Parece que ha pasado una eternidad, ya que Intel ha lanzado un procesador basado en una arquitectura completamente nueva. En realidad, han pasado 5 años para ser exactos, desde que se introdujo la microarquitectura P6 en 1995. En el contexto de los ciclos de diseño perpetuos de la industria de semiconductores, en 5 años muchas cosas pueden cambiar.
Sin embargo, los núcleos base de los procesadores convencionales no son triviales de diseñar. Además, Intel tiene una habilidad bastante buena para dejarse los ganchos en la tecnología que permitirá que los productos de hoja de ruta en frecuencias más altas con más funciones los lleven adelante con iteraciones relativamente menores del producto base. Parece que Intel ha exprimido el núcleo P6 por todo lo que vale ahora y finalmente ha golpeado la pared con respecto a la frecuencia del reloj. El Pentium III alcanzará un máximo de aproximadamente 1 GHz. y frente a un entorno competitivo cada vez mayor, así como a la insaciable necesidad de velocidad del usuario final, Intel necesitaba “reinventar la rueda”. Quizás no reinventarlo por completo, pero era necesario realizar una reforma importante.
En las siguientes páginas, le mostraremos el funcionamiento interno del nuevo procesador Pentium 4, la placa base y el chipset que lo soportan y los niveles de rendimiento que se esperan en varias aplicaciones de software y sistemas operativos.
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Introductorio 1.4GHz. y 1,5 GHz. Velocidad de reloj con hoja de ruta a 2GHz. y más allá
400 MHz. Bus del sistema “cuádruple bombeo”
Tecnología “Hyper Pipelined” – Profundidad de tubería de 20 etapas para una mayor capacidad de frecuencia
“Motor de ejecución rápida” – Las ALU funcionan al doble de la velocidad de la frecuencia central
Caché de transferencia avanzada de 256K L2 funcionando a la velocidad del procesador central
Caché de datos 8K L1
Caché de seguimiento de ejecución – Caches decodificados de Micro-Ops preparándolos para su ejecución
Ejecución dinámica avanzada – Unidad de ejecución especulativa fuera de orden más eficiente que alimenta los motores de ejecución
Capacidad de predicción de rama mejorada – Compensa por la mayor probabilidad de ramificaciones mal predichas de la tubería más profunda
Streaming SIMD Extension 2 (SSE2) – 144 nuevas instrucciones que incluyen aritmética de enteros SIMD de 128 bits e instrucciones de coma flotante de doble precisión de 128 bits, además de las instrucciones SSE y MMX.
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Las cosas ciertamente han cambiado para el Pentium 4 y la velocidad del reloj es solo uno de los muchos aspectos que son completamente exclusivos en comparación con su predecesor. La forma en que Intel pudo acelerar el núcleo fue profundizando la canalización de la CPU. Esto permite frecuencias centrales más altas, pero también aumenta la posibilidad de que se pierdan las predicciones de rama dirigida. Las predicciones de rama son la forma en que la mayoría de los procesadores x86 anticipan qué instrucción ejecutarán a continuación. Además, debido a que la canalización es dos veces más profunda que, por ejemplo, el Pentium 3, el Pentium 4 paga una penalización de rendimiento más alta por esas predicciones de rama fallidas.
Además, una canalización más profunda también significa que se pueden ejecutar menos instrucciones por ciclo de reloj. Esta situación está más que compensada siempre que pueda lograr la frecuencia de reloj sustancialmente más alta que tiene el P4 a 1.5GHz. frente a 1 GHz. Pentium 3. Con el fin de compensar algunas de estas concesiones que Intel tuvo que hacer con la tubería más profunda, también han incorporado muchas mejoras nuevas a su diseño, incluida la adición de Execution Trace Cache para Mico-Ops decodificados, una mejor ejecución especulativa fuera de orden, una mejora Unidad de punto flotante, unidades lógicas aritméticas que funcionan al doble de la velocidad del núcleo, instrucciones SSE2 y 400MHz. Sistema de autobús.
Entonces, la arquitectura del Pentium 4 suena bastante robusta, pero ¿qué pasa con la placa base, el chipset y otro hardware que lo admite? Ingrese a nuestro sistema de prueba Pentium 4 “White Box”. Echemos un vistazo…
El Pentium 4 White Box y la placa base D850GB
