5.7.2 – Pentium II

Transcrição

5.7.2 – Pentium II

Arquitetura de Computadores
Marcelo Adriano Perecim
5.7.2 – Pentium II
O processador Pentium II é um processador Intel de 6ª geração que
também usa a arquitetura P6. Ao contrário do Pentium Pro, o Pentium II foi
direcionado aos usuários caseiros e não ao mercado corporativo. Sua
apresentação é inovadora, sendo acondicionado a um cartucho. Os primeiros
modelos de Pentium II utilizam um núcleo de processamento com tecnologia de
0,35 µm e trabalham externamente a 66 MHz (esse núcleo tem o nome-código
Klamath). Já modelos de Pentium II a partir de 333 MHz utilizam um novo núcleo
(chamado Deschutes), que utiliza a tecnologia de 0,25 µm. Os processadores
Pentium II a partir de 350 MHz operam externamente a 100 MHz, o que garante
um aumento real de desempenho. A arquitetura do Pentium II traz as seguintes
inovações:
•
Novo encapsulamento: O Pentium II utiliza um novo tipo de encapsulamento,
chamado SEC (Single Edge Contact). Esse encapsulamento é um cartucho. O
processador é encaixado à placa-mãe através de um conector próprio,
chamado slot 1 (também conhecido como conector de 242 contatos).
•
Cache L2: O cache L2 não está mais integrado dentro do processador, mas
sim no cartucho SEC, ao lado do processador, trabalhando à metade da
freqüência de operação do processador. O cache L2 do Pentium II é de 512 KB
(do tipo pipeline burst) e o processador consegue acessar até 512 MB de
memória usando cache, nas versões até 300 MHz (núcleo Klamath). As
versões a partir de 333 MHz (núcleo Deschutes) conseguem acessar até 4 GB
de memória usando o cache. Além disso, as versões a partir de 300 MHz
107
utilizam o método ECC para detecção e correção de erros na comunicação
entre o processador e o cache L2.
•
Cache L1: O cache L1 foi aumentado, passando a ter 32 KB, dividido em dois
de 16 KB, um para dados e outro para instruções. Esse aumento foi necessário
para compensar a queda de desempenho trazida pela diminuição da
freqüência de operação de acesso ao cache L2.
•
Barramento externo: O Pentium II a partir de 350 MHz trabalha externamente a
100 MHz, enquanto os modelos até 333 MHz trabalham a 66 MHz.
•
Decodificador otimizado para código de 16 bits: O Pentium II, ao contrário do
Pentium Pro, trabalha com código de 16 bits muito bem, assim como com
código de 32 bits.
•
Correção de bugs por software: Todos os processadores Intel a partir do
Pentium II têm a facilidade de correção de bugs por software.
•
Multiprocessamento: Ao contrário do Pentium Pro (que permite a utilização de
até quatro processadores em paralelo), o Pentium II permite
multiprocessamento de até dois, somente.
•
Gerenciamento elétrico: Novos modos de gerenciamento de consumo elétrico.
• Encapsulamento SEC
Até o processador Pentium Pro, todos os processadores da Intel eram
encaixados na placa-mãe através de um soquete. No Pentium II, a Intel resolveu
passar a usar um cartucho, onde o processador é soldado em uma placa
localizada no interior desse cartucho, sendo esse cartucho encaixado sobre a
placa-mãe.
108
Nessa mesma placa está localizado o cache de memória. O cartucho SEC
utilizado pelo Pentium II tem um conector próprio, chamado slot 1. Nesse slot
existente na placa-mãe pode ser encaixado qualquer processador que utilize o
mesmo tipo de cartucho.
109
A Intel passou a comercializar o processador em forma de cartucho por
vários motivos. Primeiro, apesar de trazer um ganho de desempenho espetacular,
a integração do cache no processador aumentou seu custo de produção
consideravelmente. Como o cache é maior do que o próprio processador, a
probabilidade de o cache ter defeitos de fabricação é maior que a do próprio
processador. Na maioria das vezes, quando um processador era descartado por
estar com defeito de fabricação, era o cache que estava defeituoso, e não o
processador, havendo um grande desperdício.
A saída encontrada pela Intel para baixar os custos de produção do
processador era utilizar o cache L2 fora do processador, utilizando circuitos
convencionais de memória estática. No caso do Pentium II, o cache L2 está
localizado na mesma placa onde o processador encontra-se soldado, dentro do
cartucho, sendo acessado à metade da freqüência de operação do processador, e
não na mesma freqüência de operação como era no Pentium Pro nem na
freqüência de operação externa, como era nos processadores anteriores. Estimase que o custo de produção de um Pentium II seja de apenas 25% do valor de
produção de um Pentium Pro, por esse motivo.
Outro motivo que levou Intel a adotar a idéia de cartucho foi a melhora
considerável na dissipação térmica do processador. Além disso, o cartucho tem
alguns pinos para identificação para a configuração automática da placa-mãe,
especialmente em relação à tensão de alimentação do processador, dispensando
a configuração de jumpers na placa-mãe e evitando a queima do processador.
Por fim, ao adotar um sistema de encaixe próprio, a Intel pode patenteá-lo
ao contrário do que ocorre quando é usado um sistema de soquete. Se algum
outro fabricante quiser usar o mesmo sistema de cartucho do Pentium II teria de
pagar direitos autorais à Intel. Na época do Pentium e do Pentium MMX, os
110
fabricantes concorrentes criaram processadores usando o mesmo sistema de
encaixe desses processadores, chamado soquete 7.
Com o lançamento do cartucho SEC e do conector slot 1, nenhum outro
fabricante poderia construir processadores usando o mesmo padrão, então
placas-mãe slot 1 ficaram sendo uma exclusividade para processadores Intel,
forçando aos demais fabricantes lançarem o seu próprio sistema de encaixe para
seus processadores.
A AMD lançou os processadores Athlon e Duron usando um sistema de
encaixe próprio (slot A e soquete A). Embora os primeiros modelos do
processador Athlon usem um sistema de cartucho igual ao do Pentium II,
eletronicamente esses dois processadores são incompatíveis. Em outras palavras:
apesar de o cartucho usado pelo Pentium II e pelo Athlon ser mecanicamente
igual (mesmo sistema de encaixe), as informações que circulam por seus
terminais elétricos é diferente.
Apesar do custo de produção do chip do processador ter sido reduzido, o
processador passou a ter um corpo completamente “inútil”: o cartucho passou a
ser um item que poderia ser removido para diminuir o preço final do processador.
Pressionada sobretudo por conta da guerra de preços travada entre os diversos
fabricantes do mercado, a Intel tomou duas atitudes para diminuir o preço final do
processador. Primeiro diminuiu a quantidade de material usado no cartucho,
removendo sua parte metálica traseira (o cartucho passou a ser chamado SECC2, Single Edge Contact Cattridge 2). Esse modelo de cartucho foi usado nos
primeiros processadores Pentium III. E, vendo que não tinha mais jeito, voltou a
comercializar seus processadores em forma de soquete PGA.
• Cache L2
No Pentium Pro, a integração do cache L2 com o processador em um
mesmo encapsulamento trouxe uma grande vantagem: o processador acessa o
cache através de um barramento independente (chamado backside bus) em sua
freqüência de operação interna. Os processadores de 5ª geração acessam o
cache a, no máximo, 66 MHz, através do barramento da placa-mãe, que é
compartilhado por todos os demais circuitos.
O Pentium II utiliza uma arquitetura chamada DIB (Dual Independente Bus),
em que o cache L2 não está na placa-mãe, mas sim no substrato do
encapsulamento SEC, trabalhando à metade da freqüência de operação interna
do processador. Em um Pentium II de 300 MHz, o cache L2 é acessado a 150
MHz, enquanto o barramento externo continua sendo acessado a 66 MHz.
111
No caso dos processadores Pentium II a partir de 350 MHz, o barramento
externo passa a ser acessado a 100 MHz. O cache L2 continua sendo acessado
na metade da freqüência interna do processador. Por exemplo, em um Pentium II400, o barramento externo é acessado a 100 MHz e o cache L2 é acessado a 200
MHz.
O cache L2 do Pentium II é formado por circuitos de memória estática do
tipo pipeline burst, utilizando os circuitos descritos na tabela abaixo:
Processador
Pentium II-233 a Pentium II-300
Cache L2
82459AB, 7 ns
82459AC, 5,5 ns
82459AD, 5 ns
O Dual Independent Bus é bastante parecido com o Backside Bus do
Pentium Pro: ambos são barramentos exclusivos para o acesso ao cache de
memória L2, liberando o barramento principal do micro. No Pentium II, mesmo
trabalhando à somente metade da freqüência de operação do processador, o
cache de memória é muito mais rápido do que se estivesse na placa-mãe, onde
além de ser acessado a 66 MHz, teria de concorrer com o acesso de todos os
demais circuitos da placa-mãe, que também compartilham o uso do barramento.
O gráfico abaixo compara o desempenho do cache L2 do Pentium II com o
desempenho do cache L2 dos processadores Pentium e Pentium Pro. O gráfico
112
mostra a taxa de transferência entre o processador e o cache L2, em MB/s. Podese notar que somente a partir do Pentium II-400, o Pentium II consegue atingir um
desempenho igual ao do Pentium Pro-200. Como o processador acessa o cache
L2 pelo menos 80% das vezes em que busca dados da memória RAM, a
arquitetura do cache L2 influi diretamente no desempenho geral do micro.
Pentium 50
400
450
500
Penitum-60
Pentium-66
Pentium II-233
900
1050
1200
1200
1300
1300
1400
1450
1600
1600
1
0
500
1000
1500
Pentium II-266
Pentium Pro-150
Pentium II-300
Pentium Pro-166
Pentium II-333
Pentium II-350
Pentium Pro-180
1800
Pentium Pro-200
2000
Pentium II-400
Pentium II-450
• Decodificador Otimizado para Código de 16 Bits
A Intel teve de voltar atrás e acrescentar o registrador de segmento à
estrutura do Pentium II. Agora, o decodificador CISC/RISC funciona muito bem
tanto para o código de 32 bits quanto para código de 16 bits. Isto tornou o Pentium
II mais vendável do que o Pentium Pro.
• Correção de Bugs por Software
Todos os processadores têm alguns bugs que vão sendo descobertos e
corrigidos em futuras versões (stepping) do processador em questão. Para que o
usuário não tenha que trocar o processador da máquina caso seja vítima de um
bug do processador (muito embora esse tipo de bug quase nunca atinja usuários),
todos os processadores Intel a partir do Pentium II têm uma pequena quantidade
de memória estática que consegue armazenar 60 microinstruções.
Dessa forma, pode-se carregar dentro dessa pequena memória interna do
processador uma atualização de suas microinstruções! Como essa memória é
volátil (RAM), o seu conteúdo se perde sempre que o micro é desligado. A solução
113
encontrada é a atualização das microinstruções do processador através do BIOS
do micro. Em outras palavras, em um micro que tenha um processador com bug, o
próprio BIOS da placa-mãe carrega no interior do processador as microinstruções
corrigidas sempre que o micro é ligado.
A Intel afirma que distribui para todos os fabricantes de placa-mãe
cadastrados o código necessário para a atualização das microinstruções do
processador, sempre que um novo bug é descoberto. Desta forma, para eliminar
um novo bug do processador que foi descoberto, basta executar um upgrade de
BIOS na placa-mãe. Como a maioria das placas-mãe utiliza circuitos Flash-ROM
para armazenar o BIOS, esse upgrade pode ser feito através de software,
disponível no site do fabricante da placa-mãe na Internet.
• Freqüência de Operação
A freqüência de operação externa do Pentium II varia de acordo com o
modelo. Os modelos de Pentium II até 333 MHz trabalham externamente a 66
MHz e os processadores Pentium II a partir de 350 MHz trabalham externamente
a 100 MHz. Esse aumento da freqüência de operação do barramento local trouxe
um ganho real de desempenho do micro. No caso de usar um processador
Pentium II com barramento externo de 100 MHz, é necessário que a placa-mãe
tenha um chipset capaz de trabalhar a 100 MHz e o micro deverá conter memórias
do tipo PC-100 instaladas.
Clock externo
66 MHz
100 MHz
Fator de Multiplicação / Clock Interno
3,5 x
4x
4,5 x
5x
Pentium II-233 Pentium II-266 Pentium II-300 Pentium II-333
Pentium II-350 Pentium II-400 Pentium II-450
• Identificando Processadores Pentium II
Existem dois modelos de núcleo de processadores Pentium II: Klamath, que
é utilizado em processadores Pentium II até a freqüência de 300 MHz; e
Deschutes, que é utilizado em processadores Pentium II a partir de 333 MHz. A
diferença desse dois núcleos é a tecnologia de construção. Enquanto o núcleo
Klamath utiliza a tecnologia de 0,35 µm, o núcleo Deschutes utiliza a tecnologia de
0,25 µm. Essa diferença de tecnologia na construção do núcleo de processamento
faz com que o processador consiga atingir freqüências mais altas, possa ser
alimentado com tensões mais baixas e, como conseqüência, produzir menos calor
(menos potência).
114
A instrução CPUID retornará algumas informações importantes:
•
String: Essa é a string que a instrução CPUID coloca em determinados
registradores do processador. Todos os processadores da Intel retornam a
string Genuine Intel.
•
Tipo (type): Se o processador está operando em modo mono ou
multiprocessado. Como na maioria das vezes trabalham com apenas um
processador instalado na placa-mãe, o programa apontará que o micro tem
apenas um processador (Single).
•
Família (family): A família do processador. Se for um processador que utiliza
arquitetura P6 (ou seja, é um processador Intel de 6ª geração como o Pentium
II, o Celeron e o Pentium III) esse valor será 6.
•
Modelo (model): Informa qual é o modelo do processador dentro da família.
Para processadores Pentium II, há dois valores possíveis: 3, para os
processadores Pentium II com núcleo Klamath (Pentium II até 300 MHz); e 5,
para os processadores Pentium II com núcleo Deschutes (Pentium II a partir de
333 MHz). O problema é que os processadores Pentium II Xeon e Celeron
também retornam a instrução CPUID apontando modelo 5. Para saber qual
processador está instalado na máquina, basta verificar a quantidade e tipo de
cache L2 apontado pelo programa de identificação do processador: caso não
exista cache L2, o processador é um Celeron; caso exista 512 KB de cache, o
processador é um Pentium II ou Pentium II Xeon com 512 KB de cache; e caso
exista mais do que 512 KB de cache, trata-se de um Pentium II Xeon.
•
Stepping:Número da revisão do processador. O stepping equivale no mundo
dos processadores às versões de programas.
115
• Placa-Mãe
O Pentium II utiliza placas-mãe que têm slot 1. Esse mesmo tipo de placamãe pode ser usado pelos processadores Celeron e Pentium III.
116
Modelo
233 MHz, 0,35 µ
266 MHz, 0,35 µ
266 MHz, 0,25 µ
300 MHz, 0,25 µ
333 MHz, 0,25 µ
350 MHz, 0,25 µ
400 MHz, 0,25 µ
450 MHz, 0,25 µ
Clock externo
66 MHz
66 MHz
66 MHz
66 MHz
66 MHz
100 MHz
100 MHz
100 MHz
Potência
34,8 W
38,2 W
19,5 W
43,0 W
23,7 W
24,5 W
27,9 W
31,4 W
Processador Pentium II
Lançamento
Transistores
Tecnologia
Barramento de dados
Barramento de endereços
Capacidade de endereçamento
Clock
Consumo
Cache L1
Cache L2
1997
7.500.000
0,35 µ / 0,25 µ
64 bits
36 bits
64 GB
233 – 450 MHz
19 a 43 W
32 Kb
512 Kb
117
5.7.3 – Celeron
O processador Celeron é um Pentium II de baixo custo. Tem todas as
características do Pentium II com a exceção de modificações importantes no
circuito de cache L2, que o tornaram mais barato que o Pentium II. Esse foi o
primeiro processador da Intel a ser lançado em uma nova visão da empresa sobre
o mercado.
O mercado foi dividido em três classes, chamadas pela Intel de “três
vetores do desempenho”: usuários iniciantes ou aqueles que não necessitam de
poder computacional (low-end), usuários entusiastas (mid-end) e servidores de
rede (high-end). Essas três classes são representadas pelos processadores
Celeron, Pentium II; Pentium III e Pentium II Xeon; Pentium III Xeon,
respectivamente. Essa mesma divisão ocorre com todos os processadores
lançados a partir de então.
Atualmente existem três modelos de processador Celeron no mercado:
•
Celeron (nome-código Convington): Não têm cache de memória L2. É
encontrado em uma placa de circuito impresso denominada SEPP (Single
Edge Processor Package), que é conectada à placa-mãe através do slot 1.
Dessa maneira, esse processador utiliza o mesmo tipo de placa-mãe que o
Pentium II. É encontrado em versões de 266 MHz e 300 MHz.
118
•
Celeron-A (nome-código Mendoncino): Tem memória cache L2 de 128 KB
embutida dentro do próprio processador, trabalhando na mesma freqüência de
operação, similarmente ao que ocorria com o Pentium Pro. Esse processador é
encontrado em freqüências de operação a partir de 300 MHz. Existem dois
modelos de Celeron-A: SEPP, que utiliza o slot 1 e, portanto, o mesmo tipo de
placa-mãe que o Pentium II e PPGA, com um encapsulamento similar ao do
Pentium MMX, utilizando um novo padrão de pinagem, chamado soquete 370.
Esse modelo é encontrado até a versão de 533 MHz.
119
•
Celeron SSE: É um Celeron-A que tem o conjunto de instruções SSE
(Streamming SIMD Extensions), que foi introduzido com o processador
Pentium III. Essa é a única diferença interna desse modelo e o Celeron
soquete 370. Seu encapsulamento é verde, similar ao do Pentium III FC-PGA
(Flip Chip Pin Grid Array) e também utiliza o padrão de pinagem soquete 370.
Esse é o modelo de Celeron encontrado no mercado a partir da versão de 566
MHz.
Como se pode perceber a Intel voltou atrás na decisão de só produzir
processadores em forma de cartucho.
• Desempenho
O primeiro modelo de Celeron (de 266 a 300 MHz), sem cache de memória,
tinha desempenho sofrível. Havia, na época em que não existia o outro modelo
com cache (Celeron-A), um quadro paradoxal: o Celeron era mais caro e tinha
desempenho muito inferior ao Pentium MMX. A colocação do cache L2 aumentou
muito o desempenho desse processador. Mesmo com o aumento de desempenho,
o Celeron ainda é bem mais lento que o Pentium II (note que o Celeron-333 é
mais lento que o Pentium II-266), sendo que o cache de memória L2 do Celeron é
acessado mais rapidamente que o Pentium II. Isso ocorre porque o cache L2 do
Celeron é de apenas 128 KB, enquanto o do Pentium II é de 512 KB.
120
350
380
650
1
680
820
0
100 200
300
400 500
600 700
800
Celeron-266
Pentium MMX-233
Celeron-333
Pentium II-266
Pentium II-333
900
• Freqüência de Operação
Até os modelos de 766 MHz, os processadores Celeron trabalham
externamente a 66 MHz. A partir do modelo de 800 MHz, o Celeron passou a
operar externamente a 100 MHz.
Clock Interno
CPUID
266
300
300 A
333
366
400
433
466
500
533
533 A
566
600
633
666
700
733
766
800
850
65
65
66
66
66
66
66
66
66
66
68
68
68
68
68
68
68
68
68
68
Clock
Externo
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
100
100
Fator de
multiplicação
4
4,5
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8
8,5
9
9,5
10
10,5
11
11,5
8
8,5
Cache Tecnologia Consumo
L2
16,6 W
0,25 µ
18,4 W
0,25 µ
128 Kb
18,4 W
0,18 µ
128 Kb
19,7 W
0,25 µ
128 Kb
21,7 W
0,25 µ
128 Kb
23,7 W
0,25 µ
128 Kb
24,1 W
0,25 µ
128 Kb
25,6 W
0,25 µ
128 Kb
27,0 W
0,25 µ
128 Kb
28,3 W
0,25 µ
128 Kb
14,0 W
0,18 µ
128 Kb
14,9 W
0,18 µ
128 Kb
19,6 W
0,18 µ
128 Kb
20,2 W
0,18 µ
128 Kb
21,1 W
0,18 µ
128 Kb
21,9 W
0,18 µ
22,8 W
128 Kb
0,18 µ
23,6 W
128 Kb
0,18 µ
24,5 W
128 Kb
0,18 µ
25,7 W
128 Kb
0,18 µ
121
900
950
1000 (1 GHz)
1000A (1 GHz)
1100 (1,1 GHz)
68
68
68
68
68
1100A (1,1GHz)
1200 (1,2 GHz)
1300 (1,3 GHz)
1400 (1,4 GHz)
1700 (1,7 GHz)
1800 (1,8 GHz)
2000 (2 GHz)
2100 (2,1 GHz)
2200 (2,2 GHz)
2300 (2,3 GHz)
2400 (2,4 GHz)
2600 (2,6 GHz)
2800 (2,8 GHz)
06B4
06B4
06B4
0F13h
0F13h
0F27h
0F27h
0F27h
0F27h
0F27h
100
100
100
100
100
100
100
100
100
400
400
400
400
400
400
400
400
400
9
9,5
10
10
11
11
12
13
14
17
18
20
21
22
23
24
26
28
128 Kb
128 Kb
128 Kb
256 Kb
128 Kb
256 Kb
256 Kb
256 Kb
256 Kb
128 Kb
128 Kb
128 Kb
128 Kb
128 Kb
128 Kb
128 Kb
128 Kb
128 Kb
0,18 µ
0,18 µ
0,18 µ
0,13 µ
0,18 µ
0,13 µ
0,13 µ
0,13 µ
0,13 µ
0,18 µ
0,18 µ
0,13 µ
0,13 µ
0,13 µ
0,13 µ
0,13 µ
0,13 µ
0,13 µ
26,7 W
26,7 W
29 W
29,5 W
33 W
30,8 W
32 W
32 W
33,2 W
63,5 W
66,1 W
52,8 W
55,5 W
57,1 W
58,3 W
59,8 W
• Placa-mãe
Os processadores Celeron com formato SEPP utilizam placas-mãe
originalmente projetadas para o processador Pentium II, ou seja, placas-mãe slot
1. Já os processadores Celeron com formato PPGA e FC-PGA utilizam placasmãe soquete 370, que foram inicialmente projetada para esse processador. As
versões mais recentes de 2 GHz até 2,4 GHz utilizam um soquete de 478 pinos.
122
Os modelos mais recentes do processador Pentium III também utilizam o
soquete 370. Dessa forma, atualmente as placas-mãe soquete 370 servem tanto
para processadores Celeron quanto para processadores Pentium III FC-PGA.
O Celeron para soquete 370 pode ser instalado em placas-mãe slot 1
através de uma placa adaptadora. Os modelos de Celeron com barramento
externo de 66 MHz podem ser instalados em qualquer placa-mãe slot 1, enquanto
que os modelos com barramento externo de 100 MHz só podem ser instalados em
placa-mãe que tenham barramento de 100 MHz.
123
Processador Celeron
Lançamento
Transistores
Tecnologia
Barramento de dados
Clock
Consumo
Cache L1
Cache L2
1998
7.500.000 (sem L2)
19.000.000 (128 Kb L2)
0,25 µ / 0,18 µ / 0,13 µ
64 bits
32 bits
4 GB
266 – 2800 MHz
14 a 66 W
32 Kb
0 Kb - 128 Kb
Celeron D
A Intel acaba de lançar o processador Celeron D para desktops, baseado
na tecnologia de 90 nanômetros. Participamos da coletiva de imprensa de
lançamento mundial dessa nova linha de processadores da Intel no dia 24 de
junho, no hotel Caesar Park em Ipanema, Rio de Janeiro, onde Juan Mestre,
gerente de produtos da Intel, mostrou a evolução desse processador. Confira o
124
que é este novo processador e quais são suas diferenças para os processadores
Celeron soquete 478 "tradicionais".
A marca Celeron existe há alguns anos e acaba de passar por mudanças
importantes. Antes conhecida apenas como Celeron, a marca agora recebe o
acréscimo da letra D para designar a linha de processadores para desktops e
receberá a letra M (mobile) para se referir à linha de processadores para portáteis.
O seu logotipo também passou por ligeira modificação.
Foram lançados quatro processadores Celeron D: 320, 325, 330, 335, 340 e
345. Os processadores não são mais chamados de acordo com o clock: a Intel
pára de falar em GHz e passa a falar no que eles denominam número de
processador. A idéia do Celeron D continua a mesma das versões anteriores
deste processador: ser o processador mais simples da Intel, mantendo uma boa
relação custo/benefício.
Muitas características são similares no Pentium 4 "Prescott" e no Celeron:
ambos são baseados em 90 nanômetros e possuem instruções para multimídia
(SSE3), motor de execução rápida - onde as unidades lógicas artiméticas (ULA)
trabalham no dobro da freqüência do núcleo do processador - e arquitetura
NetBurst de 3ª geração. O Celeron utiliza também a tecnologia Hyper-Pipeline,
onde as etapas extendidas do pipeline aumentam a velocidade do sistema.
Barramento Externo
O barramento externo da versão anterior do Celeron operava a 400 MHz
(100 MHz transferindo quatro dados por pulso de clock); o barramento foi agora
aumentado para 533 MHz (133 MHz transferindo quatro dados por pulso de clock).
Quanto maior o clock do barramento externo, mais rápida é a comunicação entre o
processador e o restante do sistema, em especial a memória RAM e a placa de
vídeo.
Memória Cache
A memória cache é uma memória de alta velocidade que está dentro do
processador. O novo Celeron D tem o dobro desta memória em relação ao modelo
anterior, passando de 128 KB para 256 KB. Em geral quanto mais memória cache,
mais rápido é o micro. Os dados que o processador precisa usar com mais
freqüência ficam armazenados na memória cache. Quando temos o dobro de
memória cache L2 isto significa que os dados mais usados têm maior
probabilidade de estarem dentro do próprio processador (na memória cache, que
opera na mesma velocidade do processador) fazendo com que o processador vá
com menos freqüência buscar os dados na memória RAM (que é muito mais lenta
que o processador), daí o aumento do desempenho.
Instruções SSE3
As novas instruções "multimídia" que foram introduzidas da nova geração
de Pentium 4, com o lançamento do Prescott no início do ano, agora estão
presentes no Celeron D. As instruções SSE3 aceleram a operação de aplicações
125
que tenham sido compiladas usando estas instruções. Aplicações típicas que se
beneficiam dessas instruções são codificação de vídeo, sincronização de threads
e conversão de números de ponto flutuante em inteiros. As instruções SSE3
utilizam o conceito SIMD (Simple Instruction, Multiple Data), que foi introduzido
com as instruções MMX: uma só instrução substitui tarefas que antes
necessitariam de várias instruções para serem efetuadas.
Como os programas de hoje, em sua maioria, ainda não são compilados
com as informações de SSE3, somente a próxima geração de programas (como
jogos, aplicativos gráficos e aplicativos de codificação de áudio e vídeo)
possivelmente utilizará estas instruções. Ou seja, apesar de esta tecnologia existir
e estar presente tanto no Celeron D quanto no Pentium 4 "Prescott", na prática ela
ainda não é usada.
90 nanômetros
O Celeron mudou também para o processo de fabricação de 90
nanômetros, que permite ter mais integração dos componentes internos do chip,
isto é, mais componentes interno. Outra conseqüência da mudança do processo é
a possibilidade de, no futuro, o processador poder atingir clocks mais altos e ter
um menor consumo elétrico.
Temperatura
De acordo com a Intel, a temperatura de trabalho do Celeron D é de 69° C.
Com 60% de utilização da CPU trabalha-se em torno de 45° ou 50°. Caso ocorra
superaquecimento - no caso de um gabinete colocado em local muito abafado, por
exemplo - o processador entra em estado de segurança. Para evitar que o
processador queime ou que haja prejuízo da placa-mãe, esse processador usa
esse estado de segurança para reduzir sua freqüência até o desligamento para
proteger o sistema. Esse recurso é nativo, controlado internamente pelo
processador.
Desempenho
Segundo a Intel, o novo Celeron D 335 (de 2,8 GHz) é 14% mais rápido do
que a versão antiga do Celeron de 2,8 GHz no PCMark04 e 12% mais rápido no
WebMark 2004. A configuração de testes foi a seguinte: placa-mãe Intel
D865GLC, 512 MB de memória RAM (2 x 256 MB Samsung DDR333 com latência
ajustada para 2,5-3-3 em configuração de dois canais), Driver inf versão
5.01.1015, placa de vídeo nVidia GeForce FX 5200 com driver versão 53.03, disco
rígido IBM 120GXP IC35L080AVVA07-0 ATA-100 de 80 GB, DirectX 9.0B e
Windows XP SP1.
Lembramos que estes dados e os gráficos abaixo foram fornecidos pela
Intel e não foram comprovados em nossos laboratórios.
126
Figura 2: Diferença de desempenho do novo Celeron D 335 (2,8 GHz) para o Celeron
de 2,8 GHz no PCMark04.
Figura 2: Diferença de desempenho do novo Celeron D 335 (2,8 GHz) para o Celeron
de 2,8 GHz no WebMark2004.
Modelos Lançados
Os modelos de Celeron D lançados foram os seguintes:
Número do Processador Clock Interno Clock Externo Cache L2
345
3,06 GHz
533 MHz
256 KB
340
2,93 GHz
533 MHz
256 KB
335
2,8 GHz
533 MHz
256 KB
330
2,66 GHz
533 MHz
256 KB
325
2,53 GHz
533 MHz
256 KB
320
2,4 GHz
533 MHz
256 KB
127
Conclusões
O lançamento do Celeron D era mais do que óbvio. Com os novos Pentium
4 rodando externamente a 800 MHz (200 MHz transferindo quatro dados por pulso
de clock) nada mais natural que a Intel fizesse um "upgrade" dos processadores
Celeron para 533 MHz. Quanto ao cache, tava mais do que na hora da Intel
aumentá-lo no Celeron, afinal o Pentium 4 tem 512 KB ou 1 MB e o Celeron
mantinha apenas 128 KB em sua versão anterior. E, por fim, com o lançamento do
Pentium 4 soquete 775, nada mais natural do que uma versão do Celeron que
possa ser instalada neste mesmo tipo de soquete. Afinal de contas, o Celeron foi
lançado na época do Pentium II e vem sendo redesenhado a cada novo
lançamento na família Pentium para manter o mesmo soquete do processador
"carro-chefe" da Intel: slot 1 (Pentium II), soquete 370 (Pentium III), soquete 478
(Pentium 4) e, agora, soquete 775.
Importante notar que o verdadeiro concorrente do Celeron D trata-se do
processador Sempron, da AMD. Este processador foi lançado para substituir os
atuais Athlon XP e Duron. É preciso ter em mente que o Duron não concorre com
o Celeron D, porque o Duron mais rápido disponível hoje roda a 1,8 GHz,
enquanto o Celeron D começa em 2,4 GHz. Neste período de transição muitas
pessoas podem efetuar comparações equivocadas, especialmente comparando os
preços do Duron com o Celeron D. Como o processador da AMD que concorre
com o Pentium 4 atualmente é o Athlon 64, podemos arriscar dizendo que,
enquanto o Sempron não é lançado, o concorrente do Celeron D é o Athlon XP. Aí
sim temos uma comparação mais justa, em especial porque o Athlon XP roda a
clocks mais parecidos (porém inferiores) ao do Celeron D.
128
5.7.4 – Pentium II Xeon
O Pentium II Xeon é o verdadeiro Pentium Pro MMX, sendo o real substituto
desse processador, que é focado para o mercado de servidores de rede e
estações de trabalho de alto desempenho. Este processador tem o dobro da altura
do processador Pentium II convencional e trabalha externamente a 100 MHz e
trazendo as seguintes inovações:
•
Novo encapsulamento: O Pentium II Xeon utiliza um cartucho SEC
desenvolvido para um novo modelo de soquete, chamado slot 2 (esse slot
também é chamado slot de 330 contatos). Assim, é necessário um novo
modelo de placa-mãe para esse processador. Não há como instalar um
Pentium II Xeon em uma placa-mãe para Pentium II e vice-versa.
•
Cache L2: O cache L2 trabalha na mesma freqüência de operação do
processador, como no Pentium Pro e diferentemente do Pentium II, em que o
cache trabalha apenas na metade da freqüência de operação. O cache pode
vir em três versões: 512 KB, 1 MB e 2 MB, todas com a nova tecnologia
CSRAM.
•
Multiprocessamento: Permite o processamento simétrico diretamente com até
quatro processadores. Os modelos com 2 MB de cache L2 permitem
multiprocessamento com até oito processadores.
129
•
Acesso a até 64 GB de memória, similarmente ao Pentium Pro.
•
PIROM: Foi adicionado ao Pentium II Xeon um circuito chamado PIROM
(Processor Information ROM), que é uma memória localizada na placa de
circuito impresso onde o processador e o cache L2 são soldados. Esse circuito
armazena todas as informações referentes ao processador, especialmente a
sua multiplicação de clock, freqüência de barramento e freqüência de
operação. Dessa forma, torna-se praticamente impossível falsificar
processadores Pentium II Xeon ou então executar um overclock.
130
• Desempenho do Cache
Como o cache de memória L2 é acessado na mesma freqüência de
operação do processador, o Pentium II Xeon (assim como o Pentium III Xeon)
oferece um alto desempenho.
O Pentium II Xeon utiliza uma memória cache genericamente chamada
CSRAM (Custom Static RAM), que é um circuito de memória estática que
consegue trabalhar na mesma freqüência do processador. Cada circuito CSRAM
utilizado no Pentium II Xeon (e no Pentium III Xeon) tem 512 KB, modelos de 1
MB de cache têm dois desses circuitos e processadores com 2 MB, quatro.
Por causa do tamanho físico dos circuitos de cache e da necessidade de
dissipação térmica, o cartucho do Pentium II Xeon é bem maior do que o do
Pentium II.
131
Modelo Clock Cache L2 Clock Interno Clock Externo Multiplicador Potência
400 MHz
512 KB
400 MHz
100 MHz
4x
30,8 W
400 MHz
1 MB
400 MHz
100 MHz
4x
38,1 W
450 MHz
512 KB
450 MHz
100 MHz
4,5 x
34,5 W
450 MHz
1 MB
450 MHz
100 MHz
4,5 x
42,8 W
450 MHz
2 MB
450 MHz
100 MHz
4,5 x
46,7 W
Processador Pentium II Xeon
Lançamento
Transistores
Tecnologia
Barramento de dados
Clock
Consumo
Cache L1
Cache L2
1998
7.500.000
0,25 µ
64 bits
36 bits
64 GB
400 – 450 MHz
30 a 47 W
32 Kb
512KB, 1MB ou 2 MB
132

5.7.2 – Pentium II

Transcrição

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