Empire Strike Back!

Intel Pentium III ( Katmai )
Intel ตอบโต้ AMD กลับ ด้วยการชิงเปิดตัว Pentium III ออกมาก่อนหน้า AMD K6-III โดยได้เปลี่ยนแปลงกำหนดการ ให้ออกเร็วขึ้น และ ได้สร้างความผิดหวังพอสมควรกับ การเร่งออกจนเกินไปในครั้งนี้ เพราะอะไร? ก่อนหน้านี้ Intel ได้ประกาศว่า Pentium III นั้น จะใช้เทคโนโลยีขนาด 0.18 Micron ใช้ไฟเลี้ยง 1.8 Volt และ มี Cache ระดับ 1 ขนาด 64 K ด้วย แต่เมื่อถึงเวลาจริงๆ นั้นปรากฏว่า ยังคงเป็น เทคโนโลยีขนาด 0.25 Micron ใช้ไฟเลี้ยง 2.0 Volt และ ยังคงมี Cache ระดับ 1 เพียง 32 K เช่นเดียวกับ Pentium II เลย จากข้อมูลหลายๆแหล่ง กล่าวว่า Pentium III นั้นใช้ สถาปัตยกรรมแกนหลัก ( Core ) เดียวกันกับ Pentium II นั่นก็คือใช้ Deschute Core เช่นเดิม เพียงแต่ได้เพิ่มเติมประสิทธิภาพอย่างอื่นเข้าไปแทน อาทิ SSE และ Processor Serial Number ( เรียก Core ใหม่นี้ว่า Katmai Core ) ซึ่ง หากตัดความสามารถทั้ง 2 อย่างนี้ออกแล้วละก็ .. Pentium III ก็ไม่ต่างจาก Pentium II เลยทีเดียว ปัญหาหนึ่งที่น่าจะเกิดขึ้นกับ Pentium III หนักกว่า Pentium II นั้นก็คือเรื่องปัญหาด้านความร้อน เนื่องจาก Pentium III นั้น มีจำนวนทรานซิสเตอร์อัดแน่นอยู่ภายใน CPU กว่า 9.5 ล้านตัว ซึ่งมากกว่า Pentium II ถึง 2 ล้านตัว และ อัดกันอยู่บนแผ่นเวเฟอร์ ขนาด 0.25 Micron ผลก็คือ ความร้อนที่เกิดขึ้นกับตัว CPU นั้น สูงกว่า Pentium II แน่นอน สรุปสถาปัตยกรรมโดยคร่าวๆของ Pentium III
ใช้เทคโนโลยีการผลิต ขนาด 0.25 Micron
Katmai Core นั้น พัฒนาขึ้นมาจาก Deschute Core โดยการเพิ่มชุดคำสั่ง SSE
Interface ที่ใช้ต่อเข้ากับ Mainboard เป็น Slot-1
Cache ระดับ 1 ขนาด 32 K แบ่งเป็น Cache ข้อมูล 16 K และ Cache คำสั่ง 16 K โดยมีการเข้าถึงได้ 4 ทาง ( 4-Way Associative )
Cache ระดับ 2 อยู่บน PCB เดียวกันกับ CPU ใน SECC2 เดียวกัน โดยมีขนาด 512 K และทำงานที่ความเร็วเพียงครึ่งหนึ่งของความเร็ว CPU
ใช้ไฟเลี้ยง CPU Core 2.0 Volt
ชุดคำสั่ง พิเศษสำหรับช่วยจัดการงานด้าน Multimedia, Internet และ Graphics 3D อีก 70 คำสั่ง ( SSE )
Processor Serial Number ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของ CPU Pentium III แต่ละตัว
ใช้ FSB 100 MHz และ ยังคงมีการล็อคค่าตัวคูณสัญญาณนาฬิกา ( Multiplier Lock ) อย่างไรก็ตาม Intel มีแผนการจะวางตลาด Pentium III ตัวใหม่ที่ใช้ Core ใหม่ ที่มี CodeName ว่า Coppermine ในราวปลายๆปี 1999 นี้ โดยคาดว่า Coppermine นี้ จะใช้ FSB ที่ 133 MHz รวมถึงใช้เทคโนโลยีแบบ 0.18 Micron และเริ่ม ต้นที่ความเร็ว 600 MHz Intel Pentium III Xeon
เหมือนกับเป็นผลรวมของ Pentium II Xeon บวกกับความสามารถใหม่ของ Pentium III คือ SSE และ Processor Serial Number ดังนั้นโดยสถาปัตยกรรมหลักแล้ว ก็ยังคงพื้นฐานเดิมของ Pentium II Xeon เช่นเดิม เพราะฉะนั้น ความสามารถใหม่ๆ ที่เด่นๆ ก็มีเพียง
Internet Streaming SIMD Extension ที่ช่วยให้สามารถแสดงข้อมูลที่เต็มไปด้วยสื่อต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว และเสริมให้แอพพลิเคชั่นประเภท Streaming Media และ Application ที่ต้องใช้พื้นที่ในหน่วยความจำสูงๆ สามารถทำงานได้ดียิ่งขึ้น
สามารถ ทำงานร่วมกันกับแพลตฟอร์มของเวิร์กสเตชั่น และเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ Pentium II โปรเซสเซอร์ ได้
เข้ากันได้กับระบบปฏิบัติการต่างๆ ทั้งบนไมโครซอฟต์ Windows NT หรือระบบ UNIX ได้
มีให้เลือกขนาดของ Cache ระดับ 2 ได้หลายแบบ กล่าวคือ รุ่น 500 MHz นั้นมี ขนาดของ Cache ระดับ 2 ให้เลือกถึง 3 รุ่น คือ 512 KB, 1 MB หรือ 2 MB และแบบความจุ 512 KB สำหรับรุ่น 550 MHz
ยังคงความสามารถต่างๆ ที่มีใน Pentium II Xeon เดิม เช่น ECC, SMB และ FRC ซึ่งจำเป็นอย่างมากสำหรับ WorkStation หรือ Server
คุณสมบัติ Processor Serial Number และก็เช่นกันกับ Pentium II Xeon นั่นก็คือ CPU ตัวนี้ เหมาะกับการใช้เป็น Server และ / หรือ WorkStation เท่านั้น ไม่เหมาะกับ Home User ทั่วๆไป แน่นอนครับ ทั้งด้วยประสิทธิภาพที่เกินความจำเป็น และ ราคาที่สูงเกินอาจเอื้อม AMD K6-III 3DNow! ( SharpTooth )
AMD หมายจะตอกย้ำความเจ็บช้ำให้กับ Intel ซึ่งได้เคยสร้างไว้แล้ว เมื่อคราว K6-2 ดังนั้น มาคราวนี้ AMD ได้รับประสปการณ์เรื่องความเร็ว Cache ระดับ 2 มาจาก Celeron ก็เลยตัดสินใจ รวม Cache ระดับ 2 เข้าไปใน CPU ด้วย โดยเพิ่มให้มีขนาดเป็น 2 เท่าของ Celeron คือ มีขนาดถึง 256 K และ ทำงานด้วย ความเร็วเท่าๆ กับ CPU เลยทีเดียว และ ยังคงใช้กับ Mainboard Socket 7 ที่มี Cache บน Mainboard อีกด้วย ก็เลยทำให้มันมอง Cache บน Mainboard นั้น เป็น Cache ระดับ 3 ไปโดยปริยาย CPU ตัวใหม่นี้ เดิมที AMD จะให้ชื่อ K6-3 และ มี Code Name ว่า SharpTooth แต่ต่อมา ภายหลังจากที่ทาง Intel ประกาศตัว Pentium III และ ทาง AMD เองก็หมายจะให้ CPU ตัวใหม่นี้ของตนเป็นคู่แข่งกับ Pentium III ก็เลยเปลี่ยนชื่อ K6-3 นี้เล็กน้อย มาเป็น K6-III แทน
ด้านสถาปัตยกรรมแบบ SuperScalar
มีหน่วยประมวลผลที่สามารถทำงานได้พร้อมๆ กันถึง 10 หน่วย
Branch Prediction 2 ระดับ
Speculative Execution
Out-Of-Order Execution แบบเต็มรูปแบบ
Register Renaming และ Data Forwarding
ทำงานด้วยชุดคำสั่ง RISC86 ได้ถึง 6 ชุดคำสั่ง ต่อ 1 สัญญาณนาฬิกา
สถาปัตยกรรมแบบ Tri-Level Cache ( Cache 3 ระดับ )
Cache ภายใน มีขนาดโดยรวมมากถึง 320 KB
Cache ระดับ 1 ขนาด 64 KB แบ่งเป็น Cache ข้อมูล 32 KB ( เป็น Write-Back Dual-Port ) และ Cache ชุดคำสั่งอีก 32 KB
มีการเข้าถึง Cache ระดับ 1 ได้ 2 ทางพร้อมๆกัน ( 2 Way -Associative )
Cache ระดับ 2 ฝังอยู่ใน Silicon ชิ้นเดียวกับ CPU ขนาด 256 KB ( Write-Back )
มีการเข้าถึง Cache ระดับ 2 ได้ 4 ทางพร้อมๆกัน ( 4 Way -Associative )
มอง Cache บน Mainboard เป็น Cache ภายนอก ( Cache ระดับ 3 )
ใช้เทคโนโลยี 3DNow! ( 21 ชุดคำสั่ง SIMD FPU )
Package เป็น Ceramic Pin Grid Array ( CPGA ) ซึ่งมี 321 ขา เพื่อใช้กับ Interface แบบ Socket 7 ( Super 7 )
มีทรานซิสเตอร์ 21.3 ล้านทรานซิสเตอร์ บน Die Size ขนาด 118 ตารางมิลลิเมตร และใช้เทคโนโลยีขนาด 0.25 Micron 5 Layer-Metal Silicon ด้วยประสิทธิภาพที่ดีพอๆ กันในการใช้งานทั่วๆไป และ มีข้อเด่นข้อด้อย ต่างกัน ซึ่งเมื่อจะมองๆ ไป ก็น่าจะชดเชยส่วนด้อยกันไปได้ และ ราคานั้น AMD ก็ยังคงถูกกว่า Pentium III ณ ระดับความเร็วเท่าๆ กัน ... งานนี้ก็เลยดูเหมือนว่า K6-III จะย้ำแค้นได้สำเร็จ ... แต่ ในความเป็นจริง กลับไม่เป็นเช่นนั้น เพราะเมื่อ Intel ประกาศ เปิดตัว Pentium III ก็ได้เปิดตัว SSE และ สร้างภาพลักษณ์ให้กับ Internet SSE อย่างมาก เพื่อให้ ผู้ใช้ฝังใจว่า หากจะเล่น Internet ให้เร็วๆ แล้ว ก็ต้องใช้ Pentium III ซึ่งเรื่องนี้ ทาง Intel ทุ่มทุนในการโปรโมทเป็นอย่างมาก อีกทั้ง Intel ได้ทำการหั่นราคา CPU Pentium III ของตน ลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ผลลัพธ์ ก็เหมือนกับว่า ทาง Intel นั้น เป็นจักรพรรดิ ที่กลับมาทวงบัลลังก์คืน ด้วยขุมกำลังอันมหาศาลเลยทีเดียว ... แล้ว Intel จะทวงบัลลังก์คืนได้ไหม? หรือว่า เป็นแค่เพียงการดิ้นรนเฮือกสุดท้าย หรือ AMD มีการเตรียมการโต้ตอบอย่างไร ? กาลเวลาจะเป็นผู้ให้คำตอบนี้ได้อย่างดีที่สุด ตารางสรุปเปรียบเทียบ Spec ต่าง
Processor Features
Performance Benefits
AMD-K6®-III with 3DNow!™ technology
Pentium®III
Process Technology (micron)

0.25
0.25
Die size (mm2)
Smaller die size=lower cost
118
140
Clock speed (MHz)
Faster clock speed generally means faster processing and apps launching
400450
450500 550
Total System cache (max)
Larger cache typically improves overall performance
2368 KB
544 KB
*Internal cache
Built-in feature that helps the CPU access data and instructions even faster
320 KB
32 KB
L2 cache support
Augments L1 cache, making data and instruction access even faster
256 KB (full speed)
512 KB (half speed)
L3 cache support
Provides additional system cache improving overall performance
Yes(up to 2 MB)
No
Processor bus (max bus speed)
Moves data between CPU and main memory
100MHz
100MHz
MMX™ Technology
Improves quality and performance of integer-based multimedia applications
Yes
Yes
Advanced Floating Point Multimedia Technology
Enables superior visual and multmedia experience
Yes3DNow! technology
YesStreaming SIMD Extensions
Accelerated Graphics Port Support
Speeds up 3D graphics
Yes
Yes
X86 compatibility
Standard industry architecture, essential for running standard PC applications
Yes
Yes
รายละเอียดเพิ่มเติม
SSE : Streaming SIMD Extension เป็นชุดคำสั่งแบบ SIMD ที่ทาง Intel เพิ่มเข้าไปใน CPU ของตน ซึ่งก็เหมือนกับ MMX และ 3DNow! ( ของ AMD ) เพียงแต่ MMX นั้น เป็น SIMD สำหรับการประมวลผลเลขจำนวนเต็ม แต่ SSE นั้น เน้นด้าน ทศนิยมเป็นหลัก และ ยังใช้งานได้กว้างขวางกว่า 3DNow! ของ AMD อีก เพราะไม่ได้จำกัดแค่ Application ด้าน 3D เท่านั้น SSE นั้น เป็นชุดคำสั่ง 70 คำสั่ง ที่มีคำสั่งในการประมวลผลเชิงทศนิยม อยู่ 50 คำสั่ง ... เป็น ชุดคำสั่ง MMX ใหม่ ซึ่ง Compat กับ MMX เดิม 57 คำสั่ง อีก 12 คำสั่ง และ เป็นชุดคำสั่งที่จัดการเกี่ยวกับ Cache อีก 8 คำสั่ง อ่านเพิ่มเติมได้ ที่บทความเรื่อง FPU Power : ประสิทธิภาพในการประมวลผลเชิงทศนิยม ครับ
PSN : Processor Serial Number เป็น Feature ใหม่ ที่ทาง Intel เพิ่มเติมเข้าไปให้กับ CPU Pentium III ของตน โดยแต่เดิมนั้น ใช้ข้อมูลขนาด 32 Bit เท่านั้น ในระบุชนิด ของ CPU แต่ใน Pentium III นั้น จะมี chip PROM ( Programable ROM ) ขนาด 96 Bit ฝังอยู่ใน Pentium III เลย โดยจะมีการจัดเก็บรหัสข้อมูลของ CPU แต่ละตัวที่ไม่ซ้ำกันเลย ( เป็น Uniqe Number ) ขนาด 64 Bit และจะทำงานโดยการเรียกผ่านชุดคำสั่ง CPU_ID เพื่อให้ใช้งาน PSN ได้ PSN นั้น ทาง Intel อ้างว่า มีไว้ เพื่อให้ผู้ดูแลระบบขององค์การ สามารถใช้ PSN ในการติดตามข้อมูลเกี่ยวกับ เครื่อง Computer ที่ต่ออยู่กับ Network ทั้งในด้าน ตำแหน่งที่ตั้งของเครื่อง, Configuration, Application ที่ใช้งานต่างๆ และ อื่นๆ ได้ อีกเหตุผลหนึ่งก็คือ เรื่องของ Internet Security ซึ่ง Intel มองถึงเรื่องของ E-Commerce โดย PSN นั้นจะช่วยป้องกันการ Access เข้าไปใช้งาน จากผู้ที่ไม่มีสิทธิ โดยผู้ใช้สามารถลงทะเบียน PSN ของเครื่องที่ใช้ติดต่อกับเว็ปไซท์ที่ใช้บริการ E-Commerce นั้นๆ แล้ว เมื่อมีการ Access เข้าไปเพื่อจะติดต่อธุรกิจ ก็อาจมีการให้ใส่ login และ password จากนั้น ระบบก็จะส่ง PSN ไปให้กับผู้ให้บริการด้วย เพื่อเป็นการยืนยันอีกทางหนึ่ง
Tri-Level Cache สำหรับ AMD K6-III นั้น ได้มีการนำเอา Cache ระดับ 2 เข้ามาไว้ในตัว CPU เลย เป็น Cache ภายในที่ทำงานด้วยความเร็ว เท่ากับ ความเร็วของ CPU และมอง Cache ภายนอกที่อยู่บน Mainboard ซึ่งทำงานด้วยความเร็วเท่าๆกับ System Bus เป็น Cache ระดับ 3 ซึ่ง ผลที่ได้นั้นก็จะช่วยลดการเกิด Cache Miss ลง และ ยังทำให้ CPU ดึงข้อมูลที่ต้องการใช้งานได้ง่ายขึ้นอีกด้วย ประสิทธิภาพโดยรวมก็ดีขึ้น และ กับงานที่มีการเรียกใช้งาน Cache มากๆ เช่นพวก Presentation หรือ Office Application ต่างๆ ก็จะยิ่งเห็นผลของ Tri-Level Cache ได้มากขึ้น