Pentium III

De même que le Pentium II qu’il a remplacé, le Pentium III était également accompagné de la marque Celeron pour les versions bas de gamme, et du Xeon pour les dérivés haut de gamme (serveur et poste de travail). Le Pentium III a finalement été remplacé par le Pentium 4, mais son noyau Tualatin a également servi de base aux processeurs Pentium M, qui ont utilisé de nombreuses idées de la microarchitecture P6. Par la suite, c’est la microarchitecture Pentium M des processeurs de marque Pentium M, et non le NetBurst trouvé dans les processeurs Pentium 4, qui a constitué la base de la microarchitecture de cœur économe en énergie d’Intel des processeurs de marque Core 2, Pentium Dual-Core, Celeron (Core) et Xeon.

Famille de processeurs Intel Pentium III
Logo standard (1999-2003)	Logo mobile (1999-2003)	Bureau
		Nom de code	Noyau	Date de sortie
		Katmai Coppermine Coppermine T Tualatine	(250 nm) (180 nm) (180 nm) (130 nm)	Février 1999 Octobre 1999 Juin 2001 Juin 2001
Liste des microprocesseurs Intel Pentium III

Katmaiemodifier

Une cartouche Katmai SECC2 Pentium III avec dissipateur thermique retiré.

Katmai tué par balle

La première variante du Pentium III était le Katmai (code produit Intel 80525). C’était un développement ultérieur du Pentium II de Deschutes. Le Pentium III a vu une augmentation de 2 millions de transistors par rapport au Pentium II. Les différences étaient l’ajout d’unités d’exécution et la prise en charge des instructions SSE, et un contrôleur de cache L1 amélioré (le contrôleur de cache L2 a été laissé inchangé, car il serait de toute façon entièrement repensé pour Coppermine), qui étaient responsables des améliorations mineures des performances par rapport au Pentium Iis « Deschutes ». Il a été publié pour la première fois à des vitesses de 450 et 500 MHz en février 1999. Deux autres versions ont été publiées: 550 MHz le 17 mai 1999 et 600 MHz le 2 août 1999. Le 27 septembre 1999, Intel a publié les 533B et 600B fonctionnant respectivement à 533 & 600 MHz. Le suffixe « B » indiquait qu’il comportait un FSB de 133 MHz, au lieu du FSB de 100 MHz des modèles précédents.

Le Katmai contient 9,5 millions de transistors, sans compter le cache L2 de 512 Ko (qui ajoute 25 millions de transistors), et a des dimensions de 12,3 mm sur 10,4 mm (128 mm2). Il est fabriqué selon le procédé P856.5 d’Intel, un procédé CMOS (complémentaire metal–oxide–semiconductor) de 0,25 micromètre avec cinq niveaux d’interconnexion en aluminium. Le Katmai utilisait la même conception basée sur les fentes que le Pentium II, mais avec la cartouche de contact à bord unique Slot 1 (SECC) 2 plus récente qui permettait un contact direct du cœur du processeur avec le dissipateur de chaleur. Il y a eu quelques premiers modèles de Pentium III avec 450 et 500 MHz emballés dans une cartouche SECC plus ancienne destinée aux fabricants d’équipement d’origine (OEM).

Un niveau de progression notable pour les amateurs était SL35D. Cette version de Katmai était officiellement évaluée pour 450 MHz, mais contenait souvent des puces de cache pour le modèle 600 MHz et peut donc généralement fonctionner à 600 MHz.

Copperminemodifier

A 900 MHz Coppermine FC – PGA Pentium III.

Coup de feu de Coppermine

La deuxième version, sous le nom de code Coppermine (code produit Intel : 80526), a été publiée le 25 octobre 1999, fonctionnant à 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700, et 733 MHz. De décembre 1999 à mai 2000, Intel a publié des Pentium IIIs fonctionnant à des vitesses de 750, 800, 850, 866, 900, 933 et 1000 MHz (1 GHz). Les modèles FSB 100 MHz et FSB 133 MHz ont été fabriqués. Pour les modèles déjà disponibles avec la même fréquence, un « E » a été ajouté au nom du modèle pour indiquer les noyaux utilisant le nouveau procédé de fabrication de 0,18 µm. Un « B » supplémentaire a ensuite été ajouté pour désigner les modèles FSB 133 MHz, ce qui a donné un suffixe « EB ». En termes de performances globales, Coppermine avait un petit avantage sur les Athlons Advanced Micro Devices (AMD) contre lesquels il a été publié, ce qui a été inversé lorsque AMD a appliqué son propre rétrécissement de matrice et ajouté un cache L2 sur matrice à l’Athlon. Athlon détenait l’avantage en code intensif à virgule flottante, tandis que le Coppermine pouvait mieux fonctionner lorsque des optimisations SSE étaient utilisées, mais en termes pratiques, il y avait peu de différence dans la façon dont les deux puces fonctionnaient, horloge pour horloge. Cependant, AMD a pu chronométrer l’Athlon plus haut, atteignant des vitesses de 1, 2 GHz avant le lancement du Pentium 4.

En termes de performances, Coppermine a sans doute marqué un pas plus important que Katmai en introduisant un cache L2 sur puce, qu’Intel nomme Advanced Transfer Cache (ATC). L’ATC fonctionne à la fréquence d’horloge de base et a une capacité de 256 Ko, deux fois celle du cache sur puce anciennement sur Mendocino Celerons. Il est associatif à huit voies et est accessible via un bus 256 bits Double Mot Quad Large, quatre fois plus large que celui de Katmai. De plus, la latence a été réduite à un quart par rapport à Katmai. Un autre terme marketing d’Intel était la mise en mémoire tampon du système avancé, qui englobait des améliorations pour mieux tirer parti d’un bus système de 133 MHz. Ceux-ci incluent 6 tampons de remplissage (contre 4 sur Katmai), 8 entrées de file d’attente de bus (contre 4 sur Katmai) et 4 tampons de réécriture (contre 1 sur Katmai). Sous la pression concurrentielle de l’Athlon AMD, Intel a retravaillé les composants internes, supprimant enfin certains stands de pipeline bien connus. En conséquence, les applications affectées par les stalles ont fonctionné plus rapidement sur Coppermine jusqu’à 30%. La Coppermine contenait 29 millions de transistors et a été fabriquée selon un procédé de 0,18 µm.

Bien que son nom de code puisse donner l’impression qu’il utilisait des interconnexions en cuivre, ses interconnexions étaient en aluminium. La Coppermine était disponible en 370 broches FC-PGA ou FC-PGA2 pour une utilisation avec le socket 370, ou en SECC2 pour le Slot 1 (toutes les vitesses sauf 900 et 1100). Les PROCESSEURS FC-PGA et Slot 1 Coppermine ont une matrice exposée, mais la plupart des UGS à fréquence supérieure commençant par le modèle 866 MHz ont également été produites dans des variantes FC-PGA2 dotées d’un répartiteur de chaleur intégré (IHS). Cela en soi n’améliorait pas la conductivité thermique, car il ajoutait une autre couche de métal et de pâte thermique entre la matrice et le dissipateur thermique, mais cela aidait grandement à maintenir le dissipateur thermique à plat contre la matrice. Les premières Coppermines sans IHS ont rendu le montage du dissipateur thermique difficile. Si le dissipateur thermique n’était pas placé à plat contre la matrice, l’efficacité du transfert de chaleur était considérablement réduite. Certains fabricants de dissipateurs thermiques ont commencé à fournir des pads sur leurs produits, comme ce qu’AMD a fait avec l’Athlon « Thunderbird » pour s’assurer que le dissipateur thermique était monté à plat. La communauté des passionnés est allée jusqu’à créer des cales pour aider à maintenir une interface plate.

Une version 1,13 GHz (S-Spec SL4HH) a été publiée à la mi-2000 mais rappelée après qu’une collaboration entre HardOCP et le matériel de Tom eut découvert diverses instabilités avec le fonctionnement du nouveau niveau de vitesse du processeur. Le noyau de Coppermine n’a pas pu atteindre de manière fiable le 1.Vitesse de 13 GHz sans divers réglages du microcode du processeur, refroidissement efficace, tension plus élevée (1,75 V contre 1,65 V) et plates-formes spécifiquement validées. Intel ne supportait officiellement le processeur que sur sa propre carte mère basée sur VC820 i820, mais même cette carte mère affichait une instabilité dans les tests indépendants des sites d’examen du matériel. Dans les benchmarks stables, les performances se sont révélées inférieures à la normale, le processeur 1,13 GHz égalant un modèle 1,0 GHz. Le matériel de Tom a attribué ce déficit de performances au réglage détendu du processeur et de la carte mère pour améliorer la stabilité. Intel a eu besoin d’au moins six mois pour résoudre les problèmes en utilisant un nouveau pas à pas cD0 et a réédité les versions 1,1 GHz et 1,13 GHz en 2001.

La console de jeu Xbox de Microsoft utilise une variante de la famille Pentium III / Mobile Celeron dans un facteur de forme Micro-PGA2. Le désignateur sSpec des puces est SL5Sx, ce qui le rend plus similaire au processeur mobile Celeron Coppermine-128. Il partage avec le Coppermine-128 Celeron son cache L2 de 128 Ko et sa technologie de traitement de 180 nm, mais conserve l’associativité du cache à 8 voies du Pentium III.

Coppermine TEdit

Cette révision est une étape intermédiaire entre Coppermine et Tualatin, avec la prise en charge de la logique du système à basse tension présente sur ce dernier mais la puissance de base dans les spécifications de tension précédemment définies du premier afin qu’elle puisse fonctionner dans les cartes système plus anciennes.

Intel a utilisé les dernières Coppermines FC-PGA2 avec le pas à pas cD0 et les a modifiées pour qu’elles fonctionnent avec un fonctionnement du bus système basse tension à 1,25 V AGTL ainsi que des niveaux de signal AGTL + normaux de 1,5 V, et détecterait automatiquement la synchronisation différentielle ou à une extrémité. Cette modification les a rendus compatibles avec les cartes Socket 370 de dernière génération prenant en charge les processeurs Tualatin tout en maintenant la compatibilité avec les cartes Socket 370 plus anciennes. Le Coppermine-T avait également des capacités de multitraitement symétriques bidirectionnelles, mais uniquement dans les cartes Tualatin.

Ils se distinguent des processeurs Tualatin par leurs numéros de pièce, qui comprennent les chiffres « 80533 », par exemple le P / N SL5QK 1133 MHz est RK80533PZ006256, tandis que le P / N SL5QJ 1000 MHz est RK80533PZ001256.

Tualatinemodifier

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

Coup de mort

La troisième révision, Tualatin (80530), était un essai pour le nouveau processus 0,13 µm d’Intel. Les Pentium IIIs à base de Tualatine ont été publiés entre 2001 et début 2002 à des vitesses de 1,0, 1,13, 1,2, 1,26, 1,33 et 1,4 GHz. Une réduction de base de Coppermine, aucune nouvelle fonctionnalité n’a été ajoutée, à l’exception d’une logique de pré-extraction de données similaire à Pentium 4 et Athlon XP pour une meilleure utilisation potentielle du cache L2, bien que son utilisation par rapport à ces nouveaux PROCESSEURS soit limitée en raison de la bande passante FSB relativement plus petite (FSB était toujours maintenu à 133 MHz). Des variantes avec un cache L2 de 256 et 512 Ko ont été produites, ce dernier étant baptisé Pentium III-S; cette variante était principalement destinée aux serveurs à faible consommation d’énergie et comportait également exclusivement un support SMP au sein de la gamme Tualatin.

Bien que la désignation Socket 370 ait été conservée, l’utilisation de la signalisation 1.25 AGTL à la place de 1.5V AGTL + a rendu les cartes mères antérieures incompatibles. Cette confusion s’est répercutée sur la dénomination du chipset, où seul le pas en B du chipset i815 était compatible avec les processeurs Tualatin. Une nouvelle directive VRM a également été conçue par Intel, version 8.5, qui nécessitait des étapes de tension plus fines et faisait ses débuts sur la ligne de charge Vcore (à la place de la tension fixe quel que soit le courant sur 8.4). Certains fabricants de cartes mères marquaient le changement avec des prises bleues (au lieu de blanches), et étaient souvent également rétrocompatibles avec les PROCESSEURS Coppermine.

Le Tualatin a également servi de base au très populaire processeur mobile Pentium III-M, qui est devenu la puce mobile de première ligne d’Intel (le Pentium 4 consommait beaucoup plus de puissance et n’était donc pas bien adapté à ce rôle) pour les deux années suivantes. La puce offrait un bon équilibre entre consommation d’énergie et performances, trouvant ainsi une place à la fois dans les ordinateurs portables de performance et dans la catégorie « mince et léger ».

Le Pentium III à base de Tualatine s’est bien comporté dans certaines applications par rapport au Pentium 4 à base de Willamette le plus rapide, et même aux Athlons à base de Thunderbird. Malgré cela, son attrait était limité en raison de l’incompatibilité susmentionnée avec les systèmes existants, et le seul chipset officiellement pris en charge par Intel pour les Tualatins, l’i815, ne pouvait gérer que 512 Mo de RAM par opposition à 1 Go de RAM enregistré avec l’ancien chipset 440BX incompatible. Cependant, la communauté des passionnés a trouvé un moyen d’exécuter des Tualatins sur des cartes à chipset BX alors omniprésentes, bien que ce soit souvent une tâche non triviale et nécessite un certain degré de compétences techniques.

Les processeurs Pentium III à base de Tualatine peuvent généralement être distingués visuellement des processeurs à base de Coppermine par l’épandeur de chaleur intégré en métal (IHS) fixé sur le dessus de l’emballage. Cependant, les derniers modèles de Coppermine Pentium IIIs comportaient également l’IHS — l’épandeur de chaleur intégré est en fait ce qui distingue le package FC-PGA2 du FC-PGA — les deux sont destinés aux cartes mères Socket 370.

Avant l’ajout de l’épandeur de chaleur, il était parfois difficile d’installer un dissipateur thermique sur un Pentium III. Il fallait faire attention à ne pas mettre de force sur le noyau en biais car cela provoquerait des fissures sur les bords et les coins du noyau et risquerait de détruire le processeur. Il était également parfois difficile de réaliser un accouplement plat des surfaces du processeur et du dissipateur thermique, un facteur d’importance critique pour un bon transfert de chaleur. Cela devenait de plus en plus difficile avec les PROCESSEURS Socket 370, par rapport à leurs prédécesseurs Slot 1, en raison de la force nécessaire pour monter un refroidisseur à base de socket et du mécanisme de montage à 2 côtés plus étroit (le Slot 1 comportait un montage à 4 points). En tant que tel, et parce que le Tualatin de 0,13 µm avait une surface de base encore plus petite que le Coppermine de 0,18 µm, Intel a installé le metal heatspreader sur Tualatin et tous les futurs processeurs de bureau.

Le noyau de Tualatin a été nommé d’après la vallée de Tualatin et la rivière Tualatin en Oregon, où Intel possède de grandes installations de fabrication et de conception.