Der Pentium-M

Mit dem Pentium M konnte Intel auf die Bedürfnisse im Notebooksegment reagieren. Die Pentium 4 Mobile Prozessoren sind zwar auf die mobilen Bedürfnisse angepasst, dennoch wurden die Modelle immer noch zu warm - das Erbe der Desktopversion des Pentium 4 war gezwungenermassen vorhanden - denn die Verlustleistung und die damit verbundene hohe Leistungsaufnahme setzten zum einen eine grosszügig dimensionierte Kühlung voraus und zum anderen war es um die Laufzeit der Notebooks nicht gut bestellt. Als Antwort darauf hatte Intel in Israel die Architektur des Pentium III weiterentwickelt - anders als die von Grund auf neuentwickelte Netburst-Architektur - welche im März 2003 als Banias-Core mit Markenname Pentium M auf den Markt kam. Der Pentium M zeichnete sich durch ein TPD von 24,5 Watt gegenüber 35 Watt beim Pentium 4M oder 75W beim mobilen Pentium 4 aus. Dadurch liessen sich deutlich längere Laufzeiten realisieren und durch die geringe Leistungsaufnahme konnten aufgrund der spärlicheren Kühlung dünnere Notebooks gebaut werden. Alsbald stellte sich dann heraus, dass der Pentium M ein deutlich besseres Pro-MHz Verhältnis aufwies als der Pentium 4, welcher etwa 1 GHz höher getaktet werden muss als der Pentium M, um ähnliche Leistungen zu erreichen. Nach dem Banias-Core folgte der Dothan-Core mit 2MB Cache mit ebenfalls 400 MHz FSB und nochmals reduziertem TPD auf 21 Watt. Mit der Einführung der Sonoma-Mobileplattform präsentierte Intel einen überarbeiteten Dothan-Core mit 533 MHz FSB und eine gestiegene TPD von 27 Watt.

Im Pentium M ist im Vergleich zum Pentium 4 eine komplett andere Architektur. Intel hat den Pentium III Tulatin-Core weiterentwickelt und das Busprotokoll das Netburst, den Quad-Pumped Front Side Bus von 400 MHz resp. 533 MHz und die optimierte Sprungvorhersage des Pentium 4 übernommen und noch verfeinert (Encanced Data Pre-Fetch). Eine gute und exakte Sprungvorhersage ist für eine gute pro-MHz Leistung wichtig, denn ist in der Pipeline ein falscher Datenbestand aufgrund einer falschen Vorhersage, muss die ganze Pipeline - 10 Stufen besagen die Gerüchte, Intel schweigt darüber - geleert werden, was Leistung kostet. Neben der besseren Pro-MHz Leistung, welche es Intel erlaubt, den Prozessor mit einer geringeren Geschwindigkeit zu takten und dadurch schon grundsätzlich Strom spart, hat der Hersteller diverse Techniken eingebaut, damit der Prozessor weiter Batterieinhalt sparen kann. Der L2-Cache von 2 MB verbraucht normalerweise signifikant Energie, um die Daten zu puffern. Im Dothan-Core ist der Cache in 32 x 64 KB grosse Blöcke unterteilt, welche der Prozessor nach Bedarf innerhalb eines Taktes aus- und wieder einschalten kann. Ebenso hat der Halbleiterhersteller den Register Access Manager optimiert. Damit kann der Prozessor besser auf die Register zugreifen und von diesen Lesen/Schreiben. Weiter hat der Prozessor die Möglichkeit über die Enhanced Speed Step-Technologie den Takt zwischen je nach Modell bis hinab zu 600 MHz und maximalem Takt dynamisch zu ändern, dabei kann der Prozessor auch die Kernspannung reduzieren um innerhalb eines Taktes aktiv Strom zu sparen.

Diverse Halt- und Schlafzustände reagieren sofort auf aufkommende Langeweile des Prozessors, schalten Teile der CPU ab und legen sie schlafen. Dabei ist wichtig zu wissen, dass für die CPU die Zeit zwischen den Anschlägen auf der Tastatur schon zur Langeweile führt und somit schon während der normalen Nutzung immer zwischen den Zuständen wechselt.

Ist die CPU in einem tiefen Schlaf - dem Deeper Sleep - benötigt der Prozessor allerdings vier Takte um wieder die volle Leistung zu erhalten. Dies ist aber im Hinblick auf die Laufzeit eines Notebooks deutlich wichtiger als das Quäntchen Leistung, welches durch die Stromspartechnik verspielt wird. Neben den "normalen" Versionen des Pentium M hat Intel auf Low Voltage und Ultra Low Voltage Prozessoren im Programm, welche mit 1.116 V resp. 0,94 Volt Kernspannung arbeiten können, dafür sind die Modelle nicht so hoch getaktet.

Befehleserweiterungssätze wie MMX, SSE und SSE2 sind im Kern integriert und ab dem Dothan mit 533 Front Side Bus ist auch der Speicherüberlaufschutz XD-Bit integriert, 64-Bit Erweiterungen fehlen.

Beim Vergleich der beiden Cores (Links Banias, Rechts Dothan) kann deutlich der verdoppelte Cache vom der ersten zu der zweiten Generation Pentium M gesehen werden.

Neben der Verwendung in Notebooks haben einige Hersteller auch Desktopmainboards auf den Markt gebracht, welche aber gegenüber den Sockel 478 Boards einerseits teuer und andererseits meist vom technischen Umfang nicht mit den Pentium 4 Boards mithalten können. ASUS hat mit dem CT-479 einen anderen Weg gefunden.