NetBurst

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Die NetBurst-Architektur ist eine von Intel für den Pentium 4 neu entwickelte Mikroarchitektur, die bei mehreren CPU-Familien zum Einsatz kam.

Inhaltsverzeichnis

1 Technik
2 Zukunft
3 CPUs mit NetBurst-Architektur
4 Siehe auch

[Bearbeiten] Technik

Die Architektur setzt auf eine sehr lange Pipeline, durch die sehr hohe Taktraten erreicht werden sollen. Dabei kommen drei Schlüsseltechnologien zum Einsatz:

[Bearbeiten] Hyper Pipelined Technology

Dies ist der Name für die 20-stufige Pipeline des Pentium 4. Gegenüber dem Pentium III mit 10 Stufen wurde die Länge der Pipeline verdoppelt. Dadurch werden erheblich höhere Taktraten ermöglicht. Die längere Pipeline hat jedoch auch Nachteile: Die IPC-Rate muss geringer ausfallen, und der Leistungsverlust durch einen falsch vorhergesagten Sprung im Programm ist erheblich, da in diesem Fall der Inhalt der kompletten Pipeline entsorgt und neu sortiert werden muss. Intel versuchte daher, die Sprungvorhersage so genau wie möglich zu machen. Die Trefferquote liegt bei etwa 90%, gegenüber dem Pentium III ergeben sich 33% weniger falsch vorhergesagte Sprünge. Die Pipeline wurde im Lauf der Zeit mit den neuen Prozessordesigns erweitert und umfasste im letzten Design 31 Stufen.

[Bearbeiten] Rapid Execution Engine

Indem ALUs im Chip jeweils paarweise vorhanden sind, können durch einen diesen vorgeschalteten Multiplexer in einem Taktzyklus zwei Integeroperationen durchgeführt werden. Dadurch wird einerseits die niedrige IPC-Rate zum Teil wieder wettgemacht und zum anderen auch die Integer-Leistung der CPU verbessert.

[Bearbeiten] Execution Trace Cache

Der Execution Trace Cache ist Teil des L1-Caches der CPU. Dieser Cache speichert dekodierte Mikroinstruktionen, so dass die CPU beim Ausführen einer neuen Instruktion auf die zeitaufwändige Dekodierung verzichten kann. Darüberhinaus werden die Mikroinstruktionen in ihrer vorhergesagten Ausführungsreihenfolge im Cache abgelegt.

[Bearbeiten] Zukunft

Wegen der Hitzeprobleme der Pentium-4-Prozessoren mit Prescott-Kern hat Intel entschieden, keine neuen CPUs mehr auf Basis der NetBurst-Architektur zu entwickeln. Die Arbeit an den Prescott-Nachfolgern Tejas und Jayhawk wurde eingestellt. Der letzte Pentium-4-Kern auf NetBurst-Basis ist der "Cedar Mill" der in einem 65-nm-Fertigungsprozess hergestellt wird.

Somit hat sich die NetBurst-Architektur (hohe Taktfrequenzen, überlange Pipelines) als Sackgasse erwiesen und die Zukunft gehört den Intel-Prozessoren mit der Intel-Core-Mikroarchitektur, dessen Vorläufer bereits beim Pentium M benutzt wurde. Der Intel Core 2 Duo und dessen Variante der Intel Core 2 Extreme sind die aktuellen CPUs mit dieser Architektur. Intel wird seine gesamte x86er Produktpalette, inkl. der Xeons, auf diese Architektur umstellen, denn diese zeichnet sich durch wesentlich effizienteres Arbeiten und einen niedrigeren Energieverbrauch aus. Gleichzeitig bedeutet dies auch eine Abkehr vom Markennamen Pentium.

Der Wechsel der Architektur ist eine Rückkehr zu altbewährten, da der Pentium M und seine Core-Nachfolger eine Weiterentwicklung der Pentium 3 Architektur darstellen.