Pentium 4 Prescott | Clube do Hardware

Introdução

A Intel lançou hoje o tão aguardado Pentium 4 com núcleo Prescott, o primeiro processador para PCs usando a tecnologia de 90 nanômetros (0,09 mícron). Com este novo núcleo, a Intel conseguirá colocar o seu Pentium 4 rodando a clocks ainda mais elevados neste ano. A Intel também está lançando hoje dois novos processadores, o Pentium 4 de 3,4 GHz e o Pentium 4 Extreme Edition também de 3,4 GHz, sendo que nós já testamos estes dois processadores. Estamos aguardando a Intel nos enviar um processador Pentium 4 com o novo núcleo Prescott para testes. Enquanto ele não chega, vamos explicar as principais diferenças entre o novo Prescott e os processadores Pentium 4 atualmente existentes no mercado (cujo núcleo chama-se Northwood).

Ao contrário do que inicialmente imaginávamos, o núcleo Prescott será usado em uma série de processadores Pentium 4, e hoje foram lançados processadores Pentium 4 "Prescott" com clocks de 2,8 GHz, 3 GHz, 3,2 GHz e 3,4 GHz, todos rodando externamente a 800 MHz (200 MHz transferindo quatro dados por pulso de clock). Nós achávamos que este novo núcleo seria lançado apenas com modelos topo de linha (3,2 GHz para cima), mas não foi o que aconteceu.

Para diferenciar os processadores Pentium 4 "comuns" (núcleo Northwood) dos Pentium 4 com núcleo Prescott, a Intel está utilizando a letra "E" como indicador para o novo núcleo. Desta forma, para as freqüências de operação listadas acima, há dois modelos de núcleo: Northwood e Prescott, este quando houver a letra "E" após a indicação de freqüência do processador (ex: Pentium 4 3,2 GHz E).

A Intel lançou ainda uma segunda versão do modelo de 2,8 GHz, chamada "A". Esta versão roda externamente a 533 MHz (133 MHz QDR) e não tem a tecnologia Hyper-Threading, e é voltada para usuários que queiram fazer upgrade para um Pentium 4 com núcleo Prescott mas sua placa-mãe não aceita processadores Pentium 4 de 800 MHz.

Compatibilidade

Os processadores Pentium 4 com núcleo Prescott continuam usando o tradicional soquete 478 do Pentium 4, significando que esta nova safra de processadores pode ser instalada nas placas-mães já existentes – desde que ela seja compatível com o barramento externo de 800 MHz e consiga fornecer a tensão e corrente requeridas pelo novo processador. A maneira mais fácil de ver se você pode ou não fazer um upgrade direto do seu Pentium 4 para um novo Pentium 4 "Prescott" é consultando o site do fabricante da sua placa-mãe.

Ao que tudo indica, a Intel só deverá lançar o seu novo soquete 775 em meados deste ano, já que neste momento ela lançou uma série de novos processadores para a plataforma soquete 478 (que inclui os modelos Northwood de 3,4 GHz e o Extreme Edition de mesmo clock, como comentamos anteriormente) e lançar um novo padrão de soquete agora seria jogar um balde de água fria no mercado.

Desempenho

Os modelos com núcleo Prescott são mais rápidos do que os modelos com núcleo Northwood quando rodando sob um mesmo clock (isto é, o Pentium 4 3,2 GHz "E" é mais rápido do que o Pentium 4 3,2 GHz), pois há diferenças internas significativas que aumentaram o desempenho do Pentium 4 Prescott (Pentium 4 "E").

A primeira grande diferença está no cache de memória L1 de dados, que aumentou de 8 KB para 16 KB, fazendo com que o cache L1 aumentasse de 158 KB para 166 KB. Já o cache L2 foi aumentado de 512 KB para 1 MB. Além destas duas modificações – que por si só aumentam o desempenho do processador – foram feitas melhorias nos circuitos de Hyper-Threading e previsão de desvio deste novo núcleo de Pentium 4.

Segundo a Intel, o desempenho de processamento do Pentium 4 Prescott de 3,4 GHz é 5,18% maior que o do Pentium 4 Northwood de 3,4 GHz, de acordo com o programa SPEC CPU2000, e o desempenho de processamento matemático do Pentium 4 Prescott de 3,4 GHz é 6,03% maior que o do Pentium 4 Northwood de 3,4 GHz, de acordo com o mesmo programa.

Instruções SSE3

Outra novidade do novo núcleo Prescott são as novas instruções SSE3. São 13 novas instruções do tipo MMX que agiliza funções de software tais como codificação de vídeo, conversão de números de ponto flutuante em inteiros e sincronização de threads. A existência destas novas instruções, por si só, não aumenta o desempenho do processador. O motivo é simples: para usá-las, os programas terão de ser compilados tendo elas em mente. Assim, somente a próxima geração de programas (tais como aplicativos gráficos, aplicativos de codificação de áudio e vídeo e jogos) possivelmente utilizará estas instruções, sendo que eventualmente a Microsoft pode adotar de alguma forma o suporte a estas instruções em algum driver adicional para o sistema operacional (através de um service pack ou se uma atualização disponível no Windows Update), nas novas versões de codec de vídeo e/ou na próxima versão do DirectX.

Desta forma, quando futuras versões de programas suportando as instruções SSE3 forem lançadas, o micro ficará mais rápido, caso seja equipado com um processador que tenha tais instruções.

O motivo é simples. Instruções do tipo MMX/SSE substituem tarefas que antes necessitariam de várias instruções para serem efetuadas. Uma única instrução deste tipo pode substituir uma rotina que, caso o processador não tivesse este conjunto de instruções, teria de executar dez instruções, por exemplo.

Gerenciamento Térmico

O Pentium 4 (todos os modelos) diminuem automaticamente o clock do processador caso detectem superaquecimento do processador. Diminuindo o clock, a potência dissipada é menor e, com isto, a temperatura do processador cai. Mas até agora, esta diminuição de clock estava exclusivamente conjugada à temperatura do processador.

Os novos processadores Pentium 4 "E" possuem um pino que não era usado nas versões anteriores do Pentium 4. Chamado PROCHOT#, este pino permite que aplicações externas ao processador diminuam o seu clock caso encontrem algum problema com a temperatura do sistema. Por exemplo, o circuito regulador de voltagem pode, em teoria, diminuir o clock do processador caso ele detecte um superaquecimento em seus transistores e bobinas, evitando, assim, a queima de algum componente da placa-mãe.

Por falar em gerenciamento térmico, as necessidades de dissipação térmica do novo núcleo Prescott são maiores, o que inevitavelmente faz com que os novos processadores Pentium 4 baseados neste núcleo necessitem de um cooler mais potente.

Para que você entenda esta questão, elaboramos a tabela abaixo.

Processador	Potência
Pentium 4 Northwood até 2,8 GHz	64 W
Pentium 4 Northwood a partir de 3 GHz	82 W
Pentium 4 Prescott até 3 GHz	89 W
Pentium 4 Prescott a partir de 3,2 GHz	103 W

Repare que os processadores Pentium 4 Prescott de até 3 GHz necessitam de um cooler capaz de dissipar 89 W de potência, potência maior que o Pentium 4 de 3,4 GHz! Os processadores Prescott a partir de 3,2 GHz necessitam dissipar 103 W, um valor bem maior que os 82 W que os processadores Pentium 4 "normais" dissipam.

Se você comprar um Pentium 4 "Prescott" in-a-box, você não terá problemas, pois os modelos "box" já vêm com o cooler adequado. Entretanto, se você trabalha montando micros e comprar o modelo OEM, muita atenção para a escolha do cooler correto, ou você encontrará problemas de superaquecimento.

Tecnologias de Dopagem do Silício

Além da diminuição do tamanho das trilhas no interior do chip de 0,13 mícron para 0,09 mícron, há outras diferenças na pastilha de silício do Prescott para o Northwood.

O material usado no dielétrico do processador passou a ser o óxido de carbono dopado (CDO), em vez do óxido de silício (SiO2), que é um material que apresenta menor corrente de fuga, fazendo com que a corrente elétrica seja usada mais eficientemente dentro do processador (com um índice de perda de corrente menor, o processador gera menos calor, por exemplo). Este novo material também reduz a capacitância dos minúsculos terminais internos do processador, o que acelera a comunicação dentro do processador e diminui o calor gerado.

A estrutura cristalina dos transistores do interior do núcleo Prescott passou a ser arranjada de uma maneira chamada silício esticado (strained silicon), que facilita a passagem da corrente elétrica. Para entender isto, observe a Figura 1.

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Figura 1: Silício esticado facilita o fluxo de elétrons no interior do processador.

Outra diferença é que o novo núcleo é fabricado com sete camadas de cobre, enquanto que o núcleo anterior usava seis. Nós vemos o corte do núcleo Prescott na Figura 2.

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Figura 2: Prescott, sete camadas de fios de cobre e dielétrico de óxido de carbono dopado.

Conclusões

A migração para a tecnologia de 90 nm permitirá a Intel lançar processadores acima de 3,4 GHz em breve e – quem sabe? – romper a barreira dos 4 GHz ainda neste ano.

A decisão de fazer melhorias no núcleo do processador foi sábia, porém teremos de esperar a Intel nos enviar um Pentium 4 usando o novo núcleo para testes para verificarmos se realmente estas melhorias trouxeram aumento de desempenho ao processador.

Teste com o Pentium 4 3,2 GHz "E" (Prescott)

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