Pentium M 'Dothan' 90nm
By Samuel D. - 10/05/2004
Sommaire:

 

Dothan :
Etude du core et des caches

 

Bien que majoritairement hérité de l'architecture P6 du Banias, le Dothan apporte tout de même quelques améliorations au core précédent. Outre la finesse de gravure qui passe en 90 nm, l'amélioration majeure est bien sûr son cache qui passe à 2 Mo. Avant de voir plus en détails l'architecture de cache choisie par Intel, il est intéressant de noter les deux autres points d'amélioration du core du Dothan :

 

 

Outre la taille du cache et les "bienfaits" du 90nm, les deux points d'amélioration sont donc :

  • Enhanced Data Pre-Fetch : En clair, le choix des données à stocker dans le L2 sera maintenant plus efficace et améliorera donc les succès de lecture en cache. Ainsi, outre son plus gros cache, le Dothan saura également l'utiliser mieux que le Banias ne le faisait.
  • Enhanced Register Access Manager : Bien qu'Intel ne nous ait pas fourni d'information à ce sujet, on peut penser que c'est ici le mécanisme de Register renamming qui se trouve amélioré, ce qui entraine une meilleure gestion des registres. Intel affirme que les bénéfices apportés sont encore plus grands dans le cas de lecture et/ou écriture de registres de tailles différentes.

Bref, vous l'avez vu, le Dothan est plus une évolution du Banias qu'une véritable révolution. Son core d'execution étant quasiment identique, la seule chose qui a été améliorée est la gestion du cache L2. Celui-ci sera donc plus gros et plus efficace que celui du Banias. Niveau transistors, si le Banias embarquait 77 Millions de transistors, on passe ici à 140 Millions, soit près de deux fois plus. Un petit transistor count :

 

 

Sur le Dothan, le core d'exécution passe de 20.4 Millions de transistors à 26.5 Millions, soit un gain de plus de 6 Millions de transistors. Ce gain semble un peu trop important pour être uniquement dû aux améliorations qu'Intel annonce. Ceci dit, il n'est pas aussi disproportionné que sur le Prescott. Niveau dissipation thermique, le Dothan parvient tout de même à faire mieux que le Banias. La dissipation thermique maximum passe ainsi de 24.5 Watts sur le Banias à 21 Watts sur le Dothan ! Concernant son alimentation, le Dothan fonctionne à 1.34 Volts comme le Prescott alors que le Banias nécessite 1.484 Volts. Cependant, on constate que la courbe fréquence/tension n'est pas identique sur les deux processeurs :

Comme on le sait, la technologie Enhanced SpeedStep permet au Pentium M 1.7 GHz (par exemple) de fonctionner à 1.7 GHz, mais aussi à 1.4 GHz, 1.2 GHz, 1.0 GHz, 800 MHz et 600 MHz. Plus la fréquence diminue, plus la tension nécessaire est faible. Cependant, le Dothan étant doté de deux fois plus de cache, il nécessite une tension d'alimentation minimale pour alimenter tout le cache supérieur au Banias, c'est pourquoi lorsque les deux processeurs fonctionnent à 600 MHz, le Banias consomme moins que le Dothan. Cette tendance s'inverse au dessus de 1 GHz.

  • Etude des caches

Avant de parler de la taille doublée du L2, il faut ici dire un mot sur le L1. Celui-ci est strictement identique au cache L1 du Banias. D'une taille totale de 64 Ko (32 Ko Data / 32 Ko Instruction), il est architecturé en 8-way avec des lignes de cache de 64 Octets :

 

 

Bref, un cache L1 strictement identique à celui du Banias. La différence viendra bien sur du cache L2. Pour rappel, le cache L2 du Banias inaugurait une nouvelle technique de sélection d'un quadrant (un quart) de la mémoire cache. Le Dothan la poursuit avec des quadrants de 512 Ko au lieu de 256 Ko. Niveau architecture, le cache L2 du Dothan reste en 8-way associative avec des lignes de 64 octets :

 

 

Concernant la latence des caches, nous l'avons mesuré avec CPU-Z et trouvé un petit point de différentiation. Commencons par le Banias :

 

 

Les latences du Banias sont de 3 cycles pour le L1 et 6 cycles pour le L2, soit une latence L2 totale de 9 cycles. Voyons maintenant le Dothan :

 

 

Si le cache L1 reste à 3 cycles, le cache L2 passe maintenant à 7 cycles, soit un cycle de plus que pour le Banias. Rien de bien génant vu la taille du L2

 

 

Suite ( Dothan Vs Banias : Performances )

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