Procesadores. Zócalo de procesador PGA478. Modelos de CPU. Temperatura y consumo de energía.

Intel Pentium 4(“Intel Pentium 4”) es un microprocesador de 32 bits de séptima generación de arquitectura x86, desarrollado por Intel en noviembre de 2000. No es una continuación de la línea P6 (ver Pentium Pro, Pentium II, Pentium III) y es basado en un núcleo fundamentalmente nuevo.

Se diferencia del Pentium III en las siguientes características: soporte para tecnología NetBurst; 144 nuevas instrucciones SSE2 destinadas a soportar multimedia, video y gráficos tridimensionales, tecnologías de Internet; transportador de 20 etapas; módulo de predicción de ramas mejorado; Bus de sistema de 128 bits con una frecuencia de reloj de 100 MHz (frecuencia efectiva 400 MHz); 2 ALU que funcionan a frecuencia de doble núcleo; memoria caché de primer nivel con seguimiento de la ejecución de comandos (Execution Trace Cache); 256 kilobytes de caché de segundo nivel integrado con mayor ancho de banda (Advanced Transfer Cache); Posibilidad de utilizar memoria RDRAM de alto rendimiento.

A pesar de todas las mejoras, los primeros modelos Pentium 4 (en el núcleo Willamette) mostraron un rendimiento más bajo que el Pentium III o AMD Athlon con frecuencias más bajas. El bajo rendimiento, la necesidad de utilizar nuevas placas base y una memoria costosa, así como el alto costo de los propios procesadores, afectaron negativamente su popularidad. Se produjeron utilizando tecnología de 0,18 micrones con frecuencias de 1,3 a 2 GHz y se instalaron en el conector Socket 423. En marzo de 2001, se lanzó una versión de servidor: Xeon, y en agosto aparecieron los modelos Pentium 4 para conectores Socket 478, que admiten memoria SDRAM. (en lugar de la costosa RDRAM). Esto permitió reducir los precios de las computadoras con nuevos procesadores, pero redujo aún más su rendimiento.

En enero de 2002, tras el lanzamiento del competidor AMD Athlon XP, la empresa lanzó un nuevo núcleo Northwood. Fue fabricado con tecnología de 0,13 micrones, lo que permitió colocar 512 kilobytes de memoria caché L2 en el chip. En abril, se añadió al nuevo núcleo soporte para un bus de 133/533 MHz.

En el mismo mes, se presentó una versión móvil del procesador: Pentium 4-M, y en mayo se lanzaron Celerons económicos con el antiguo núcleo Willamette. En noviembre salieron a la venta los primeros modelos basados ​​​​en el núcleo Northwood con soporte para la tecnología Hyper-Threading, y en abril de 2003, autobuses de 200/800 MHz. Los procesadores basados ​​en este núcleo se produjeron con frecuencias de 1,6 a 3,4 GHz. Las mejoras realizadas permitieron a los procesadores alcanzar y superar al Athlon XP.

En septiembre de 2003, una semana antes del lanzamiento del Athlon 64 FX, apareció un procesador de alto rendimiento de Intel: el Pentium 4 Extreme Edition. En febrero de 2004, apareció un nuevo núcleo Prescott, fabricado con tecnología de 0,09 micrones. En comparación con el núcleo anterior, se aumentó el pipeline (hasta 31 etapas) y el caché L2 (hasta 1 megabyte), y se agregaron instrucciones SSE3. En agosto, se agregaron las instrucciones EM64T (para computación de 64 bits) y el socket se cambió al Socket 775. En septiembre apareció el soporte para la tecnología NX-Bit y en febrero de 2005 se lanzó una nueva versión de este núcleo: Prescott. 2M. Las letras 2M significaban 2 megabytes; Este es exactamente el tamaño de la caché L2 integrada. Además, se ha agregado soporte para la tecnología Enhanced SpeedStep, lo que permite que el sistema operativo ajuste la velocidad del reloj del procesador.

Se lanzaron procesadores con frecuencias de 2,4 a 3,8 GHz en núcleos Prescott y Prescott 2M. En ese momento, quedó claro que el rendimiento de los procesadores Pentium 4 depende no solo de su velocidad de reloj. Por lo tanto, comenzando con Prescott, los procesadores reciben símbolos que consisten en varias letras y números (por ejemplo, 519J), que codifican factores como la frecuencia del bus del sistema, el tamaño de la caché y las tecnologías compatibles.

En mayo de 2005, se presentó un análogo de doble núcleo del Pentium 4, el Pentium D. La nueva versión del núcleo del Pentium 4 se llamó Cedar Mill. Apareció en enero de 2006 y era una copia exacta del Prescott 2M, fabricado con tecnología de 0,065 micrones. Al mismo tiempo, aparecieron procesadores basados ​​​​en la antigua arquitectura P6: Intel Core Solo e Intel Core Duo. .

En el momento del inicio de las ventas, las soluciones de procesador de la serie Intel Pentium 4 permitieron crear los sistemas informáticos de escritorio más productivos. Después de 8 años, esta familia de chips quedó obsoleta y fue descontinuada. Es esta legendaria gama de CPU la que se analizará en este material.

Posicionamiento del procesador

Al inicio de las ventas, estos procesadores pertenecían a las soluciones más rápidas. Esta afiliación quedó indicada por la entonces avanzada arquitectura del cristal semiconductor NetBurst, frecuencias de reloj significativamente mayores y otras características técnicas significativamente mejoradas. Como resultado, los propietarios de ordenadores personales basados ​​en ellos podrían resolver problemas de cualquier nivel de complejidad. El único ámbito en el que no se utilizaron estos chips fue el de los servidores. Estas computadoras de alto rendimiento utilizaban soluciones de procesador de la serie XEON. Tampoco está del todo justificado utilizar Intel Pentium 4 en PC de oficina. Los núcleos de dicho chip en este caso no estaban completamente cargados y desde un punto de vista económico este enfoque estaba completamente injustificado. Para este nicho, Intel produjo CPU de la serie Celeron, menos productivas y más asequibles.

Equipo

El procesador Intel Pentium 4 se podía encontrar en dos opciones de entrega típicas. Una de ellas estaba dirigida a pequeñas empresas especializadas en el montaje de unidades de sistemas. Esta opción de entrega también era adecuada para los ensambladores domésticos de ordenadores personales. En las listas de precios se denominó BOX y el fabricante incluyó en ella lo siguiente:

El chip se encuentra en un embalaje protector de plástico transparente.

Un sistema patentado de disipación de calor, que consistía en una pasta térmica especial y un enfriador.

Certificado de garantía.

Una breve guía sobre el propósito y uso de la solución del procesador.

Adhesivo con el logo del modelo de chip para el panel frontal de la unidad del sistema.

La segunda opción de entrega se denominó TRAIL en los catálogos de componentes informáticos. En este caso, el sistema de refrigeración quedó excluido de la lista de suministros y tuvo que adquirirse adicionalmente. Este tipo de configuración era más adecuada para grandes ensambladores de computadoras personales. Debido al gran volumen de productos vendidos, podían permitirse comprar sistemas de refrigeración a precios mayoristas más bajos, y este enfoque estaba justificado desde un punto de vista económico. Además, esta opción de entrega tuvo una gran demanda entre los entusiastas de las computadoras que compraron modificaciones mejoradas de los refrigeradores y esto hizo posible overclockear dicho procesador aún mejor.

Zócalos de procesador

El procesador Intel Pentium 4 se puede instalar en uno de los 3 tipos de zócalos de procesador:

El primer conector apareció en el año 2000 y estuvo en uso hasta finales de 2001. Luego fue reemplazado por PGA478, que hasta 2004 ocupó una posición de liderazgo en la lista de productos Intel. El último zócalo LGA775 apareció en las tiendas en 2004. En 2008, fue reemplazado por LGA1156, cuyo objetivo era utilizar chips con una arquitectura más avanzada.

Socket 423. Familias de chips compatibles

Los fabricantes de procesadores representados por Intel y AMD a finales de 1999 y principios de 2000 ampliaron constantemente la lista de chips ofrecidos. Sólo la segunda empresa tenía una plataforma informática con reserva, que se basaba en el zócalo PGA462. Pero Intel "exprimió todo lo posible en ese momento del zócalo del procesador PGA370" y tenía que ofrecer algo nuevo al mercado de la tecnología informática. Este nuevo chip se convirtió en el chip en cuestión con un zócalo de procesador actualizado en el año 2000. Intel Pentium 4 debutó simultáneamente con el anuncio de la plataforma PGA423. La frecuencia inicial de los procesadores en este caso se fijó en 1,3 GHz y su valor más alto alcanzó los 2,0 GHz. Todas las CPU en este caso pertenecían a la familia Willamette y se fabricaron con tecnología de 190 nm. La frecuencia del bus del sistema era igual a los 100 MHz reales y su valor efectivo era de 400 MHz.

Zócalo de procesador PGA478. Modelos de CPU

Un año después, en 2001, se lanzaron los procesadores Intel Pentium 4 actualizados. El conector Socket 478 para su instalación. Como se señaló anteriormente, este enchufe fue relevante hasta 2004. La primera familia de procesadores que se pudo instalar en él fue Willamette. El valor de frecuencia más alto para ellos se estableció en 2,0 GHz y el valor inicial en 1,3 GHz. Su tecnología de proceso correspondía a 190 nm. Luego salió a la venta la familia de CPU Northwood. En este caso, el valor de frecuencia efectiva en algunos modelos se incrementó de 400 MHz a 533 MHz. La frecuencia de los chips podría oscilar entre 2,6 GHz y 3,4 GHz. La innovación clave de los chips de esta gama de modelos es la aparición del soporte para la tecnología multitarea virtual HyperTrading. Fue con su ayuda que se procesaron dos flujos de código de programa a la vez en un núcleo físico. Según los resultados de las pruebas, se obtuvo un aumento del 15 por ciento en el rendimiento. La próxima generación de chips Pentium 4 recibió el nombre en código Prescott. Las principales diferencias con sus predecesores en este caso fueron un proceso tecnológico mejorado, un aumento en el caché de segundo nivel y un aumento en la frecuencia de reloj a 800 MHz. Al mismo tiempo, se mantuvo el soporte para HyperTrading y la frecuencia máxima de reloj no aumentó: 3,4 GHz. Finalmente, cabe señalar que la plataforma PGA478 fue la última plataforma informática que no admitía soluciones de 64 bits y solo podía ejecutar código de programa de 32 bits. Además, esto se aplica tanto a las placas base como a las soluciones de procesador Intel Pentium 4. Las características de las computadoras basadas en dichos componentes están completamente desactualizadas.

La etapa final de la plataforma Pentium 4. Zócalo para instalar chips LGA775.

En 2006, los fabricantes de procesadores comenzaron a pasar activamente a la informática de 64 bits. Es por esta razón que el Intel Pentium 4 cambió a una nueva plataforma basada en el zócalo LGA775. La primera generación de dispositivos procesadores se llamó exactamente igual que el PGA478: Prescott. Sus especificaciones técnicas eran idénticas a las de los modelos de chips anteriores. La diferencia clave es el aumento de la frecuencia máxima de reloj, que en este caso ya podría alcanzar los 3,8 GHz. La última generación de CPU fue Cedar Mill. En este caso, la frecuencia máxima ha bajado a 3,6 GHz, pero la tecnología del proceso ha mejorado y la eficiencia energética ha mejorado. A diferencia de las plataformas anteriores, en el marco de LGA775, el Pentium 4 pasó sin problemas del segmento de soluciones de nivel medio y premium al nicho de dispositivos procesadores de clase económica. En su lugar llegaron los chips de la serie Pentium 2, que ya contaban con dos núcleos físicos.

Pruebas. Comparación con competidores

En algunos casos, el Intel Pentium 4 puede mostrar resultados bastante buenos. Este procesador es excelente para ejecutar código de programa optimizado para un solo subproceso. En este caso, los resultados serán comparables incluso a los de las CPU actuales de nivel medio. Por supuesto, ahora no existen tantos programas de este tipo, pero todavía existen. Este procesador también es capaz de competir con los buques insignia actuales en aplicaciones de oficina. En otros casos, este chip no puede mostrar un nivel aceptable de rendimiento. Los resultados de las pruebas se darán para uno de los últimos representantes de esta familia, el “Pentium 4 631”. Sus competidores serán los procesadores Pentium D 805, Celeron E1400, E3200 y G460 de Intel. Los productos AMD estarán representados por el E-350. La cantidad de RAM DDR3 es de 8 GB. Este sistema informático también está equipado con un adaptador GeForce GTX 570 con 1 GB de memoria de vídeo. En los paquetes 3D Maya, Creo Elements y Solid Works en las versiones actuales de 2011, el modelo Pentium 4 en cuestión muestra resultados bastante buenos. Con base en los resultados de las pruebas en estos 3 paquetes de software, se calculó una puntuación promedio en una escala de cien puntos y las fortalezas se distribuyeron de la siguiente manera:

El Pentium 4 631 pierde frente a procesadores con una arquitectura más avanzada y velocidades de reloj más altas, el G460 y el E3200, que tienen 2 núcleos físicos. Pero al mismo tiempo supera al modelo D 805 de doble núcleo completo basado en una arquitectura similar. Los resultados del E-350 y del E1400 eran predecibles. El primer chip está destinado al montaje de PC en los que el consumo de energía pasa a primer plano, mientras que el segundo chip está destinado a sistemas de oficina. La distribución de fuerzas es completamente diferente al codificar archivos multimedia en Lame, Apple Lossless, Nero AAC y Ogg Vorbis. En este caso, el número de núcleos pasa a primer plano. Cuantos más haya, mejor se realizará la tarea. Nuevamente, en la escala promedio de cien puntos, las fuerzas se distribuyeron de la siguiente manera:

Incluso el E-350, que prioriza la eficiencia energética, supera al Pentium 4 modelo 631. La arquitectura avanzada del cristal semiconductor y la presencia de 2 núcleos todavía se hacen sentir. La imagen cambia al probar procesadores en archivadores WinRAR y 7-Zip. Los resultados de las fichas de la misma escala se distribuyeron de la siguiente manera:

En esta prueba, muchos factores influyen en el resultado final. Esta es la arquitectura, este es el tamaño de la caché, esta es la frecuencia del reloj, esta es la cantidad de núcleos. Como resultado, el Pentium 4 631 probado resultó ser un procesador promedio típico. El sistema de referencia, cuyo rendimiento correspondió a 100 puntos, se basó en la CPU Athlon II X4 modelo 620 de AMD.

overclocking

El Intel Pentium 4 contó con un aumento impresionante en los niveles de rendimiento. El overclocking de estos dispositivos procesadores permitió alcanzar frecuencias de reloj de 3,9 a 4,0 GHz con un sistema de refrigeración por aire mejorado. Si reemplaza la refrigeración por aire por refrigeración líquida a base de nitrógeno, entonces puede contar con conquistar el valor de 4,1-4,2 GHz. Antes de realizar overclocking, el sistema informático debe estar equipado con lo siguiente:

La fuente de alimentación debe ser de al menos 600 W.

La computadora debe tener instalado un modelo avanzado de placa base, en el que sea posible regular suavemente varios parámetros.

Además del refrigerador principal, el procesador de la unidad del sistema debe tener 2 o 3 ventiladores adicionales para mejorar la disipación del calor.

El multiplicador de frecuencia de estos chips estaba bloqueado. Por lo tanto, es imposible overclockear una PC simplemente aumentando su valor. Por lo tanto, la única forma de aumentar el rendimiento es aumentar el valor real de la frecuencia del reloj del bus del sistema. El orden de aceleración en este caso es el siguiente:

Se reducen las frecuencias de todos los componentes del PC. Sólo el bus del sistema no está incluido en esta lista.

En la siguiente etapa, aumentamos la frecuencia de funcionamiento de este último.

Después de cada uno de estos pasos, es necesario verificar la estabilidad de la computadora utilizando una aplicación de software especializada.

Cuando simplemente aumentar la frecuencia ya no es suficiente, comenzamos a aumentar el voltaje en la CPU. Su valor máximo es 1,35-1,38 V.

Después de alcanzar el valor de voltaje más alto, la frecuencia del chip no se puede aumentar. Este es el modo de velocidad máxima del sistema informático.

Un ejemplo es el modelo 630 del procesador Pentium 4. Su frecuencia inicial es de 3 GHz. La frecuencia nominal del bus del sistema es en este caso de 200 MHz. El valor de este último se puede aumentar con refrigeración por aire hasta 280-290 MHz. Como resultado, la CPU ya funcionará a 4,0 GHz. Es decir, el aumento de la productividad es del 25 por ciento.

Relevancia hoy

Hoy en día, todos los procesadores Intel Pentium 4 están completamente desactualizados. Su temperatura de funcionamiento, consumo de energía, proceso tecnológico, velocidades de reloj, tamaño de la memoria caché y su organización, cantidad de RAM direccionable no es una lista completa de las características que indican que esto es así. La solución semiconductora está obsoleta. Las capacidades de un chip de este tipo sólo son suficientes para resolver los problemas más simples. Por lo tanto, los propietarios de dichos sistemas informáticos deben actualizarlos urgentemente.

Precio

Aunque las CPU en cuestión se suspendieron en 2008, todavía se pueden comprar nuevas en stock. Cabe señalar que en la versión LGA775 y con soporte para tecnología NT, puede comprar chips Intel Pentium 4. Su precio está en el rango de 1300-1500 rublos. Para los sistemas de oficina, este es un nivel de costes completamente adecuado. Las soluciones de procesador que se utilizaban se pueden encontrar en varias plataformas comerciales en Internet. El precio en este caso comienza en 150-200 rublos. Se puede comprar una computadora personal usada completamente ensamblada por tan solo 1.500 rublos.

4 se considera la más exitosa en comparación con otras modificaciones del fabricante, porque durante muchos años de trabajo ha demostrado su derecho a existir. En este artículo, el lector podrá descubrir por qué estos procesadores son tan buenos, conocer sus características técnicas y las pruebas y revisiones ayudarán al comprador potencial a elegir en el mercado de componentes informáticos.

Carrera por las frecuencias

Como muestra la historia, generaciones de procesadores han sido reemplazadas una tras otra gracias a la carrera de los fabricantes por las frecuencias. Naturalmente, también se introdujeron nuevas tecnologías, pero no estuvieron en primer plano. Tanto los usuarios como los fabricantes entendieron que llegaría el día en que se alcanzaría la frecuencia efectiva del procesador, y esto sucedió tras la aparición del Intel Pentium de cuarta generación. 4 GHz, la frecuencia de funcionamiento de un núcleo, se ha convertido en el límite. El cristal requería demasiada electricidad para funcionar. En consecuencia, la potencia disipada en forma de una colosal liberación de calor pone en duda el funcionamiento de todo el sistema.

Todas las modificaciones posteriores, así como las contrapartes de la competencia, comenzaron a producirse dentro de la frecuencia de 4 GHz. Aquí ya hemos recordado las tecnologías que utilizan múltiples núcleos y la introducción de instrucciones especiales que pueden optimizar el trabajo de procesamiento de datos en general.

La primera maldita cosa tiene grumos.

En el ámbito de la alta tecnología, un monopolio en el mercado no puede conducir a nada bueno; muchos fabricantes de productos electrónicos ya lo han comprobado por experiencia propia (los discos DVD-R fueron reemplazados por DVD+R y la unidad ZIP generalmente ha caído en el olvido). ). Sin embargo, Intel y Rambus decidieron ganar mucho dinero y lanzaron un producto conjunto prometedor. Así apareció en el mercado el primer Pentium 4, que funcionaba sobre Socket 423 y se comunicaba a muy alta velocidad con la RAM Rambus. Naturalmente, muchos usuarios querían convertirse en propietarios de la computadora más rápida del mundo.

El descubrimiento de un modo de memoria de doble canal impidió que ambas empresas se convirtieran en monopolistas del mercado. Las pruebas del nuevo producto mostraron un enorme aumento en el rendimiento. Todos los fabricantes de componentes informáticos se interesaron inmediatamente por la nueva tecnología. Y el primer procesador Pentium 4, junto con el socket 423, pasó a la historia, porque el fabricante no proporcionó a la plataforma la posibilidad de actualizarse. Actualmente hay demanda de componentes para esta plataforma; resulta que varias empresas estatales han conseguido adquirir ordenadores ultrarrápidos. Naturalmente, reemplazar componentes es mucho más económico que una actualización completa.

Un paso en la dirección correcta

Muchos propietarios de computadoras personales que no juegan, pero prefieren trabajar con documentación y ver contenido multimedia, todavía tienen instalado un Intel Pentium 4 (Socket 478). Millones de pruebas realizadas por profesionales y entusiastas demuestran que la potencia de esta plataforma es suficiente para todas las tareas del usuario medio.

Esta plataforma utiliza dos modificaciones de núcleos: Willamette y Prescott. A juzgar por las características, las diferencias entre los dos procesadores son insignificantes; la última modificación añade soporte para 13 nuevas instrucciones para la optimización de datos, brevemente llamadas SSE3. El rango de frecuencia de los cristales está en el rango de 1,4-3,4 GHz, lo que, de hecho, satisface los requisitos del mercado. El fabricante se arriesgó a introducir una rama adicional de procesadores para el socket 478, lo que debería haber llamado la atención de los amantes de los juegos y de los overlockers. La nueva línea se llama Intel Pentium 4 CPU Extreme Edition.

Ventajas y desventajas del zócalo 478.

A juzgar por las revisiones de los especialistas en TI, el procesador Intel Pentium 4, que se ejecuta en la plataforma socket 478, todavía tiene una gran demanda. No todos los propietarios de computadoras pueden permitirse una actualización, que requiere la compra de tres componentes básicos (placa base, procesador y RAM). De hecho, para la mayoría de las tareas, para mejorar el rendimiento de todo el sistema, basta con instalar un cristal más potente. Afortunadamente, el mercado secundario está lleno de ellos, porque el procesador es mucho más duradero que la misma placa base.

Y si actualiza, debe prestar atención a los representantes más poderosos de esta categoría, Extreme Edition, que aún muestran resultados decentes en las pruebas de rendimiento. La desventaja de los procesadores potentes es su alta disipación de potencia, que requiere una buena refrigeración. Por tanto, la necesidad de adquirir una nevera decente se sumará a los gastos del usuario.

Procesadores a bajo precio

El lector seguramente se ha topado con modelos de procesadores Intel Pentium 4 en el mercado etiquetados como Celeron. De hecho, se trata de una línea junior de dispositivos que tiene menos potencia debido a menos instrucciones y a la desactivación de bloques de la memoria interna del microprocesador (caché). El mercado de Intel Celeron está dirigido a usuarios que se preocupan principalmente por el precio del ordenador, más que por su rendimiento.

Entre los usuarios existe la opinión de que la línea junior de procesadores es un rechazo durante la producción de los cristales Intel Pentium 4. La fuente de esta suposición es el entusiasmo en el mercado en 1999, cuando un grupo de entusiastas demostró al público que. Pentium 2 y su modelo junior Celeron son el mismo procesador. Sin embargo, en los últimos años la situación ha cambiado radicalmente y el fabricante tiene una línea separada para la producción de dispositivos económicos para compradores poco exigentes. Además, no debemos olvidarnos del competidor AMD, que pretende expulsar a Intel del mercado. En consecuencia, todos los nichos de precios deben estar ocupados por productos dignos.

Una nueva ronda de evolución

Muchos expertos en el campo de la tecnología informática creen que fue la aparición en el mercado del procesador Intel Pentium 4 Prescott lo que marcó el comienzo de la era de los dispositivos multinúcleo y puso fin a la carrera por los gigahercios. Con la llegada de las nuevas tecnologías, el fabricante tuvo que cambiar al socket 775, lo que ayudó a desbloquear el potencial de todas las computadoras personales para trabajar con programas que consumen muchos recursos y juegos dinámicos. Según las estadísticas, más del 50% de todos los ordenadores del planeta funcionan con el legendario conector Socket 775 de Intel.

La aparición del procesador Intel causó revuelo en el mercado, porque el fabricante logró ejecutar dos flujos de instrucciones en un núcleo, creando el prototipo de un dispositivo de doble núcleo. La tecnología se llama Hyper-threading y hoy es una solución avanzada en la producción de los cristales más potentes del mundo. Sin detenerse ahí, Intel presentó las tecnologías Dual Core, Core 2 Duo y Core 2 Quad, que a nivel de hardware contaban con varios microprocesadores en un mismo chip.

Procesadores de dos caras

Si nos centramos en el criterio "precio-calidad", entonces los procesadores con dos núcleos definitivamente estarán en el centro de atención. Su bajo costo y excelente rendimiento se complementan. Los microprocesadores Intel Pentium Dual Core y Core 2 Duo son los más vendidos en el mundo. Su principal diferencia es que este último tiene dos núcleos físicos que funcionan de forma independiente uno del otro. Pero el procesador Dual Core se implementa en forma de dos controladores instalados en un chip y su trabajo conjunto está indisolublemente ligado.

El rango de frecuencia de los dispositivos con dos núcleos está ligeramente subestimado y oscila entre 2 y 2,66 GHz. Todo el problema es la disipación de energía del cristal, que se calienta mucho a altas frecuencias. Un ejemplo es toda la octava línea de Intel Pentium D (D820-D840). Fueron los primeros en recibir dos núcleos separados y frecuencias operativas superiores a 3 GHz. El consumo de energía de estos procesadores es de 130 W de media (una calefacción bastante aceptable para los usuarios en invierno).

Cepillado con cuatro núcleos.

Los nuevos productos con cuatro núcleos Intel(R) Pentium(R) 4 fueron claramente diseñados para usuarios que prefieren comprar componentes con un gran margen para el futuro. Sin embargo, el mercado del software se detuvo repentinamente. El desarrollo, prueba e implementación de aplicaciones se realiza para dispositivos con uno o dos núcleos como máximo. Pero ¿qué pasa con los sistemas que constan de 6, 8 o más microprocesadores? Una estrategia de marketing común dirigida a compradores potenciales que desean comprar una computadora o computadora portátil superpotente.

Al igual que con los megapíxeles en una cámara, es mejor no la que dice 20 megapíxeles, sino un dispositivo con una matriz y una distancia focal más grandes. Y en los procesadores, el clima se genera mediante un conjunto de instrucciones que procesan el código de la aplicación y entregan el resultado al usuario. En consecuencia, los programadores deben optimizar este código para que el microprocesador lo procese rápidamente y sin errores. Dado que la mayoría de las computadoras débiles del mercado lo son, a los desarrolladores les resulta rentable crear programas que no consuman muchos recursos. En consecuencia, en esta etapa de la evolución no se necesita una gran potencia informática.

Para los propietarios de un procesador Intel Pentium 4 que quieran actualizarlo a un coste mínimo, los profesionales recomiendan mirar hacia el mercado secundario. Pero primero es necesario conocer las características técnicas de la placa base instalada en el sistema. Esto se puede hacer en el sitio web del fabricante. Interesado en la sección “soporte de procesador”. A continuación, debe buscar en los medios y, comparándolas con las características de la placa base, seleccionar varias opciones valiosas. No estaría de más leer las opiniones de los propietarios y especialistas en TI de los medios sobre los dispositivos seleccionados. Luego puede comenzar a buscar el procesador usado requerido.

Para muchas plataformas que admiten microprocesadores de cuatro núcleos, se recomienda instalar un Intel Core Quad 6600. Si el sistema solo puede funcionar con chips de doble núcleo, entonces debe buscar una versión de servidor Intel Xeon o una herramienta overlocker Intel Extreme Edition. (naturalmente, para el zócalo 775). Su costo en el mercado está en el rango de 800 a 1000 rublos, lo que es un orden de magnitud más barato que cualquier actualización.

Mercado de dispositivos móviles

Además de las computadoras de escritorio, también se instalaron procesadores Intel Pentium 4 en las computadoras portátiles. Para ello, el fabricante creó una línea separada, que tenía la letra "M" en sus marcas. Las características de los procesadores móviles eran idénticas a las de los ordenadores de sobremesa, pero el rango de frecuencia estaba claramente subestimado. Así, el Pentium 4M 2,66 GHz se considera el más potente entre los procesadores de portátiles.

Sin embargo, con el desarrollo de plataformas en versiones móviles, todo es tan confuso que el propio fabricante Intel aún no ha facilitado un árbol de desarrollo de procesadores en su página web oficial. Al utilizar la plataforma de 478 pines en las computadoras portátiles, la compañía solo cambió la tecnología para procesar el código del procesador. Como resultado, fue posible instalar todo un "zoológico" de procesadores en un zócalo. Según las estadísticas, el chip más popular es el Intel Pentium Dual Core. El hecho es que este es el dispositivo más barato que se produce y su disipación de energía es insignificante en comparación con sus análogos.

Carrera para ahorrar energía

Si para las computadoras la energía consumida por el procesador no es crítica para el sistema, entonces para una computadora portátil la situación cambia dramáticamente. Aquí, los dispositivos Intel Pentium 4 fueron reemplazados por microprocesadores que dependían menos de la energía. Y si el lector se familiariza con las pruebas de procesadores móviles, verá que en términos de rendimiento el antiguo Core 2 Quad de la línea Pentium 4 no se queda atrás del más moderno Core i5 cristal, pero el consumo de energía de este último es 3,5 veces menos. Naturalmente, esta diferencia afecta la duración de la batería del portátil.

Después de monitorear el mercado de procesadores móviles, puede encontrar que el fabricante ha vuelto nuevamente a las tecnologías de la última década y está comenzando a instalar activamente productos Intel Atom en todas las computadoras portátiles. Simplemente no los compare con procesadores de bajo consumo instalados en netbooks y tabletas. Se trata de sistemas completamente nuevos, tecnológicamente avanzados y muy productivos, que tienen 2 o 4 núcleos a bordo y son capaces de participar en pruebas de aplicaciones o juegos a la par de los cristales Core i5/i7.

En conclusión

Como se puede ver en la revisión, el legendario procesador Intel Pentium 4, cuyas características han sufrido cambios a lo largo de muchos años, no solo tiene derecho a coexistir con las nuevas líneas del fabricante, sino que también compite con éxito en el segmento de precio y calidad. Y si estamos hablando de actualizar una computadora, antes de dar un paso importante, vale la pena comprender si tiene sentido cambiar el punzón por jabón. En la mayoría de los casos, especialmente cuando se trata de juegos de alto rendimiento, los profesionales recomiendan actualizar reemplazando la tarjeta de video. Además, muchos usuarios no saben que el eslabón débil del ordenador en los juegos dinámicos es el disco duro magnético. Reemplazarlo con una unidad SSD puede aumentar varias veces el rendimiento de su computadora.

En cuanto a los dispositivos móviles, la situación es algo diferente. El funcionamiento de todo el sistema depende en gran medida de la temperatura dentro de la carcasa del portátil. Está claro que un procesador potente bajo cargas máximas provocará una ralentización o un apagado completo del dispositivo (muchas críticas negativas confirman este hecho). Naturalmente, al comprar una computadora portátil para juegos, es necesario prestar atención a la eficiencia del procesador en términos de consumo de energía y a una refrigeración adecuada de todos los componentes.

Unos días después de que AMD presentara oficialmente su último procesador Athlon64 FX-53, Intel decidió anunciar el lanzamiento de una versión de 3,4 GHz de Prescott, que está posicionada para competir con el Athlon64 en lugar del Athlon64 FX-53, a pesar del mismo tamaño de caché. .

Si bien la estrategia de carrera de reloj de Intel ha tenido éxito hasta ahora, cada vez es más difícil defender el procesador Prescott, que funciona mal en comparación con los chips AMD que utilizan un controlador de memoria integrado.

Sí, Intel necesita una plataforma rápida con todas las funciones avanzadas como Socket 775, PCI Express y memoria DDR2, pero ya no puede confiar en la velocidad del reloj del procesador. Esta es una lección que Intel ya tuvo que aprender en el mercado de servidores a medida que AMD gana cada vez más soporte para su familia Opteron. Y el Pentium 4 Prescott no está a la altura de la reputación de Intel, porque su TDP es de más de cien vatios, mientras que el procesador no ofrece ninguna ventaja tangible sobre su predecesor Northwood.

Intel, por supuesto, no se duerme en los laureles: hoy la compañía está en el proceso de introducir un nuevo paso D0 del núcleo Prescott, que permitirá que el procesador alcance velocidades de reloj de hasta 4 GHz, como se menciona en el informe de la compañía. planes. Dado que no todas las versiones de Prescott de 3,4 GHz tienen paso D0, decidimos proporcionar una tabla que ayudará a distinguir los procesadores Prescott nuevos y antiguos.

Según Intel, el último paso permitirá aumentar la frecuencia del reloj debido a las optimizaciones introducidas para el consumo de energía. Sin embargo, el paquete térmico del nuevo procesador no ha cambiado y se mantiene en 103 W como máximo. Si bien el procesador parece ser una mejora con respecto a la versión de 3,2 GHz, su producción de calor sigue siendo algo desproporcionada con la velocidad del reloj. En cualquier caso, al comprar, debe estar preparado para una alta disipación de calor del procesador.

CPU-Z identifica correctamente el nuevo procesador Pentium 4: Modelo 3, Paso 3 (CPUID 0F34h). Ante nosotros está el antiguo paso C0.

El nuevo procesador se calienta un poco.

Pentium 4: revisión de modelos

Como probablemente sepa, el Pentium 4 Prescott es el núcleo del Pentium 4 de tercera generación. El primero, con el nombre en código Willamette, ganó considerable popularidad debido a su mayor rendimiento en comparación con el Pentium III Tualatin, y al mismo tiempo consumía mucha más energía.

La segunda generación del núcleo, llamada Northwood, se fabricó utilizando una tecnología de proceso de 130 nm; hoy en día todavía se le puede llamar el mejor núcleo Pentium 4, ya que el procesador proporciona un rendimiento decente y buenas capacidades de overclocking. Ya hemos conseguido que varios procesadores Northwood funcionen a frecuencias superiores a 4 GHz y con refrigeradores convencionales.

Hoy en día existen en el mercado una gran cantidad de procesadores Pentium 4, basados ​​en núcleos Northwood o Prescott. Las frecuencias de reloj actuales comienzan en 2,4 GHz y terminan en 3,4 GHz, y en este rango el consumidor puede elegir 20 modelos diferentes. Para que puedas entender mejor la situación de los procesadores Pentium 4, hemos reunido todos los modelos en una breve tabla:

Cuanto más lejos esté una letra en el alfabeto, mejor procesador obtendrás. Sin embargo, esto sólo se aplica al comparar dos modelos diferentes con la misma velocidad de reloj, como el Pentium 4 a 2,4 GHz y FSB400 frente al Pentium 4 B a 2,4 GHz y FSB533. Pentium 4 C se ejecuta en FSB800 y admite Hyper-Threading. La única excepción es el Pentium 4 3,06 GHz, que funciona con FSB533 y es el primer procesador compatible con Hyper-Threading. La letra E indica los modelos Prescott con 1 MB de caché L2, mientras que las versiones de este núcleo con FSB533 se indican con la letra A.

Intel presenta números de modelo

Hay muchas razones por las que es mejor utilizar números de modelo en lugar de velocidades de reloj. En primer lugar, el número puede tener en cuenta muchos detalles tecnológicos, tipo de FSB, tamaño de caché, frecuencia o funciones adicionales: Hyper-Threading, etc. En segundo lugar, no habrá confusión entre diferentes versiones de procesadores con la misma velocidad de reloj, por lo que el comprador medio elegirá fácilmente el procesador más rápido. En tercer lugar, en la industria hay muchos ejemplos de uso exitoso de números de modelo; por ejemplo, AMD con la familia Opteron 14x, 24x y 84x. El primer dígito del número indica compatibilidad con la cantidad de procesadores: 1 - para un solo procesador, 2 - para sistemas de dos procesadores, etc. El número x puede ser 2, 4, 6 y 8, lo que indica frecuencias de 1,6, 1,8, 2,0 y 2,2 GHz.

Por último, tenemos que pensar en los procesadores Intel Pentium M, sobre todo porque pronto estará disponible una nueva versión con tecnología de proceso de 90 nm (Dothan). Dado que este chip será significativamente más rápido que el Banias debido al aumento de las velocidades de reloj, a Intel le resultará muy difícil defender la compra del procesador de escritorio Prescott de 3 GHz, que es más lento que el Dothan de 2,0 GHz en algunas aplicaciones.

Según nuestras fuentes, las velocidades de reloj deberían desaparecer por completo de los nombres de los procesadores Intel. Dado que es poco probable que disminuya el número de modelos de procesadores disponibles, ese paso nos parece bastante lógico. El futuro sistema de denominación del procesador se verá así: el procesador Pentium 4 se complementará con el número 5xx y la línea Celeron se complementará con el número Celeron 3xx.

Como es sabido, las revoluciones en la informática.
están sucediendo cada vez con menos frecuencia en el mundo. ¿Y son realmente necesarios cuando, en general, “todos
bueno", donde las capacidades de los sistemas y productos cubren con creces las necesidades de la mayoría
usuarios modernos. Esto se aplica plenamente a los procesadores de la corporación.
Intel, líder de la industria. La empresa cuenta con una línea completa de alto rendimiento.
CPU de todos los niveles (servidor, escritorio, móvil), las velocidades de reloj han sido durante mucho tiempo
han superado los “altísimos” 3 GHz, las ventas van “a lo grande”.
Y probablemente, si no fuera por los competidores revividos (más precisamente, competidor), entonces eso es todo
eso sería realmente bueno.

Pero la “carrera de los gigahercios” no se detiene. Dejemos de lado la consideración de preguntas como " ¿Quién lo necesita?" Y " ¿Cuánta demanda tiene esto?"—Aceptémoslo como un hecho: para mantenerse a flote, los fabricantes de CPU simplemente se ven obligados a esforzarse en producir cada vez más rápido (o al menos más rápido) frecuencia alta) productos.

Intel marcó el comienzo de febrero con la presentación de toda una gama de nuevos procesadores. Compañía
lanzó siete nuevas CPU a la vez, que incluyen:

• Pentium 4 3,40 GHz (núcleo Northwood "antiguo");
• Pentium 4 Edición Extrema 3,40 GHz;
• hasta cuatro representantes de la nueva línea con el núcleo de Prescott (por cierto, énfasis
  en la primera sílaba) - 3.40E, 3.20E, 3.0E y 2.80E GHz, fabricados en 90 nm
  tecnologías y equipado con un caché de segundo nivel de 1 MB.

Todas estas CPU están diseñadas para un bus de 800 MHz y admiten la tecnología Hyper-Threading. Además, Intel lanzó el Pentium 4 con un núcleo Prescott con una frecuencia de 2,8 A GHz, también fabricado mediante el proceso de 90 nm, pero diseñado para una frecuencia FSB de 533 MHz y no es compatible con Hyper-Threading. Según Intel, este procesador está diseñado específicamente para fabricantes de equipos originales de PC en respuesta a sus solicitudes. Agreguemos por nuestra cuenta, y para el deleite de los overclockers, quienes seguramente apreciarán sus capacidades de overclocking.

Con el lanzamiento de nuevas CPU, la familia Pentium 4 se ha expandido significativamente y ahora tiene el aspecto que se muestra en la tabla. 1. Naturalmente, Intel no tiene intención de reducir la producción del Pentium 4 basado en el núcleo Northwood con FSB 533 y 800 MHz. Además, quedan en la línea varios modelos diseñados para un bus de 400 MHz (cinco procesadores de 2A a 2,60 GHz).

Al desarrollar tecnologías de 90 nm que deberían proporcionar normal
funcionamiento de los procesadores de clase Prescott, los ingenieros de Intel se ven obligados
Tuvo que superar serios obstáculos. La naturaleza de estos obstáculos fue
no en una resolución insuficiente de los equipos de producción, sino en problemas
naturaleza física asociada a la imposibilidad de fabricar tan pequeños
transistores que utilizan tecnologías tradicionales.

El primero en aparecer fue la fuga de carga desde la puerta del transistor a través del adelgazado
una capa dieléctrica entre la puerta y el canal. A una resolución de 90 nm se “degenera”
en una barrera de cuatro átomos de SiO2 de 1,2 nm de espesor. hay una necesidad
en nuevos materiales aislantes con una constante dieléctrica más alta
permeabilidad (dieléctrico de alto K). Por su mayor permeabilidad, permiten
construir una capa aislante gruesa (hasta 3 nm) sin crear obstáculos
para el campo eléctrico de la puerta. Estos son los óxidos de hafnio y circonio.
Desafortunadamente, resultaron ser incompatibles con los policristalinos utilizados actualmente.
puertas y vibraciones de fonones que surgen en la causa dieléctrica
Disminución de la movilidad de los electrones en el canal.

En el límite con la puerta se observa otro fenómeno, que se expresa en un significativo
aumentar el nivel de voltaje umbral requerido para cambiar el estado
Conductividad del canal del transistor. La solución se encontró en forma de metal.
obturador El año pasado, los especialistas de la corporación finalmente seleccionaron dos
metales adecuados, lo que permitió diseñar nuevas miniaturas.
Transistores NMOS y PMOS. ¿Qué metales usaron?
todavía se mantiene en secreto.

Para aumentar la velocidad de los transistores (está determinada por la velocidad
transición al estado abierto/cerrado), Intel recurrió a formar
canal de un solo cristal de silicio deformado. "Voltaje"
en este caso significa deformación de la red cristalina del material.
Al final resultó que, a través del silicio estructuralmente dañado, ambos electrones (+10%
para NMOS) y los agujeros (+25% para PMOS) pasan con menos resistencia.
Mejorar la movilidad aumenta la corriente máxima del transistor cuando está encendido.
condición.

Para los transistores NMOS y PMOS, el estado de voltaje se logra de diferentes maneras.
métodos. En el primer caso, todo es muy sencillo: normalmente el transistor está arriba
“cubierto” con una capa de nitruro de silicio, que sirve como capa protectora
máscaras, y para crear voltaje en el canal, se aumenta el espesor de la capa de nitruro
duplicado. Esto conduce a la creación de carga adicional en las áreas de origen.
y drena y, en consecuencia, estira y deforma el canal.

Los transistores PMOS están "volteados" según un circuito diferente. Zonas primero
La fuente y el drenaje se graban y luego se cultiva en ellos una capa de SiGe. átomos
El germanio supera en tamaño a los átomos de silicio y, por tanto, a las capas de germanio.
Siempre se han utilizado para crear voltaje en silicio. Sin embargo, la peculiaridad
La tecnología Intel es que en este caso la compresión del silicio.
el canal se presenta en una sección longitudinal.

El nuevo proceso tecnológico también permitió aumentar el número de capas.
metalización de seis a siete (conexiones de cobre). Es curioso que en la producción.
Las líneas “hombro con hombro” funcionan como máquinas litográficas.
nueva generación con una longitud de onda de 193 nm, y sus predecesores con una longitud de onda
ondas de 248 nm. En general, el porcentaje de equipos reutilizados alcanzó el 75,
lo que permitió reducir el coste de modernización de las fábricas.

Características de Prescott

En las discusiones previas al lanzamiento del procesador central Prescott, se lo llamó en broma "Pentium 5". De hecho, esta fue exactamente la respuesta típica de un profesional de la informática a la pregunta "¿Qué es Prescott?" Por supuesto, Intel no cambió la marca y no había razones suficientes para ello. Recordemos la práctica del lanzamiento de software, donde el número de versión se cambia solo cuando el producto se rediseña radicalmente, mientras que los cambios menos significativos se indican mediante números de versión fraccionarios. Los números fraccionarios aún no son aceptados en la industria de los procesadores, y el hecho de que Prescott continuara con la línea Pentium 4 es precisamente un reflejo del hecho de que los cambios no son tan radicales.

Procesadores basados ​​en el núcleo Prescott, aunque contienen muchas innovaciones y modificaciones respecto a
con Northwood, pero se basan en la misma arquitectura NetBurst, tienen el mismo empaque,
como el anterior Pentium 4, se instalan en el mismo conector Socket 478 y, en principio,
debería funcionar en la mayoría de las placas base que admiten FSB de 800 MHz y
proporcionando los voltajes de suministro adecuados (por supuesto, se requerirá una actualización
BIOS).

Dejaremos un estudio detallado de las cuestiones prácticas relacionadas con Prescott para un material aparte. Mientras tanto, intentemos ver qué cambios han aparecido en Prescott y comprender en qué se diferencia este procesador de su predecesor y qué se puede esperar como resultado.

Las principales innovaciones implementadas en el núcleo Prescott son las siguientes:

• Transferencia de la producción de cristales a la tecnología del proceso de 90 nm.
• Mayor longitud del transportador (de 20 a 31 etapas).
• Cachés L1 duplicados (caché de datos, de 8 a 16 KB) y L2 (de 512 KB a
  1MB).
• Cambios de arquitectura:
  -bloque de predicción de transición modificado;
  -Lógica de caché L1 mejorada (búsqueda previa mejorada
  datos);
  -la aparición de nuevos bloques en el procesador;
  -aumento del volumen de algunos buffers.
• Tecnología avanzada Hyper-Threading.
• Se agregó soporte para el nuevo conjunto de instrucciones SIMD SSE3 (13 comandos nuevos).

Las principales diferencias entre los tres núcleos de procesador utilizados en el Pentium 4 se resumen en la tabla. 2. El número de transistores en Prescott se ha más que duplicado: en 70 millones, de ellos, según estimaciones aproximadas, alrededor de 30 millones se pueden atribuir a la duplicación de la caché L2 (512 KB adicionales, 6 transistores por celda). Además, todavía queda un número bastante significativo, e incluso a partir de este valor se puede juzgar indirectamente la magnitud de los cambios que se han producido en el núcleo. Tenga en cuenta que, a pesar de tal aumento en el número de elementos, el área central no sólo no aumentó, sino que incluso disminuido en comparación con Northwood.

CON tecnología de proceso de 90 nm todo es, en general, comprensible (por supuesto, en un nivel simplificado de "usuario"). El menor tamaño de los transistores reducirá la tensión de alimentación del procesador y reducirá la potencia que disipa y, por tanto, el calentamiento. Esto abrirá el camino a un mayor aumento de las frecuencias de reloj, que, si bien irá acompañado de un aumento de la disipación de calor, el “punto de referencia” de este aumento será diferente, algo más bajo. Tenga en cuenta que, teniendo en cuenta la mayor cantidad de transistores en Prescott en comparación con Northwood, sería más correcto hablar no de una reducción, sino de preservación o menor aumento potencia disipada.

Transportador extendido. Como se puede ver en la tabla. 2, la longitud del oleoducto de Prescott (31 etapas) es más de la mitad que la de Northwood. Lo que hay detrás de esto es bastante claro: esta no es la primera vez que Intel aumenta la longitud de la tubería, con el objetivo de aumentar las frecuencias de reloj; se sabe que cuanto más larga es la tubería, mejor se “overclockea” el núcleo del procesador. En principio, es difícil decir de manera inequívoca si tal "extensión" es realmente necesaria en la etapa actual, en frecuencias en la región de 3,5 GHz: los overclockers entusiastas overclockearon el Pentium 4 (Northwood) a valores más altos. Pero tarde o temprano, un aumento en el número de etapas sería inevitable; entonces, ¿por qué no combinar este evento con el lanzamiento de un nuevo núcleo?

Mayores tamaños de caché y búfer. En principio, este punto está directamente relacionado con el anterior. Para garantizar que una tubería larga funcione a altas frecuencias, es deseable tener un "almacén práctico" más grande en forma de caché para reducir la cantidad de tiempos de inactividad durante los cuales el procesador espera a que se carguen los datos requeridos desde la memoria. Además, es bien sabido que, en igualdad de condiciones, entre dos procesadores con diferentes longitudes de tubería, el que tenga una longitud de tubería más corta será más productivo. Cuando ocurren errores de predicción de bifurcación, el procesador se ve obligado a "reiniciar" su canalización y cargarla con trabajo de una manera nueva. Y cuanto mayor sea el número de etapas que contenga, más dolorosos serán esos errores. Por supuesto, no se pueden excluir por completo, y en las mismas frecuencias Northwood y Prescott habrían sido menos productivos... si no hubieran tenido un caché L2 más grande, que compensó en gran medida el retraso. Naturalmente, aquí todo depende de las particularidades de aplicaciones concretas, que intentaremos comprobar en la parte práctica.

Como se mencionó anteriormente, Prescott aumentó no solo el caché L2 general, sino también el caché de datos L1, cuyo tamaño aumentó de 8 a 16 KB. Su organización y parte de la lógica del trabajo también han cambiado; por ejemplo, se ha introducido un mecanismo ascenso forzado (forzar el reenvío), lo que reduce la latencia en los casos en los que una operación dependiente para cargar datos desde la memoria caché no puede completarse de forma especulativa antes de que se complete una operación anterior para colocar esos datos en la memoria caché.

Además del volumen de cachés, la capacidad de dos programadores responsables de almacenar microoperaciones ( Ups), que se utilizan en instrucciones x87/SSE/SSE2/SSE3. Esto, en particular, hizo posible encontrar de manera más efectiva el paralelismo en los algoritmos multimedia y ejecutarlos con mejor rendimiento.

En realidad, ya hemos tocado algunas de las innovaciones en la arquitectura Pentium 4 implementadas en Prescott, ya que están "esparcidas" por el núcleo del procesador y afectan a muchos de sus bloques. El siguiente cambio importante es...

Bloque de predicción de rama modificado. Como es sabido, la precisión
El funcionamiento de esta unidad es fundamental para garantizar un alto rendimiento.
Procesador moderno. "Revisando" el código del programa siguiente
actualmente en ejecución, el procesador puede por adelantado realizar partes
de este código es un conocido ejecución especulativa. Si
El programa encuentra una rama como resultado de un salto condicional ( si-entonces-si no),
entonces surge la pregunta sobre cuál de las dos ramas es “mejor” realizar con antelación.
Los algoritmos de Northwood eran relativamente simples: transiciones atrás se suponía que
acontecimiento, adelante- No. Esto funcionó en su mayor parte para bucles,
pero no para otro tipo de transiciones. Prescott utiliza el concepto longitud
transición: Las investigaciones han demostrado que si la distancia de cruce excede
un cierto límite, entonces la transición con un alto grado de probabilidad no ocurrirá
(En consecuencia, no es necesario ejecutar de forma especulativa esta parte del código). También en Prescott
Se ha introducido un análisis más exhaustivo de las propias condiciones de transición, sobre cuya base
decisiones sobre la probabilidad de hacer una transición. Además de los algoritmos de predicción estática,
Los algoritmos dinámicos también sufrieron cambios (por cierto, las nuevas ideas fueron parcialmente
tomado prestado del móvil Pentium M).

La aparición de nuevos bloques en el procesador.. Dos nuevos bloques en Prescott son bloque de desplazamientos de bits y desplazamientos cíclicos(palanca de cambios/rotador) y dedicado bloque de multiplicación de números enteros. El primero le permite realizar las operaciones de cambio más típicas en una de las dos ALU rápidas que funcionan al doble de la frecuencia del núcleo de la CPU (en modificaciones anteriores del Pentium 4, estas operaciones se realizaban como números enteros y requerían varios ciclos de reloj). Para realizar la multiplicación de números enteros, anteriormente se utilizaban recursos de la FPU, lo que llevaba bastante tiempo: era necesario transferir datos a la FPU, realizar una multiplicación relativamente lenta allí y transferir el resultado de regreso. Para acelerar estas operaciones, Prescott ha agregado un nuevo bloque responsable de dichas operaciones de multiplicación.

Hyper-Threading mejorado. Por supuesto, todas las innovaciones enumeradas anteriormente se introdujeron en Prescott no en vano. Según los especialistas de Intel, la mayoría de las modificaciones en la lógica de cachés, colas de comandos, etc. están de una forma u otra relacionadas con el rendimiento del procesador cuando se utiliza Hyper-Threading, es decir, cuando varios subprocesos de programa funcionan simultáneamente. Al mismo tiempo, estas innovaciones tienen sólo un impacto menor en el rendimiento de las aplicaciones de un solo subproceso. Prescott también aumentó el conjunto de instrucciones que “se permite” ejecutar en paralelo en el procesador (por ejemplo, una operación de tabla de páginas y una operación de memoria que divide una línea de caché). Nuevamente, para aplicaciones de un solo subproceso, la imposibilidad de combinar dichas operaciones prácticamente no tuvo impacto en el rendimiento, mientras que cuando se ejecutaban dos subprocesos, dicha limitación a menudo se convertía en un cuello de botella. Otro ejemplo es que si Northwood tuviera un error de caché y necesitara leer datos de la RAM, la siguiente operación de búsqueda de caché se retrasaría hasta que se completara esa acción. Como resultado, una aplicación que con frecuencia omitiera el caché podría ralentizar significativamente el trabajo de otros subprocesos. En Prescott, este conflicto se supera fácilmente; las operaciones se pueden realizar en paralelo. También en Prescott, se rediseñó la lógica del arbitraje y el intercambio de recursos entre subprocesos para aumentar el rendimiento general.

Instrucciones SSE3. Como recordamos, la última vez que se expandió el conjunto de instrucciones SIMD
Intel lo llevó a cabo lanzando el primer Pentium 4 (Willamette) e implementando SSE2 en él.
La siguiente extensión, llamada SSE3 y que contiene 13 nuevas instrucciones,
llevado a cabo en Prescott. Todos ellos, a excepción de tres, utilizan registros SSE.
y están diseñados para mejorar el rendimiento en las siguientes áreas:

• conversión rápida de un número real a un número entero ( puño);
• cálculos aritméticos complejos ( addsubps, addsubpd, movsldup, movshdup,
  movddup);
• codificación de vídeo ( ldqu);
• procesamiento de gráficos ( haddps, hsubps, haddpd, hsubpd);
• sincronización de hilos ( monitorear, esperar).

Naturalmente, una discusión detallada de todas las instrucciones nuevas está fuera del alcance de este material; esta información se proporciona en el manual del programador correspondiente; Las instrucciones de las cuatro primeras categorías sirven tanto para acelerar la ejecución de las operaciones en sí como para hacerlas más "económicas" en el sentido de utilizar recursos del procesador (y, por tanto, optimizar el funcionamiento de Hyper-Threading y el mecanismo de ejecución especulativa) . El código del programa también se reduce significativamente y, lo que es más importante, se simplifica. Por ejemplo, la instrucción para convertir rápidamente un número real a un número entero puño reemplaza siete (!) comandos del código tradicional. Incluso en comparación con las instrucciones SSE2 (que a su vez también aceleran la ejecución del código y reducen el tamaño del código), las instrucciones SSE3 proporcionan ahorros significativos en muchos casos. Dos instrucciones del último grupo. monitor Y mespera— permitir la aplicación (más precisamente fluir) informa al procesador que actualmente no está realizando un trabajo útil y que está en modo de espera (por ejemplo, escribiendo en una ubicación de memoria específica, provocando una interrupción o excepción). En este caso, el procesador se puede cambiar a un modo de bajo consumo o, cuando se utiliza Hyper-Threading, dar todos los recursos a otro hilo. En general, con SSE3 se abren nuevas oportunidades para la optimización del código para los programadores. El problema aquí, como siempre en estos casos, es uno: hasta que el nuevo conjunto de instrucciones se convierta en un estándar generalmente aceptado, los desarrolladores de software tendrán que mantener dos ramas de código (con y sin SSE3) para que las aplicaciones funcionen. todos procesadores...

¿A donde vienes?..

En general, el volumen de innovaciones implementadas en el núcleo de Prescott se puede llamar
significativo. Y aunque no llega a ser un “Pentium 5 real”, es
“cuatro y medio” bien podría aproximarse. Transición desde Northwood Core
para Prescott - en principio, un proceso evolutivo que encaja bien en el general
Estrategia Intel. Los cambios graduales en la arquitectura del Pentium 4 son claramente visibles en
esquema: la arquitectura se modifica y actualiza con nuevas características; hay una coherencia
Optimización de CPU para un conjunto específico de software.

¿Qué puedes esperar de Prescott? Quizás, en primer lugar (aunque esto pueda parecer un poco extraño): nuevas frecuencias. La propia Intel admite que a iguales frecuencias el rendimiento de Prescott y Northwood diferirá poco. El impacto positivo de la gran caché L2 de Prescott y otras innovaciones se ve compensado en gran medida por su canal significativamente más largo, que es sensible a errores de predicción de ramas. E incluso teniendo en cuenta que se ha mejorado el bloque de este predictor de transición, todavía no puede ser ideal. La principal ventaja de Prescott es diferente: el nuevo núcleo le permitirá aumentar aún más la frecuencia, hasta valores que antes eran inalcanzables con Northwood. Según los planes de Intel, el núcleo Prescott está diseñado para durar dos años hasta que sea reemplazado por el siguiente núcleo, fabricado con tecnología de 65 nm (0,065 micrones).

Por lo tanto, el procesador lanzado actualmente con el nuevo núcleo Prescott no pretende ser un campeón de rendimiento desde el principio y debería mostrarse en todo su esplendor en el futuro. Otra confirmación de esto es el posicionamiento del procesador: el Pentium 4 con núcleo Prescott está diseñado para sistemas convencionales, mientras que la CPU superior fue y sigue siendo el Pentium 4 Extreme Edition. Por cierto, aunque la barra de frecuencia de los procesadores Intel ha aumentado nominalmente a 3,4 GHz con el lanzamiento de Prescott, la aparición de los primeros sistemas OEM basados ​​​​en el Pentium 4 a 3,4 GHz en el nuevo núcleo se producirá un poco más adelante este trimestre (y comercial Las entregas de Prescott ya comenzaron en el cuarto trimestre de 2003).

Otra área en la que Prescott puede (y probablemente lo hará) brillar es en la ejecución de software optimizado para SSE3. El proceso de optimización ya ha comenzado y hoy existen al menos cinco aplicaciones que soportan el nuevo conjunto de instrucciones: MainConcept (MPEG-2/4), xMPEG, Ligos (MPEG-2/4), Real (RV9), On2 (VP5). /VP6) . Durante 2004, el soporte para SSE3 debería aparecer en paquetes como Adobe Premiere, Pinnacle MPEG Encoder, Sony DVD Source Creator, Ulead MediaStudio y VideoStudio, varios códecs de audio y vídeo, etc. Si recuerda el proceso de optimización para SSE/SSE2, podrá comprender que Veremos los resultados de SSE3, pero no de inmediato; nuevamente, esto es, en cierto sentido, una "puesta en marcha para el futuro".

Bueno, ¿qué pasa “al otro lado de la línea del frente”? El principal competidor de Intel sigue su propio camino, alejándose cada vez más de la "línea general". AMD continúa aumentando su “rendimiento básico”, conformándose con frecuencias significativamente más bajas por ahora. El controlador de memoria, que en el Athlon 64 migró del puente norte al procesador, añadió más leña al fuego, proporcionando una velocidad de acceso a la RAM sin precedentes. Y recientemente se lanzó un procesador con una calificación de 3400+ (no, nadie habla de compatibilidad total con el producto de la competencia en términos de frecuencia...).

Sin embargo, Intel y AMD se encuentran ahora en situaciones aproximadamente iguales: sus procesadores superiores están esperando el lanzamiento del software optimizado adecuado para poder mostrar todo su potencial. Intel se está "pasando cada vez más hacia la multimedia": el rendimiento del Pentium 4 es más que suficiente para el software de oficina, y para que Prescott alcance su potencial, necesita aplicaciones multimedia optimizadas (y/o altas velocidades de reloj, cuya capacidad de lograr existe). no hay duda). Vale la pena señalar el hecho de que reelaborar códecs para SSE3 quizás no sea la operación más difícil, y todas las aplicaciones que utilizan dichos códecs sentirán inmediatamente el efecto de esto (y reelaborar las aplicaciones en sí no es en absoluto necesario).

Por otro lado, a mediados de 2004 se lanzará una versión de Windows de 64 bits para la plataforma AMD64, en la que deberían manifestarse las capacidades del Athlon 64. Por supuesto, aquí surgirá la habitual pregunta sobre el conjunto de aplicaciones. para el nuevo sistema operativo, sin el cual el sistema sigue siendo prácticamente inútil. Pero recuerde que ya existen al menos los mismos códecs, compilados para Athlon de 64 bits. Por tanto, existe la posibilidad de que en un futuro próximo la plataforma AMD tenga un lugar para mostrarse. En general, parece que mientras los titanes simplemente están ejercitando sus músculos, construyendo estructuras defensivas y preparando su retaguardia para lo principal... no, más bien, próximo batalla...