Auf dem Prüfstand: Prescott 2,8-3,2 GHz

01.02.2004 12:00 Uhr 0 Kommentare

Signallaufzeit und ihre Probleme

Durch den immer weiter erhöhten Takt werden selbst die eigentlich sehr schnell übertragenen Signale durch den Prozessor zum Problem. Da alle Teile im Prozessor vom Takt gesteuert werden, erhalten alle Bauteile (Transistoren etc.) zur gleichen Zeit den Steuerimpuls (Takt), da bei den extrem schnellen Taktraten ein Taktzyklus aber nur noch um die 150-200 ps (Pico-Sekunden) dauert, ist selbst die eigentlich sehr schnelle Übermittlung elektrischer Signale ein Problem. Beim Northwood-Kern zum Beispiel erhalten einige Bereiche erst 20 ps später das Taktsignal. Dadurch, dass diese Bereiche hinterher hängen, laufen sie nicht mehr im gleichen Takt, im Extremfall kann der Prozessor dadurch nicht mehr betrieben werden. Es ergibt sich also eine Taktgrenze allein dadurch, dass gewisse Bereiche nicht mehr mit dem Rest der CPU synchron laufen.

Um den Prescott für höhere Taktraten fit zu machen, hat Intel den Prescott komplett umstrukturiert und die Bereiche die länger auf Signale warten müssen stark minimiert. Nun betragenen die Nachlaufzeiten zum Takt weniger als 7,5 ps, was der Takterhöhung aufgrund der Singallaufzeiten erst bei über 8 GHz eine Grenze setzt.

SSE3-Befehlserweiterung

Die SSE3-Erweiterung beinhaltet 13 neue SIMD-Befehle die im Wesentlichen für die Handhabung großer Zahlenketten oder Fließkommaberechnungen von Vorteil sind. Daher wird die Anwendung von vielen SSE3 Befehlen nur für Video- und Audiocodierung und Renderanwendungen interessant. Wobei ohne Unterstützung seitens der Programme - wie bei Befehlssätzen üblich - kein Leistungsgewinn zu erwarten ist. Zum Beispiel dient FISTTP dazu, Umwandlungen vom Datentyp Float (Fließkommadatentyp) in Integer (Ganzzahlig) durch Truncation schneller durchführen zu können.

Fertigungstechnologie und Besonderheiten

Der Prescott wird in einem 90 nm Herstellungsprozess gefertigt, hierdurch können mehr Transistoren auf einem Wafer erstellt werden, die Transistoren sind nebenbei schneller und benötigen weniger Platz. Dadurch kann Intel den Prescott auch mit 125 Millionen Tranistoren versehen und dabei den Platzverbrauch, im Vergleich zum Northwood-Kern mit lediglich 55 Millionen Transistoren und 131 mm², die DIE-Oberfläche auf 112 mm² senken.

Um die Transistoren und somit den gesamten Prozessor schneller arbeiten zu lassen, wird zudem ein neues Fertigungs- und Aufbereitungsverfahren für das verwendete Silizium benutzt. Hierbei nennt Intel das Schlagwort Strained Silizium, wohinter sich eine komplizierte Technik verbirgt, mit der das natürliche Kristalgitter des Siliziums aufgebogen wird um einen besseren und vorallem schnelleren Eletronenfluss zu erreichen. Die Folge sind Tranistoren mit kürzeren Schaltzeiten.

Eine weitere Neuerung ist die neue Verdrahtung für höhere Taktraten, was direkt im Zusammenhang mit den Signallaufzeiten zwischen den Transitoren steht. Werden die Signale schnell zum nächsten Bereich, in dem Fall zum nächsten Transistor weitergeleitet, so erfolgt auch die endgültige Fertigstellung und Ausgabe einer Tätigkeit schneller. Auswirkung auf diese Signallaufzeiten hat bei der Verdrahtung vor allem der Widerstand der Signalleitung selbst, sowie die auftretenden und nicht beabsichtigten Kapazitäten, daher auch parasitär genannt. Um ersteres niedrig zu halten, kommen, wie bei allen modernen Prozessoren, Leitungen aus Kupfer zum Einsatz. Um allerdings den letzeren, weitaus komplizierteren Effekt einzudämmen sollte man kurz erläutern um was es sich dabei handelt: Ein jedes Bauteil einer CPU, wie ein Transistor oder eine Leiterbahn, hat einen gewissen Widerstand der vorberechnet werden kann. Allerdings wirken zwischen den einzelnen Tranistoren und Leitungen auch Kapaizitäten, was heißt, dass jedes Element zum benachbarten Bauteil eine gewisse Kapazität besitzt, sowie Induktiv wirkt, da die parasitäre Kapazität sehr komplex und vom Aufbau der Struktur abhängig ist, strebt man an, die Isolierschicht zwischen den Leiterbahnen die auf Grund von Naturgesetzen die Kapazität zwischen den Leitungen verstärken aus Materialen zu wählen, deren Dielektrizitätskonstante (gibt die kapazitätsverstärkende Wirkung von Isolatoren an) niedriger als bei bisher verwendeten Materialen liegt und daher die parasitäre Kapazität vermindert. Die beim Prescott verwendete Isolierschicht zwischen den Leiterbahnen hat einen wesentlich geringeren K Wert und erlaubt somit höhere Taktraten.

Autor: Pascal Heller

« « Vorherige Seite

Nächste Seite » »

Kurzvorstellung: Logitech MX Creative Console

20.11.2024

Bereits vor ein paar Wochen präsentierte Hersteller Logitech seine neue MX Creative Console. Die MX Creative Console ist ab sofort...

Spartipps für den Black Friday Shoppingevent 2024

19.11.2024

Ende des Monats steht wieder der Black Friday an. In diesem Jahr fällt das Shoppingevent auf den kommenden 29. November,...

Kingston CUDIMM-Module für Intel-Chipsatz der 800er-Serie

18.11.2024

Kingston kündigte heute die offizielle Markteinführung von Kingston FURY Renegade DDR5 CUDIMMs an, die mit Intels neuem Chipsatz der 800er...

TEAMGROUP kündigt T-CREATE EXPERT P32 mit 16 TB an

15.11.2024

T-CREATE, die Creator-Marke des Speicheranbieters Team Group Inc. erfüllt die starke Marktnachfrage mit der Einführung der T-CREATE EXPERT P32 Desktop...

Razer stellt neues USB 4 Dock vor

14.11.2024

Razer erweitert mit der Ankündigung des neuen Razer USB 4 Docks ihre Produktpalette und untermauert ihre Position im Bereich PC-Zubehör....

#AMD #Crucial #Festplatte #Gamer #Gaming #Gigabyte #Intel #NVMe #Samsung #Seagate #Software #Speicherkarte #SSD #Technologie #TLC #USB #Virtual Reality #Western Digital #Windows

AMD Ryzen 5 7600 im Test

AMD Ryzen 5 7600

Mit dem Ryzen 5 7600 Desktop-Prozessor bietet AMD eine kostengünstige Ryzen-CPU an, die als Allrounder für verschiedene Workloads im heimischen PC dienen soll. Wir haben sie in der Praxis ausgiebig getestet.

AMD Ryzen 5 8600G Desktop-CPU im Test

AMD Ryzen 5 8600G

Mit dem Ryzen 5 8600G haben wir heute einen Desktop-Prozessor im Test, der inklusive Grafikeinheit kommt. Integriert in den Prozessor ist eine iGPU vom Typ Radeon 760M. Mehr zur AM5-CPU in unserem Test.

4 x 13th Gen Intel Core i3, i5 und i9 im Test

Core i9-13900KS Special Edition

Wir haben uns vier weitere Modelle der 13000er-Familie von Intel zur Brust genommen: Core i3-13100F, Core i5-13400F, Core i5-13500 und das Flaggschiff Core i9-13900KS Special Edition. Mehr dazu im Test.

Intel Core i9-13900K und i5-13600K im Test

Core i9-13900K und i5-13600K

Mit dem Core i9-13900K und dem Core i5-13600K werfen wir heute einen Blick auf zwei Intel Core-Prozessoren der 13. Generation. Wie sich die Raptor Lake S-CPUs in der Praxis schlagen, lesen Sie im Test.