Intel-Prozessor

Intel Pentium M

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Intel Pentium M
Produktion:	seit 2003
Produzent:	Intel
Prozessortakt:	1,10 GHz bis 2,26 GHz
FSB-Takt:	100 MHz bis 133 MHz
L2-Cachegröße:	1 MiB bis 2 MiB
Fertigung:	130 nm bis 90 nm
Befehlssatz:	x86
Mikroarchitektur:	Pentium M
Sockel:	Sockel 479
Namen der Prozessorkerne: Banias Dothan

Der Intel Pentium M ist ein x86-Prozessor der sechsten Generation, der im März 2003 auf den Markt gebracht wurde und für den Betrieb in Notebooks entwickelt wurde. Sein Erfolg führte dazu, dass Intel die unter Stromverbrauchs- und Hitzeproblemen leidende Pentium-4-Familie auslaufen ließ und statt dessen die neue Prozessorfamilien Intel Core und Intel Core 2 basierend auf der Technologie des Pentium M entwickelte.

[Bearbeiten] Architektur

Der Pentium M ist keine energiesparende Version des Pentium 4, sondern ein stark modifizierter Pentium III, welcher wiederum ursprünglich auf den Pentium Pro zurückgeht. Er ist auf einen niedrigen Stromverbrauch (siehe: →Thermal Design Power) optimiert, da dies zur Verlängerung der Laufzeit von Notebooks im Akkubetrieb beiträgt. Der Pentium M läuft mit einer wesentlich niedrigeren Taktfrequenz als der Pentium 4, erreicht aber bei gleichem Takt eine höhere Leistung.

[Bearbeiten] Entwicklung

Der Pentium M wurde in Intels Forschungs- und Entwicklungslabor (Israel Development Center, IDC) in Haifa, Israel entwickelt^[1], das durch den großen Erfolg deutlich an Ansehen innerhalb der Firma gewann. Die Codenamen für die einzelnen Modelle (Banias und Dothan) beziehen sich auf biblische Orte (Banias ist eine Stadt in den Golanhöhen und eine der Quellen des Jordan, Dothan ist eine biblische Stadt nahe dem heutigen Nablus).

[Bearbeiten] Banias

Im Prinzip vereint Banias den Kern eines Pentium III mit einem Pentium-4-kompatiblen Bus interface, einem verbesserten Steuerwerk und der doppelten Menge an Cache (64 KiB L1- und 1 MiB L2-Cache, zum Vergleich Pentium III: 32 KiB L1- und 256 oder 512 KiB L2-Cache). Beim normalerweise relativ energiehungrigen L2-Cache verwendet Banias eine neuartige Technik, die die Verlustleistung der Teile senkt, die gerade nicht gebraucht werden. Auch werden Takt und Kernspannung der CPU im laufenden Betrieb gedrosselt, wenn gerade nur wenig Rechenleistung („Idle“-Status) gefordert wird (typisch sind etwa 600 MHz). Intel nennt diese Technik „SpeedStep“.

Neben dem Pentium M basieren auch die ersten Modelle des billigeren Celeron M auf Banias-Kern. Bei diesem Prozessor wurde die Hälfte des L2-Caches deaktiviert, wodurch ermöglicht wird, dass man eigentlich defekte Banias-Dies, deren Defekt im deaktivierten Teil liegt, trotzdem noch nutzen kann, so die Produktionsausbeute erhöht und Kosten senkt, was sich (teilweise) in den niedrigen Verkaufspreisen widerspiegelt. Der Celeron M mit Banias-Kern verfügt somit nur noch über 512 KiB L2-Cache. Weiterhin wurden einige SpeedStep-Funktionen des Banias im Celeron M beschnitten, so dass die Leistungsaufnahme eines Celeron M im Leerlauf höher ist als bei einem ansonsten baugleichen Pentium M.

[Bearbeiten] Dothan

Unterseite eines Pentium M mit Dothan-Kern

Am 10. Mai 2004 brachte Intel eine verbesserte Version des Banias auf den Markt: Dothan. Diese Prozessoren waren die ersten von Intel, die anstelle des Prozessortaktes (z. B.: 2 GHz) mit einer dreistelligen Nummer bezeichnet wurden, z. B.: 725 (1,6 GHz), 755 (2,0 GHz) oder 780 (2,26 GHz). Das Design wurde im wesentlichen vom alten Banias-Kern übernommen, der L2-Cache aber auf 2 MiB vergrößert. Gefertigt wird Dothan in einem 90-nm-Prozess, was die TDP von 24,5 auf 21 Watt senkt. Die Verlustleistung im Leerlauf stieg dagegen ein wenig an. Im Mittel ergeben sich durch die 90 nm-Fertigung allenfalls sehr kleine Vorteile in Bezug auf die Akkubetriebszeit eines Notebooks, der jedoch klare Leistungsvorteile hauptsächlich durch den verdoppelten Cache gegenüberstehen.

Am 19. Januar 2005 stellte Intel neue Modelle vor, die mit 133 MHz FSB (FSB533) arbeiteten, was den Speicherdurchsatz und die Gesamtleistung des Pentium M weiter steigerte. Dies erkaufte man sich mit dem Nachteil, dass der minimal mögliche Takt von bisher 600 MHz anstieg, da der kleinste Multiplikator (=6) nun mit 133 MHz (FSB) einen CPU-Takt von 800 MHz ergibt.

Die letzten Modelle besitzen das so genannte „Execute-Disable XD-Bit“ („No-Execution-Flag“), welches verhindern soll, dass die CPU Programmcode aus Stack- und Datenbereichen ausführen kann.^[2]

Auch vom Dothan existiert wieder eine preislich günstigere Version unter dem Handelsnamen Celeron M. Wie bei Banias wurde die Hälfte des L2-Caches beim Celeron M deaktiviert, um die Nachfrage nach Pentium M nicht zu gefährden. Der Celeron M mit Dothan-Kern arbeitet zudem nur mit FSB400 und die Betriebsspannung und Taktfrequenz im Leerlauf werden nicht abgesenkt. Aus Marketing-Gründen wird auch das Centrino-Logo nicht für Systeme mit Celeron M vergeben.

[Bearbeiten] Nachfolger

Anfang 2006 stellte Intel mit Core Solo und Core Duo die nächste Generation von Notebookprozessoren vor. Die Technik des Pentium M wurde mit neuen Prozessoren fortgeführt, weiterentwickelt und als Core 2 auch auf die Desktop-Prozessoren übertragen. Der Pentium M gilt als erster Schritt zur Entwicklung der Intel-Core-Mikroarchitektur.

[Bearbeiten] Modelldaten

[Bearbeiten] Banias

L1-Cache: 32 + 32 KiB (Daten + Instruktionen)
L2-Cache: 1024 KiB mit Prozessortakt
MMX, SSE, SSE2, EIST
Sockel 479, AGTL+ mit 100 MHz (quadpumped: FSB400)
Betriebsspannung (VCore): 1,388 Volt (nur 1,3 GHz), 1,484 Volt
Verlustleistung (TDP): 12–24,5 Watt
Erscheinungsdatum: März 2003
Fertigungstechnik: 130 nm
Die-Größe: 82,8 mm² bei 77 Millionen Transistoren
Taktraten: 1,3–1,7 GHz (100-MHz-Schritte)
- Modellnummern: 705 (1,5 GHz)
- Modellnummern LV: 718 (1,3 GHz)
- Modellnummern ULV: 713 (1,1 GHz)

[Bearbeiten] Dothan

Pentium M mit Dothan-Kern

L1-Cache: 32 + 32 KiB (Daten + Instruktionen)
L2-Cache: 2048 KiB mit Prozessortakt
MMX, SSE, SSE2, EIST, XD-Bit (neuere Modelle)
Sockel 479, AGTL+ mit 100 und 133 MHz (quadpumped: FSB400 und FSB533)
Betriebsspannung (VCore): 1,276–1,340 V
Verlustleistung (TDP): 10–27 W
Erscheinungsdatum: Mai 2004, Januar 2005 (FSB533-Versionen)
Fertigungstechnik: 90 nm
Die-Größe: 83,6 mm² bei 140 Millionen Transistoren
Taktraten: 1,4–2,26 GHz
- Modellnummern mit FSB400 (TDP: (Stepping B1:) 21 W; (Stepping C0:) 7,5 W):
  - 710: 1,40 GHz
  - 715: 1,50 GHz
  - 725: 1,60 GHz
  - 735: 1,70 GHz (735A mit XD-Bit)
  - 745: 1,80 GHz (745A mit XD-Bit)
  - 755: 2,00 GHz
  - 765: 2,10 GHz
- Modellnummern mit FSB533 (TDP: 27 W), mit XD-Bit:
  - 730: 1,60 GHz
  - 740: 1,73 GHz
  - 750: 1,86 GHz
  - 760: 2,00 GHz
  - 770: 2,13 GHz
  - 780: 2,26 GHz
- Modellnummern mit FSB400 LV (TDP: 10 W):
  - 718: 1,30 GHz
  - 738: 1,40 GHz
  - 758: 1,50 GHz, mit XD-Bit
  - 778: 1,60 GHz, mit XD-Bit
- Modellnummern mit FSB400 ULV:
  - 713: 1,10 GHz (TDP: 5 W), mit XD-Bit
  - 723: 1,00 GHz (TDP: 5 W)
  - 733: 1,10 GHz (TDP: 5 W)
  - 733J: 1,10 GHz (TDP: 5,5 W)
  - 753: 1,20 GHz (TDP: 5,5 W)
  - 773: 1,30 GHz (TDP: 5,5 W)