Pentium-M

Intel Pentium M
Produktion:	seit 2003
Produzent:	Intel
Prozessortakt:	0,9 GHz bis 2,26 GHz
FSB-Takt:	100 MHz bis 133 MHz
L2-Cachegröße:	1 MB bis 2 MB
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 basierend auf der P6-Architektur, der speziell für den Betrieb in Notebooks entwickelt wurde und März 2003 auf den Markt kam. 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.

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 erreicht bei gleichem Takt eine höhere Leistung als der Pentium 4.

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).

Banias

Im Prinzip vereint Banias den Kern eines Pentium III mit einem Pentium-4-kompatiblen Businterface, einem verbesserten Steuerwerk und der doppelten Menge an Cache (64 KB L1- und 1 MB L2-Cache, zum Vergleich Pentium III: 32 KB L1- und 256 oder 512 KB L2-Cache). Beim normalerweise relativ energiehungrigen L2-Cache verwendet das Banias-Design 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 KB 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.

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 MB 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.

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.

Modelldaten

Banias

• L1-Cache: 32 + 32 KB (Daten + Instruktionen)
• L2-Cache: 1024 KB mit Prozessortakt
• MMX, SSE, SSE2, EIST
• Sockel 479, AGTL+ mit 100 MHz (quadpumped: FSB400)
• Betriebsspannung (VCore): Standardmodelle: 1,484 bzw. (nur 1,3 GHz:) 1,388 Volt ; LV: 1,180 Volt; ULV: 1,004 Volt
• Verlustleistung (TDP): Standardmodelle: 22–24,5 Watt; LV-Modelle: 12 Watt; ULV-Modelle: 7 Watt
• Erscheinungsdatum: März 2003
• Fertigungstechnik: 130 nm
• Die-Größe: 82,8 mm² bei 77 Millionen Transistoren
• CPUID 0x69?
• Taktraten: Standardmodelle: 1,3–1,7 GHz; LV-Modelle: 1,1–1,3 GHz; ULV-Modelle: 900 MHz–1,1 GHz
• Modellnummern (alle Modelle mit FSB400):
  • Standardmodelle (TDP: 22–24,5 W):
    • Pentium M 1,3 GHz (TDP: 22 W)^*
    • Pentium M 1,4 GHz (TDP: 22 W)^*
    • Pentium M 1,5 GHz (TDP: 24,5 W)^*
    • Pentium M 1,6 GHz (TDP: 24,5 W)^*
    • Pentium M 1,7 GHz (TDP: 24,5 W)^*
    • 705: 1,5 GHz (TDP: 24,5 W) – entspricht Pentium M 1,5 GHz^[3]
  • LV-Modelle (TDP: 12 W):
    • Pentium M LV 1,1 GHz^*
    • Pentium M LV 1,2 GHz^*
    • 718: 1,3 GHz
  • ULV-Modelle (TDP: 7 W):
    • Pentium M ULV 900 MHz^*
    • Pentium M ULV 1,0 GHz^*
    • 713: 1,1 GHz

^*Intel führte die Modellnummern erst nach dem Erscheinen dieser Modelle ein

Dothan

Pentium M mit Dothan-Kern

• L1-Cache: 32 + 32 KB (Daten + Instruktionen)
• L2-Cache: 2048 KB 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
• CPUID 0x6D?
• Taktraten: 1,4–2,26 GHz
• Modellnummern:
  • Standardmodelle mit FSB400 (TDP: 21 W):
    • 710: 1,40 GHz^[4]
    • 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
  • Standardmodelle 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
  • LV-Modelle mit FSB400 (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
  • ULV-Modelle mit FSB400 (TDP: 5–5,5 W):
    • 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)

Siehe auch

• Liste von Mikroprozessoren
• AMD Turion 64
• VIA/Centaur C3
• VIA/Centaur C7

Fußnoten

1. ↑ Andreas Stiller: Gam ve Gam – Intels Zukunft kommt aus Israel, c't 3-2006, S. 94ff
2. ↑ Jörg Wirtgen: Aufgefrischt – Mit neuer Technik rechnen Notebooks fast auf Desktop-Niveau (heise mobil)
3. ↑ heise online: Intel: Nummer 705 lebt vom 15. Juli 2004
4. ↑ c't-Hotline: „Undokumentierter Pentium M“ vom 18. August 2005

Weblinks

• „Dothan Review“ bei Hardware-Mag
• Artikel „Pentium M im Desktop-PC“ auf Tomshardware mit AOpen i915GMm-HFS
• Artikel „Pentium M im Desktop-PC“ auf Tomshardware mit Asus Adapter CT-479
• Artikel „Mehr Akkulaufzeit für Centrino“ auf ComputerBase
• Homepage der Software Notebook Hardware Control
• Homepage der Software Linux-PHC zum „Undervolten“ unter Linux

Mikroprozessoren von Intel | Intel-Prozessoren | Modellnummern

Non-x86-Prozessoren: 4004 | 4040 | 8008 | 8080 | 8085 | iAPX 432 | i860 | i960 | Itanium | Itanium 2

Bis 4. Generation: 8086 | 8088 | 80186 | 80188 | 80286 | i386 | i486DX | i486DX2 | DX4 | i486GX | i486SL/SL-NM | i486SX | i486SX2

Pentium-Serie:  Desktop: Pentium (MMX) | Pentium II | Pentium III | Pentium 4 | Pentium 4 XE | Pentium D | Pentium XE | Pentium Dual-Core  

Mobil: Mobile Pentium 4 | Pentium M | Pentium Dual-Core   Server: Pentium Pro

Atom-Serie:  Atom  

Celeron-Serie:  Desktop: Celeron (P6) | Celeron (NetBurst) | Celeron D | Celeron (Core) | Celeron Dual-Core   Mobil: Mobile Celeron | Celeron M

Core-Serie:  Desktop: Core 2 Duo | Core 2 Quad | Core 2 Extreme   Mobil: Core Solo | Core Duo | Core 2 Solo | Core 2 Duo | Core 2 Extreme

Nehalem-Serie:  Core i5 | Core i7

Xeon-Serie:  Server: Xeon (P6) | Xeon (NetBurst) | Xeon (Core)