Autor: Luis Arturo Ramírez Soto / luisarturo.ramirez@grm.jovenclub.cu
El microprocesador o simplemente procesador es el cerebro del ordenador. Se encarga de realizar las operaciones aritméticas y lógicas y de coordinar el resto de los elementos para que el sistema de cómputo funcione correctamente. Existen, actualmente, muchos fabricantes y tipos de microprocesadores para computadoras verdaderamente poderosas, tales como los Power PC de Macintosh, los Alpha desarrollados para estaciones de Silicon Graphics y los SPARC de Sun Microsystems.
Sin embargo, para la plataforma de ordenadores personales, bautizada como PC (acrónimo de Personal Computer) en agosto de 1981 por IBM, son únicamente dos grandes compañías las que dominan el mercado mundial de microprocesadores competitivos: AMD e Intel, siendo ésta última pionera y líder, pues domina más del 60 % del mercado.
Desde el surgimiento de los primeros microprocesadores fabricados por Intel hasta los potentes modelos que se pueden encontrar hoy en día, su evolución ha transitado por diversas generaciones. En el año 2004 Intel introduce una tercera generación de su microprocesador Pentium 4, denominada por su nombre código Prescott, la cual utilizaba para su núcleo tecnología de fabricación de 90 nm y como elemento novedoso traía aparejado el empleo del zócalo o Socket LGA 775 (también conocido como Socket T) el que desde ese momento comenzó a formar parte de la gran mayoría de placas base de alto desempeño hasta hoy.
Precisamente, al migrar todos sus procesadores para el Socket 775 Intel adoptó un sistema de numeración que es el que utiliza actualmente. Esto implica que, en muchos casos, un microprocesador más rápido recibe un número de identificación mucho más bajo que un procesador más lento, pero de otra familia.
Por ejemplo, una versión del Pentium M, la de ultra bajo consumo de potencia (con núcleo Dothan) de 1,0 GHz recibe el código 723, mientras que el Pentium M “normal” de 1,5 GHz lleva por número un 715 y un Prescott de 3,4 GHz su número de código es 551. Por otro lado, un Celeron D a 3,6 GHz basado en el núcleo Cedar Mill-512 recibe el número 365 y un Prescott simple de 2,66 GHz se identifica por el número 505.
Pentium 4
Los primeros modelos en adoptar el sistema de numeración fueron lanzados a finales del 2004. Éstos corresponden a la serie 5xx, formada por los procesadores Pentium 4 con núcleo Prescott y 1 MB de caché L2. Las variantes iniciales de la serie incluye los modelos 505 (2,66 GHz), 505J (2,66 GHz), 506 (2,66 GHz), 511 (2.8 GHz), 515 (2,93 GHz), 515J (2,96 GHz), 516 (2,66 GHz), 517 (2,93 GHz) 519J (3,06 GHz) y 519K (3,06 GHz), todos con un bus a 533 MHz. Además de la frecuencia de reloj, los procesadores se diferencian por otras características especiales que poseen, precisamente por eso hay tantos modelos con el mismo reloj.
Los modelos 506, 516, 517 y 519K ofrecen soporte para EM64T (también conocido como Intel 64), que es el conjunto de instrucciones de 64 bits desarrollada por Intel, por lo tanto son capaces de ejecutar las versiones de 64 bits de XP, Vistañ así como, de las distribuciones de Linux compilados para procesadores de 64 bits. Además, todos los procesadores de la serie 5xx que ejecutan instrucciones EM64T también ofrecen soporte a la tecnología HT (acrónimo de Hyper-Threading).
El 511 sólo es compatible con la tecnología HT, y no posee instrucciones de 64 bits, mientras que el 505J, 515J y 519J brindan soporte al sistema XD bit (acrónimo de eXecute Disable bit), un sistema de protección utilizados por algunos programas para protegerlos contra los ataques generados por desbordamiento de buffer (buffer overflow). El resto de los micros son modelos «simples» de Prescott, que no poseen ninguno de los tres recursos mencionados.
Todos estos modelos soportan la tecnología Hyper-Threading, de ahí que este recurso ya no aparece indicado en la numeración. Anteriormente, las versiones de este tipo eran vendidas bajo la marca «Pentium 4 HT», de esta forma era evidente al comprar el procesador que el mismo era compatible con HT. Otro aspecto es que a pesar de ser basados en el mismo núcleo Prescott con 1 MB de caché que los de la serie anterior, todos utilizan un bus de 800 MHz y por lo tanto son un poco más rápidos, aunque la diferencia no es muy notable.
De la serie, los modelos cuyo número termina con «1» también ofrecen soporte a EM64T y XD bit. Por tanto, la lista completa incluye los denominados HT521, HT524, HT531, HT541, HT551, HT561 y HT571. Aquellos que en su denominación incluyen una «J» sólo admiten XD bit, lo que no es tan significativo como la posibilidad de ejecución de instrucciones de 64 bits. En esta lista se encuentran los siguientes: HT520J, HT530J, HT540J, HT550J, HT560J, y HT570J. El resto de los procesadores cuyo número final es “0” corresponden a los modelos «simples», los cuales solamente disponen de la tecnología HT inherente a la serie.
Un dato curioso es que los modelos HT570J y HT571 (así como el 670) son los procesadores de Intel que oficialmente hasta hoy operan con la mayor frecuencia de reloj, pues otros más modernos como los de doble núcleo basados en la arquitectura del Pentium 4, así como los Core 2 Duo trabajan a frecuencias más bajas. Sin embargo, la arquitectura Prescott ha manifestado ineficiencia en su trabajo teniendo como repercusión que los micros de la serie 5xx ofrezcan un modesto rendimiento para los estándares de hoy.
Sobre la base de lo planteado aparecen los procesadores basados en el núcleo Prescott 2M. Los mismos, a pesar de tener 2 MB de caché, es decir, el doble que la de los modelos anteriores, su diseño más compacto le proporcionaba un efecto secundario que traía como consecuencia aumentar aún más la ya alta latencia de la caché L2 del Prescott original. Lo que provocaba que gran parte del incremento de sus prestaciones por concepto de haber aumentado la capacidad de memória caché de segundo nivel fuera reducido.
Esta serie incluye los modelos 620 (2,8 GHz), 630 (3,0 GHz), 640 (3,2 GHz), 650 (3,4 GHz), 660 (3,6 GHz), 662 (3,6 GHz), 670 (3,8 GHz) y 672 (3,8 GHz).
Todos estos modelos utilizan bus de 800 MHz y ofrecen soporte para EM64T, HT y XD bit. Con excepción del 620, todos también son compatibles con EIST (acrónimo de Enhanced Intel SpeedStep), un sistema para mejorar la gestión de energía, lo que reduce sustancialmente el consumo del procesador mientras está inactivo. Los modelos en cuya numeración aparece un «2» al final, que en este caso sólo se encuentran el 662 y el 672, también incluyen soporte para Intel VT, un sistema de virtualización para mejorar el rendimiento de algunos software de virtualización como VMware, Virtual PC y Xen (en el caso de Linux).
Por último, se encuentran los microprocesadores basados en el núcleo Cedar Mill, los cuales son una actualización del núcleo Prescott 2M, fabricados mediante una tecnología de 65 nm. Todos ellos mantienen los 2 MB de caché L2, pero tienen un consumo de potencia un poco más bajo. La serie incluye los modelos 631 (3,0 GHz), 641 (3,2 GHz), 651 (3,4 GHz) y 661 (3,6 GHz). Además, poseen un bus de 800 MHz y también son compatibles con EM64T, Hyper-Threading y XD bit.
El siguiente enlace a una tabla muestra todos los modelos descritos a partir del 521:
http://www.ecured.cu/images/2/24/Modelo_Petum_4.JPG
Pentium D
Con el lanzamiento del Cedar Mill, la principal preocupación de Intel estaba en como reducir el consumo de energía y aumentar la eficiencia de los procesadores. Los micros con núcleo Cedar Mill eran capaces de trabajar a frecuencias ligeramente superiores a las de los procesadores basados en Prescott, pero la pérdida de energía al operar a frecuencias superiores a 3,6 GHz era muy alta, lo que hizo a Intel abandonar el lanzamiento de versiones más rápidas. En cambio, los esfuerzos se concentraron en los modelos de doble núcleo y en la finalización del Core 2 Duo, el cual iba a ser lanzado oficialmente en julio del 2006, apenas 6 meses después de las 4 versiones de Cedar Mill.
Los microprocesadores de doble núcleo basados en la arquitectura NetBurst fueron vendidos bajo la marca «Pentium D» (de Doble). De los mismos existen dos familias, las que llevan por nombre código Smithfield (serie 8xx) y Presler (9xx). Smithfield es la versión de doble núcleo del Prescott, en la que cada uno de los procesadores incluye 1 MB de caché para un total de 2 MB. Se produjeron solamente cuatro versiones basadas en el Smithfield: 805 (2,66 GHz), 820 (2,8 GHz), 830 (3,0 GHz) y 840 (3,2 GHz).
El 805 fue la versión de bajo costo, destinado para su uso en placas base con socket 775 que soportaban solamente el bus a 533 MHz. Las otras tres versiones utilizan un bus a 800 MHz. Con respecto a las características especiales, los 4 modelos son compatibles con EM64T y XD bit, pero sólo el 830 y el 840 ofrecen soporte avanzado del Enhanced Intel SpeedStep. Ninguno de los modelos soporta Hyper-Threading, ya que se desactivó tanto para diferenciarlos del Pentium Extreme Edition 840 (que era mucho más caro) como para reducir el consumo de energía de los procesadores, téngase en cuenta que los 830 y 840 (son los que a mayor potencia de disipación térmica generan) superan los 130 W en los momentos de intensa actividad.
A partir de enero del 2006 los modelos de Pentium D basados en el núcleo Smithfield se sustituyeron por los basados en el núcleo Presler. La serie fue compuesta por los modelos 915 (2,8 GHz), 920 (2,8 GHz), 925 (3,0 GHz), 930 (3,0 GHz), 935 (3,2 GHz), 940 (3,2 GHz), 945 (3,4 GHz), 950 (3,4 GHz) y 960 (3,6 GHz). De la misma manera que en la serie 8xx, ninguno de estos modelos soporta Hyper-Threading, desactivado para diferenciarlos de la serie de procesadores Extreme Edition. Por el contrario, todos soportan instrucciones de 64 bits, XD bit y también Advanced SpeedStep. Los modelos cuyo número termina con «0» (920, 930, 940, 950 y 960) soportan Intel VT, el mismo recurso de virtualización de aplicaciones que se introdujo en la serie 6xx. Este es el único recurso que los diferencia de los 9×5.
El siguiente enlace a una tabla muestra todos los modelos :
http://www.ecured.cu/images/5/55/Petium_D.JPG
Extreme Edition
A finales del 2003, bajo la presión de AMD, Intel crea la serie Pentium 4 Extreme Edition (Pentium 4 EE), procesadores con más memoria caché, los cuales fueron producidos en cantidades limitadas pero vendidos a precios exorbitantes. La función principal de estos procesadores ha sido utilizada como una herramienta de marketing por la compañía, para atraer la atención de los aficionados.
Las primeras versiones se basaban en un núcleo con nombre código Gallatin, similares a los Xeon MP (éstos empleaban núcleo Northwood), con sólo 512 kB de caché L2, y complementado con una caché L3 de 2 MB. Aún utilizaba tecnología de fabricación de 130 nm y operaban a frecuencias de reloj de 3,4 y 3.46 GHz.
Luego vino el Pentium 4 EE basado en el núcleo Prescott 2M, que como su nombre lo indica, es una versión mejorada del núcleo Prescott con 2 MB de caché L2 sustituyendo la caché L3 del Gallatin. La primera versión (y única) operaba a 3,73 GHz y fue diseñado exclusivamente para placas base con Socket 775 y frecuencia del bus a 1066 MHz. Intel planeaba llevar a cabo versiones más rápidas, alcanzando la marca de 5 GHz, pero la brutal disipación térmica del procesador impidió que estas ideas se concretaran.
Las versiones posteriores del Extreme Edition fueron basados en los núcleos Smithfield y Presler. Fueron vendidos bajo la marca «Pentium Extreme Edition» (sin el «4»). Para evitar confusiones, se buscó una abreviatura del nombre «Pentium Extreme Edition» por «Pentium XE», y así diferenciarlos de la serie antigua, reconocida como «Pentium 4 EE”.
El núcleo Smithfield fue utilizado en una única versión de los Pentium XE (XE 840), que operaba a 3,2 GHz. La única ventaja real del XE 840 con respecto a los de la serie 8xx era su optimización para soportar tecnología Hyper-Threading.
A principios del 2006 se lanzaron dos nuevos modelos basados en el núcleo Presler: Pentium XE 955 y XE 965, los que operaban, respectivamente, a 3,46 GHz y 3,73 GHz. El principal rasgo distintivo de ambos modelos que los diferenciaba de los procesadores de la serie 9xx era el uso del bus a 1066 MHz, lo que indudablemente mejoró el rendimiento en comparación con un Pentium D de la misma frecuencia de reloj. El XE 965 opera a una frecuencia 133 MHz más rápido que el Pentium D 960 (3,6 GHz), por lo que lo convierte en el procesador más rápido de la plataforma NetBurst.
Celeron D
Como de costumbre, Intel fabricó versiones actualizadas de procesadores Celeron basados en el núcleo Prescott (con 256 kB de caché L2) y Cedar Mill (con 512 kB), los que poco a poco fueron sustituyendo a los modelos antiguos de Celeron con núcleo Northwood.
Todos los Celeron D utilizan Socket 775 y bus de 533 MHz. Es importante aclarar que a pesar de «D» en el nombre, no son procesadores de doble núcleo. Intel simplemente decidió nombrar a los Celeron de una manera similar para aprovechar el esfuerzo de marketing en torno a los Pentium D. La «D» en el caso de los Celeron no tiene ningún significado especial, es sólo una letra más en el nombre. Indudablemente que la serie incluye varios modelos y muchos operan a una misma frecuencia por lo que es importante interpretar algunas de sus principales diferencias. Los procesadores Celeron D no soportan ni Hyper-Threading ni Advanced SpeedStep, pero indistintamente algunos si ofrecen soporte a EM64T y XD bit. Los que admiten este último recurso se identifican con la letra «J». La lista incluye los modelos 325J, 330J, 335J, 340J, 345J. La función XD bit no es un recurso tan interesante en los micros, de ahí que disponer de un procesador de la serie J es a la vez una buena y una mala noticia. La buena noticia es que viene con el XD bit activado y la mala es que no son compatibles con EM64T, siendo ésta la característica realmente importante.
Los Celeron D con soporte para instrucciones de 64 bits salieron al mercado posteriormente y su número de identificación se aumentó en 1 para diferenciarlos de los anteriores. La lista incluye el 326, 331, 336, 341, 346, 351 y 355. A todos estos modelos se le incluyó como «regalo», también soporte a XD bit. Luego están los modelos basados en el núcleo Cedar Mill-512, fabricados con tecnología de 65 nm y con 512 kB de caché L2. Esta vez la elección es sencilla, ya que sólo existen 5 modelos: 347 (3,06 GHz), 352 (3,2 GHz), 356 (3,33 GHz), 360 (3,46 GHz) y 365 (3,6 GHz). Los 5 modelos son compatibles con EM64T y XD bit, eliminando la ambigüedad de la serie anterior.
El siguiente enlace a una tabla muestra todos los modelos : www.ecured.cu/images/e/ec/Celeron_D.JPG
Es importante destacar que este sistema de numeración adoptado por Intel es aplicado sólo a los microprocesadores fabricados para las versiones del Socket 775 en adelante. A diferencia de su principal competidor AMD, que también emplea un sistema similar, pero como indicador de rendimiento de sus micros, el que identifica a Intel es sólo un código que indica la familia, la «posición jerárquica» del chip así como otros recursos adicionales (EM64T, virtualización, etc.) soportados por él. Después de su lanzamiento, los procesadores que empleaban el zócalo 478 o inferior continuaron vendiéndose e identificándose sobre la base de su frecuencia de operación hasta ser descontinuados.