Intel Pentium 4

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El Pentium 4 es un microprocesador de séptima generación basado en la arquitectura x86 y manufacturado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado en noviembre de 2000.

Para la sorpresa de la industria informática, el Pentium 4 no mejoró el viejo diseño P6 según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u operaciones de coma flotante. La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE. Al igual que los demás procesadores de Intel, el Pentium 4 se comercializa en una versión para equipos de bajo presupuesto (Celeron) y una orientada a servidores de gama alta (Xeon).

Las distintas versiones son: Willamette, Northwood, Extreme Edition y Prescott.

Tabla de contenidos

1 Las versiones actuales 1.1 Willamette 1.2 Northwood 1.3 Extreme Edition o Edición Extrema 1.4 Prescott 2 Versiones en Desarrollo 2.1 Tejas y Jayhawk 2.2 Irwindale 2.3 Doble Procesador 3 Principales Características técnicas

Las versiones actuales

Willamette

Willamette, la primer versión del Pentium 4, sufrió de importantes demoras durante el diseño. De hecho, muchos expertos aseguran que los primeros modelos de 1,3, 1,4 y 1,5 GHz fueron lanzados prematuramente para evitar que se extienda demasiado el lapso de demora de los Pentium 4. Además, los modelos mas nuevos del AMD Thunderbird tenían un rendimiento superior al Pentium III, línea que se encontraba al límite de su capacidad por el momento. Fueron fabricados utilizando un proceso de 180 nanómetros y utilizaban el Socket 423 para conectarse a la placa madre.

A la hora de los exámenes de rendimiento, los Willamette fueron una decepción ya que no podían superar claramente a los Thunderbird ni a los Pentium III de mayor velocidad. Incluso la diferencia con la linea de bajo costo de AMD (Duron) no era significante. Vendió una cantidad moderada de unidades.

En enero de 2001 un microprocesador aún mas lento de 1,3 GHz fue añadido a la lista.

En la primer mitad del mismo año, salieron a la venta los modelos de 1,6, 1,7 y 1,8 GHz notablemente superiores a los Pentium III. En agosto, los modelos de 1,9 y 2,0 GHz vieron la luz.

El Willamette de 2,0 GHz fue el primer Pentium 4 que puso en duda el liderazgo en rendimiento, que hasta ese momento estaba liderado indiscutiblemente por la linea Thunderbird de AMD. Si bien algunos resultados arrojaban una leve diferencia a favor de AMD, los analistas concluyeron que la diferencia no era significativa para decir que un procesador era claramente superior al otro. Esto fue un gran paso para Intel, que hasta la salida del AMD Athlon había sido el rey de la velocidad en los microprocesadores por 16 años en forma casi ininterrumpida.

Northwood

En octubre de 2001, el Athlon XP reconquistó el liderazgo en la velocidad de los procesadores, pero en enero de 2002 Intel lanzó al mercado los nuevos Northwood de 2,9 y 2,2 GHz. Esta nueva versión combina un incremento de 256 a 512 KB en la memoria caché con la transición a la tecnología de producción de 130 nanómetros. Al estar el microprocesador compuesto por transistores más pequeños, podía alcanzar mayores velocidades y a la vez consumir menos energía. El nuevo procesador funcionaba con el Socket 478, el cual se había visto en los últimos modelos de la serie Willamette.

Con la serie Northwood, los Pentium 4 alcanzaron su madurez. La lucha por la cima del desempeño se mantuvo reñida, a medida que AMD introducía versiones más veloces del Athlon XP. Sin embargo, la mayoría de los observadores concluyeron que el Northwood más veloz siempre estaba ligeramente por encima de los modelos de AMD. Esto se hizo notorio cuando el paso de AMD a la manufacturación de 130 nanómetros fue postergada. Los Pentium IV entre 2,4 y 2,8 GHz fueron, claramente, los más veloces del mercado.

Un Pentium 4 de 2,4 GHz fue introducido en abril de 2002, uno de 2,53 GHz en mayo (que incluyo un aumento del FSB de 400 a 533 MHz). En agosto vieron la luz los modelos de 2,6 y 2,8 GHz, y en noviembre la versión de 3,06 GHz.

El Procesador de 3,06 GHz soporta Hyper-threading, un tecnología originalmente aparecida en los Xeon que permite al sistema operativo trabajar como si la máquina tuviese dos procesadores.

En abril de 2003, Intel colocó en el mercado nuevas variantes, entre los 2,4 y 3,0 GHz, cuya principal diferencia era que todos ellos incluían la tecnología Hyper-Threading y el FSB era de 800 MHz. Supuestamente esto era para competir con la linea Hammer de AMD, pero de momento solo la serie Opteron salió al mercado, la cual no estaba destinada entonces a competir con los Pentium 4. Por otro lado, los AMD Athlon XP, a pesar de su FSB aumentado de 333 a 400 MHz y las velocidades más altas no pudieron alcanzar a los nuevos Pentium 4 de 3,0 y 3,2 GHz. La versión final de los Northwood, de 3,4 GHz, fue introducida a principios de 2004.

Extreme Edition o Edición Extrema

En septiembre de 2003, Intel anunció la edición extrema (Extreme Edition) del Pentium 4, apenas sobre una semana antes del lanzamiento del Athlon 64, y el Athlon 64 FX. El diseño era idéntico al Pentium 4 (hasta el punto de que funcionaría en las mismas placas madre), pero se diferenciaba por tener 2 MB adicionales de Memoria caché L3. Compartió la misma tecnología Gallatin del Xeon MP, aunque con un Socket 478 (a diferencia del Socket 603 de los Xeon MP) y poseía un FSB de 800MHz, dos veces más grande que el del Xeon MP. Una versión para Socket LGA775 también fue producida.

Mientras que Intel mantuvo que la Extreme Edition estaba apuntada a los jugadores de videojuegos, algunos tomaron esta nueva versión como un intento de desviar la atención del lanzamiento de los Athlon 64. Otros criticaron a Intel por mezclar la linea Xeon (especialmente orientada a servidores) con sus procesadores para usuarios individuales, pero poco se criticó cuando AMD hizo lo mismo con el Athlon 64 FX.

El efecto de la memoria adicional tuvo efectos variados. En las aplicaciones de ofimática, la demora ocasionada por el mayor tamaño de la memoria caché hacia que los Extreme Edition fuesen menos veloces que los Northwood. Sin embargo, el área donde se destacó fue en la codificación multimedia, que superaba con creces a la velocidad de los anteriores Pentium 4 y a toda la linea de AMD.

Prescott

El primero de febrero de 2004, Intel introdujo una nueva versión de Pentium 4 denominada Prescott. Se utiliza en su manufactura un proceso de fabricación de 90 nanómetros y además se hicieron significativos cambios en la arquitectura del microprocesador, por lo cual muchos pensaron que Intel lo promocionaría como Pentium V. A pesar de que un Prescott funcionando a la misma velocidad que un Northwood rinde menos, la renovada arquitectura del Prescott permite alcanzar mayores velocidades y el overclock es más viable. El modelo de 3,8 GHz es el más veloz de los que hasta ahora han entrado en el mercado.

Sin embargo, los primeros Prescott producían un 60% más de calor que un Northwood a la misma velocidad, y por ese motivo muchos lo criticaron con dureza. Se experimentó con un cambio en el tipo de zócalo (de Socket 478 a LGA 775) lo cual incrementó en un 10% el consumo de energía del microprocesador, pero al ser más efectivo el sistema de refrigeración de este zócalo, la temperatura final bajó algunos grados. Se esperan mejoras que reduzcan el consumo de energía y el calor producido, pero Intel no ha dado noticias relevantes al respecto.

Los Prescott con Socket LGA775 usan el nuevo sistema de puntaje, y están clasificados en la serie 5XX. El más rápido es el 570J, funcionando a 3,8 GHz. Los planes para microprocesadores de 4 o mas GHz fueron cancelados y se les dio prioridad a los proyectos para fabricar procesadores dobles; en gran medida debido a los problemas de consumo energía y producción de calor de los modelos Prescott.

El procesador 570J también fue el primero en introducir la tecnología EDB, la cual es idéntica a la más temprana NX de AMD. El objetivo es prevenir la ejecución de algunos tipos de código maligno.

Versiones en Desarrollo

Tejas y Jayhawk

Tejas era el nombre que Intel le había dado al microprocesador que sería el sucesor de los Prescott. Jayhawk sería un procesador similar al Tejas pero que estaría preparado para funcionar en maquina duales (es decir, una computadora con dos procesadores, no es lo mismo que los procesadores dobles de más abajo). Sin embargo, en mayo de 2004 ambos proyectos fueron cancelados. De este modo, Intel remarco el giro hacia los procesadores dobles.

A principios de 2003 Intel había mostrado un diseño preliminar del Tejas y un proyecto para ponerlo en el mercado en algún momento de 2004, pero finalmente lo pospuso para el 2005. Sin embargo, el 7 de mayo de 2004 Intel canceló el desarrollo de los procesadores, como ya se ha dicho. Tanto el retraso inicial como la eventual cancelación se atribuyen a los problemas de calor debido al gigantesco consumo energético de los microprocesadores, lo cual ya había sucedido con los Prescott que además tenían solo un rendimiento ligeramente mayor que los Northwood. Este cambio también obedeció a los deseos de Intel de enfocar sus esfuerzos en los microprocesadores dobles, para la gama Itanium de servidores, los Pentium de escritorio y las portátiles Centrino.

Irwindale

La serie Irwindale es casi igual a la Prescott, excepto porque tiene el doble de memoria caché. Si bien el lanzamiento de los microprocesadores Irwindale estaba planeado para fines de 2004, diversas clases de demoras han hecho que se postergue hasta el 2005.

Doble Procesador

Intel tiene planeadas tres variantes con doble procesador del Pentium 4. La primera es denominada Paxville, que consiste en poco mas que dos procesadores Prescott colocados en el mismo substrato. Le seguirá Dempsey que tiene una interfaz de bus especial para conectar a los dos microprocesadores. Smithfield es el tercero, pero muy poco se sabe sobre que características tendrá y si llegará a salir al mercado.

Principales Características técnicas

A continuación se incluye una tabla con la actuales variantes de Pentium 4 y las principales diferencias.

Nombres y Características de los microprocesadores Pentium 4
Nombre Público	Nombre de Intel para la versión	Velocidad del CPU	Velocidad del FSB / Ancho de banda teórico	Caché	Observaciones
revisión original	Willamette	1,3 GHz - 2,0 GHz	100 MHz / 3,2 GB/s	8 KiB L1 datos + 12 KiB L1 instrucciones / 256 KiB L2	N/A
P4A	Northwood	1,6 GHz - 3,0 GHz	100 MHz / 3,2 GB/s	8 KiB L1 datos + 12 KiB L1 instrucciones / 512 KiB L2	Se mejoró el manejo de las instrucciones y algunos otros cambios en el microcódigo, los cuales pasaron a las revisiones subsiguientes.
P4B	Northwood	2,0 GHz - 3,06 GHz	133 MHz / 4,2 GB/s	8 KiB L1 datos + 12 KiB L1 instrucciones / 512 KiB L2	Ningún cambio con respecto al P4A, excepto por Hyper-threading en el modelo de 3,06 GHz.
P4C	Northwood	2,4 GHz - 3,4+ GHz	200 MHz / 6,4 GB/s	8 KiB L1 datos + 12 KiB L1 instrucciones / 512 KiB L2	Hyper-threading
P4E	Prescott	2,8 GHz - 3,6+ GHz	200 MHz / 6,4 GB/s	16 KiB L1 datos + 12 KiB L1 instrucciones / 1 MiB L2	Hyper-threading, mayores tuberías de datos (pipelines), Instrucciones SSE3
P4A*	Prescott	2,4 y 2,8 GHz	133 MHz / 4,2 GB/s	16 KiB L1 datos + 12 KiB L1 instrucciones / 1 MiB L2	Sin Hyper-threading, mayores tuberías de datos (pipelines), Instrucciones SSE3
Extreme Edition	Gallatin	3,2 GHz - 3,4 GHz	200 MHz / 6,4 GB/s	8 KiB L1 datos + 12 KiB L1 instrucciones / 512 KiB L2 / 2 MiB L3	Hyper-threading, se agrega caché L3 en el microprocesador.
P4F	Prescott	3,2 GHz - 3,6 GHz	200 MHz / 6,4 GB/s	16 KiB L1 datos + 12 KiB L1 instrucciones / 1 MiB L2	Soporte para EM64T y EDB (equivalente a la NX de AMD)
Notas: Los procesadores Pentium 4 usan un FSB que transmite datos 4 veces por ciclo * - en el caso de la línea de baja gama de los Prescott, Intel volvió a usar la identificación P4A, con la cual se espera que los vendedores lo identifiquen a los clientes. No se dieron explicaciones al respecto.

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