Intel Mobile Pentium 4 M: Mobile und Desktop-Replacement-CPU

Es dauerte genau ein Jahr, als Intel im März 2002 sein damaliges Flagschiff Pentium 4 auch im Notebookmarkt einführte. Die ersten beiden Modelle mit einer Taktfrequenz von 1,6 und 1,7 Ghz hörten auf den Namen "Pentium 4 M" und schnell zeigte sich, dass diese Prozessoren die neuen technischen Eigenschaften der Desktop-Pendants mit ausgeklügelten Stromspartechnologien vereinten.

Die Mobilen Pentium III-M-Prozessoren waren zwar nicht langsam und zeichneten sich vor allem durch den geringen Stromverbrauch aus, doch die Konkurrenz aus dem Hause schlief nicht und zauberte mit dem Athlon XP-M einen ernsthaften Konkurrenten aus dem Ärmel. Damit man nicht wie im Desktop-Bereich große Teile des Markts an AMD abtreten muss, arbeiteten die Intel-Ingenieure intensiv an einer mobilen Version des Pentium 4.

Und das taten sie mit Erfolg. Der Anteil der Notebooks mit einem AMD Prozessor in Form des Athlon XP-M ist zwar gestiegen, doch konnte man sich gegen diese Prozessoren erfolgreich wehren und das Maß aller Dinge war weiterhin ein Intel-Prozessor. Die Athlon XP-M-Prozessoren hatten zwar ein genau so großes Leistungspotential wie ein vergleichbarer Intel Pentium 4 M, doch wurden diese in Kombination mit einem veralteten Chipsatz und einem billigen Grafikboard in Notebooks verbaut, so dass die AMD Athlon XP-Prozessoren lediglich in günstige Low-Cost-Notebooks verbaut.

Der Intel Pentium 4-M-Prozessor ist in den Taktraten 1,2 bis 2,5 Ghz erhältlich. Man sollte ihn aber nicht mit den "einfachen" mobilen Pentium-4-Prozessoren verwechseln, welche in den Taktraten von 2,4 bis 3,06 Ghz produziert worden sind. Mehr dazu im unteren Abschnitt dieses Artikels.

Technische Daten

Wenn man es einmal nicht so genau betrachtet, ist der Mobile Pentium 4 M eigentlich ein modifizierter Desktop Pentium 4 Northwood Prozessor, der mithilfe von Stromspartechnologien für den mobilen Einsatz tauglich gemacht wurde. Denn genau wie bei seinen Desktop-Brüdern steckte im Mobile Pentium 4 M der Northwood-Kern, welcher in der feinen 0,13µm-Technologie hergestellt wurde. Beim Desktop-Pentium 4 wurden die ersten Modelle noch mit einem Willamette-Kern bestückt. Dieser eignete sich aber für den mobilen Einsatz nicht, da er noch in der 0,18µm-Technologie hergestellt wurde, was in Verbindung mit den hohen Taktraten zu einem zu hohen Stromverbrauch und einer viel zu starken Wärmeentwicklung geführt hätte, die in einem Notebook nie hätte abgeführt werden können.

Ein so genanntes "Shrinking", nämlich die Verkleinerung der Transistoren beispielsweise von 0,18 auf 0,13µm, bringt immer einige Vorteile mit sich: Zum einen werden höhere Taktraten möglich, da die Verlustleistung nicht mehr so hoch ist. Im gleichen Zug entwickelt der Prozessor weniger Wärme, da er in den meisten Fällen mit einer geringeren Kernspannung (V-Core) betrieben werden kann. Beide Fälle sind für den mobilen Einsatz sehr interessant, da einerseits der geringere Stromverbrauch längere Akkulaufzeiten ermöglicht und andererseits der Prozessor keine überdimensionale Kühlung benötigt.

Der Mobile Pentium 4 M wird anstatt einer Kernspannung von 1,5 V (Desktop Pentium 4) nur noch mit 1,3 V betrieben. Dies hat den Vorteil, dass zum einen die CPU nicht so heiß wird wie sein Desktop-Pendant und somit eine aufwendige Kühlung wegfällt und zum anderen der Stromverbrauch erheblich reduziert wird. Wird der Mobile Pentium 4 M in den Stromsparmodus versetzt, so reduziert sich die Spannung nochmals um 0,1 V auf 1,2 V.

Der Mobile Pentium 4 M wird mit einem Systemtakt von 400 Mhz
betrieben und unterstützt kein Hyperthreading.

Der mit 512 KB große L2-Cache (extrem schneller und teurer Zwischenspeicher des Prozessors) ist genau so groß wie beim Desktop-Pendant und wird mit voller Taktrate betrieben. In diesem Bereich steht der Mobile Pentium 4 M seinem Desktop-Pendant in Nichts nach, so dass man behaupten könnte, dass auch die Leistungsfähigkeit beider Prozessoren identisch seien. Doch das stimmt nicht ganz: der Mobile Pentium 4 M wird generell mit 400 Mhz Systemtakt (4*100 Mhz FSB = 400 Mhz) betrieben. Dies trifft im Desktop-Bereich nicht auf jedes Modell zu, da Intel mittlerweile Chipsätze und Prozessoren auf dem Markt gebracht hat, die einen Systemtakt von 533 und 800 Mhz unterstützen (mehr dazu unter Prozessortabelle Desktop). Hier setzen sich die Desktop-Pendants deutlich von den 400 Mhz-Modellen ab.

Alle Mobile Pentium 4 M Prozessoren laut Intel-Homepage
SL6WY	2.50 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6P2	2.50 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6K5	2.40 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6LS	2.40 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6VC	2.40 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6LR	2.20 GHz	BOX	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6J5	2.20 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6VB	2.20 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6DF	2.00 GHZ	BOX	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6FK	2.00 GHZ	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6CL	2.00 GHZ	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6V9	2.00 GHZ	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6FJ	1.90 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6V8	1.90 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6DE	1.90 GHz	BOX	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6CK	1.90 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6CJ	1.80 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6FH	1.80 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL69D	1.80 GHz	BOX	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL65Q	1.80 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6V7	1.80 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL5ZZ	1.70 GHz	BOX	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6N9	1.70 GHz	OEM	400 MHz	479 pin H-PBGA FC-BGA2
SL6N5	1.70 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL5Z7	1.70 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6FG	1.70 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL5YU	1.60 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6FF	1.60 GHz	OEM	400 MHz	603 pin PPGA FC-PGA2
SL6CG	1.60 GHz	OEM	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL5ZY	1.60 GHz	BOX	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6CF	1.50 GHz	OEM	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL5YT	1.50 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL5ZX	1.50 GHz	BOX	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL5ZW	1.40 GHz	BOX	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL5ZH	1.40 GHz	BOTH	400 MHz	478 pin PPGA FC-PGA2
SL6NB	1.20 GHz	OEM	400 MHz	> 479 pin H-PBGA FC-BGA2

Der Systemtakt ist aber auch der einzige Unterschied zwischen dem Mobile Pentium 4 und einigen Desktop-Pentium 4 Prozessoren. Ansonsten verfügt der Mobile Pentium 4 M über die gleichen technischen Features, so beispielsweise die Befehlserweiterung SSE2. SSE2 ist neben MMX, MMX+ und SSE nun mittlerweile die vierte Befehlsoptimierung aus dem Hause Intel. SSE2 besteht aus 144 neuen Befehlen, mit deren Hilfe die CPU bestimmte Programmroutinen schneller verarbeitet kann, sobald die Software diese Technologien unterstützt. Vor allem bei rechenintensiven Anwendungen wie Videobearbeitung, MP3-Dekodierung und DVD-Kompression machen sich diese Befehlserweiterungen positiv bemerkbar, da die CPU einfach effektiver arbeitet.

Der Mobile Pentium 4 M unterstützt kein Hyperthreading, was ebenfalls von seinem Desktop-Pendant her bekannt ist. Hyperthreading spielt dem System vor, dass zwei Pentium 4 Prozessoren als Duallösung im System werkeln, obwohl nur ein Prozessor eingebaut ist. Dieser Umstand kann in einigen Fällen die Leistungsfähigkeit enorm steigern, vor allem wenn man mehrere Programme gleichzeitig laufen lässt.

Stromspartechnologien: Enhanced SpeedStep und Deeper Sleep

Stomspartechnologien sind bei Notebook-Prozessoren sehr wichtig, da sie die Akkulaufzeit des Notebooks erheblich verlängern können. Nicht immer benötigt ein Anwender das volle Leistungspotential des Prozessors, beispielsweise wenn der Anwender eine Word-Dokument schreibt oder im Internet surft. In diesen Bereichen sind die Leistungsansprüche an das System sehr gering und genau hier greifen die verschiedenen Stromspartechnologien ein. In regelmäßigen Abständen wird überprüft, ob die jeweilige Anwendung die volle Prozessorpower benötigt und wenn nicht, wird der Prozessortakt und die Spannung dynamisch im laufenden Betrieb gesenkt. So wird der Stromverbrauch gesenkt, ohne das der Anwender etwas davon mitbekommt. Die unterschiedlichen Chiphersteller habe verschiedene Möglichkeiten bzw. Technologien entwickelt, um den Stromverbrauch auf dem oben genannten Grundprinzip zu verringern.

Der Intel Mobile Pentium 4 M wird im
Micro-FCPGA-Design hergestellt.

Intels SpeedStep-Technologie feierte ihre Premiere am 18. Januar 2000 im Mobile Pentium III 600. Im Gegensatz zu modernen Stromsparmechanismen war die SpeedStep-Technologie sehr starr, denn es gab nur zwei Modi, nämlich normaler Betrieb bei vollem Prozessortakt und den Energiesparmodus, bei dem der Prozessortakt reduziert wurde. Sobald das Notebook im Akkubetrieb war, schaltete das System automatisch in den Energiesparmodus. Reichte die Performance nicht mehr, konnte der Benutzer den Prozessor auch mit voller Taktfrequenz laufen lassen.

Unterscheidet sich kaum vom seinem mobilen Pendant:
Der Desktop-Pentium 4 im FCPGA-Design besitzt einen
Heat-Spreader.

Mit dem modifizierten Enhanced SpeedStep des Pentium III M und Pentium 4 M wurde dieser Handgriff jetzt auch automatisch erledigt. Die  Enhanced SpeedStep-Technologie erkennt automatisch die Bedürfnisse des Systems und schaltet dynamisch den Takt rauf bzw. runter. Es gab drei verschiedene Betriebsmodi. Bei der maximalen Performance läuft der Mobile Pentium 4 mit voller Taktfrequenz und der normalen Core-Spannung von 1,30 V. Merkt das System nun, dass nicht die volle Prozessorleistung benötigt wird, so wird die Taktfrequenz bei allen Mobile Pentium 4 Modellen auf 1200 Mhz und die Kernspannung auf 1,2 V reduziert.

Während beim Pentium-4 der Deep-Sleep-Status der Prozessor-Modus mit dem niedrigsten Energieverbrauch ist, verfügt der Pentium-4-M über einen weiteren Sleep-Mode der noch weniger Energie benötigt, den Deeper-Sleep-Modus. In diesem Modus wird die CPU nur noch mit einer Spannung von 1.0V betrieben, der Prozessortakt liegt wie beim Deep-Sleep-Mode nicht mehr an. Der Wechsel vom Deep- zum Deeper-Sleep-Mode erfolgt innerhalb einiger Hundert Mikrosekunden. Die CPU kann daher auch sehr kurzen Zeiten der Inaktivität zum Beispiel zwischen zwei Tastaturanschlägen in diesen Modus wechseln und Strom sparen.

Mobile Pentium 4-M ist nicht gleich Mobile Pentium 4

Der Fehler liegt ja bekanntlich im Detail und man sollte beim Aufrüsten einer mobilen P4-CPU bzw. beim Erwerb eines Notebooks mit einer solchen CPU genau auf die Produktbezeichnung achten. Die mit dem Kennzeichen "M" erweiterten Pentium 4-M-Prozessoren sind zwar nur in den Taktraten von 1,2 bis 2,6 Ghz erhältlich, sind dafür aber sehr stromsparend. Dieses sind man sehr deutlich an der unten aufgeführten Tabelle, wo die Verlustleistung in Watt fast doppelt so hoch ist wie bei den Mobile Pentium 4 CPUs.

Mit einer neuen Typenvariante von Pentium-4-Prozessoren zielt Intel auf das Marktsegment der leistungsstarken Desktop-Ersatz"-Notebooks. Den Mobile Pentium 4 gibt es ausschließlich mit FSB533-Anbindung und Taktfrequenzen zwischen 2,40 und 3,06 GHz. Im Unterschied zu den gewöhnlichen Pentium-4Versionen für Desktop-PCs unterstützt keiner der Prozessoren Hyper-Threading. Der neue Mobile Pentium 4 ist für die preiswerten Notebooks gedacht, in denen zurzeit gewöhnliche Desktop-Prozessoren zum Einsatz kommen. Diese sind zwar teurer als Ihr Desktop-Pendants, unterstützen aber Enhanced Speed Step und andere Tricks zur Minderung der elektrischen Leistungsaufnahme.

Prozessorüberblick

Technische Übersicht

 

• Erschienen am 04. März 2002
• Prozessorkern: Northwood
• Technologie: 0,13
• Transistoren: ???
• Taktraten: 1,2 bis 2,5 Ghz
• Systemtakt: 400 Mhz (4*100 Mhz FSB)
• Spannung: 1,3 (Normalbetrieb) und 1,2 V

  (Stromsparmodus)

• MMX, MMX+, SSE und SSE2
• Hyper-Pipeline-Technologie, Advanced Dynamic

  Execution

 

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