O Northwood

O Northwood foi a segunda geração do Pentium 4, produzido em uma técnica de 0.13 micron. Ele não trouxe mudanças na arquitetura, mas a redução no tamanho físico dos transistores permitiu que fossem adicionados mais 256 KB de cache L2, totalizando 512 KB.

Como o Pentium 4 foi originalmente projetado para trabalhar em conjunto com módulos de memória Rambus (que apesar da maior latência oferecem taxas de transferência de dados mais altas) o desempenho do Willamette era prejudicado de forma significativa ao utilizar memórias SDR SDRAM. Entretanto, o aumento no cache e a popularização das placas com suporte a memórias DDR melhoraram de forma significativa o desempenho do processador, fazendo com que (respeitadas as diferenças no clock) ele passasse a competir mais ou menos em pé de igualdade com o Athlon Thunderbird, muito embora o Thunderbird fosse bem mais eficiente.

Junto com o Northwood foi introduzido o soquete 478, onde o processador utiliza um encapsulamento muito mais compacto que no soquete 423 utilizado pelo Willamette. A principal vantagem técnica do novo soquete foi a de reduzir o comprimento das trilhas dentro do encapsulamento do processador, o que diminuiu a perda de sinal, facilitando o uso de frequências mais altas:

Com o novo encapsulamento, os processadores ficaram também um pouco mais baratos de produzir, o que ajudou a Intel na hora de reduzir os preços de venda a fim de conter o avanço do Athlon Thunderbird. A disponibilidade de placas com suporte a módulos de memória SDRAM também ajudou bastante, fazendo com que o Pentium 4 finalmente emplacasse. Temos aqui uma comparação entre o Northwood soquete 478 e o Willamette soquete 423, onde você pode notar a grande diferença de tamanho entre os dois processadores:

O Northwood foi produzido em versões de 1.6 a 3.06 GHz, englobando tanto modelos com bus de 400 MHz quanto modelos utilizando bus de 533. A série com bus de 400 MHz inclui os modelos de 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8 e 3.0 GHz, enquanto a série com bus de 533 MHz inclui modelos de 2.26, 2.40, 2.53, 2.66, 2.8 e 3.06 GHz.

Existiram ainda diversos modelos do Celeron baseados no core Northwood, com clock de 1.8 a 2.8 GHz, sempre utilizando bus de 400 MHz. Assim como os modelos baseados no Willamette, os Celerons baseados no Northwood possuíam apenas 128 KB de cache e por isso não ofereciam nenhum ganho de desempenho em relação à série anterior. As únicas vantagens eram o fato de consumirem menos energia e oferecerem uma maior margem de overclock. De qualquer forma, ambas as versões perdiam por uma boa margem para o AMD Duron, que era ainda por cima mais barato.

Temos aqui o die de um Pentium 4 com core Northwood. Embora a disposição de alguns dos componentes internos tenha mudado em relação ao Willamette, o processador continuou quase idêntico, com exceção do cache adicional, dividido em quatro blocos de 128 KB cada. Os Celerons baseados no Northwood possuem apenas um dos blocos ativos:

Mais tarde foi lançada uma série com suporte a Hyper-Threading (veja mais detalhes a seguir), vendida sob a marca “Pentium 4 HT”, que incluiu modelos com de 2.4 a 3.4 GHz. Com exceção do modelo de 3.06 GHz, todos utilizam bus de 800 MHz, o que ajudou a melhorar sutilmente o desempenho por clock em relação às versões anteriores.

Na verdade, os circuitos responsáveis pelo Hyper-Threading estão disponíveis em todos os processadores Pentium 4 (mesmo nos Willamette), incluindo os Pentium D e Celerons. A Intel simplesmente habilitava ou desabilitava o recurso de acordo com a faixa de mercado a que cada processador se destinava, limitando-se a ativar o HT nas séries de alto desempenho, como o Pentium 4 HT, ou o Pentium Extreme Edition.