Celeron 4xx, E1xxx e E3xxx

Com exceção de alguns poucos aplicativos científicos cuidadosamente otimizados, os processadores dual-core não chegam nem perto de serem duas vezes mais rápidos do que processadores single-core de arquitetura e clock similares. Pelo contrário, em muitos aplicativos o ganho acaba sendo de apenas 10 ou 15%, muito embora os ganhos em multitarefa sejam visíveis.

Se os processadores single-core fossem capazes de operar ao dobro da frequência, superariam os dual-core por uma margem considerável. A principal questão é que, devido ao gate-leakage e a outros fatores, não é mais tão simples aumentar a frequência de operação dos processadores.

Como a história do Pentium 4 mostrou, técnicas como aumentar o número de estágios de pipeline do processador ou aumentar os tempos de latência do cache L2 (para permitir que o processador seja capaz de atingir frequências de operação mais altas), acabam sendo contra-produtivas, já que o pequeno aumento na frequência acaba não compensando a perda de desempenho.

Por outro lado, a cada nova técnica de fabricação, os transistores do processador tornam-se menores, gerando uma redução substancial no espaço ocupado pelo processador. Os fabricantes têm então a opção de manter o projeto anterior (o que causa uma redução no custo de produção, já que a área ocupada por cada processador passa a ser menor) ou de usar o espaço adicional para adicionar componentes que possam aumentar o desempenho do processador.

Redução no tamanho do processador, de acordo com a técnica de fabricação usada

A modificação mais simples é adicionar mais cache L2. As células de cache são “clones” umas das outras, de forma que é muito fácil para os projetistas adicionar mais 2 ou 4 MB de cache L2. A questão é que, a partir de um certo ponto, adicionar mais cache passa a gerar ganhos de desempenho cada vez menores. Aumentar o cache do processador de 256 KB para 2 MB gera um ganho expressivo de desempenho, mas aumentar de 2 MB para 4 MB gera um ganho muito menor.

A partir de um certo ponto, adicionar um segundo núcleo ao processador gera um ganho muito maior do que adicionar mais cache. Embora não seja tão simples quanto adicionar mais cache, criar um processador com dois, quatro ou mesmo oito núcleos ainda é muito mais simples do que desenvolver um novo projeto a partir do zero.

Passa então a fazer mais sentido vender processadores dual-core, repassando o aumento de custo para os consumidores, do que continuar vendendo processadores single-core indefinidamente. Afinal, a cada novo aperfeiçoamento na técnica de fabricação, a diferença de custo fica menor.

Com o Core 2 Duo, todos os processadores de médio a alto custo da Intel passaram a ser dual-core ou quad-core. Durante a transição, os processadores Pentium D e Celeron D, baseados na arquitetura do NetBurst tornaram-se a linha de baixo custo e passaram a ser vendidos a preços cada vez mais baixos.

Para ter uma ideia, no início de agosto de 2006, o Pentium D 805 (2.66 GHz) era vendido (nos EUA) por apenas US$ 90, menos da metade do preço do Core 2 Duo E6300. Durante o início de 2007, as últimas unidades do Celeron D chegaram a ser vendidas por menos de US$ 25, mais barato até mesmo que os Semprons. Isso explica a grande oferta de PCs populares com o Celeron D ou até mesmo com o Pentium D que tivemos ao longo da primeira metade de 2007.

Esses preços baixos foram um fenômeno momentâneo, que serviu para acabar com os estoques de processadores da geração anterior. Não seria viável para a Intel vender versões do Core 2 Duo nesses preços, já que o processador custa mais do que isso para ser produzido.

A solução encontrada pela Intel foi desenvolver uma versão simplificada do Conroe, com apenas um núcleo e 512 KB de cache L2, batizada de Conroe-L. Nasceu assim o sucessor do Celeron-D, que voltou a ser chamado simplesmente de “Celeron” e passou a ser vendido sem muito alarde:

Celeron 450: 2.2 GHz, 512 KB, bus de 800 MHz, LGA-775, single-core
Celeron 440: 2.0 GHz, 512 KB, bus de 800 MHz, LGA-775, single-core
Celeron 430: 1.8 GHz, 512 KB, bus de 800 MHz, LGA-775, single-core
Celeron 420: 1.6 GHz, 512 KB, bus de 800 MHz, LGA-775, single-core

Todos estes processadores utilizam bus de 800 MHz, que foi uma maneira encontrada pela Intel para castrar o desempenho dos processadores, já que com apenas 512 KB de cache, eles são muito dependentes da velocidade de acesso à memória. Eles também não oferecem suporte ao Intel VT, o que limita um pouco as escolhas ao rodar aplicativos de virtualização.

Outra grave desvantagem é a falta de suporte ao EIST (SpeedStep), o que faz com que o processador opere sempre à frequência máxima, o que gera um desperdício considerável de energia. Operando a 2.0 GHz, o Celeron 440 consome cerca de 30 watts quando ocioso, em comparação com os menos de 16 watts usados por um Core 2 Duo (quando ocioso) com o EIST ativo.

Estes 14 watts podem não fazer tanta diferença assim, mas a falta do EIST se torna uma desvantagem mais séria ao fazer overclock, já que o consumo do processador aumenta rapidamente com o clock e a tensão. Você pode fazer um Celeron 440 operar a 2.66 GHz usando bus de 1066 GHz e aumentando a tensão do processador em 0.1V. O grande problema é que a 2.66 GHz o consumo do processador aumentará para quase 50 watts, completamente desproporcional ao fraco desempenho.

Embora o Conroe-L seja relativamente barato de produzir, a Intel tem mantido os preços (nos EUA) sempre acima dos 50 dólares, evitando que o Celeron canibalize as vendas dos processadores mais caros.

Ainda que ajude a manter as margens de lucro da Intel, essa política fez com que o Celeron 4xx oferecesse um custo-benefício muito ruim em relação a outros processadores, já que a diferença de custo para os modelos mais lentos do Pentium E e do Athlon X2 era muito pequena. Mesmo nos casos em que a ideia era montar um PC para tarefas leves gastando o mínimo possível, o Sempron single-core acabava sendo uma melhor escolha.

Por outro lado, o Celeron 4xx foi uma grande evolução sobre os antigos Celerons D baseados na plataforma NetBurst. De uma forma geral, é preciso um Celeron D com o dobro do clock para competir de igual para igual com um Celeron 4xx. Um mero Celeron 430 (1.8 GHz) é capaz de superar um Celeron D de 3.6 GHz na maioria dos jogos e aplicativos de compressão de vídeo, além de consumir menos da metade da energia e oferecer uma margem de overclock muito maior.

Com relação à compatibilidade, embora o Celeron 4xx possa ser usado em qualquer placa-mãe soquete 775 que suporte o Core 2 Duo, eles não devem ser vistos como um upgrade direto para as máquinas baseadas no Celeron D, já que muitas placas antigas não possuem suporte a eles, por não utilizarem reguladores de tensão compatíveis com a especificação VRM 11.

Por utilizarem o mesmo encapsulamento, os Celerons 4xx são fisicamente quase idênticos aos Core 2 Duo. Com exceção das inscrições sobre o heat-spreader do processador, a única forma de diferenciar os dois é com base nos capacitores cerâmicos instalados na parte inferior do processador. Por ter apenas um núcleo ativo, o Celeron possui um número muito menor deles:

Celeron 430 (à esquerda) e Core 2 Duo

Em 2008, a Intel iniciou as vendas do Celeron E1xx dual-core. Diferente do que a numeração pode sugerir, eles nada mais são do que versões castradas do Pentium E com core Allendale (de 65 nm), com apenas 512 KB de cache L2, compartilhados entre os dois núcleos.

Diferente dos Celerons 4xx, eles oferecem suporte ao EIST, o que os torna processadores bem mais eficientes. Entretanto, a pouca quantidade de cache anula grande parte dos ganhos oferecidos pelo segundo núcleo. Ele foi lançado em quatro versões, mudando apenas o clock:

Celeron E1600: 2.4 GHz, 512 KB, bus de 800 MHz, LGA-775, dual-core
Celeron E1500: 2.2 GHz, 512 KB, bus de 800 MHz, LGA-775, dual-core
Celeron E1400: 2.0 GHz, 512 KB, bus de 800 MHz, LGA-775, dual-core
Celeron E1200: 1.6 GHz, 512 KB, bus de 800 MHz, LGA-775, dual-core

Curiosamente, a Intel vendeu todas as versões pelo mesmo preço, US$ 53, que era o preço de venda do Celeron 450 na época do lançamento. Ao lançar o E1200, a Intel descontinuou o Celeron 450, ao lançar o E1400 ela descontinuou o E1200 e assim por diante. Essa rápida sucessão fez com que os diferentes modelos do Celeron 4xx e E1xx fossem vendidos por preços muito similares por diferentes vendedores, de acordo com os lotes comprados por cada um.

Em 2009, a transição para os 45 nm chegou ao Celeron, com o lançamento da série E3xxx, composta por modelos com 1 MB de cache L2, baseados no Wolfdale-3M. Apesar do pouco cache, eles são processadores bem mais equilibrados, com suporte ao EIST, EM64T e ao Intel-VT. Basicamente, um Celeron E3xxx é um meio Core 2 Quad Q7xxx:

Celeron E3400: 2.6 GHz, 1 MB, bus de 800 MHz, LGA-775, dual-core
Celeron E3300: 2.5 GHz, 1 MB, bus de 800 MHz, LGA-775, dual-core
Celeron E3200: 2.4 GHz, 1 MB, bus de 800 MHz, LGA-775, dual-core

O E3200 entrou para a história como o processador com preço de lançamento mais baixo na história da Intel, custando apenas US$ 43 em lotes de 1000. O E3300 por sua vez substituiu o E1600, mantendo o preço tabelado de US$ 53. Com o lançamento das novas versões, muitas lojas passaram a oferecer os modelos da série E1xxx por preços bem mais baixos.

Em termos de desempenho, não existe comparação entre o desempenho dos Celerons E3xxx e os antigos Celerons 4xx, já que além de serem dual-core, eles possuem mais cache. Ao comparar processadores com grandes caches L2, como os Core 2 Duo E8xxx e os E7xxx, a diferença de desempenho é muitas vezes bem pequena, já que mesmo possuindo apenas metade do cache dos E8xxx, os Core 2 Duo E7xxx ainda conservam 3 MB, que são mais do que suficientes para a maioria dos aplicativos.

No caso de processadores com pouco cache, como o Celeron ou o Sempron, aumentos no cache são quase sempre significativos, trazendo ganhos de 10 ou até mesmo 20%, como na época do Pentium III Tualatin ou do Athlon Barton. Quando o aumento é combinado com a adição de um segundo núcleo, a diferença se torna ainda mais evidente. O E3300 chega a ser acima de duas vezes mais rápido que o Celeron 450 em jogos, além de oferecer um consumo mais baixo e melhores margens de overclock. É possível atingir de 3.0 a 3.1 GHz com o cooler boxed e 3.5 ou mais com um cooler de melhor qualidade.

Você pode ver um comparativo entre o desempenho dos Celerons E3300, E1600 e 450 e outros processadores de baixo custo no:

http://www.xbitlabs.com/articles/cpu/display/value-cpu-roundup_5.html