ОГЛАВЛЕНИЕ:

• Введение
• Новые технологии или «латание дыр»?
• Спецификации Prescott
• Микроархитектура
• Кэш-память
• Усовершенствования и HT
• Набор команд SSE3
• Чипсеты
• Революция или эволюция?

Итак, новая линейка Prescott, представленная 2 февраля, состоит из моделей с частотами от 2,80 до 3,40E ГГц. Все модели выпущены с частотой шины 800 МГц и для отличия от аналогичных моделей на ядре Northwood маркируются постфиксом E. Кроме того, модель 2,80 также выпущена с шиной 533 МГц и маркируется как 2,80А. Якобы она выпущена потому, что накопилось большое количество кристаллов, выполненных на шине 533 МГц и их нужно было тоже куда-то деть. Поскольку из-за технических особенностей нового кристалла старшие модели практически не доступны, то в качестве высокочастотной модели пока будет использоваться обычный Northwood с частотой 3,40 ГГц, который был выпущен, чтобы прикрыть тылы топовых моделей.

Все представленные модели имеют разъем Socket 478. Используется традиционный корпус FC-mPGA4, который подразумевает расстояние шаг между контактами в 1,27 мм. На данный момент на рынке циркулируют Prescott'ы с тестовыми степпингами А0, В0, С0. Будущий степпинг D0 уже будет иметь другие параметры по питанию и тепловыделению и потребует другого VRM 11.0. Видимо все модели, начиная с 3600 МГц, будут иметь разъем Socket T (Socket LGA 775), который, благодаря большему количеству контактов на обратной стороне и конденсаторов, будет обеспечивать необходимый ток. Таким образом, могут возникнуть проблемы только с моделью 3,40Е, которая, имея старый корпус, особо требовательна к питанию.

Из-за такой дифференциации старших и младших моделей технологи Intel приняли решение использовать гибкую систему параметров TDP (Thermal Design Power). В ее рамках каждой модели, имеющей свою частоту, соответствует свое напряжение питания, потребляемый ток и выделяемая мощность. В соответствии с этой схемой модели 2,80А/Е и 3Е имеют мощность рассеивания 89 Вт, а 3,20Е и 3,40Е - 103 Вт. При такой мощности температура корпуса кристалла TC достигает 73,5 градусов! При этом диапазон напряжений питания ядра по VID колеблется от 1,250 до 1,400 В. Для каждой конкретной модели напряжение питания ядра VCC высчитывается по следующей формуле: VID-ICC(max)*1.45 m?. Соответственно, для этих моделей потребляемый ток ICC колеблется от 78 до 91 А. Естественно, это максимальные величины, которые при работе в многих стандартных приложениях не возникают, но все же заставляют хорошенько призадуматься о надежности охлаждения процессора.

Как обеспечиваются такие токи? Для этого используется 85 ножек питания (VCC) и 179 ножек земли (VSS). Таким образом, из 478 контактов 264 используется для обеспечения соответствия требований кристалла по питанию. Интересно, какие же будут проходить токи через процессор, если он будет иметь 775 выводов, даже учитывая его возможное 64-разрядное расширение?

Таким образом, большая часть изменений вместе с переходом на новый техпроцесс коснулась режимов питания и энергопотребления нового процессора. Prescott содержит 125 млн. транзисторов, при том, что площадь кристалла даже немного уменьшилась и стала 112 мм2. Учитывая, что дополнительная кэш-память второго уровня объемом 512К содержит около 30 млн. транзисторов, то на что тогда пошли еще 40 млн. транзисторов по сравнению с Northwood, который состоит из 55 млн.? Похоже, там много всевозможных улучшений архитектуры. Косвенно резкое увеличение количества транзисторов также наводит на мысли о поддержке 64-битных расширений в процессоре, поддержку технологии аппаратной защиты LaGrande, технологии Vanderpool и шины для связи с кэш-памятью третьего уровня.

Для достижения такой плотности и особенностей микроархитектуры при производстве использовался техпроцесс 90 нм и технология напряженного кремния. Суть этой технологии состоит в том, что кремниевая решетка «растягивается» в подзатворной области для ускорения потока электронов через затвор. Это стало чрезвычайно необходимым для увеличения частоты работы кристаллов, так как бесконтрольное увеличение частоты работы кристалла сказывается почти на всех блоках процессора. Сигнал порой просто не успевает дойти от одного блока до другого. С одной стороны, эта технология не только увеличила скорость переключения самого транзистора, но и передачу информации между блоками. С другой же, она еще больше усилила и так немалые утечки тока в транзисторах, так как электроны стали более свободны, и их движение менее направленно, ими стало труднее управлять.

Помимо технологии напряженного кремния в Prescott появилось большое количество нововведений. Среди них - использование семислойной медной металлизации между транзисторами, применение диэлектрика CDO (Carbon Doped Oxide) с низким диэлектрическим коэффициентом вместо прежнего SIOF в межсоединениях. Этот low-k материал уменьшает паразитные емкости между слоями медных соединений и повышает скорость передачи сигнала. В самом затворе используется силицид никеля вместо силицида кобальта. Использование 193-нм фотолитографии и 300-мм кремниевых пластин позволило получить ячейку кэш-памяти SRAM площадью 1,15 мкм2. Использование 300 мм подложек уже внедрено на 3 фабриках Intel (D1C в Орегоне, F11X в Мексике и F24 в Ирландии) и количество получаемых подложек растет все быстрее.

Так какие же параметры в итоге отличают Prescott от Northwood? Первое, что бросается в глаза - это увеличенный объем кэша данных L1 до 16 КБ и L2 до 1 МБ. Новинка также отличается оптимизированной архитектурой NetBurst, дополнительными буферами, поддержкой SSE3, усовершенствованной технологией Hyper-Threading.