium 4, это положение изменилось.

В первых конструкциях Pentium 4 использовалось гнездо Socket 423, содержащее 423 вывода, расположенных по схеме 39x39 SPGA. В более поздних версиях используется гнездо Socket 478, содержащее дополнительные выводы, предназначенные для будущих более быстрых вариантов микросхемы. Выбор необходимого напряжения выполняется с помощью модуля автоматического регулятора напряжения, установленного на системной плате и соединенного с разъемом.

Процессор Pentium 4 с технологией Hyper-Threading

В ноябре 2002 года Intel представила новейший процессор Pentium 4 (0,13 микрон) с тактовой частотой 3,06 ГГц, кэш-памятью второго уровня с улучшенной передачей данных объемом 512 Кбайт и поддержкой технологии Hyper-Threading.

Эта передовая технология Intel позволяет программам "видеть" два процессора, обеспечивая тем самым более эффективную работу приложений. Технология Hyper-Threading повышает производительность ПК, давая возможность процессору параллельно исполнять два потока команд (программных модуля). Кроме того, технология Hyper-Threading повышает производительность и скорость отклика процессора, позволяя параллельно выполнять на ПК больше задач, например играть и одновременно создавать цифровую музыку или редактировать цифровое видео и одновременно создавать цифровую музыку.

Требования, предъявляемые к памяти

В системных платах, созданных на базе процессоров Pentium 4, используются модули памяти RDRAM или DDR SDRAM, которые были предназначены для наборов микросхем, применяемых в системных платах Pentium III. Следует заметить, что при использовании процессором Pentium 4 сдвоенных каналов RDRAM, необходимо установить пары идентичных модулей (т. е. RIMM).

Наборы микросхем первых системных плат Pentium 4 поддерживали в основном только модули памяти RDRAM. Микросхемы более поздних версий поддерживают или будут поддерживать более стандартную память, например SDRAM или DDR SDRAM

(266/333/400 МГц).

Электропитание процессора

Процессор Pentium 4 требует большого количества электрической энергии, поэтому в большинстве его системных плат используется новая конструкция модуля регулятора напряжения, потребляемое напряжение которого достигает 12 В вместо 3,3 или 5 В, как это было в предыдущих конструкциях. Электрический ток напряжением 3,3 или 5 В, необходимый для работы остальных компонентов системы, таким образом становится более доступным. Кроме этого, более высокое напряжение источника приводит к значительному уменьшению общего потребления тока. Источники питания PC генерируют более чем достаточный запас напряжения, но системная плата ATX и исходная конструкция схемы питания содержит только один контакт, выделенный под напряжение 12 В (на каждый

контакт приходится не более 6 А). Поэтому были крайне необходимы дополнительные 12-вольтные линии, предназначенные для подачи питания на системную плату.

Решением проблемы стал третий разъем питания, получивший название ATX12V. Этот разъем является дополнением стандартного 20-контактного силового разъема ATX и вспомогательного 6-контактного разъема питания (3,3/5 В). Но, так как с разъемов дисковода подается ток достаточной мощности, изменять конструкцию источника питания нет необходимости. Для того чтобы можно было его использовать, компания PC Power and Cooling предлагает недорогой адаптер, преобразующий стандартный силовой разъем дисковода типа Molex в разъем питания ATX12V. Как правило, 300-ваттный (как минимум) или более мощный источник питания обеспечивает достаточный уровень подаваемого напряжения как для силовых разъемов дисководов, так и для разъемов ATX12V.

Если уровень мощности менее рекомендуемого 300-ваттного минимума, значит, необходимо заменить источник питания.

Технические характеристики различных версий процессора Pentium 4 приведены в табл. 3.25.

Для охлаждения модулей высокой мощности, к которым относится Pentium 4, необходим активный теплоотвод большого размера. Вес теплоотвода иногда достигает 0,5 кг, что может привести к повреждению процессора или системной платы вследствие повышенной вибрации или удара. Для того чтобы выйти из этого положения, в конструкцию шасси ATX в качестве элементов жесткости были введены четыре дополнительных кронштейна, расположенных по бокам гнезда Socket 423 и служащих для поддержки теплоотвода. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить нагрузку на системную плату.

В механизм крепления теплоотвода входят две скобы, присоединенные с помощью винтов через системную плату к дополнительным кронштейнам шасси, а также два фиксатора, прижимающие теплоотвод к скобам. Скобы и фиксаторы поставляются вместе с системной платой, кронштейны и крепежные элементы входят в состав корпуса. Для обеспечения совместимости корпусов и системных плат Intel рекомендует располагать процессор Pentium 4 ближе к правому краю системной платы. Это позволяет разработчикам корпусов использовать единую модифицированную конструкцию корпуса ATX для всех системных плат Pentium 4. При соблюдении этих требований поставщики могут воспользоваться и другими средствами усиления жесткости крепления процессора без дополнительных изменений конструкции шасси. Например, в состав поставляемой системной платы Asus P4T входит дополнительная металлическая пластина, позволяющая ее использовать с существующими корпусами ATX.

Для процессора Pentium 4 версий Socket 423 и 478 требуется специальный теплоот-вод. Приобретая упакованный в целлофановую оболочку или "боксированный" процессор пользователь получает высококачественный теплоотвод, установленный в одном корпусе с процессором. Кроме того, имеется трехлетняя гарантия компании Intel, делающая бок-сированную версию процессора наиболее подходящей для компоновки или модернизации системы.

Именно благодаря прилагаемому теплоотводу и трехлетней гарантии изготовителя рекомендуется приобретать не "сырые" ОЕМ-версии процессоров, а только боксированные процессоры.