Intel Pentium 4：歴史、PCでの意味とその影響

今回の旅のきっかけは、IntelプロセッサでのNetburstからNehalemへのジャンプです 。または、同じことは、現在のIntel Coreの前にCore 2（およびCore 2 Quad）を通過するPentium 4プロセッサの別れです。 20年以上の道のりであり、その基盤はすぐには見えないかもしれません。当然のことながら、この物語は再び始めるための線香であると言われています。

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Intel Pentium 4：10年の終わり

コンロー（2007）の発売は、インテルにとって真のマイルストーンでした。 Netburst （マイクロアーキテクチャー）のデスクトップでの別れであり 、これまでに神話的なPentium 4を明確に表現していました。また、最初のインテルCoreのベースとなったP6マイクロアーキテクチャーへの（ある意味での）復帰。ジャンプは前にラップトップのペンティアムMを通して起こりましたが。

Netburstの放棄により、高周波数の放棄と、短期的に開発されたテクノロジー（ハイパースレッディングなど）が放棄されました。しかし、 これは恣意的な決定ではありませんでした 。

Pentium 4画像：Flickr、JiahuiH

Pentium 4の利点は、その深刻な温度とスケーラビリティの問題によって失われ、Netburstマイクロアーキテクチャは、当時と同じくらい強力な2つの市場であるラップトップとサーバーにとって実行不可能になりました。

Intel Pentium 4とNetburstおよびデータセグメンテーション

Netburstが提示したこれらの問題は、主にマイクロアーキテクチャが動作する巨大なデータパイプライン と、命令の予測に関する問題から生じました。

大まかに言って、命令セグメンテーション（英語のデータパイプライン）は、プロセッサ命令の実行を段階的に分解し、その速度を上げる方法です。このセグメンテーションがないと、次の処理を開始する前に、1つの命令の実行が完了するのを待たなければならず、非常に遅いプロセスになります。このセグメンテーションにより、各ステージが終了すると同時に開始できます。

Netburstには、20セグメント （後のレビューでは31） を超える命令パイプラインがあり 、プロセッサを常にビジー状態に保ち、Pentium 4を有名にした高周波を発生させていました。

残念ながら、このような長い行は、すでに名前が付けられた命令予測に非常に有害でした。この予測が失敗した場合、プロセッサがやり直す必要があるステージの数が膨大になるためです。さらに、このような高周波を非効率的に維持すると、深刻な温度問題が発生します。 Intelは 、このアーキテクチャではジャンプできない物理的な壁にぶつかりました 。

Conroeによるコアアーキテクチャ

これらの問題の結果、コアマイクロアーキテクチャが誕生しました。 Intelは一歩下がって、その開発戦略を再考しました。彼らはもはや最高の可能な周波数を探すのではなく、小さくて機能的なセットを通して最大の効率を求めます。

彼らは、Netburstの前身であるP6マイクロアーキテクチャという名前が付けられたPentium Mプロセッサで実行された実験を開発することで、この効率を発見しました。

Core 2 DuoのDIEインテリア。

Pentium Mは、12ステージ命令セット（14に増加）やL2メモリレイアウト（その後増加）など、後でコアになるものと多くの類似点を共有しています。さらに、実行ユニットの数を4に増やし、マイクロコアなど、そのスケーラビリティに焦点を当てた新しいテクノロジーを導入しました。

Intelは2007年にConroeの下でリリースされたIntel Core 2 Duoプロセッサを搭載し、極端な範囲のE6400、E6600、およびX6800モデルを強調しました。また、さまざまな目的のためのアーキテクチャのさまざまなイテレーションもあり、Meromはポータブル市場で、KentsfieldはクアッドコアプロセッサであるCore 2 Quad （Q6600を強調）で際立っています。

ネハレム：「チック」に続く「タック」

2007年、Intelは奇妙な「tic-tac」モデルを発表しました 。アーキテクチャの開発と立ち上げのための長期計画（一般にロードマップと呼ばれます）。このモデルでは、 「ティック」は製造プロセスの改善 （DIEの削減）に対応し、 「タック」はアーキテクチャの変更に起因します。

Conroeの発売後のタックはNehalemでした。これは 、最初の最新のIntel Coreプロセッサを実現し、i3、i5、i7ブランドを歓迎するアーキテクチャです。

Intelシリーズの世代別飛躍

コンローはその2年間にいくつかの改訂を行いました。ウルフデール、ヨークフィールド、ウッドクレストなどがその例ですが、インテルコアの最初の世代のジャンプジャンプはネハレムです。

このアーキテクチャは、Intelが Netburstから離れた後に求めていたのと同じ効率とスケーラビリティの原則に従いましたが、このマイクロアーキテクチャを定義した特性のいくつかを救いました。

Nehalem内のIntel Pentium

ネハレムのインテリア。画像：アパルーサ（Wikimedia Commons）

Nehalemを使用すると、20以上のステージを持つパイプラインと、ハイパースレッディングなどのテクノロジが復活します。しかし、第2レベルの予測子の使用と、ループ検出器などの他の関連技術の改善により、予測の問題もなくなりました。さらに、このアーキテクチャのベースをドラッグすることで、コンローを定義したいくつかの特性が維持されました。

過去の問題を回避するために、 インテルはアーキテクチャ開発自体からプロポーショナルルールを適用し始めました。プロセッサの消費を増加させるアーキテクチャのすべての機能は、そのパフォーマンスに二重の影響を与えるはずです。

さらに、 モジュール性を考慮して開発されたアーキテクチャでした。各チップを構成するコアは独立しており、複製可能であるため、さまざまなコア構成のプロセッサを簡単に作成でき、ポータブル市場やサーバーの世界にアーキテクチャを拡張できます。

次のガイドとチュートリアルを読むことをお勧めします。

ネハレムによって、インテルは同じネットバースト問題に陥らないことを認識していました。 彼が達成できたと私たちが信じている目標 。

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