奔腾4的介绍和详细信息
相应的，奔腾4的竞争对手AMD Athlon处理器采用双倍数据速率(DDR)的前端总线，数据传输速率为266MHz或333MHz (2×133MHz，2×166MHz)。
性能让行业观察家惊讶的是，在“整数处理速度”和“浮点性能”方面，奔腾4并没有比以前的P6体系结构设计有任何改进。相反，它通过牺牲每个周期的性能来实现非常高的时钟速度和SSE性能。与英特尔的传统一致，奔腾4也有低端的赛扬[俗称赛扬4]和赛扬版本以及高端的至强版本用于SMP配置。
奔腾4的设计目标是适应更快的时钟速度，因为消费者开始按照更高的时钟来购买电脑。在这方面，奔腾4是市场驱动技术的经典范例。这迅速推动了AMD时钟频率的神话运动。英特尔使用深度指令管道来实现这一目标。与奔腾III和Athlon等其他CPU相比，奔腾4减少了每个时钟周期可以处理的实际任务数量，但它可以以更高的时钟速度工作。AMD用所谓的PR值来标注奔腾4对应的速龙XP处理器。
英特尔在发布奔腾4的时候，向公众宣布NetBurst架构可以运行在10GHz。然而，NetBurst架构在4GHz时遇到了无法解决的高功耗问题。这迫使英特尔在2005年年中放弃了奔腾4，转而转向温升更小的奔腾M，祭出了“MoDT(桌面移动)”的大旗。因此，奔腾M也被重新定位为台式机和小型服务器市场。
威拉米特核心的奔腾4处理器威拉米特第一款奔腾4威拉米特的设计进程已经拖了很久。最初是在一个1998的产品开发路线中提出来的，就像英特尔把奔腾III当成他们的主流产品一样。当时人们只希望威拉米特一出来就突破1GHz的关口。但是，奔腾III发布的时候，很明显英特尔不能叫威拉米特奔腾III。由于其架构与奔腾III有很大不同，奔腾4采用了NetBurst架构，被命名为奔腾4，这也终结了英特尔以罗马数字命名的规则。
许多业内专家认为，最初发布的1.4和1.5GHz P4只是产品真正完善之前的权宜之计。按照这些专家的说法，威拉米特的发布是因为当时的竞争产品AMD AthlonThunderbird的性能已经超过了奔腾III，英特尔对奔腾III的改进并不现实。这种新内核采用0.18微米[180纳米]工艺制造。一开始主板上用的是423插座，后来的版本改成了478插座。
在性能测试中，威拉米特的表现有点让分析师失望，因为它不仅无法超越所有测试环境中频率最高的Athlon和Pentium III，而且在低端也明显不优于AMD Duron。虽然售价865，438+09美元(批发价65，438+0，000块)，销售表现一般，但增长势头可观，部分原因在于相对昂贵的Rambus动态随机存储器(RDRAM)。奔腾III依然保持英特尔销量第一的芯片，速龙的销量也略微领先奔腾4。
2001 1月，一个更低频率的1.3GHz芯片也加入了这个系列，但在随后的12月，英特尔慢慢赶上了AMD的领先地位。2001年4月，英特尔推出了1.7GHz的P4，这是第一款性能明显优于奔腾III的芯片。2006年7月5438+0，英特尔推出1.6和1.8GHz机型，8月推出1.9和2.0GHz的奔腾4，本月又发布了可支持廉价PC133 SDRAM的新芯片组。虽然使用SDRAM会比RDRAM慢很多，但是PC133价格相对较低的事实，带来了奔腾4销量的大幅增长，几乎在一夜之间将奔腾III赶下了市场第一的位置。
2.0 GHz是第一个能真正挑战速龙雷鸟的P4。当时，它是市场上毫无争议的最快的x86处理器。许多观察家认为，雷鸟仍然是市场上整体性能最快的，但它们之间的性能差距非常接近，因此任何一方的支持者都声称要超越对方，这不是没有道理的。对于英特尔来说，这是一个了不起的成就。Intel在x86CPU性能上保持了16年的领先地位，在AMD Athlon发布之前只有两次短暂的例外。
诺斯伍德2001 10 Athlon XP再次为AMD赢得了明显的领先优势，但在2002年6月10，英特尔发布了采用诺斯伍德核心的2.0和2.2GHz的奔腾4。诺斯伍德将L2高速缓存的大小从256KB增加到512KB(晶体管数量从4200万增加到5500万)，并使用了130纳米的制造工艺。由更小的晶体管制成的芯片可以在相同的速度下产生更少的热量，或者以更高的时钟频率工作。不幸的是，对于许多用户来说，这种新的芯片不能用来升级旧系统，因为它需要一个新的插座(插座478)，尽管后来做了一个转换器，使插座423能够使用诺斯伍德处理器。
诺斯伍德带来了奔腾4时代。虽然性能领先的战斗仍然很激烈(因为AMD发布了更快的Athlon XP版本)，但许多观察家都认为最快的诺斯伍德P4略微领先于其竞争对手。尤其是2002年夏天，AMD向130 nm制造工艺的转换迟迟未能实现，2.4到2.8GHz区间的P4显然是当时市面上最快的芯片。
2.4GHz奔腾4发布于2002年4月，5月发布的2.53GHz，8月发布的2.6 GHz和2.8GHz P4，3.06GHz奔腾4在165438+，总线速度从400 MHz(4倍100 MHz)提高到533 MHz(4倍133 MHz)。
3.06GHz处理器支持超线程(首先出现在至强处理器中)，允许多个线程同时运行。它是通过复制处理器的一部分，使操作系统认为有两个逻辑处理器来实现的。所有Northwood CPU中都有超线程机制，但只允许在3.06GHz型号中使用。
2003年4月，Intel发布了一系列新的800MHz FSB芯片，频率范围从2.4到3.0GHz，这些新版本与之前的芯片的主要区别在于，它们都支持超线程机制，系统总线频率为800MHz。人们一度怀疑这些是为了和AMD处理器的锤子系列竞争。但AMD只发布了骁龙，最初拒绝提供AGP控制器，从而阻止了骁龙对奔腾4领地的蚕食。AMD确实将Athlon XP的总线速度从333MHz提高到了400MHz，但这并没有阻止新的3.0GHz P4，FSB不是问题所在。从333MHz到400MHz的转换只带来很少或没有性能改进。6月份推出了3.2GHz的奔腾4，2004年初推出了最后一个3.4GHz的版本。
评价早期诺斯伍德芯片的超频会很震撼。当核心电压超过1.7V时，处理器会随着时间逐渐变得不稳定，直到最后崩溃，根本无法使用。人们认为这是由于电子迁移的物理现象，其中CPU的内部通道由于过多的电子能量而随着时间逐渐退化。这在诺斯伍德也叫猝死。移动奔腾4移动英特尔奔腾4处理器英特尔移动奔腾4处理器不同于移动奔腾4-M，外观上的很大区别是移动奔腾4在晶圆上有和台式机奔腾4处理器一样的铁盖。英特尔将其定位为用笔记本电脑取代台式机的用户。和台式机奔腾4一样，Intel用的是Socket 478的插座，而且还提供了超线程超线程和EIST的功能。FSB也高于移动P4-M的400，达到FSB533。全新移动P4采用90 nm工艺，最高时钟高达3.4GHz，1MB L2高速缓存。
奔腾也是基于诺斯伍德核心。移动式英特尔奔腾4处理器-M于2002年4月23日发布。它包括英特尔的EIST技术来降低功耗，但不包括超线程技术。最大L2 512K，最大时钟3.06GHz，同时廉价版赛扬也推出了类似移动奔腾4-M的处理器，FSB和P4-M一样，但是L2只有256K，后期产品最高时钟可以达到2.8GHz
极速版2003年9月，在英特尔开发者论坛上，出现了奔腾4极速版，P4EE)，这比AMD的Athlon 64和Athlon 64 FX(AMD64 FX)的发布只早了一周。这种设计与奔腾4基本相同(以便它们可以在同一块主板上工作)，但它增加了2MB三级高速缓存。它使用与至强MP相同的Gallatin内核，尽管它使用478插槽(不同于至强MP的603插槽)和速度是至强MP两倍的800MHz总线。还提供LGA775版本。
虽然英特尔声称极速版主要面向游戏玩家，但人们认为这是英特尔为减少Athlon 64发布带来的冲击而做出的努力，并称之为“紧急版”。奇怪的是，虽然很多人批评英特尔拼凑了至强系列的技术，但很少有人批评AMD，AMD在他们的Athlon 64 FX上使用了同样的方法(它与Opteron的区别甚至小于Extreme Edition和Xeon MP)。
在不同的环境中，增加缓存的效果会有所不同。在office应用中，至尊版一般比诺斯伍德慢一点，因为L3缓存提高了门槛。一些游戏程序受益于增加的缓存，尤其是那些基于雷神之锤3和虚幻引擎的游戏。不过提升最大的还是在多媒体编码领域，不仅比奔腾4快，还比两个Athlon 64机型快。
在2004年末，通过将总线速度从800MHz提高到1066MHz，实现了一个小的性能改进。在至尊版迁移到普雷斯科特核之前，只发布了一款基于Gallatin核的3.46GHz晶圆。新的3.73GHz至尊版与6x0普雷斯科特2M具有相同的功能，只是它使用1066MHz总线。然而事实上，3.73GHz至尊版几乎总是比3.46GHz版本慢。
不要把奔腾4至尊版和基于双核奔腾D的同名奔腾至尊版搞混了。
Prescott 2004年2月1日，英特尔提出了一种代号为“Prescott”的新内核。这个核心首次使用了90纳米的制造工艺，“它”是奔腾4微架构的重要更新——重要到让一些分析师想知道为什么英特尔没有选择将这款处理器称为奔腾5。虽然普雷斯科特的工作时钟速度与诺斯伍德相同，性能测试表明诺斯伍德在游戏应用方面略快于普雷斯科特，但普雷斯科特的额外缓存使其在视频编辑和其他多媒体应用方面比诺斯伍德具有明显的速度优势。普雷斯科特的架构允许它轻松地使用更高的时钟速度。(参见超频。)3.8GHz是基于Prescott处理器量产最快的处理器。
产品发布后立即发现，普雷斯科特每时钟周期产生的热量比诺斯伍德多60%左右，几乎所有评论都是负面的。插座型的开关(从插座478到LGA775)本来是希望把发热降到可以接受的程度，但实际上产生了相反的效果，功耗也增加了10%左右。但LGA775涉及的散热和安装系统是更好的设计，所以平均温度略有降低。英特尔工程师随后对处理器的修改有望降低平均温度，但除了降低速度水平，这种做法从未实现过。
最后温度问题变得非常严重，英特尔不得不彻底放弃Prescott架构，开发4GHz部分的努力也被认为是浪费内部资源而放弃。另一个担忧是，该评论发现，在极端情况下，需要5.2GHz的Prescott核心才能与2.6GHz的Athlon FX-55的性能相比较。回顾一下，当英特尔发布奔腾4时，它吹嘘奔腾4是为65，438+00 GHz的处理速度而设计的，这将被视为英特尔历史上最重要的，也许是最知名的工程缺陷。
据悉，奔腾M Intel design成员的内部参考设计奔腾4的开发已经基本被放弃。
普雷斯科特之所以落得如此灾难性的结局，是因为英特尔的内部策略。营销部门不断要求更高的时钟速度，以区别于AMD的产品。处理器的设计是由市场需求而不是架构本身来控制的。职业发展也是基于更高时钟速度的想法。当P4项目最终到来时，它对许多资金充足的桌面分支机构的经理产生了严重的影响。
起初，市场上有两种Prescott产品线:支持800MHz FSB和超线程的E系列，以及不支持超线程的533MHz FSB和A系列。
LGA775 Prescott用评估系统把它们标为5xx系列(赛扬D是3xx系列，奔腾M是7xx系列)。E系列的LGA775版本使用型号5x0(520-560)，A系列的LGA775版本使用型号5x5和5x9(505-519)。最快的570J和571工作在3.8GHz。
5x0J系列(以及相应的低端版本5x5J系列和5x9J系列)为英特尔处理器产品线引入了XD位(执行禁用)或执行禁用位。这项技术最初由AMD使用，名为NX bit，可以帮助防止某些类型的有害代码被缓存溢出非法执行。
Intel还发布了一系列支持EM64T的Prescott产品，是AMD64对x86系统64位扩展的Intel实现方法。这些产品最初是作为F系列出售的，只卖给OEM厂商，但后来改名为5x1系列，面向大众出售。基于5x5/5x9系列的两款支持EM64T的低端Prescott型号也已发布，使用型号为506和516。
5x0，5x0J和5x1 Prescott，为了加速一些使用多线程软件的处理器，比如视频编辑，都集成了多线程技术。
普雷斯科特2M 2005年第一季度，英特尔发布了一款新的普雷斯科特内核，代号为“普雷斯科特2M”，编号为6x0。它包括全新的64位技术(AMD64实现，英特尔称为EM64T)、XD、EIST(英特尔增强型SpeedStep技术)和2MB L2缓存。但增加缓存带来的优势，大多被EM64T模式下更高的缓存阈值和双字长抵消了。双缓存与其说是为了加快速度，不如说是为了提供相同的空间来保证64位模式下的性能。
为了加速多线程软件(如视频编辑)中使用的处理器，6xx系列普雷斯科特2M处理器全部包含超线程技术。
2005年6月165438+10月65438+4月，英特尔发布了带有VT(虚拟技术，代号“Vanderpool”)的普雷斯科特2M处理器。英特尔只发布了两款分别运行在3.6GHz和3.8GHz的普雷斯科特2M处理器:662和672。
英特尔将在2006年第一季度发布代号为“雪松”的最后一个奔腾4版本。86W TDP的雪松磨有望解决普雷斯科特的过热问题。Cedar Mill拥有一个65nm工艺的核心，31流水线(像Prescott)，800MHz FSB，EM64T，超线程和虚拟技术。雪松木厂将有一个2MB的L2缓存。Cedar Mill将作为奔腾6x1和6x3发布，频率从2.8GHz到3.8GHz，如果市场足够大，英特尔将发布时钟频率为4.0GHz或更高的芯片。
双核英特尔发布了三款主流双核奔腾4版本，营销logo为Pentium D8xx。人们称赞这些芯片每时钟速度提高了60-80%的性能。还有一款〔至尊版〕，拥有超线程技术，允许四个线程并行处理。其他功能包括SpeedStep技术(3.0GHz及以上)、xD bit和EM64T。这些芯片于2005年5月投放市场。
当奔腾D首次推出时，第一个昵称为史密斯菲尔德核心的奔腾D处理器制造了两个相连的普雷斯科特核心。功耗约为155瓦。英特尔开发人员通过使每个内核以非常低的时钟频率工作，降低了Prescott (115W)的功耗。极速版工作在3.2GHz，主流机型的频率分别为3.2、3.0和2.8GHz。除了805使用533MHz FSB，其他所有基于Smithfield的处理器都使用800MHz FSB。
2006年第一季度推出了Presler，这是65 nm版本的Smithfield core。基于普雷斯勒的奔腾D，FSB为800MHz，发布型号将为920、930、940、950，分别工作在2.8、3.0、3.2、3.4GHz。基于Presler的奔腾至尊版采用955型号，工作在3.46GHz，FSB为1066MHz，超线程技术。
英特尔奔腾4不同版本的技术特性列表及其不同特性。
公开姓名
核心
CPU频率
(电源)插座
FSB/理论
宽度
高速缓存
其他特征
初始发布版本
威拉米特
1.3 GHz -
2.0千兆赫
423, 478
400兆赫/
3.2 GB/秒
8 KB L1数据+12 KB L1
指令/256 KB L2
20级流水线，MMX/SSE/SSE2指令
P4A
诺斯伍德
1.6 GHz - 2.8 GHz
478
400兆赫/ 3.2千兆字节/秒
8 KB L1数据+12 KB指令/512 KB L2
改进的分支预测和其他伪码调整
P4B
诺斯伍德
2.0千兆赫至3.06千兆赫
478
533兆赫/ 4.2千兆字节/秒
8 KB L1数据+12 KB指令/512 KB L2
更高的前端总线
P4C
诺斯伍德
2.4千兆赫至3.4千兆赫
478
800兆赫/ 6.4千兆字节/秒
8 KB L1数据+12 KB指令/512 KB L2
更高的前端总线、超线程、21流水线、MMX/SSE/SSE2指令。
P4E/5x0系列
普莱斯考特(男子名ˌ姓氏)
2.8千兆赫至3.6千兆赫
478，LGA775
800兆赫/ 6.4千兆字节/秒
16 KB L1数据+12 KB L1指令/1024 KB L2
超线程，31流水线，MMX/SSE/SSE2/SSE3指令。
P4A* /5x5/5x9系列
普莱斯考特(男子名ˌ姓氏)
2.4千兆赫至3.06千兆赫
478，LGA775
533兆赫/ 4.2千兆字节/秒
16 KB L1数据+12 KB L1指令/1024 KB L2
不支持超线程、31管道、MMX/SSE/SSE2/SSE3指令。
P4至尊版
加勒廷
3.2千兆赫至3.4千兆赫
478，LGA775
800兆赫/ 6.4千兆字节/秒
8 KB L1数据+12 KB L1指令/512 KB L2/2 MB L3
超线程，增加了三级内存，21流水线，MMX/SSE/SSE2指令。
5x0J系列
普莱斯考特(男子名ˌ姓氏)
2.8千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公吨/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1数据+12 KiB L1指令/1 MB L2
超线程，执行禁用位
5x5J/5x9J系列
普莱斯考特(男子名ˌ姓氏)
2.67千兆赫至3.06千兆赫
LGA775
533公吨/秒/4.2 GB/秒
16 KB L1数据+12 KiB L1指令/1 MB L2
无超线程，执行禁用位
P4F/5x1系列
普莱斯考特(男子名ˌ姓氏)
2.8千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公吨/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1数据+12 KiB L1指令/1 MB L2
支持EM64T、31指令流水线和MMX/SSE/SSE2/SSE3指令。
6x0系列
普雷斯科特·2M * *
3.0千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公吨/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1数据+12 KiB L1指令/2 MB L2
超线程，2 MiB L2高速缓存，支持EM64T
6x1系列
普雷斯科特·2M * *
3.6千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公吨/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1数据+12 KiB L1指令/2 MB L2
超线程，2 MiB L2高速缓存，支持EM64T
6x2系列
雪松磨坊
3.0千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公吨/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1数据+12 KiB L1指令/2 MB L2
超线程，2 MiB L2高速缓存，支持EM64T
P4至尊版
加勒廷
3.46千兆赫
LGA775
1066公吨/秒/8.5 GB/秒
8 KB L1数据+12 KiB L1指令/512 KiB L2/2 MB L3
增加片上三级高速缓存
P4至尊版
普雷斯科特·2M * *
3.73千兆赫
LGA775
1066公吨/秒/8.5 GB/秒
16 KB L1数据+12 KiB L1指令/2 MB L2高速缓存
超线程，更快的前端总线
5x6系列
普莱斯考特(男子名ˌ姓氏)
2.67千兆赫至2.93千兆赫
LGA775
533公吨/秒/4.2 GB/秒
16 KB L1数据+12 KiB L1指令/1 MB L2
无超线程，支持EM64T
注:奔腾4处理器使用前端总线，可以在方波的四种状态(上升、峰值、下降和谷值)下传输数据，而不是像以前的处理器那样使用一种状态，因此控制时钟的方波频率是FSB频率的四分之一。每秒400、533、800和1066 MT的母线使用100、133、200和266MHz的方波。
其他*-英特尔在规划Prescott处理器系列时重复了“P4A”这个名字，他们认为零售商会用这个名字让用户了解这款处理器；他们对此没有给出任何理由。
**-600系列的正式名称虽然有时被称为相当于至强，但它使用Irwindale来区分它和最初的Prescott。