Intel Pentium 4 Extreme Edition

Northwood的終極版本

英特爾於今年秋季英特爾科技論壇（Intel Developer Forum）發表與現有Pentium 4 Northwood相容、具備多達2MB第三階快取記憶體的Pentium 4「終極版」（Extreme Edition），因為事前並無任何跡象，所以英特爾此時推出此產品的動機，也格外的令人感到好奇。一般外界俱信，由於新一代90nm製程、具備大量架構性改良的Prescott並無法如期在明年第一季前大量供貨，所以必須提升現有Northwood核心產品的競爭力，以因應AMD Athlon 64 FX的挑戰。

目前英特爾並無正式的產品縮寫，所以出現了「P4EE」或「P4XE」等不同的簡稱。不過，由於英特爾網站上的網頁連結名稱為「P4HTXE」，但是Hyper-Threading已經是現有Pentium 4的標準功能，所以為求簡潔，我們使用「P4XE」做為本篇報導中所使用的產品縮寫。2MB的第三階快取記憶體

P4XE和現有Northwood核心的Pentium 4，除了增加了2MB的第三階快取記憶體外，其餘並無二致，時脈同為目前最高的3.2GHz。由於整合第三階快取記憶體之故，P4XE的電晶體數量多達1億7千8百萬，晶片面積則為237平方公釐，較原先Northwood的5500萬電晶體及131平方公釐高出甚多，當然，除了反映在生產成本以及實際的售價上，也會造成耗電量和熱量的增加。

值得注意的是，雖然同為2MB第三階快取記憶體和Northwood核心，但是Xeon MP所使用的Gallatin核心僅有1億6千9百萬電晶體，很明顯的和P4XE不同。P4XE之所以多出900萬的電晶體數目，主要是因應更高的處理器及系統匯流排時脈，電路設計上需要更多的緩衝器（buffer）所致。所以，P4XE並非將Xeon MP核心修改封裝後的產物。

根據英特爾所公布的資料，P4XE的設計耗電功率高達92.1W，較同時脈的Pentium 4多出10W以上。另外，最高運作電壓1.550V、最大電流量71.5A，所以也代表會有將近111W的理論最高耗電量。另外一個潛在的疑慮是，目前Pentium 4主機板的FMB（Flexible Motherboard）規格定義70A穩定電流，但是P4XE卻有著71.5A的最大值，雖然理論上根據VRD（Voltage Regulator Down）10.0或著Prescott FMB 1.0規範設計的主機板可以正常使用，但是這對主機板供電系統的穩定度也是一個考驗。P4XE最高工作溫度限制僅有64度，是130nm製程Pentium 4系列中最低者，意味著較差的高熱承受能力，多少也可以看出龐大電晶體數目和高時脈所造成的諸多問題，這也是隨著摩爾定律的持續不斷，所有處理器廠商所必須面對的現實。

P4XE外觀上最大的特色，在於背面的排狀電容數目從12個增加至30個，和英特爾將於11月24日開始出貨的新版封裝（Alternate Equivalent Package）類似，未來P4XE亦有可能採用相同的封裝。另外，為了對應P4XE，英特爾在11月公布了新的VRD 10.0附錄，列出的最高電流為91A，標準設計電流則是列到80A，意味著英特爾似乎並不將P4XE視為過渡產品，未來將有可能持續推出新版本的P4XE。效能測試

我們使用被業界廣泛使用的SPEC CPU 2000做為測試工具，使用的編譯器為Intel C/C++ Compiler及Intel Fortran Compiler 7.1版，最佳化參數調整以英特爾公司於5月6日在SPEC官方網站公布的資料為準。拜2MB第三階快取記憶體之賜，相較於同為3.2GHz時脈的Pentium 4，P4XE無論整數及浮點運算，均有著驚人的效能成長，漲幅分別高達21%和27%，亦明顯勝過擁有1MB第三階快取記憶體的Xeon 3.06GHz。因為SPEC CPU的測試項目很多是科學或工程計算程式，也有著較大型的資料結構和較高的資料區域性（Locality），加大快取記憶體對於提升效能就有著立竿見影的效果。

雖然英特爾宣稱P4XE的主要訴求在於多媒體以及遊戲上的應用，但是在一般性的測試程式中，卻看不到如SPEC CPU 2000的效能成長幅度，和宣傳資料有著相當程度的出入。事實上，雖然基於記憶體存取性能很久以來就一直是處理器效能的瓶頸，為了降低記憶體系統的影響，快取記憶體的大型化變成一個不得不為的趨勢，但這也並非代表加大快取記憶體就是提升效能最有效率的途徑，更並非適用於全部的應用程式。

P4XE在測試過程中，很明顯的，發熱量超過現有的Pentium 4不少，甚至執行SPEC CPU 2000中部分浮點運算測試項目時，偶爾出現程式執行錯誤甚至系統當機的狀況。據英特爾人員表示，因這是因工程測試版本設計尚未成熟之故，11月3日正式發表後的量產版本將不會有此類的問題。不過，雖然英特爾宣稱P4XE除了可以沿用現有的Pentium 4主機板升級外，也無須額外的散熱系統，但是我們還是建議在未來的P4XE，可以考慮改用秋季IDF所發表的新款處理器散熱風扇，畢竟P4XE有著3.2GHz的高時脈以及超過現有Pentium 4三倍的電晶體數量。P4XE尷尬的市場定位

據了解，有別於英特爾過去的做法：新增指令集的新款處理器就會新創品牌名稱，Prescott成為第一個例外，將不會另外命名為Pentium 5，而是延續現有的Pentium 4，僅在產品編號的時脈數字後方新增一個E，以玆區別130nm製程的Northwood核心產品線。不過，由於大型化第三階快取記憶體的「加持」，很可能擁有大量架構改進的Prescott，在整體效能上反倒會不如P4XE。如果此事成真，而且英特爾將P4XE定位成較Prescott為高的高階產品，就會同時讓Prescott和P4XE有著尷尬的市場定位，為此，英特爾在未來亦有可能推出Prescott核心的P4XE取而代之。也許，如果沒有P4XE的出現，Prescott就會真如外界所普遍預期的命名為Pentium 5了。

在未來，現有的Pentium4和P4XE將會推出3.4GHz時脈的版本，換言之，除了3.2GHz/3.4GHz的桌上型處理器將同時有三種不同的產品線外，明年配合Prescott核心的Pentium 4和Celeron，屆時市場上將會同時出現大約40餘種的英特爾桌上型處理器產品。眾多的操作電壓數目（VID）以及不同的供電需求，也都會造成主機板設計上的困難。

最重要的，P4XE亦有其市場行銷上的瓶頸，也就是過於高昂的價格，目前千顆出貨量平均單顆售價高達925美金，甚至高過部分的Xeon處理器，這絕非一般使用者所能負擔。2MB的第三階快取記憶體是否真的物有所值，這就需要使用者依據自己的需求來判斷了。文⊙劉人豪