Pentium 4

Pentium 4

生産時期	2000年から2008年まで
生産者	インテル
CPU周波数	1.3 GHz から 3.8 GHz
FSB周波数	400 MHz から 1066 MHz
プロセスルール	180nm から 65nm
命令セット	x86, x64
マイクロアーキテクチャ	NetBurst
コア数	1
ソケット	Socket 423 Socket 478 LGA 775
コードネーム	Willamette Northwood Prescott Cedar Mill

Pentium 4（ペンティアム・フォー）は、2000年11月20日にインテルによって発表・販売された、NetBurstマイクロアーキテクチャに基づくx86アーキテクチャのマイクロプロセッサ(CPU)である。

各世代の概要

以下の下層節では開発コードネームを見出しに用いる。

Willamette（ウィラメット）

2000年11月20日にリリースされた第一世代のPentium 4。180nmプロセスルールで製造され、256KBのL2キャッシュを持つ。 当初はサポートするチップセットが高価なRDRAMをサポートするIntel 850チップセットのみで、Pentium 4に128MB分（64MBが2枚）のRIMM（RDRAMモジュール）を価格据え置きで同梱するなどの様々な販促活動を行ったが、あまり普及しなかった。このため、インテルはPC-133 SDRAMをサポートするIntel 845チップセットを発売した。後にIntel 845を改良してDDR SDRAMをサポートしたi845 B-Step、通称Intel 845Dが投入された。なお、Intel 865系以降のチップセットはWillametteに対応していない。開発コードネームの原典はウィラメット川である。

発売当初はSocket 423を採用していたが、後にSocket 478を採用し、これが主流となる。

ソケット423版

Pentium 4 1.50GHz (Socket423)

最大動作周波数（供給クロックx内部逓倍数）	コア数	FSB周波数	2次キャッシュ容量	TDP （ステップ＝プロセス・ルール改訂番号）
2.00GHz (100MHz x20)	1	400MHz	256KB	71.8W
1.90GHz (100MHz x19)	1	400MHz	256KB	69.2W
1.80GHz (100MHz x18)	1	400MHz	256KB	66.7W
1.70GHz (100MHz x17)	1	400MHz	256KB	64W
1.60GHz (100MHz x16)	1	400MHz	256KB	61W
1.50GHz (100MHz x15)	1	400MHz	256KB	54.7W(B2/C1) 57.8W(D0)
1.40GHz (100MHz x14)	1	400MHz	256KB	51.8W(B2) 54.7W(C1)
1.30GHz (100MHz x13)	1	400MHz	256KB	48.9W(B2) 51.6W(C1)

ソケット478版

Pentium 4 1.80GHz (Socket478)

ソケット423版に比してインテグレーテッド ヒート スプレッダ(IHS)が大型化され、インターポーザ（サブストレート）のほぼ全面を覆うようになり、以後LGA775版（コアを問わず）を含めこの形状が主流となる。

最大動作周波数（供給クロックx内部逓倍数）	コア数	FSB周波数	2次キャッシュ容量	TDP （ステップ＝プロセス・ルール改訂番号）
2.00GHz (100MHz x20)	1	400MHz	256KB	75.3W
1.90GHz (100MHz x19)	1	400MHz	256KB	72.8W
1.80GHz (100MHz x18)	1	400MHz	256KB	66.1W
1.70GHz (100MHz x17)	1	400MHz	256KB	63.5W(C1/D0/E0) 67.7W(SL62Z)
1.60GHz (100MHz x16)	1	400MHz	256KB	57.9W(C1) 60.8W(D0/E0)
1.50GHz (100MHz x15)	1	400MHz	256KB	57.9W(C1/D0/E0) 62.9W(DP)
1.40GHz (100MHz x14)	1	400MHz	256KB	55.3W

Northwood（ノースウッド）

2002年1月8日にリリースされた第二世代のPentium 4。Willametteのルビーをそのまま130nmプロセスルールで製造した製品。製造プロセスの微細化による消費電力低減とL2キャッシュの倍増（256KBから512KB）による多少の性能向上を実現している。最大動作周波数は2004年2月に3.4GHzを達成した。 発熱量と処理能力のバランスが良く次世代Prescott登場後も根強い人気があったが、2005年3月をもって製造終了。Northwoodでは前世代Willametteからパッケージの変更を受けることなく、全てがソケット478版となる。 2002年11月にはXeonプロセッサに引き続きハイパースレッディング・テクノロジー（HT:Hyper-Threading Technology、同時マルチスレッディング）が利用可能なPentium 4がリリースされた。このHTに対応したチップセットとしてIntel 865/875シリーズが開発された

ソケット478版（のみ）

Pentium 4 1.8AGHz (Socket478)

インテグレーテッド ヒート スプレッダを分離したPentium 4 2.4GHz (FSB 533MHz Socket478)
大きさ比較用の硬貨はユーロ 2c: 18.75 mm, 0.74 in

最大動作周波数（供給クロックx内部逓倍数）	コア数	FSB周波数	2次キャッシュ容量	HT対応	TDP （ステップ＝プロセス・ルール改訂番号）
3.40GHz (200MHz x17)	1	800MHz	512KB	○	89W 82W(D1)
3.20GHz (200MHz x16)	1	800MHz	512KB	○ / ×(SL792)	82W
3.06GHz (133MHz x23)	1	533MHz	512KB	○	81.8W
3.00GHz (200MHz x15)	1	800MHz	512KB	○ / ×(SL78Z)	81.9W(D1) 82W(M0)
3.00GHz (100MHz x30)	1	400MHz	512KB	×	80W
2.80GHz (200MHz x14)	1	800MHz	512KB	○	69.7W(D1) 75.1W(M0)
2.80GHz (133MHz x21)	1	533MHz	512KB	×	68.4W
2.80GHz (100MHz x28)	1	400MHz	512KB	×	68.4W
2.66GHz (133MHz x20)	1	533MHz	512KB	×	66.1W
2.60GHz (200MHz x13)	1	800MHz	512KB	○	69W
2.60GHz (100MHz x26)	1	400MHz	512KB	×	62.6W
2.53GHz (133MHz x19)	1	533MHz	512KB	×	59.3W(B0) 61.5W(C1/D1)
2.50GHz (100MHz x25)	1	400MHz	512KB	×	61W
2.40GHz (200MHz x12)	1	800MHz	512KB	○ / ×(SL6WR)	66.2W(D1) 75.1W(M0)
2.40GHz (133MHz x18)	1	533MHz	512KB	×	57.8W(B0) 59.8W(C1/D1/M0)
2.40GHz (100MHz x24)	1	400MHz	512KB	×	57.8W(B0) 59.8W(C1/D1)
2.26GHz (133MHz x17)	1	533MHz	512KB	×	56W(B0) 58W(C1/D1/M0)
2.20GHz (100MHz x22)	1	400MHz	512KB	×	55.1W(B0) 57.1W(C1/D1)
2.00GHz (100MHz x20)	1	400MHz	512KB	×	52.4W(B0) 54.3W(C1/D1) 43.7W(SL62Q) 75.3W(SL6SP)
1.80GHz (100MHz x18)	1	400MHz	512KB	×	49.6W(B0) 66.1W(C1/D1) 40.9W(SL62R) 68.4W(SL6QL)
1.60GHz (100MHz x16)	1	400MHz	512KB	×	38W(SL62S) 46.8W(SL668)

Prescott（プレスコット）

2004年1月1日にリリースされた90nmプロセスで製造される第三世代のPentium 4。L1データキャッシュを16KBに増量し、L2キャッシュメモリを1MBに増量し、さらなる高クロック化を想定してキャッシュアクセスのレイテンシとパイプライン段数を増加している。さらに、高周波数化のボトルネックになりやすい倍速（シンプル）ALUをやめた。 そのため、等速ALUを2組づつ用意し、1/2クロックずらしで動作させることによりスループット0.5を維持している（ただし前述の等速ALU化によりレイテンシーは0.5から1となった）、またシフト命令をこれまでSIMDユニットのシフトユニットから、片方のシンプルALUで処理することによりレイテンシーを改善した。 整数乗算命令をFP乗算器の代わりに、新たに搭載した整数乗算器で処理することにより性能が向上した。 パイプライン段数の増加による性能低下を抑えるため、間接分岐予測ユニット追加及び、トレースキャッシュBTBエントリー数の増量による分岐予測精度の向上、ストア － ロード・フォワーディングの強化、ハードウェアプリフェッチの強化などを行っている。このような改良を行ったものの、パイプラインの段数増加によって、1サイクルあたりの平均処理命令数は低下するため、同じ最大動作周波数のNorthwoodと比べると僅かながら性能は劣る。SSE2の拡張版にあたる「ストリーミングSIMD拡張命令3 (SSE3)」の他、一部製品ではバッファオーバーランを利用した攻撃プログラムの実行を防止する「エグゼキュート・ディスエーブル・ビット（XDビット）」や、AMD64互換の64ビット拡張である「Extended Memory 64bit Technology (EM64T、のちのIntel 64) 」といった機能が追加されている。 また、2005年8月以降にリリースされたPentium 4(G1 ステッピング)では、LongモードでのLAHF, SAHF命令に対応している。初期の製品では従来のSocket 478に対応する製品も投入されたが、発売早々に775接点のLGAパッケージを採用するLGA775に移行している。LGA775はSocket Tとも呼ばれている。このTは次世代Pentium 4として開発していたTejasに由来する。Tejasではより消費電力が増えることからSocket Tの採用が予定されていたが、Prescottでも同程度の消費電力となってしまったことに対する措置である。

対応するインテル チップセットは、

• Intel 955X
• Intel 945シリーズ
• Intel 925Xシリーズ
• Intel 915シリーズ
• Intel 875P
• Intel 865シリーズ

である。

ソケット478版

最大動作周波数（供給クロックx内部逓倍数）	コア数	FSB周波数	2次キャッシュ容量	HT対応	XD-bit対応	Intel 64対応	TDP （ステップ＝プロセス・ルール改訂番号）
3.40GHz (200MHz x17)	1	800MHz	1MB	○	×	×	103W(C0/D0/E0) 89W(G1)
3.20GHz (200MHz x16)	1	800MHz	1MB	○ / ×(SL88K)	×	×	103W(C0/SL7PN) 89W(D0/G1/SL88K)
3.00GHz (200MHz x15)	1	800MHz	1MB	○ / ×(SL88J)	×	×	89W
2.80GHz (200MHz x14)	1	800MHz	1MB	○	×	×	89W
2.80GHz (133MHz x21)	1	533MHz	1MB	×	×	×	89W
2.66GHz (133MHz x20)	1	533MHz	1MB	×	×	×	103W(C0) 89W(E0)
2.40GHz (133MHz x18)	1	533MHz	1MB	× / ○(SL7FY)	×	×	89W
2.26GHz (133MHz x17)	1	533MHz	512KB	×	×	×	89W

LGA775版

Pentium 4 551 (3.40GHz LGA775)

プロセッサ・ナンバ	最大動作周波数（供給クロックx内部逓倍数）	コア数	FSB周波数	2次キャッシュ容量	HT対応	XD-bit対応	Intel 64対応	TDP
571	3.80GHz (200MHz x19)	1	800MHz	1MB	○	○	○	115W
570J	3.80GHz (200MHz x19)	1	800MHz	1MB	○	○	×	115W
570	3.80GHz (200MHz x19)	1	800MHz	1MB	○	×	×	115W
---	3.80F GHz (200MHz x19)	1	800MHz	1MB	○	×	○	115W
561	3.60GHz (200MHz x18)	1	800MHz	1MB	○	○	○	115W
560J	3.60GHz (200MHz x18)	1	800MHz	1MB	○	○	×	115W
560	3.60GHz (200MHz x18)	1	800MHz	1MB	○	×	×	115W
---	3.60F GHz (200MHz x18)	1	800MHz	1MB	○	×	○	115W
551	3.40GHz (200MHz x17)	1	800MHz	1MB	○	○	○	84W
550J	3.40GHz (200MHz x17)	1	800MHz	1MB	○	○	×	84W
550	3.40GHz (200MHz x17)	1	800MHz	1MB	○	×	×	115W
---	3.40F GHz (200MHz x17)	1	800MHz	1MB	○	×	○	115W
541	3.20GHz (200MHz x16)	1	800MHz	1MB	○	○	○	84W
540J	3.20GHz (200MHz x16)	1	800MHz	1MB	○	○	×	84W
540	3.20GHz (200MHz x16)	1	800MHz	1MB	○	×	×	84W
---	3.20F GHz (200MHz x16)	1	800MHz	1MB	○	×	○	103W
524	3.06GHz (133MHz x23)	1	533MHz	1MB	○	○	○	84W
519K	3.06GHz (133MHz x23)	1	533MHz	1MB	×	○	○	84W
519J	3.06GHz (133MHz x23)	1	533MHz	1MB	×	○	×	84W
519	3.06GHz (133MHz x23)	1	533MHz	1MB	×	×	×	84W
531	3.00GHz (200MHz x15)	1	800MHz	1MB	○	○	○	84W
530J	3.00GHz (200MHz x15)	1	800MHz	1MB	○	○	×	84W
530	3.00GHz (200MHz x15)	1	800MHz	1MB	○	×	×	84W
517	2.93GHz (133MHz x22)	1	533MHz	1MB	○	○	○	84W
516	2.93GHz (133MHz x22)	1	533MHz	1MB	×	○	○	84W
515J	2.93GHz (133MHz x22)	1	533MHz	1MB	×	○	×	84W
515	2.93GHz (133MHz x22)	1	533MHz	1MB	×	×	×	84W
521	2.80GHz (200MHz x14)	1	800MHz	1MB	○	○	○	84W
520J	2.80GHz (200MHz x14)	1	800MHz	1MB	○	○	×	84W
520	2.80GHz (200MHz x14)	1	800MHz	1MB	○	×	×	84W
511	2.80GHz (133MHz x21)	1	533MHz	1MB	×	○	○	84W
510J	2.80GHz (133MHz x21)	1	533MHz	1MB	×	○	×	84W
510	2.80GHz (133MHz x21)	1	533MHz	1MB	×	×	×	84W
506	2.66GHz (133MHz x20)	1	533MHz	1MB	×	○	○	84W
505J	2.66GHz (133MHz x20)	1	533MHz	1MB	×	○	×	84W
505	2.66GHz (133MHz x20)	1	533MHz	1MB	×	×	×	84W

Prescottの影響

Prescottコアで発生したプロセッサの消費電力と発熱の問題を受けインテルはロードマップを大幅に変更した。以降、従来の動作クロックそのものの向上を重視する戦略から、1サイクルあたりの性能の向上を重視する方向へと転換している。その時期を同じくしてプロセッサー・ナンバーを導入している。

Prescott-2M

2005年2月20日にリリースされた第四世代のPentium 4。後述のTejasの中止により、代替として上位製品であった2次キャッシュを2MB実装したXeonシリーズを流用して商品化した。内容的にはPrescottの2次キャッシュを1MBから2MBへ倍増し、拡張版 Intel SpeedStep テクノロジ (EIST:Enhanced Intel SpeedStep Technology)に対応させたものと考えてよい。XDビットも標準で搭載される。プロセッサー・ナンバーは600番台となる。

また、コンピュータの仮想化技術であるインテル バーチャライゼーション・テクノロジーを実装された製品（プロセッサー・ナンバーは6x2）も発表された。

対応するインテル チップセットは、

• Intel 955X
• Intel 945シリーズ
• Intel 925Xシリーズ
• Intel 915シリーズ

である。

Pentium 4 670 (3.80GHz LGA775)

プロセッサ・ナンバ	最大動作周波数（供給クロックx内部逓倍数）	コア数	FSB周波数	2次キャッシュ容量	VT対応	HT対応	XD-bit対応	Intel 64対応	ソケット	TDP （ステップ＝プロセス・ルール改訂番号）
672	3.80GHz (200MHz x19)	1	800MHz	2MB	○	○	○	○	LGA775	115W
670	3.80GHz (200MHz x19)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	115W
662	3.60GHz (200MHz x18)	1	800MHz	2MB	○	○	○	○	LGA775	115W(SL8QB) 84W(SL8UP)
660	3.60GHz (200MHz x18)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	115W
650	3.40GHz (200MHz x17)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	84W
640	3.20GHz (200MHz x16)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	84W
630	3.00GHz (200MHz x15)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	84W
620	2.80GHz (200MHz x14)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	84W

Tejas（テハス、テジャス）

当初第五世代のPentium 4として開発されていたが、消費電力増大の問題が解決できず、開発中止になった。これに代わるものとしてPentium Dが開発された。

CedarMill（シーダーミル）

2006年1月5日にリリースされた第五世代のPentium 4。CedarMillの名称はTejasの製造プロセスを微細化したものとして計画されていたが、Tejasが開発中止となったためPrescott-2Mをそのまま65nmプロセスに微細化したものに変更された。性能を含め内容的にはPrescott-2Mと同一で、プロセッサー・ナンバーも同内容のPrescott-2Mよりも1大きいものが付けられている。Pentium Dの下位製品として位置付けされた。Prescottと同じく消費電力は大きかったが、後に改良によって他社製品と特に変わらない程度まで低下している。その上価格もPrescottより大きく引き下げられており、価格に対する性能は高いものとなった。しかし事実上の後継製品であるIntel Core 2への移行を速やかに行うために大きく宣伝されることは無く、終息を待つこととなる。

消費電力が大きく引き下げられた物は、Prescottに比べて優れたオーバークロック耐性を持つ事が知られている。

対応するインテル チップセットは、

• Intel 955X
• Intel 945シリーズ
• Intel 925Xシリーズ
• Intel 915シリーズ

である。

Pentium 4 641 (3.20GHz LGA775)

プロセッサ・ナンバ	最大動作周波数（供給クロックx内部逓倍数）	コア数	FSB周波数	2次キャッシュ容量	VT対応	HT対応	XD-bit対応	Intel 64対応	ソケット	TDP （ステップ＝プロセス・ルール改訂番号）
661	3.60GHz (200MHz x18)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	86W
651	3.40GHz (200MHz x17)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	86W(B1/C1) 65W(D0)
641	3.20GHz (200MHz x16)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	86W(B1/C1) 65W(D0)
631	3.00GHz (200MHz x15)	1	800MHz	2MB	×	○	○	○	LGA775	86W(B1/C1) 65W(D0)

関連項目

• NetBurstマイクロアーキテクチャ
• Pentium 4-M
• Pentium Extreme Edition#Pentium 4 Extreme Edition
• Intel 64 (EM64T)
• ハイパースレッディング・テクノロジー（同時マルチスレッディング）
• エグゼキュート・ディスエーブル・ビット（NXビット）
• Intel SpeedStep テクノロジ
• プロセッサー・ナンバー
• リプレイシステム
• Athlon / Athlon 64
• P4バス

外部リンク

• インテル® Pentium® 4 プロセッサー
• The Microarchitecture of the Pentium 4 Processor（PDFファイル、英語）