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Pentium 4 6xx kommt mit Stromspartechniken

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Der Xeon kann es schon als Demand Based Switching, der Pentium 4 wird es bekommen : Intels Enhanced Speed Step Technology wird Einzug in den Desktop-Bereich finden. In einer Veranstaltung zur Handhabung der Kühlung von PC-Systemen wurde berichtet, dass der Enhanced Halt State C1E von der 600er-Serie der Pentium 4-Prozessoren unterstützt wird. Durch die Stromspartechniken wird es ermöglicht, zum einen aufgrund der niedrigeren Voltage Strom zu sparen, zum zweiten auch über die Absenkung der VCC-Spannung des Prozessors. Durch die Absenkung der Spannung werden zudem die Leckströme innerhalb des CPUs vermindert. Aus diesem Grund erreicht man Einsparungen bei dem Stromverbrauch von über 60%. Dies geschieht dynamisch, also ohne Performanceverlust. Unter "Read More" haben wir die Technik kurz dargestellt und gehen auch auf den "Thermal Monitor 2" ein, eine neue Form des Schutzes des Prozessors bei einem Worst Case. In aktuellen Prozessoren hat Intel bereits einige Schutzmechanismen implementiert - beispielweise TControl, eine Methode, die wir in unserem 90nm-Prescott-Review beschrieben haben. Hierdurch lassen sich zwar die Lüfterumdrehungszahlen recht gut herunterregeln, interessanter ist es jedoch, die Akustik in einem PC durch eine niedrigere Stromaufnahme der PC-Komponenten in den Griff zu bekommen. Die größte Lautststärke generieren dabei die Lüfter in einem System. Einen ausführlichen Artikel über die Akustik ist geplant und kommt in den nächsten Wochen.

Interessant ist an dieser Stelle bereits die Stromaufnahme des Prozessors. Diese setzt sich nach folgender Formel zusammen :

Power = C * V² * f + Leakage


Die gesamte Stromaufnahme setzt sich also zusammen aus einer Konstanten C, die aus dem Produktionsprozess entstammt sowie der Spannung, die quadratisch auf die Stromaufnahme wirkt und der Frequenz f. Die Leakage ist eine weitere Funktion, die sich aus der Spannung und der Fertigungsweise des Prozessors zusammensetzt.

Zur Kühlung des Prozessors sind dabei folgende Eckdaten wichtig :



Die Gehäusetemperatur Tambient hat einen Einfluß, ebenso wie die Qualität des Heatsinks und das TIM (Thermal Interferience Material) sowie natürlich das Packaging eines Prozessors. Dieses kann der Endkunde oder OEM nicht beeinflussen, beeinflussen läßt sich hingegen die Qualität des Heatsinks, der Wärmeleitpaste und das verwendete Case sowie deren Belüftung. Der Ansatz ist nun, hier ein Paket zu finden, welches für das gewünschte Produkt passt. Hierbei kann der Hersteller optimieren auf den Preis (möglichst billig), auf die Lautstärke (möglichst leise) oder auf die Performance (möglichst schneller Prozessor möglich).



Intel kann hierbei vor allen Dingen beim CPU-Design helfen. So setzt man in den kommenden Pentium 4 Prozessoren der 600er Intels Speed Step-Technologie ein. Damit läßt sich wie im unteren Bild zu sehen deutlich die Stromaufnahme des Prozessors senken.



Die Technik wird schließlich auch beim Thermal Monitor 2 genutzt. Anstatt wie beim Thermal Monitor 1 einfach die Prozessortaktung auszusetzen und nicht Rechenoperationen zu blockieren, bis der Prozessor die kritische Temperatur wieder verlassen hat, setzt Intel beim Thermal Monitor 2 ebenfalls auf Enhanced Speed Step und taktet zum einen den Prozessor herunter, zum anderen setzt man auch die Spannung herunter. Somit heitzt der Prozessor nicht mehr so stark, die Temperatur kann sinken. Erst wenn dies nichts bringt, wird die klassische Taktfrequenzbremse eingesetzt.



Im Beispiel nannte Intel einen Pentium 4 mit 3.6 Ghz, der dann auf 2.8 Ghz heruntergetaktet wurde und eine 0.2V niedrigere Spannung erhielt. Erreicht werden damit 20 bis 25W weniger Stromaufnahme verglichen zur typischen Stromaufnahme (nicht TDP, dies ist die maximale Stromaufnahme). Weitere Vorteile bei der Belüftung des PCs erhofft man sich durch BTX - hier wird man eine Migration des Marktes zu dem neuen Standard im Jahr 2005 bis 2006 beobachten können.

Zum Thema Dual Core : Die Dual Core-Prozessoren von Intel sollen eine Technik enthalten, die den kompletten zweiten Kern abschalten kann, sofern er nicht benötigt wird.

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