www.MegaLab.it

È da poco uscito il nuovo processore di casa Intel: il Pentium 4. Con questo articolo cercheremo di capire come funziona e quali novità ci propone.

Il Pentium 4 costituisce una svolta nella costruzione dei processori Intel, infatti dopo circa 5 anni di impiego dell'architettura denominata P6 si è passati NetBurst. Il Pentium 4 è nato come processore destinato a workstation e a piccoli server di fascia bassa, ma anche ad utenti in cerca di un PC dalle prestazioni elevate. Attualmente i primi processori di questa nuova generazione lavorano ad una frequenza di clock 1,4 e 1,5 GHz ma sono previsti, entro la fine del 2001, processori a 2 GHz. I Pentium 4 sono prodotti con una tecnologia a 0,18 micron (distanza fra i componenti interni del processore) con interconnessioni in alluminio. Per arrivare alla velocità di 2 GHz sarà necessario modificare la tecnologia di costruzione, arrivando a 0,13 micron e utilizzando interconnessioni in rame.

Come è fatto il Pentium 4

Come abbiamo già detto, il Pentium 4 contiene molte novità rispetto i suoi predecessori. La prima importante novità è il front side bus. Il nuovo bus di sistema riesce a raggiungere una frequenza di 400 MHz. Ricordando che il bus dei Pentium III è di 133 MHz possiamo subito capire l'enorme balzo in avanti Intel. La cache al secondo livello è di 256 Kbyte. Fondamentalmente per quanto riguarda la cache non ci sono grosse novità rispetto al Pentium III. Una caratteristica degna di nota è sicuramente il prefetch che viene eseguito in modo automatico. In questo modo è quindi possibile trasferire dati mentre il nucleo CPU è in fase di elaborazione. La cache al primo livello è di 8 Kbyte. La novità più interessante di questa sezione CPU è che la cache può contenere le istruzioni già decodificate, le micro op (istruzioni in cui vengono scomposte le istruzioni complesse impartite CPU. Questa scomposizione permette di aumentare le prestazioni generali del processore). L'architettura NetBurst ha inoltre introdotto un allargamento della pipeline del processore. La pipeline contiene una serie di istruzioni che possono essere elaborate contemporaneamente (in modo parziale). Ciò presenta in alcuni casi un vantaggio per la velocità di elaborazione CPU, ma in altri casi è uno svantaggio. La pipeline, infatti, viene sempre riempita dalle istruzioni che hanno una maggiore probabilità di essere eseguite. Se però, il flusso previsto è sbagliato, le istruzioni già parzialmente elaborate devono essere scartate e ne devono essere caricate di nuove per il nuovo flusso di dati. La pipeline del Pentium 4, essendo il doppio di quella del Pentium III, nel caso di una previsione sbagliata del flusso, deve lavorare il doppio per scaricare e ricaricare le istruzioni. Per questo motivo il flusso di istruzioni della pipeline è molto importante e può determinare un decadimento delle prestazioni. Con il Pentium 4 sono state introdotte nuove istruzioni, le Sse2. Sono 144 nuove istruzioni che si aggiungono ai set Mmx e Sse e permettono di eseguire operazioni su interi e floating point in doppia precisione a 128 bit. Queste istruzioni permettono di migliorare le prestazioni di programmi di grafica, di elaborazioni di immagini 3D e anche di programmi per il riconoscimento vocale. Per utilizzare questo set di istruzioni, però, i programmi devono essere appositamente scritti per loro.

Le Prestazioni

Dobbiamo innanzitutto precisare che i risultati sono stati ottenuti con la prima versione del chipset Intel 850, quindi non ancora ottimizzato dal punto di vista delle prestazioni. Da notare il fatto che se vengono utilizzati benchmark che utilizzano i programmi più diffusi sul mercato non noteremo sostanziali differenze nelle prestazioni rispetto ad un Pentium III. Dai dati forniti da Intel che utilizzano il test CPU speed dei 3D Mark, il vantaggio dal Pentium III a 1 GHz al Pentium 4 a 1,4 GHz è solo del 7,6%. Se però analizziamo i risultati di alcune applicazioni in particolare, come Dragon Naturally Speaking o Windows Media Encoder possiamo notare come le prestazioni diventano più marcate e le prestazioni del Pentium 4 sono addirittura del 50% maggiori rispetto al Pentium III. Nonostante ciò però i miglioramenti di prestazioni del Pentium 4 sono spesso minimi. Ciò è dovuto dal software che ancora non è ottimizzato per sfruttare in tutte le sue caratteristiche l'architettura del Pentium 4.

Per concludere possiamo quindi dire che se vogliamo cambiare processore possiamo tranquillamente rivolgerci al Pentium 4 se utilizziamo programmi per il riconoscimento vocale o per l'encoding video, ma se utilizziamo i programmi attualmente più diffusi sul mercato è meglio orientarsi su un Pentium III visto il minor costo e prestazioni simili.