Le Pentium IV, processeur Intel (2000-2006). 

Destiné à remplacer le Pentium III, le Pentium 4 est largement modifié par rapport à ses deux prédécesseurs au niveau du coprocesseur arithmétique, cache L1 qui reprend des instructions en RISC cette fois, architecture superpipeline, ...

Sorti fin 2000, le premier Pentium 4 utilise le core Willamette avec 42 millions de transistors et est basé sur l'architecture Netburst. Le socket utilisé est le PGA423 de 423 pins. Il sera remplacé courant 2001 par le 478. Ses principales caractéristiques sont:

• 144 nouvelles instructions SSE2 exploitées par DirectX 8.0, le MMX et le SSE sont également intégrés
• Taille du pipeline de 20 niveaux pour 10 pour un Pentium III (superpipeline)
• Coprocesseur mathématique modifié (2 unités en calculs de nombres entiers fonctionnent à une fréquence double de celle du microprocesseur et une unité en "Virgule flottante" pour les nombres réels).
• La mémoire cache L2 reste à 256 K mais est amélioré. La bande passante vers la mémoire passe de 14.9 GB /s pour un PIII de 1 GHz à 41.7 GB /s pour un Pentium 4 à 1.4 GHz.
• La mémoire cache de premier niveau (L1) est modifié, avec une mémoire tampon de 8 Ko pour les données (inchangé), mais surtout la partie programme qui reprend pour ce modèle les instructions directement décodées en RISC (appelé "Instruction Trace Cache"). Ceci permet de garder en réserve jusque 12.000 instructions directement accessible par le processeur.
• La fréquence de bus externe (FSB) est de 100 Mhz , 4X (quad pumped): le transfert effectif est de 400 Mhz
• La gravure est de 0,18 µ pour la première version avant de passer à 0,15 µ début 2002.

Cette première version fut décevante au niveau performances, inférieure à celles des Pentium III. Les explications viennent d'une part de l'architecture qui nécessite une vitesse élevée. C'est notamment le cas de l'instruction Trace Cache, en cas d'erreur de prédiction d'une fonction contidionnelle et son branchement. Le chipset associé, le i850, est probablement aussi responsable des piètres performances par rapport aux Athlon de l'époque. Utilisant la mémoire Rambus, le prix étaient plus élevé pour les ordinateurs qui l'utilisaient.

Sorti début 2002, le Northwood est la seconde version (P4N) avec le socket 478. Ses caractéristiques sont identiques, sauf:

• La structure pipeline passe à 21 étages
• gravure en 0,13µm
• 55 millions de transistors

Trois versions sont sorties:

• A (1,3 à 2,6 GHz): Bus externe à 100 MHz (soit FSB400).
• B (2,26 à 3,06 GHz): Bus externe à 133 MHz (soit FSB533). Seule la version à 3.06 sortie début 2003 inclut l'hyperthreading (couplé avec un chipset i845E minimum).
• C (2,4 à 3,4 Ghz) avec un bus externe à 200 Mhz (soit FSB800). Tous ces modèles intègrent l'hyperthreading.

Début novembre 2002, les processeurs peuvent fonctionner en 1,475 V, 1,5 V ou 1,525 Volts, suivant la carte mère. Les anciens modèles utilisaient du 1,525V. C'est également le cas pour les Celeron équivalents.

Les premiers Pentium IV EE (Extreme Edition) sont dérivés de cette architecture.

Avec le Prescott (février 2004) - noté E, Intel modifie l'architecture interne. Le pipeline passe à 31 niveaux.

• 125 millions de transistors, gravé en 0.09µ.
• amélioration de la prédiction de branchement
• Unités arithmétiques tournent à la vitesse double du microprocesseur.
• Cache L1 modifié, le cache de données passe à 16 KB, le cache L2 atteint lui 1024KB.
• 13 nouvelles instructions SSE3

Ces versions ont peu apporté de performances supplémentaires, dû notamment à un échauffement excessif.

Le SmithField est la version Dual-Core sortie en mai 2005. Contrairement au EE bi-core, ils n'intègrent pas l'hyperthreading.

La dernière version est le Cedar Mill, utilisant le socket 775, sortie mi-2005. Première particularité, le microprocesseur n'inclut plus de pin. Elles sont dorénavant intégrées sur le socket. La gravure passe à 0,65µ avec un abaissement de la température. Intel change également la dénomination en changeant d'architecture.

• Série 3xx : Celeron D (bus externe de 533 en Quad Pumped, soit 133 Mhz)
• Série 5xx: processeurs qui correspondent aux anciennes versions E (Prescott): cache L2 de 1 MB, fréquence entre 2,66 et 3,8 GHz
• série 6xx : fréquence de 3,0 à 3,8 GHz,  2 Mo de cache L2
• série 8xx : correspond  à la série Dual Core, cache L2 de 2 fois 1 MB, fréquences de 2,66 à 3,2 GHz
• série 9xx : série EE dual core avec 2 X 2 MB de cache L2, de 2,8 à 3,73 GHz, FSB de 800 Mhz ou 1,066 Ghz

En 2006, l'architecture Netburst est remplacée par l'Intel Core basé sur le Pentium III M utilisé dans les ordinateurs portables. Il consomme moins et permet de monter plus haut en fréquence mais sans l'hyper-threading, réintroduit avec l'I7 (mais pas dans l'I5).

Des versions spécifiques pour serveur (Xeon) sont également développée.

Les différents sockets utilisés par le Pentium IV: 423, 478, 775.

Autres modèles INTEL: 4004 - 8086 - 8088 - 286 - 386 - 486 - Pentium - P2 - Pentium MMX - Pentium Pro

Chipset associés: i850 - i845 - i915P - P4X266 de VIA

Dernière mise à jour, le 06/01/2021