奔腾4

奔腾4是英特尔在2000年代上半叶的主要高性能单核台式机处理器品牌。它于2000年11月20日推出，是英特尔NetBurst微架构的首个商业实现，取代了此前用于奔腾Pro、奔腾II和奔腾III系列的成熟P6设计。奔腾4处理器面向台式机、移动PC和部分入门级服务器制造，并以多种形式生产至2008年8月8日。 该品牌围绕超长指令流水线、高时钟频率、用于解码微操作的追踪缓存和高带宽前端总线构建。英特尔主要通过频率领先来定位该处理器：早期的奔腾4型号达到了明显高于竞争对手的时钟速度，帮助英特尔向主流买家推销产品，这些买家通常将千兆赫视为性能的简单指标。实际上，NetBurst的性能在很大程度上取决于软件、内存子系统和负载。针对SSE2和流式操作优化的程序可以受益于该架构，而分支密集、遗留和浮点工作负载可能表现不佳。早期系统还受到Rambus RDRAM成本以及首批Socket 423处理器所需相对昂贵平台的限制。 最初的Willamette代采用180纳米工艺，以1.4和1.5 GHz推出。英特尔随后通过845芯片组和低成本SDRAM支持改进了平台，帮助奔腾4系统获得市场份额。Northwood于2002年1月推出，采用130纳米工艺，将L2缓存从256 KB增加到512 KB，降低了功耗和散热需求，并实现了更高频率。Northwood型号最终达到3.4 GHz。超线程技术成为奔腾4的重要特性，首次出现在3.06 GHz的Northwood型号中，随后成为主流奔腾4 HT产品的一部分，搭配800 MT/s前端总线。 Prescott采用90纳米工艺，延长了流水线并增加了SSE3。后来的修订版支持英特尔的64位扩展（当时称为EM64T）以及执行禁用功能。Prescott继续提升频率的尝试暴露了NetBurst的局限性：漏电流、功耗和热量不断上升，使得在保持实用台式机散热的同时提高时钟速度变得越来越困难。该系列最终最高达到约3.8 GHz，而非英特尔早先长期预测的10 GHz。 奔腾4得到了相关NetBurst产品的支持。英特尔推出了基于NetBurst的赛扬处理器用于低成本计算机，以及至强处理器用于服务器和工作站。奔腾至尊版占据了更高性能的发烧友位置，而奔腾D则增加了两个NetBurst衍生核心。Core 2后来在高端取代了NetBurst，反映了英特尔转向与奔腾M和Core相关的更节能设计血统。因此，奔腾4既代表了英特尔时钟速度营销的重要时期，也是其处理器历史上的重大架构转型。

奔腾4起源于英特尔在1990年代末为P6架构创造继任者的努力。由此产生的Willamette项目与奔腾III差异巨大，因此英特尔将其作为新品牌而非另一代P6推出。NetBurst强调长流水线、高频率、包含解码微操作的追踪缓存和高带宽总线。这种方法旨在通过多代工艺实现大幅时钟速度增长。 英特尔于2000年11月20日发布了首批奔腾4处理器，采用180纳米Willamette核心和Socket 423。1.4和1.5 GHz部件在技术上新颖，但评价褒贬不一，因为它们并未持续超越最快的奔腾III或AMD Athlon处理器。其平台最初还需要Rambus RDRAM，增加了系统成本。英特尔在2001年继续扩大产品线，支持PC133 SDRAM的845芯片组的发布提高了奔腾4系统的商业吸引力。 Northwood于2002年1月采用130纳米工艺问世。它将L2缓存从256 KB增加到512 KB，并普遍改善了频率、性能和散热之间的平衡。通过更新芯片组支持DDR SDRAM进一步降低了原始平台的成本劣势。Northwood成为原始奔腾4概念最成熟的表达，型号从低1 GHz范围升至3.4 GHz。英特尔还提高了有效前端总线速率，2002年达到533 MT/s，2003年达到800 MT/s。 超线程技术于2002年底随3.06 GHz Northwood型号引入台式机系列，并于2003年通过奔腾4 HT产品扩展。该功能允许一个物理处理器核心呈现多个逻辑处理器，并在软件提供合适的并行工作时更有效地利用执行资源。英特尔利用超线程、更高总线带宽和频率领先的组合来对抗AMD的Athlon XP以及后来的Opteron相关性能宣传。 Prescott将奔腾4迁移至90纳米制造工艺并增加了SSE3，但更长的流水线和工艺转换并未产生预期的直接频率提升。一些后来的Prescott修订版支持Intel 64（最初称为EM64T）和执行禁用。随着晶体管尺寸缩小，功耗泄漏和热输出变得越来越严重。超频社区还报告了一些Northwood处理器在电压升高时出现渐进性不稳定的现象，这种现象通常被称为“突发北木死亡综合症”；这是爱好者报告的可信性问题，而非官方的奔腾4产品特性。 该架构的局限性影响了英特尔的更广泛路线图。基准测试结果因应用而异，评测者经常指出处理器的时钟速率优势并不总能转化为卓越的现实性能。因此，英特尔将开发转向与奔腾M相关的更高效血统。Core处理器于2006年推出，并在产品组合顶端取代了NetBurst。NetBurst衍生的最终产品继续出现至2007年，而奔腾4出货于2008年结束。相关的赛扬、至强、奔腾至尊版和奔腾D产品将该架构扩展到低成本、服务器、发烧友和双核细分市场。

• 2008

  奔腾4出货结束

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  有记录的奔腾4出货期于2008年8月8日结束。

• 2006

  Core在高端取代奔腾4

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  英特尔推出Core处理器，标志着公司向更节能处理器设计的战略转变。

• 2005

  奔腾D将NetBurst扩展至双核

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  英特尔用双核奔腾D品牌补充单核奔腾4系列。

• 2004

  Prescott增加SSE3和后来的Intel 64支持

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  Prescott代迁移至90纳米，引入SSE3，并在选定的修订版中启用64位和执行禁用功能。

• 2003

  800 MT/s奔腾4 HT发布

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  英特尔推出使用800 MT/s前端总线的3 GHz奔腾4 HT。

• 2002

  Northwood代推出

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  130纳米Northwood核心增加了512 KB L2缓存，并实现了更高时钟速度和改进的热特性。

• 2002

  台式机超线程开始

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  3.06 GHz Northwood型号成为首款提供超线程技术的大众市场奔腾4。

• 2001

  支持SDRAM的奔腾4平台出现

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  845芯片组支持PC133 SDRAM，有助于降低奔腾4系统的成本。

• 2000

  奔腾4发布

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  英特尔发布基于Willamette的奔腾4，频率为1.4和1.5 GHz，采用180纳米工艺和Socket 423。

高性能主流英特尔处理器系列，强调时钟频率、前端总线带宽以及后来的超线程和64位能力。

• 台式机处理器 · 2000

  奔腾4 Willamette

  首代奔腾4，也是首个商业NetBurst实现。采用180纳米工艺制造，以1.4和1.5 GHz推出，最初使用Socket 423，并将SSE2引入英特尔主流台式机产品线。其发布平台因应用性能不一致和对昂贵的Rambus内存的依赖而受到批评。

• 台式机处理器 · 2002

  奔腾4 Northwood

  130纳米重新设计，将L2缓存增加到512 KB，并改善了频率余量和热行为。Northwood处理器支持Socket 478，后来达到3.4 GHz。该代也带来了奔腾4系列最强的竞争性能时期，尤其是搭配更快前端总线和DDR内存时。

• 台式机处理器 · 2002

  奔腾4 HT

  配备超线程技术的奔腾4型号。通过从一个物理核心暴露两个逻辑处理器，HT可以在适当线程化的工作负载中提高吞吐量。该产品线与533 MT/s和800 MT/s总线配置相关，并被宣传为无需添加第二个物理核心即可提高多任务处理和选定应用性能的方式。

• 台式机处理器 · 2004

  奔腾4 Prescott

  90纳米奔腾4代，具有大幅延长的流水线和SSE3支持。后来的修订版引入了Intel 64支持（早期称为EM64T）和执行禁用功能。Prescott追求更高频率，但遇到了严重的功耗、泄漏和散热挑战，这些挑战促成了英特尔最终放弃NetBurst。

• 移动处理器 · 2002

  移动英特尔奔腾4处理器-M

  为笔记本电脑推出的移动Northwood衍生处理器。它包含电源管理功能，包括SpeedStep和Deeper Sleep，与面向台式机的奔腾4部件相比降低了功耗。该产品将奔腾4品牌带入移动PC，但最终被英特尔更节能的奔腾M设计所掩盖。

• 台式机处理器

  奔腾4 F型号

  用于选定Prescott修订版的OEM导向名称，这些修订版启用了64位功能。后来的Prescott-2M步进提供了英特尔主流台式机对Intel 64的实现，以及相关的平台和安全功能。

• 2006

  将开发从NetBurst转向Core战略

  背景

  NetBurst的功耗和有限的时钟扩展使得进一步以频率为主导的改进变得越来越不切实际。

  采取的行动

  英特尔优先考虑与奔腾M相关的更节能设计血统，并推出了Core处理器。

  后续影响

  Core在英特尔产品组合顶端取代了奔腾4，而NetBurst衍生产品仅继续生产了有限时期。

  来源

• 2004

  通过Prescott扩展架构换代

  背景

  英特尔寻求通过更小的制造工艺和重新设计的核心继续NetBurst的频率扩展。

  采取的行动

  英特尔以90纳米工艺推出Prescott，具有更长的流水线、SSE3以及后来的Intel 64和执行禁用支持。

  后续影响

  功耗泄漏和热限制限制了预期的频率提升，并促使英特尔转向Core衍生设计。

  来源

• 2002

  将奔腾4迁移至Northwood换代

  背景

  Willamette需要更好的性能、更高的频率余量和改进的热特性。

  采取的行动

  英特尔转向130纳米核心，将L2缓存加倍至512 KB，并在后续发布中提高总线和处理器速度。

  后续影响

  Northwood成为奔腾4系列中最强大且商业上最成功的阶段。

  来源

• 2001

  降低平台内存成本战略

  背景

  原始奔腾4平台对Rambus RDRAM的依赖增加了系统价格并限制了吸引力。

  采取的行动

  英特尔推出了支持PC133 SDRAM的845芯片组，随后在相关平台中支持DDR SDRAM。

  后续影响

  低成本内存平台帮助奔腾4系统取代奔腾III成为英特尔的主流批量产品。

  来源

• 2000

  推出基于NetBurst的新旗舰新品

  背景

  英特尔需要P6衍生的奔腾III的继任者，同时与AMD的Athlon竞争并追求更高的处理器时钟速度。

  采取的行动

  英特尔将奔腾4作为基于新NetBurst微架构的独立品牌推出，而非扩展奔腾III名称。

  后续影响

  此次发布确立了长期以频率为中心的战略，但最初产生了褒贬不一的基准测试结果和昂贵的Rambus平台。

  • AMD — AMD继续将Athlon处理器定位在性能效率上，并质疑英特尔时钟速度比较的有用性。

  来源

1. 1Pentium 4en.wikipedia.org