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P4：你拿什么赌明天？(2)
雅鼠　2000-12-28 18:57:14

　　2. 双倍频算术逻辑单元架构

　　奔腾4虽说只有两条流水线，还比不上奔腾III的三条超标量流水线，但是与传统的CPU不同的是，奔腾4的核心拥有两组独立工作的ALU（算术逻辑单元），可以在一个时钟周期的上升沿和下降沿同时进行运算，因此在一个时钟周期内可以执行两条算术逻辑指令，这就意味着对于一颗工作主频为1.5GHz的奔腾4而言，它的ALU部分的执行速度实际上可以视为3GHz，因此Intel特地给奔腾4的ALU起了一个雅号——快速执行引擎（Rapid Execution Engine）。从理论上来说，这种ALU在执行一般逻辑运算指令时的性能可以提高2倍，因此两个ALU在一个时钟周期内就可以执行4条指令，这高于奔腾III的3条，所以我们有理由相信奔腾4的整数运算能力会比奔腾III更强，但实际测试结果令人失望：1.5GHz的奔腾4整数运算能力比1GHz的奔腾III只强一点点，二者之间的性能差距实际上体现的就是工作主频的差距——毕竟1.5GHz的奔腾4比1GHz的奔腾III足足快出了500MHz！因此1.5GHz的奔腾4整数运算能力还是比不上1.2GHz的新速龙，在这方面AMD仍是胜利者！

　　3. 追踪缓存（Trace Cache）架构

　　追踪缓存是一种颇具创新意识的L1 Cache，用以存储按照动态执行顺序来排序的微操作序列，追踪缓存架构实际上就是将奔腾III处理器中的指令缓存和数据缓存彻底分开，追踪缓存就相当于传统L1 Cache中的指令缓存，因此奔腾4的L1Cache就只有区区8KB的数据缓存了，这只相当于奔腾III L1 Cache中数据缓存的一半。这种指令高速缓冲体系要比P6内核上的普通L1 Cache更为优越，它可以减少分支预测错误的发生，因此可以抵消奔腾4由于采用了超长流水线执行管线技术而造成的分支预测性能下降的弊端。除此之外，追踪缓存也可以让循环能够在硬件中直接执行。

　　4. 400MHz的系统总线

　　奔腾4的前端系统总线（Front-Side Bus）的基准时钟频率为100MHz，不过由于奔腾4采用了先进的QDR（Quad Data Rate）技术，因此可以在一个时钟周期内同时传输4条不同的64位数据流，这实际上就相当于400MHz的前端系统总线了。由于奔腾4采用了QDR技术，故此支持奔腾4的i850芯片组的MCH芯片与CPU之间的数据交换带宽达到了3.2GB/s，大大加快了CPU与系统之间的数据交换速度；不过这也就意味着只有Rambus内存才能满足其旺盛的需求量。事实上，为了配合奔腾4的这种架构，i850芯片组确实配备了Rambus内存，这就意味着奔腾4系统的价格相当昂贵；不过，未来的Brookdale芯片组将会用266MHz的DDR内存来和奔腾4配合，这就可以有效的降低系统的成本；也许只有到了那个时候，奔腾4才会真正走进我们寻常百姓家吧。

　　5. SSE 2指令集

　　或许就连Intel自己都认为奔腾4与奔腾III相比并不占优的缘故吧，因此硬的不行来软的，SSE 2指令集就是Intel在奔腾4上所押的最大一笔“赌注”！全新的SSE 2指令集除了将整数MMX寄存器也扩展为128位之外，还提供了128位SIMD整数运算操作和128位双精密度浮点运算操作，只要软件为SSE 2指令集做过专门的优化（实际上也就等于为奔腾4做过专门的优化），奔腾4的实际执行效能就会显著提升（当年奔腾III用什么手段打败奔腾II的，今天奔腾4就用什么手段打败奔腾III）。与奔腾III的SSE指令集相比，除了原有的68组完全相同的指令外，另有76组新增加的指令，因此奔腾4一共拥有144组SSE 2指令集。

　　6. 新的封装形式

　　目前的奔腾4处理器采用的是三层多级封装模式，在处理器核心之上是一个银色的导热金属层，再往下是褐色的有机物质封装基板，处理器的核心就在其中；最下面一层是绿色的塑胶封装基板，负责连接处理器核心的接点并与基板的针脚连接。奔腾4在运行中的发热量大得惊人（看来Intel有意继承AMD系列处理器发热量极大的优点），因此Intel专门为它量身定做了结构十分复杂的散热风扇，这个风扇的总重量达到了0.45kg，沉沉地压在处理器的上面，对奔腾4而言，真可谓是“生命不能承受之重”啊，呵呵。此外，Intel还推荐厂商使用由金属材料制成的电磁信号屏蔽框架，以避免处理器高速运行时所产生的电磁信号影响到主板的其他配件。此外，由于奔腾4的耗电量实在太大，因此Intel在其所发布的主板设计规范中，明确要求主板能够提供52A的电流供应，并且强烈建议厂商使用ATX 2.03的电源供应设计规范。

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