Pentium D e o sistema de numeração

Ao migrar seus processadores para o soquete 775, a Intel adotou o uso do sistema de numeração que, com os devidos ajustes, é ainda usado até os dias de hoje. Ao contrário da AMD, que até então usava o sistema de numeração como um indicador aproximado de desempenho, o sistema de numeração da Intel é apenas um código que indica a família, a posição hierárquica do chip e os recursos adicionais (EM64, suporte a virtualização, etc.) suportados por ele.

Isso faz com que, em muitos casos, um processador mais rápido receba um número de identificação muito inferior ao de um processador mais lento, porém de outra família. Os códigos foram especialmente confusos durante a época do Pentium D e do Celeron D, devido ao grande número de famílias diferentes em produção.

O sistema de numeração foi aplicado apenas aos processadores produzidos em versão soquete 775. Mesmo depois do lançamento deles, os processadores soquete 478 (tanto Pentium 4, quanto Celeron) continuaram sendo vendidos sob a frequência de operação, até serem descontinuados. A partir da segunda metade de 2007, a AMD acabou adotando um sistema de numeração similar ao da Intel, também abandonando a ideia do índice de desempenho.

Os primeiros modelos a adotarem o sistema de numeração foram lançados no final de 2004. A série 5xx é formada pelos processadores Pentium 4 com core Prescott e 1 MB de cache.

A leva inicial inclui os 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) e 519K (3.06 GHz), todos utilizando bus de 533 MHz.

Além do clock, os processadores são diferenciados pela presença dos recursos especiais, justamente por isso existem tantos modelos com o mesmo clock.

Os modelos 506, 516, 517 e 519K oferecem suporte ao EM64 (também chamado de Intel 64), o conjunto de instruções de 64 bits desenvolvido pela Intel e por isso são capazes de rodar as versões de 64 bits do XP, Vista e distribuições Linux compiladas para processadores de 64 bits. Todos os processadores da série 5xx com o EM64 oferecem também suporte ao Hyper-Threading.

O 511 oferece apenas suporte a HT, sem suporte a instruções de 64 bits, enquanto o 505J, 515J e 519J oferecem suporte ao XD bit (eXecute Disable bit), um sistema de proteção utilizado por alguns softwares para aumentar a proteção contra ataques de buffer overflow. Este recurso recebeu uma grande atenção na época em que foi lançado, mas acabou não sendo tão utilizado na prática. Os demais são modelos “simples” do Prescott, sem nenhum dos três recursos.

Em seguida temos a série composta pelos modelos 520 (2.8 GHz), 520J (2.8 GHz), 521 (2.8 GHz), 524 (3.06 GHz), 530 (3.0 GHz), 530J (3.0 GHz), 531 (3.0 GHz), 540 (3.2 GHz), 540J (3.2 GHz), 541 (3.2 GHz), 550 (3.4 GHz), 550J (3.4 GHz), 551 (3.4 GHz), 560 (3.6 GHz), 560J (3.6 GHz), 561 (3.6 GHz), 570J (3.8 GHz GHz) e 571 (3.8 GHz).

Todos estes modelos suportam Hyper-Threading, por isso a informação não é mais indicada no número. Estas versões eram vendidas sob a marca “Pentium 4 HT”, de forma que ficava claro ao comprar que o processador suportava HT. Apesar de serem baseados no mesmo core Prescott com 1 MB da série anterior, todos estes modelos utilizam bus de 800 MHz e por isso são um pouco mais rápidos, embora a diferença seja pequena.

Todos os modelos cuja numeração termina com “1” oferecem também suporte ao EM64 e ao recurso XD bit. A lista completa inclui os modelos HT 521, HT 524, HT 531, HT 541, HT551, HT 561 e HT 571.

Os modelos cuja numeração inclui um “J” oferecem suporte apenas ao XD bit, que não é nem de longe tão interessante quando o suporte a instruções de 64 bits. A lista inclui os modelos HT520J, HT 530J, HT540J, HT 550J, HT 560J, e HT 570J. Os demais modelos, cuja numeração termina com “0”, são os modelos “simples”, que incluem apenas o suporte a Hyper-Threading inerente à série.

Uma curiosidade é que os modelos HT 570J e HT 571 (assim como o 670), foram por muito tempo os processadores Intel com a maior frequência de clock oficialmente suportada, já que os modelos dual-core baseados na arquitetura do Pentium 4, assim como os Core 2 Duo, trabalhavam a frequências mais baixas. Apesar disso, a ineficiente arquitetura do Prescott faz com que os processadores da série 5xx tenham um desempenho modesto para os padrões atuais.

Em seguida temos os processadores baseados no Prescott 2M. Apesar de terem 2 MB de cache, o dobro dos modelos anteriores, o cache L2 incluído utiliza um design mais compacto, que tem como efeito colateral um novo aumento na já alta latência do cache L2 do Prescott original. Isto faz com que parte do ganho de desempenho obtido com a ampliação do cache seja anulado.

A série inclui os 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) e 672 (3.8 GHz)

Todos estes modelos utilizam bus de 800 MHz, oferecem suporte a instruções de 64 bits, Hyper-Threading e XD bit. Com exceção do 620, todos suportam também o EIST (Enhanced Intel SpeedStep), um sistema aprimorado de gerenciamento de energia, que reduz de forma substancial o consumo do processador enquanto ele está ocioso. Este recurso é suportado inclusive no Linux, através do daemon “powernowd”.

Os modelos cuja numeração termina com “2”, lista que inclui apenas o 662 e 672, incluem também suporte ao Intel VT, um sistema de virtualização que visa melhorar o desempenho de programas de virtualização, como o VMware, Virtual PC e Xen (no Linux). Em teoria, o uso do Intel VT poderia melhorar de forma substancial o desempenho destes programas, mas até o presente momento a promessa ainda não se concretizou.

Finalmente, temos os modelos baseados no core Cedar Mill, a atualização do core Prescott 2M, fabricada usando a técnica de produção de 0.065 micron. Todos estes modelos mantém os 2 MB de cache, mas possuem um consumo elétrico um pouco mais baixo. A série inclui os modelos 631 (3.0 GHz), 641 (3.2 GHz), 651 (3.4 GHz) e 661 (3.6 GHz).

Todos os modelos utilizam bus de 800 MHz, EM64, Hyper-Threading e XD bit. Existiram três revisões do core Cedar Mill, com steeping B1, C1 e D0, que se diferenciam com relação ao consumo elétrico. Os mais antigos, baseados no steeping B1 possuem um TDP de 86 watts e não suportam o EIST. Os baseados no steeping C1 mantém o mesmo TDP, mas já incluem suporte ao EIST (o que faz com que o processador fique muito mais frio enquanto o PC está rodando aplicativos leves), enquanto os baseados no steeping D0 possuem um TDP mais baixo, de apenas 65 watts.

Esta tabela, fornecida pela Intel, mostra todos os modelos, a partir do 521:

Ao lançar o Cedar Mill, a Intel estava preocupada em reduzir o consumo e melhorar a eficiência dos processadores. Embora os Cedar Mill fossem capazes de trabalhar a frequências ligeiramente superiores aos processadores baseados no core Prescott (o que você pode comprovar ao fazer overclock), o gate leakage ao operar a frequências acima de 3.6 GHz era muito alto, o que fez a Intel desistir do lançamento de versões mais rápidas.

Ao invés disso, os esforços foram concentrados nos modelos dual-core e na finalização do Core 2 Duo, que viria a ser lançado em Julho de 2006, apenas 6 meses depois das 4 versões do Cedar Mill.

Os processadores dual-core baseados na arquitetura NetBurst foram vendidos sob a marca Pentium D (de dual). Existiram duas famílias, baseadas nos cores Smithfield (série 8xx) e Presler (9xx).

O core Smithfield é a versão de dois núcleos do Prescott, onde cada um dos dois processadores inclui 1 MB de cache, totalizando 2 MB. Ele deu origem a apenas quatro versões: 805 (2.66 GHz), 820 (2.8 GHz), 830 (3.0 GHz) e 840 (3.2 GHz). O 805 foi uma versão de baixo custo, destinada a ser utilizada em conjunto com as placas soquete 775 que suportavam apenas bus de 533. As outras três versões utilizavam bus de 800 MHz.

Com relação aos recursos especiais, os 4 modelos suportam o EM64 e o XD bit, mas apenas o 830 e o 840 (que possuem um TDP mais alto) suportam o Advanced SpeedStep. Nenhum dos modelos oferece suporte ao Hyper-Threading, que foi desativado em parte para diferenciá-los do Pentium Extreme Edition 840 (que era bem mais caro) e em parte para reduzir o consumo elétrico dos processadores, que no 830 e 840 já superava a marca dos 130 watts em momentos de atividade intensa.

Os Pentium D baseados no core Smithfield foram substituídos pelos baseados no core Presler a partir de Janeiro de 2006. A série foi composta pelos 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) e 960 (3.6 GHz).

Assim como no caso da série 8xx, nenhum destes modelos suporta Hyper-Threading, desativado para diferenciá-los dos processadores da série Extreme Edition. Todos suportam instruções de 64 bits, XD bit e também o Advanced SpeedStep.

Os modelos cujo código termina com “0” (920, 930, 940, 950 e 960) oferecem suporte ao Intel VT, o mesmo recurso de virtualização que foi introduzido na série 6xx. Este é o único recurso que os diferencia dos 9×5. Veja a tabela com todos os modelos:

Como de praxe, a Intel lançou versões atualizadas do Celeron baseadas no core Prescott (com 256 KB de cache) e do Cedar Mill (com 512 KB), que lentamente substituíram os antigos Celerons baseados no Northwood.

Apesar do maior número de estágios de pipeline e da maior latência do cache L2 (cortesia do Prescott), o Celeron D acaba sendo consideravelmente mais rápido que um Celeron Northwood do mesmo clock (de 10 a 20%, de acordo com o aplicativo) devido à combinação do maior cache L1 de dados (16 KB x 8 KB), do maior cache L2 e do uso do bus de 533 MHz.

Todos os Celeron D utilizam o soquete 775 e bus de 533 MHz. Apesar do “D” no nome, eles não são processadores dual-core. A Intel simplesmente resolveu nomear o Celeron de forma parecida para aproveitar o esforço de marketing feito em torno do Pentium D. O “D” no caso do Celeron não tem nenhum significado especial, é apenas uma letra a mais no nome.

A lista dos Celerons D baseados no core Prescott-256 inclui o 310 (2.13 GHz), 315 (2.26 GHz), 320 (2.4 GHz), 325 (2.53 GHz), 325J (2.53 GHz), 326 (2.53 GHz), 330 (2.66 GHz), 330J (2.66 GHz), 331 (2.66 GHz), 335 (2.8 GHz), 335J (2.8 GHz), 336 (2.8 GHz), 340 (2.93 GHz), 340J (2.93 GHz), 341 (2.93 GHz), 345 (3.06 GHz), 345J (3.06 GHz), 346 (3.06 GHz), 350 (3.2 GHz), 351 (3.2 GHz) e 355 (3.33 GHz).

Como você pode ver, desta vez a lista é grande e temos um número muito grande de versões com o mesmo clock. Vamos então entender as diferenças entre elas.

Nenhum dos Celerons D suporta Hyper-Threading ou o Advanced SpeedStep, mas diversos modelos suportam o XD bit e o EM64. Os modelos que possuem suporte ao XD bit são identificados pela letra “J”. A lista inclui os modelos 325J, 330J, 335J, 340J, 345J. Como vimos, o XD bit não é um recurso tão interessante, de forma que ter um processador da série J é, ao mesmo tempo, uma boa e uma má notícia. A boa é que ele vem com o XD bit ativado e a má é que ele não inclui suporte ao EM64, que seria o recurso realmente importante.

Os Celerons D com suporte a instruções de 64 bits foram lançados posteriormente e tiveram o número de identificação aumentado em 1 para diferenciá-los dos anteriores. A lista inclui o 326, 331, 336, 341, 346, 351 e também o 355. Todos estes modelos incluem “de brinde” também o suporte ao XD bit.

Em seguida, temos os modelos baseados no core Cedar Mill-512. Eles são os modelos recomendados, pois além de serem fabricados usando a técnica de 0.065 micron, possuem 512 KB de cache.

Desta vez a escolha é mais simples, já que temos apenas 5 modelos: 347 (3.06 GHz), 352 (3.2 GHz), 356 (3.33 GHz), 360 (3.46 GHz) e 365 (3.6 GHz). Todos os 5 modelos suportam tanto o EM64 quanto o XD bit, eliminando a ambiguidade da série anterior. Veja a tabela completa, cortesia da Intel:

Concluindo, temos a série Extreme Edition, composta por processadores com mais cache, que foram produzidos em quantidades limitadas e vendidos a preços exorbitantes. A principal função destes processadores foi servir como ferramenta de marketing, atraindo a atenção do público entusiasta e evitando que a AMD roubasse toda a atenção.

As versões iniciais do Pentium 4 EE eram baseadas no core Gallatin, uma versão adaptada do Xeon MP (que por sua vez era baseado no core Northwood), que possuía apenas 512 KB de cache L2, complementados por um generoso cache L3 de 2 MB. O Gallatin ainda era fabricado usando a antiga técnica de 0.13 micron, por isso foi lançado em versões de 3.2 a 3.46 GHz, tanto em versão soquete 478 (de 3.2 e 3.4 GHz) quanto em versão soquete 775 (versões de 3.4 e 3.46 GHz).

Em seguida veio o Pentium 4 EE baseado no core Prescott 2M que, como o nome sugere, é uma versão aperfeiçoada do core Prescott, com 2 MB de cache L2 (que substituíram o cache L3 do Gallatin). A versão inicial (e única) operava a 3.73 GHz e era destinada exclusivamente a placas soquete 775 com suporte a bus de 1.06 GHz. A Intel pretendia lançar versões mais rápidas, atingindo a marca de 5 GHz, mas a brutal dissipação térmica do processador impediu que isso se concretizasse.

Mais adiante foram lançadas versões Extreme Edition baseadas nos cores Smithfield e Presler. Elas foram vendidas sob a marca “Pentium Extreme Edition” (sem o “4”). Para evitar confusão, abreviamos o nome “Pentium Extreme Edition” como “Pentium XE”, diferenciando-os da série antiga, abreviada como “Pentium 4 EE”.

O core Smithfield foi usado em uma única versão do Pentium XE (o XE 840), que operava a 3.2 GHz. A única vantagem real do XE 840 sobre os processadores da série 8xx era o suporte a Hyper- Threading. Apesar disso, ele era vendido (na época de lançamento) por US$ 999, quase o dobro do preço de um Pentium D 840, que também operava a 3.2 GHz.

No início de 2006 foram lançados dois novos modelos, baseados no core Presler: o Pentium XE 955 e o XE 965, que operavam respectivamente a 3.46 e 3.73 GHz. O principal diferencial destes dois modelos sobre os demais processadores da série 9xx era o uso do bus de 1.06 GHz, o que melhorava sutilmente o desempenho em relação a um Pentium D do mesmo clock.

O XE 965 operava a uma frequência 133 MHz maior que o Pentium D 960 (3.6 GHz), o que o torna o processador mais rápido dentro da plataforma NetBurst. Ao mesmo tempo, ele foi um dos piores processadores de todos os tempos com relação ao custo-benefício, já que custava, em abril de 2006, nada menos que 999 dólares. Três meses depois, era possível comprar dois Core 2 Duo E6700 pelo mesmo valor.