overclockers.de Northwood 1800@2400 Combo

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Einleitung

Pentium 4 LogoGenau eine Woche, nachdem fast EU-weit die nationalen Währungen durch den Euro abgelöst wurden, stellte Intel den neuen Pentium 4 Prozessorkern Northwood vor. Er wird mit fortschrittlicher 0.13µm-Kupfertechnologie hergestellt und soll Intel neue Takthorizonte eröffnen.
Was viele dabei nicht wissen: Der Northwood entstand nicht wie die meisten früheren Prozessoren aus einem technischen Problem heraus, sondern vielmehr aus einem ökonomischen. Als Intel vom alten in 0.25µm-gefertigten Katmai auf den in 0.18µm-gefertigten Coppermine umstieg, tat man das, weil der Katmai sich nicht höher als 600MHz takten liess. Mit dem damals gerade vorgestellten Athlon K7 im Rücken waren hohe Taktraten aber unbedingt notwendig, um konkurrenzfähig zu bleiben. Damals war der Katmai zwar auch ein ökonomisches Problem, aber nur, weil man das technische Problem des Katmai nicht lösen konnte – seine niedrigen Taktraten. Ein weiteres Argument für die Einführung des Coppermine war seine Kerngröße. Mit 128mm² war der Katmai zwar weitaus kleiner als der 184mm² messende K7 von AMD – dementsprechend günstig liess er sich auch herstellen – der Coppermine hatte allerdings einen noch kleineren Kern (105mm²). Zudem musste man nicht wie AMD teure SRAM-Cachespeicherchips kaufen, den Cache hatte man kurzerhand in den Prozessorkern integriert.
Als AMD endlich auch auf 0.18µm-Technologie und integrierten L2-Cache umstieg, hatte Intel den eigenen Kern bereits auf 90mm² verkleinert. AMDs Thunderbird brachte es auf 101mm².

Ende 2000 kam Intel dann schließlich mit dem Pentium 4 (Willamette) auf den Markt, abermals wegen technischen Problemen mit dem Coppermine. Letzterer wollte sich einfach nicht mit deutlich über 1000MHz takten lassen. AMD hatte mit dem Thunderbird keine Probleme, in Serie auf 1400MHz zu kommen.
Mit dem Pentium 4 konnte Intel jedoch nicht nur höhere Taktraten liefern, sondern auch einen der größten PC-Prozessorkerne, den die Welt jemals gesehen hat. Die Kerngröße verzweieinhalbfachte Intel auf 217mm². Das heißt, dass Intel theoretisch mindestens zweieinhalb mal weniger Prozessoren herstellen kann als noch zu Zeiten des Coppermine. Man braucht kein Wirtschaftsexperte sein um festzustellen, dass das kurz gesagt nicht gut ist. Entweder Intel kann 2.5 mal weniger Prozessoren herstellen und damit ausliefern, oder Intel baut neue Fabriken. Beides wirkt sich negativ auf das Betriebsergebnis des Unternehmens aus.

Intel blieb also gar nichts anderes übrig, als dieses kleine ökonomische Problem schnellstmöglich aus der Welt zu schaffen. Dabei erkannte man, dass das ökonomische Problem im Prinzip wieder auf ein technisches zurückzuführen ist. Diesmal jedoch nicht die begrenzte Taktfähigkeit des Prozessorkernes, sondern seine Größe. Man hätte den Kern sicherlich problemlos noch um einige hundert Megahertz höher takten können. Selbst der Stromverbrauch wäre dabei beherrschbar geblieben. Doch was nützt das, wenn der Kern in der Herstellung laut Experten bis zu $100 kostet, die Konkurrenz ihre Prozessoren jedoch für nur 50 herstellt?
Also unternahm Intel im vergangenen Jahr alles, um möglichst schnell auf 0.13µm umsteigen zu können. Mit der neuen Technik verkleinert sich der Kern insgesamt beträchtlich, den internen Cache kann Intel sogar überdurchschnittlich stark schrumpfen. Da der Kern so klein wurde wie AMDs in 0.18µm hergestellter Athlon XP, verdoppelte man kurzerhand den L2-Cache auf nun 512KB. Heraus kam ein 146mm² großer Chip, der weniger Strom verbraucht als der Vorgänger und zudem bei gleichem Takt auch noch schneller arbeitet.

„Ökonomisches Problem aus der Welt“ möchte man meinen. Dabei ist aber zu bedenken, dass AMDs Athlon XP noch in 0.18µm-Technologie hergestellt wird. Wenn die Firma Ende des Monats ebenfalls auf 0.13µm umsteigt, verringert sich die Kerngröße von 129 auf nur noch 80mm². Insgesamt wird sich damit das Größenverhältnis vom Pentium 4 zum Athlon XP von 1:0,59 auf 1:0,55 verschlechtern.

Willamette Northwood
Produktvorstellung 20.11.2000 7.1.2002
Prozesstechnik 0.18µm 0.13µm
L1-Cache 8KB (voller Prozessortakt) 8KB (voller Prozessortakt)
L2-Cache 256KB (voller Prozessortakt) 512KB (voller Prozessortakt)
L2-Cache Anbindung 256Bit 256Bit
Transistoranzahl 42Mio 55Mio
Kerngröße 217 mm² 146 mm²
Sockel Sockel478
Sockel423
Sockel478
Kernspannung 1,75V
1,7V
1,5V
FSB 400 MHz 400 MHz
Taktraten 2000 MHz
1900 MHz
1800 MHz
1700 MHz
1600 MHz
1500 MHz
1400 MHz
1300 MHz
2200 MHz
2000 MHz
1800 MHz
1600 MHz
Stromverbrauch 2000 MHz: 91.6W
1900 MHz: 88.1W
1800 MHz: 81.0W
1700 MHz: 77.3W
1600 MHz: 74.4W
1500 MHz: 70.5W
1400 MHz: 67.4W
1300 MHz: 66.8W
2200 MHz: 64.9W
2000 MHz: 61.0W
1800 MHz: 54.4W
1600 MHz: 48.8W
TDP 2000 MHz: 75.3W
1900 MHz: 72.8W
1800 MHz: 66.1W
1700 MHz: 63.5W
1600 MHz: 60.8W
1500 MHz: 57.9W
1400 MHz: 55.3W
1300 MHz: 51.6W
2200 MHz: 55.1W
2000 MHz: 52.4W
1800 MHz: 49.6W
1600 MHz: 46.8W

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