Pentium III

Ähnlich wie der abgelöste Pentium II wurde der Pentium III auch von der Marke Celeron für Low-End-Versionen und dem Xeon für High-End-Derivate (Server und Workstation) begleitet. Der Pentium III wurde schließlich durch den Pentium 4 abgelöst, aber sein Tualatin-Kern diente auch als Grundlage für die Pentium M-CPUs, die viele Ideen aus der P6-Mikroarchitektur verwendeten. Anschließend war es die Pentium M-Mikroarchitektur von Pentium M-Marken-CPUs und nicht der NetBurst in Pentium 4-Prozessoren, der die Grundlage für Intels energieeffiziente Core-Mikroarchitektur von CPUs der Marken Core 2, Pentium Dual-Core, Celeron (Core) und Xeon bildete.

Intel Pentium III Prozessorfamilie
Standardlogo (1999-2003)	Mobiles Logo (1999-2003)	Desktop
		Codename	Kern	Veröffentlichungsdatum
		Katmai Kupfermine Kupfermine T Tualatin	(250 nm) (180 nm) (180 nm) (130 nm)	Februar 1999 Oktober 1999 Juni 2001 Juni 2001
Liste der Intel Pentium III Mikroprozessoren

Katrinbearbeiten

Eine Pentium III Katmai SECC2 Patrone mit Kühlkörper entfernt.

Katmai Sterben Schuss

Die erste Pentium III-Variante war der Katmai (Intel-Produktcode 80525). Es war eine Weiterentwicklung des Deschutes Pentium II. Der Pentium III sah eine Zunahme von 2 Millionen Transistoren gegenüber dem Pentium II. Die Unterschiede waren die Hinzufügung von Ausführungseinheiten und die Unterstützung von SSE-Anweisungen sowie ein verbesserter L1-Cache-Controller (der L2-Cache-Controller wurde unverändert gelassen, da er ohnehin für Coppermine vollständig neu gestaltet wurde), die für die geringfügigen Leistungsverbesserungen gegenüber dem „Deschutes“ verantwortlich waren“ Pentium IIs. Es wurde erstmals im Februar 1999 mit Geschwindigkeiten von 450 und 500 MHz veröffentlicht. Zwei weitere Versionen wurden veröffentlicht: 550 MHz am 17. Mai 1999 und 600 MHz am 2. August 1999. Am 27. September 1999 veröffentlichte Intel den 533B und 600B mit 533 & 600 MHz. Das Suffix ‚B‘ gab an, dass es einen 133-MHz-FSB anstelle des 100-MHz-FSB früherer Modelle enthielt.

Der Katmai enthält 9,5 Millionen Transistoren, ohne den 512-Kbyte-L2-Cache (der 25 Millionen Transistoren hinzufügt), und hat Abmessungen von 12,3 mm x 10,4 mm (128 mm2). Es wird im P856.5–Prozess von Intel hergestellt, einem 0,25–Mikrometer-CMOS-Prozess (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) mit fünf Aluminiumverbindungsebenen. Der Katmai verwendete das gleiche Slot-basierte Design wie der Pentium II, jedoch mit der neueren Slot 1 Single Edge Contact Cartridge (SECC) 2, die einen direkten CPU-Kernkontakt mit dem Kühlkörper ermöglichte. Es gab einige frühe Modelle des Pentium III mit 450 und 500 MHz, die in einer älteren SECC-Kassette für Originalgerätehersteller (OEMs) verpackt waren.

Eine bemerkenswerte Stufe für Enthusiasten war SL35D. Diese Version von Katmai war offiziell für 450 MHz ausgelegt, enthielt jedoch häufig Cache-Chips für das 600-MHz-Modell und kann daher normalerweise mit 600 MHz betrieben werden.

Kupferminebearbeiten

Ein 900 MHz Coppermine FC-PGA Pentium III.

Coppermine sterben Schuss

Die zweite Version mit dem Codenamen Coppermine (Intel-Produktcode: 80526) wurde am 25. Oktober 1999 veröffentlicht und lief unter 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700, und 733 MHz. Von Dezember 1999 bis Mai 2000 veröffentlichte Intel Pentium IIIs mit Geschwindigkeiten von 750, 800, 850, 866, 900, 933 und 1000 MHz (1 GHz). Es wurden sowohl 100-MHz-FSB- als auch 133-MHz-FSB-Modelle hergestellt. Für Modelle, die bereits mit der gleichen Frequenz verfügbar waren, wurde ein „E“ an den Modellnamen angehängt, um Kerne anzuzeigen, die das neue 0,18 µm-Herstellungsverfahren verwenden. Ein zusätzliches „B“ wurde später angehängt, um 133 MHz FSB-Modelle zu bezeichnen, was zu einem „EB“ -Suffix führte. In der Gesamtleistung hatte Coppermine einen kleinen Vorteil gegenüber den Advanced Micro Devices (AMD) Athlons, gegen die es veröffentlicht wurde, was umgekehrt wurde, als AMD ihren eigenen Die-Shrink anwandte und dem Athlon einen On-Die-L2-Cache hinzufügte. Athlon hielt den Vorteil in Gleitkomma-intensiven Code, während die Coppermine könnte eine bessere Leistung, wenn SSE-Optimierungen verwendet wurden, aber in der Praxis gab es wenig Unterschied, wie die beiden Chips durchgeführt, Uhr-für-Uhr. AMD konnte den Athlon jedoch höher takten und erreichte vor dem Start des Pentium 4 Geschwindigkeiten von 1,2 GHz.

In Bezug auf die Leistung markierte Coppermine wohl einen größeren Schritt als Katmai, indem es einen On-Chip-L2-Cache einführte, den Intel Advanced Transfer Cache (ATC) nennt. Der ATC arbeitet mit der Kerntaktrate und hat eine Kapazität von 256 KB, doppelt so viel wie der On-Chip-Cache früher auf Mendocino Celerons. Es ist Acht-Wege-Set-assoziativ und wird über einen Doppel-Quad-Word-Wide-256-Bit-Bus zugegriffen, viermal so breit wie Katmai. Des Weiteren wurde die Latenz im Vergleich zu Katmai auf ein Viertel gesenkt. Ein weiterer Marketingbegriff von Intel war Advanced System Buffering, das Verbesserungen umfasste, um einen 133-MHz-Systembus besser nutzen zu können. Dazu gehören 6 Fill-Puffer (vs. 4 auf Katmai), 8 Bus-Queue-Einträge (vs. 4 auf Katmai) und 4 Write-Back-Puffer (vs. 1 auf Katmai). Unter dem Wettbewerbsdruck des AMD Athlon überarbeitete Intel die Interna und entfernte schließlich einige bekannte Pipeline-Stände. Infolgedessen liefen die von der Störung betroffenen Anwendungen auf Coppermine um bis zu 30% schneller. Die Coppermine enthielt 29 Millionen Transistoren und wurde in einem 0,18 µm-Verfahren hergestellt.

Obwohl sein Codename den Eindruck erwecken könnte, dass er Kupferverbindungen verwendete, waren seine Verbindungen Aluminium. Die Coppermine war in 370-Pin FC-PGA oder FC-PGA2 für die Verwendung mit Sockel 370 oder in SECC2 für Slot 1 (alle Geschwindigkeiten außer 900 und 1100) erhältlich. FC-PGA- und Slot 1 Coppermine-CPUs verfügen über einen freiliegenden Chipsatz, die meisten SKUs mit höherer Frequenz, beginnend mit dem 866-MHz-Modell, wurden jedoch auch in FC-PGA2-Varianten mit integriertem Wärmeverteiler (IHS) hergestellt. Dies an sich verbesserte die Wärmeleitfähigkeit nicht, da es eine weitere Schicht aus Metall und Wärmeleitpaste zwischen der Matrize und dem Kühlkörper hinzufügte, aber es half stark dabei, den Kühlkörper flach gegen die Matrize zu halten. Frühere Kupferminen ohne IHS machten die Kühlkörpermontage schwierig. Wenn der Kühlkörper nicht flach gegen die Matrize lag, wurde die Wärmeübertragungseffizienz stark reduziert. Einige Kühlkörperhersteller begannen, Pads für ihre Produkte bereitzustellen, ähnlich wie AMD mit dem „Thunderbird“ Athlon, um sicherzustellen, dass der Kühlkörper flach montiert wurde. Die Enthusiasten-Community ging so weit, Shims zu erstellen, um die Aufrechterhaltung einer flachen Schnittstelle zu unterstützen.

Eine 1,13-GHz-Version (S-Spec SL4HH) wurde Mitte 2000 veröffentlicht, aber bekanntlich zurückgerufen, nachdem eine Zusammenarbeit zwischen HardOCP und Toms Hardware verschiedene Instabilitäten beim Betrieb der neuen CPU-Geschwindigkeitsklasse entdeckt hatte. Der Coppermine-Kern konnte die 1 nicht zuverlässig erreichen.13 GHz-Geschwindigkeit ohne verschiedene Verbesserungen am Mikrocode des Prozessors, effektive Kühlung, höhere Spannung (1,75 V vs. 1,65 V) und speziell validierte Plattformen. Intel unterstützte den Prozessor nur offiziell auf seinem eigenen VC820 i820-basierten Motherboard, aber auch dieses Motherboard zeigte Instabilität in den unabhängigen Tests der Hardware-Review-Sites. In stabilen Benchmarks erwies sich die Leistung als unterdurchschnittlich, wobei die 1,13-GHz-CPU einem 1,0-GHz-Modell entsprach. Toms Hardware führte dieses Leistungsdefizit auf eine entspannte Abstimmung der CPU und des Motherboards zurück, um die Stabilität zu verbessern. Intel benötigte mindestens sechs Monate, um die Probleme mit einem neuen cD0-Stepping zu lösen, und veröffentlichte 2001 die Versionen 1,1 GHz und 1,13 GHz erneut.

Microsofts Xbox-Spielkonsole verwendet eine Variante der Pentium III / Mobile Celeron-Familie in einem Micro-PGA2-Formfaktor. Der sSpec-Bezeichner der Chips ist SL5Sx, wodurch er dem mobilen Celeron Coppermine-128-Prozessor ähnlicher wird. Es teilt mit dem Coppermine-128 Celeron seinen 128 KB L2-Cache und 180 nm Prozesstechnologie, behält aber die 8-Wege-Cache-Assoziativität vom Pentium III.

Coppermine TEdit

Diese Revision ist ein Zwischenschritt zwischen Coppermine und Tualatin, mit Unterstützung für Systemlogik mit niedrigerer Spannung, die auf letzterem vorhanden ist, aber die Kernleistung innerhalb der zuvor definierten Spannungsspezifikationen des ersteren, so dass sie in älteren Systemkarten funktionieren könnte.

Intel verwendete die neuesten FC-PGA2-Kupferminen mit dem cD0-Stepping und modifizierte sie so, dass sie mit Niederspannungssystembusbetrieb bei 1,25 V AGTL sowie normalen 1,5 V AGTL + -Signalpegeln funktionierten und differenzielle oder Single-Ended-Taktung automatisch erkannten. Diese Modifikation machte sie kompatibel zu den Socket 370-Boards der neuesten Generation, die Tualatin-CPUs unterstützen, während die Kompatibilität mit älteren Socket 370-Boards erhalten blieb. Die Coppermine-T hatte auch Zwei-Wege-symmetrische Multiprocessing-Fähigkeiten, aber nur in Tualatin Boards.

Sie können von Tualatin-Prozessoren durch ihre Teilenummern unterschieden werden, die die Ziffern „80533“ enthalten, z. B. der 1133 MHz SL5QK P / N ist RK80533PZ006256, während der 1000 MHz SL5QJ P / N ist RK80533PZ001256.

Tualatinbearbeiten

A 1.13 Gigahertz FC-PGA2 Tualatin-256 Intel Pentium III-T.

Sterben Schuss

Die dritte Revision, Tualatin (80530), war ein Versuch für Intels neuen 0,13 µm-Prozess. Tualatin-basierte Pentium IIIs wurden von 2001 bis Anfang 2002 mit Geschwindigkeiten von 1,0, 1,13, 1,2, 1,26, 1,33 und 1,4 GHz veröffentlicht. Als Grundversion von Coppermine wurden keine neuen Funktionen hinzugefügt, mit Ausnahme der Daten-Prefetch-Logik, die Pentium 4 und Athlon XP ähnelt, um den L2-Cache möglicherweise besser nutzen zu können, obwohl seine Verwendung im Vergleich zu diesen neueren CPUs aufgrund der relativ geringen FSB-Bandbreite begrenzt ist (FSB wurde immer noch bei 133 MHz gehalten). Es wurden Varianten mit 256 und 512 KB L2-Cache produziert, wobei letztere als Pentium III-S bezeichnet wurde; Diese Variante war hauptsächlich für Server mit geringem Stromverbrauch gedacht und bot auch ausschließlich SMP-Unterstützung innerhalb der Tualatin-Linie.

Obwohl die Bezeichnung Sockel 370 beibehalten wurde, machte die Verwendung von 1,25-AGTL-Signalisierung anstelle von 1,5-V-AGTL + frühere Motherboards inkompatibel. Diese Verwirrung wurde auf die Chipsatzbenennung übertragen, bei der nur das B-Stepping des i815-Chipsatzes mit Tualatin-Prozessoren kompatibel war. Eine neue VRM-Richtlinie wurde ebenfalls von Intel, Version 8.5, entwickelt, die feinere Spannungsschritte erforderte und debütierte Lastleitung Vcore (anstelle von fester Spannung unabhängig vom Strom auf 8.4). Einige Motherboard-Hersteller markierten die Änderung mit blauen Sockeln (anstelle von Weiß) und waren häufig auch abwärtskompatibel mit Coppermine-CPUs.

Der Tualatin bildete auch die Basis für den sehr beliebten Pentium III-M-Mobilprozessor, der Intels Front-Line-Mobilchip wurde (der Pentium 4 zog deutlich mehr Leistung und war daher für diese Rolle nicht gut geeignet) für die nächsten zwei Jahre. Der Chip bot eine gute Balance zwischen Stromverbrauch und Leistung und fand damit sowohl in Performance-Notebooks als auch in der Kategorie „dünn und leicht“ einen Platz.

Der Tualatin-basierte Pentium III schnitt in einigen Anwendungen im Vergleich zum schnellsten Willamette-basierten Pentium 4 und sogar den Thunderbird-basierten Athlons gut ab. Trotzdem war seine Attraktivität aufgrund der oben genannten Inkompatibilität mit bestehenden Systemen begrenzt, und Intels einziger offiziell unterstützter Chipsatz für Tualatins, der i815, konnte nur 512 MB RAM verarbeiten, im Gegensatz zu 1 GB registriertem RAM mit dem älteren, inkompatiblen 440BX-Chipsatz. Die Enthusiasten-Community fand jedoch einen Weg, Tualatins auf damals allgegenwärtigen BX-Chipsatz-basierten Boards auszuführen, obwohl dies oft eine nicht triviale Aufgabe war und ein gewisses Maß an technischen Fähigkeiten erforderte.

Tualatin-basierte Pentium III-CPUs können normalerweise visuell von Coppermine-basierten Prozessoren durch den integrierten Wärmeverteiler (IHS) aus Metall unterschieden werden, der oben auf dem Gehäuse befestigt ist. Die letzten Modelle von Coppermine Pentium IIIs verfügten jedoch auch über das IHS – der integrierte Wärmeverteiler unterscheidet das FC-PGA2—Paket tatsächlich vom FC-PGA – beide sind für Sockel 370-Motherboards vorgesehen.

Vor der Hinzufügung des Heatspreaders war es manchmal schwierig, einen Kühlkörper auf einem Pentium III zu installieren. Man musste aufpassen, dass man den Kern nicht schräg mit Gewalt beaufschlagte, da dies dazu führen würde, dass die Kanten und Ecken des Kerns reißen und die CPU zerstören könnten. Es war auch manchmal schwierig, eine flache Paarung der CPU- und Kühlkörperoberflächen zu erreichen, ein Faktor von entscheidender Bedeutung für eine gute Wärmeübertragung. Dies wurde bei den Sockel 370-CPUs im Vergleich zu ihren Vorgängern in Slot 1 aufgrund der Kraft, die zur Montage eines sockelbasierten Kühlers erforderlich war, und des schmaleren 2-seitigen Montagemechanismus (Slot 1 mit 4-Punkt-Montage) immer schwieriger. Als solches und weil der 0,13 µm Tualatin eine noch kleinere Kernoberfläche als der 0,18 µm Coppermine hatte, installierte Intel den Metall-Heatspreader auf Tualatin und allen zukünftigen Desktop-Prozessoren.

Der Tualatin-Kern wurde nach dem Tualatin Valley und dem Tualatin River in Oregon benannt, wo Intel über große Produktions- und Designeinrichtungen verfügt.