Bộ xử lý Celeron và Intel Pentium 4

Bộ xử lý Celeron được xem như con tắc kè hoa, đó là cái tên dùng tiếp thị hơn là tên của con chip thực sự. Trong hai phiên bản đầu, nó là P6 với nhân bộ xử lý như Pentium II và P4 với nhân là Pentium thế hệ 3.

Nó được thiết kế chủ yếu cho máy vi tính giá thành thấp.

Quá trình chế tạo

Để tạo ra các bộ xử lý Celeron, Intel cấu hình bằng cách lấy Pentium II và bỏ đi chip đệm L2 rời trong hộp bộ xử lý (và cũng bỏ luôn vỏ ngoài), tạo thành bộ xử lý mới mà cơ bản chỉ là phiên bản chậm hơn của Pentium II. Như vậy Celeron 266MHz và 300MHz đầu tiên không có bộ nhớ đệm L2. Không may điều này lại chứng tỏ sự khập khiễng quá lớn trên tốc độ, bắt đầu với phiên bản 300A Celeron có 128KB bộ nhớ đệm L2 tốc độ nhân trên khuôn thực sự nhanh hơn và hiệu quả hơn Pentium II bộ nhớ đệm nữa tốc độ nhân 512KB. Thực tế Celeron chính là bộ xử lý máy tính cá nhân đầu tiên có bộ nhớ đệm L2 trên khuôn. Cho mãi tới khi phiên bản Coppermine của Pentium III xuất hiện thì bộ nhớ đệm trên khuôn L2 mới có trên những bộ xử lý chính của Intel.

Việc này đã dẫn đến sự nhầm lẫn trên thị trường về Celeron. Celeron bắt đầu như một Pentium II “què quặt” và sau đó được sửa lại để thực sự thành cao cấp hơn ở một số phương diện so với Pentium II. May mắn thay sự thiếu bộ nhớ đệm L2 chỉ tồn tại ở phiên bản đầu của Celeron. Tất cả những phiên bản có tốc độ lớn hơn 300MHz đều có bộ nhớ đệm L2 tốc độ nhân trên khuôn.

Từ đó Celeron được phát hành trong nhiều phiên bản khác nhau, với mỗi chip mới hơn dựa trên bộ xử lý chính hiện hữu. Những Celeron mới nhất dùng cùng nhân “Wolfdale” 45nm cơ bản như nhiều bộ xử lý Core 2 mắc tiền. Sự khác biệt là các phiên bản Celeron mang bộ xử lý thấp hơn, xung bus thấp hơn, bộ nhớ đệm nhỏ hơn để điều chỉnh giá thấp hơn.

Do Intel làm các bộ xử lý Celeron và Celeron D trong nhiều dạng phân biệt nên dễ dàng dẫn đến nhầm lẫn như cái này là cái kia, hay cái có sẵn ở tốc độ riêng. Bằng cách nhận dạng số đặc điểm kỹ thuật (spec number) của chip máy tính cụ thể và tìm số này trên trang web nhà phát triển Intel (http://processorfmder.intel.com), bạn có thể tìm ra đặc điểm kỹ thuật chính xác, bao gồm loại socket, điện áp, kích cỡ bộ nhớ đệm và những thông tin khác về con chip. Nếu không biết về đặc điểm kỹ thuật, bạn vẫn có thể tìm thấy bộ xử lý qua số model (model number) hay dùng phần mềm như là CPU-Z (www.cpuid.com) để tìm nhiều thông tin chi tiết về bộ xử lý.

Những bộ xử lý Intel Pentium 4

Pentium 4 được sản xuất vào tháng 11 năm 2000 và được giới thiệu là bộ xử lý thế hệ mới. Nếu bộ xử lý này được đặt số thay vì tên nó sẽ được gọi là 786 bởi vì nó đại diện cho một thế hệ sau những bộ xử lý 686. Vài hình thức khác nhau của Pentium 4 được ra mắt công chúng được dựa trên kiến trúc và khuôn bộ xử lý.

Những điểm kỹ thuật chính của Pentium 4 bao gồm:

Tốc độ từ 1.3GHz đến 3.8GHz.
Phần mềm tương thích với những bộ xử lý Intel 32 bit trước.
Một số phiên bản hỗ trợ EM64T (các mở rộng 64 bit) và Bit vô hiệu hóa thực thi (bảo vệ vượt dòng bộ nhớ đệm).
Bus bộ xử lý (front-side) chạy ở 400MHz, 533MHz, 800Mhz hay 1066Mhz.
Những bộ logic số học (ALUs: Arithmetic logic units) chạy gấp hai lần tần số nhân bộ xử lý.
Công nghệ siêu đường dẫn (20 -30 tầng)
Công nghệ siêu phân luồng hỗ trợ tất cá bộ xử lý 2.4GHz và nhanh hơn chạy bus 800MHz, tất cả bộ xử lý 3.06GHz và nhanh hơn chạy bus 533MHz.
Thực thi tập lệnh ngoài lệnh chuyên nghiệp.
Bộ dự đoán phụ được mở rộng.
Bộ nhớ đệm L1 8KB hay 16KB cộng với bộ nhớ đệm theo vết thực thi vi lệnh I2K.
Bộ nhớ đệm L2 256 bit trên khuôn tốc độ nhân 256 KB, 512 KB, 1MB hoặc 2 MB kết hợp 8 đường.
Bộ nhớ đệm L2 có thể tận dụng toàn bộ bộ nhớ vật lý và hỗ trợ ECC.
Bộ nhớ đệm L3 tốc độ nhân 2MB tích hợp trên khuôn. (Extreme Edition)
SSE2 – SSE cộng với 144 tập lệnh mới cho xử lý âm thanh và đồ họa. (Willamette vaNorthwood)
SSE3-SSE2 cộng thêm 13 tập lệnh mới cho xử lý âm thanh và đồ họa (Prescott).
Bộ dấu chấm động được mở rộng.
Có nhiều trạng thái năng lượng thấp hơn.

Intel bỏ những số La Mã bằng một sự chỉ định 4, số Ả-rập tiêu chuẩn đối với Pentium 4. Bên trong Pentium 4 có một kiến trúc mới mà Intel gọi là vi kiến trúc NetBurst (NetBurst microarchitecture), là thuật ngữ thị trường không phải thuật ngữ kỹ thuật. Intel dùng NetBurst để thí nghiệm công nghệ siêu đường dẫn, một bộ máy thực thi nhanh, bus hệ thống tốc độ cao (400MHz, 533MHz, 800Mhz hay 1066MHz) và bộ nhớ đệm theo vết thực thi.

Công nghệ siêu đường dẫn là làm tăng gấp đôi hay gấp ba độ sâu đường dẫn tập lệnh so với Pentium III (hay Athlon/Athlon 64) nghĩa là nhiều bước nhỏ hơn được yêu cầu để thực thi tập lệnh. Mặc dù điều này có thể dường như kém hữu hiệu, nhưng nó cho phép đạt tới những xung cao hơn nhiều.

Bộ máy thực thi nhanh cho phép hai bộ logic số nguyên (ALUs: arithmetic logic units) chạy gấp đôi tần số nhân bộ xử lý có nghĩa là những tập lệnh có thể thực thi trong nửa chu kỳ đồng hồ. Bus hệ thống 400MHz/533MHz/800Mhz/1066Mhz là bus “quad-pumped”’ chạy hơn đồng hồ hệ thống 100Mhz/133Mhz/200Mhz/266Mhz chuyển giao dữ liệu gấp bốn lần trong mỗi chu kỳ đồng hồ. Bộ nhớ đệm theo vết thực thi là bộ nhớ đệm L1 tốc độ cao chứa ước lượng 12K những vi hoạt động giải mã. Nó di chuyển bộ giải mã tập lệnh từ đường dẫn thực thi chính, làm tăng tốc độ xử lý.

Trong những vấn đề trên thì bus bộ xử lý tốc độ cao là đáng kể nhất, về mặt kỹ thuật mà nói bus bộ xử lý là bus quad-pumped 100MHz, 133Mhz, 200Mhz hay 266Mhz chuyển giao dữ liệu gấp bốn lần trong một chu kỳ (4x), cho tốc độ hiệu dụng 400Mhz, 533Mhz, 800Mhz hay 066Mhz. Bởi vì bus dung lượng 64 bit (8 byte) cho tốc độ lưu lượng 3200MBps, 4266MBps, 400MBps, hay 8532MBps.