Pentium 4 [3] [4] es una serie de CPU de un solo núcleo para computadoras de escritorio , portátiles y servidores de nivel de entrada fabricados por Intel . Los procesadores fueron enviados desde el 20 de noviembre de 2000 hasta el 8 de agosto de 2008. [5] [6] Fue eliminado de las listas de precios oficiales a partir de 2010, siendo reemplazado por Pentium Dual-Core .
Todas las CPU Pentium 4 se basan en la microarquitectura NetBurst . El Pentium 4 Willamette (180 nm) introdujo SSE2 , mientras que el Prescott (90 nm) introdujo SSE3 y, posteriormente, la tecnología de 64 bits. Las versiones posteriores introdujeron la tecnología Hyper-Threading (HTT).
El primer procesador Pentium 4 que implementó 64 bits fue el Prescott (90 nm) (febrero de 2004), pero esta característica no estaba habilitada. Posteriormente, Intel comenzó a vender Pentium 4 de 64 bits utilizando la revisión "E0" de los Prescott, que se vendían en el mercado OEM como Pentium 4, modelo F. La revisión E0 también agrega eXecute Disable (XD) (el nombre de Intel para el bit NX ) a Intel 64. El lanzamiento oficial de Intel de Intel 64 (bajo el nombre EM64T en ese momento) en los procesadores de escritorio convencionales fue el Prescott-2M de paso N0.
Intel también comercializó una versión de sus procesadores Celeron de gama baja basados en la microarquitectura NetBurst (a menudo denominados Celeron 4 ), y un derivado de gama alta, Xeon , destinado a servidores y estaciones de trabajo multisocket . En 2005, el Pentium 4 se complementó con las marcas de doble núcleo Pentium D y Pentium Extreme Edition .
El 7 de diciembre de 2007, Intel interrumpió los pedidos del procesador Pentium 4. Los últimos envíos se realizaron el 8 de agosto de 2008, junto con el Pentium D. [7]
En las evaluaciones comparativas, las ventajas de la microarquitectura NetBurst no estaban claras. Con un código de aplicación cuidadosamente optimizado, los primeros Pentium 4 superaron al Pentium III más rápido de Intel (con una velocidad de reloj de 1,13 GHz en ese momento), como se esperaba. Pero en aplicaciones antiguas con muchas ramificaciones o instrucciones de punto flotante x87 , el Pentium 4 simplemente igualaba o funcionaba más lento que su predecesor. Su principal defecto era un bus unidireccional compartido. La microarquitectura NetBurst consumía más energía y emitía más calor que cualquier microarquitectura Intel o AMD anterior.
Como resultado, la introducción del Pentium 4 fue recibida con críticas mixtas: a los desarrolladores no les gustaba el Pentium 4, ya que planteaba un nuevo conjunto de reglas de optimización de código . Por ejemplo, en aplicaciones matemáticas, el Athlon de AMD con menor velocidad de reloj (el modelo con la velocidad de reloj más rápida era de 1,2 GHz en ese momento) superó fácilmente al Pentium 4, que solo lo alcanzaría si el software se volvía a compilar con soporte SSE2 . Tom Yager de la revista Infoworld lo llamó "la CPU más rápida, para programas que caben completamente en la caché". Los compradores expertos en computadoras evitaron las PC con Pentium 4 debido a su precio superior, su beneficio cuestionable y la restricción inicial a la RDRAM de Rambus . [8] [9] [10] En términos de marketing de productos, el énfasis singular del Pentium 4 en la frecuencia de reloj (por encima de todo lo demás) lo convirtió en el sueño de un vendedor. [11] El resultado de esto fue que la microarquitectura NetBurst fue frecuentemente denominada como una "arquitectura de máquina" [12] por varios sitios web y publicaciones de computación durante la vida del Pentium 4. También fue llamada "NetBust", [13] [12] un término popular entre los revisores que reflejaban negativamente el rendimiento del procesador.
Las dos métricas clásicas del rendimiento de la CPU son las instrucciones por ciclo (IPC) y la velocidad de reloj . Si bien las IPC son difíciles de cuantificar debido a que dependen de la combinación de instrucciones de la aplicación de referencia , la velocidad de reloj es una medida simple que arroja un único número absoluto. Los compradores poco sofisticados simplemente considerarían que el procesador con la velocidad de reloj más alta es el mejor producto, y el Pentium 4 tenía la velocidad de reloj más rápida. Debido a que los procesadores de AMD tenían velocidades de reloj más lentas, contrarrestó la ventaja de marketing de Intel con la campaña del " mito del megahercio ". El marketing de productos de AMD utilizó un sistema de " calificación PR ", que asignaba un valor de mérito basado en el rendimiento relativo a una máquina de referencia.
En el lanzamiento del Pentium 4, Intel afirmó que se esperaba que los procesadores basados en NetBurst escalaran a 10 GHz [14] después de varias generaciones de procesos de fabricación . Sin embargo, la velocidad de reloj de los procesadores que usaban la microarquitectura NetBurst alcanzó un máximo de 3,8 GHz. Intel no había previsto un rápido aumento de la fuga de potencia del transistor que comenzó a ocurrir a medida que la matriz alcanzaba la litografía de 90 nm y era más pequeña. Este nuevo fenómeno de fuga de potencia, junto con la salida térmica estándar, creó problemas de enfriamiento y escala de reloj a medida que aumentaban las velocidades de reloj. Como reacción a estos obstáculos inesperados, Intel intentó varios rediseños de núcleos (Prescott, el más notable) y exploró nuevas tecnologías de fabricación, como el uso de múltiples núcleos, el aumento de las velocidades del FSB, el aumento del tamaño de la caché y el uso de una secuencia de instrucciones más larga junto con velocidades de reloj más altas.
El caché de código fue reemplazado por un caché de seguimiento que contenía microoperaciones decodificadas en lugar de instrucciones con la ventaja de eliminar el cuello de botella de decodificación de instrucciones para que el diseño pueda usar tecnología RISC. [15] : 48 Esto vino con la desventaja de que el caché menos compacto ocupaba más espacio en el chip y consumía energía. [15] : 48
Estas soluciones fracasaron y, entre 2003 y 2005, Intel dejó de lado el desarrollo de NetBurst para centrarse en la microarquitectura Pentium M , que funciona a menor temperatura. El 5 de enero de 2006, Intel lanzó los procesadores Core, que ponían mayor énfasis en la eficiencia energética y el rendimiento por ciclo de reloj. Los últimos productos derivados de NetBurst se lanzaron en 2007, y todas las familias de productos posteriores cambiaron exclusivamente a la microarquitectura Core. [ cita requerida ]
Según Bob Bentley, que presentó en nombre de Intel en la 38.ª Conferencia Anual de Automatización del Diseño, "la microarquitectura del procesador Pentium 4 es significativamente más compleja que la de cualquier microprocesador IA-32 anterior, por lo que el desafío de validar la corrección lógica del diseño en el momento oportuno era realmente abrumador". Contrató a un equipo de 60 recién graduados para que lo ayudaran con las pruebas y la validación. [16]
Los procesadores Pentium 4 tienen un disipador de calor integrado (IHS) que evita que la matriz se dañe accidentalmente al montar y desmontar soluciones de refrigeración. Antes del IHS, a veces se usaba una cuña para CPU por temor a dañar el núcleo. Los overclockers a veces quitaban el IHS de los chips Socket 423 y Socket 478 para permitir una transferencia de calor más directa. En los procesadores Socket 478 Prescott y los procesadores que utilizan la interfaz Socket LGA 775 (Socket T), el IHS está soldado directamente a la matriz o matrices, lo que dificulta su extracción.
Willamette, el nombre en clave del proyecto para la primera implementación de la microarquitectura NetBurst, experimentó grandes retrasos en la finalización de su proceso de diseño. El proyecto comenzó en 1998, cuando Intel consideró que el Pentium II sería su línea permanente. En ese momento, se esperaba que el núcleo Willamette funcionara a frecuencias de hasta aproximadamente 1 GHz. Sin embargo, el Pentium III se lanzó mientras Willamette aún se estaba terminando. Debido a las diferencias radicales entre las microarquitecturas P6 y NetBurst, Intel no pudo comercializar Willamette como Pentium III, por lo que se comercializó como Pentium 4.
El 20 de noviembre de 2000, Intel lanzó el Pentium 4 basado en Willamette con frecuencias de reloj de 1,4 y 1,5 GHz. La mayoría de los expertos de la industria consideraron que el lanzamiento inicial fue un producto provisional, presentado antes de que estuviera realmente listo. Según estos expertos, el Pentium 4 se lanzó porque el AMD Athlon basado en Thunderbird, que competía con él , estaba superando al antiguo Pentium III y aún no era posible realizar más mejoras en el Pentium III. [ cita requerida ] Este Pentium 4 se produjo utilizando un proceso de 180 nm e inicialmente utilizó el Socket 423 (también llamado socket W, por "Willamette"), con revisiones posteriores que pasaron al Socket 478 (socket N, por "Northwood"). Estas variantes se identificaron con los códigos de producto de Intel 80528 y 80531 respectivamente.
En el banco de pruebas, el Willamette fue algo decepcionante para los analistas, ya que no solo no pudo superar al Athlon y a los Pentium III de mayor velocidad en todas las situaciones de prueba, sino que no fue superior al AMD Duron del segmento económico . [17] Aunque se presentó a precios de $644 (1,4 GHz) y $819 (1,5 GHz) para cantidades de 1000 a fabricantes de PC OEM [ cita requerida ] (los precios de los modelos para el mercado de consumo variaban según el minorista), se vendió a un ritmo modesto pero respetable, limitado en cierta medida por el requisito de una RAM dinámica Rambus ( RDRAM ) relativamente rápida pero cara. El Pentium III siguió siendo la línea de procesadores más vendida de Intel, y el Athlon también se vendió ligeramente mejor que el Pentium 4. Si bien Intel incluyó dos módulos RDRAM con cada Pentium 4 en caja, no facilitó las ventas del Pentium 4 y muchos no lo consideraron una verdadera solución.
En enero de 2001, se añadió a la gama un modelo de 1,3 GHz aún más lento, pero durante los siguientes doce meses, Intel comenzó a reducir gradualmente el liderazgo de AMD en rendimiento. En abril de 2001 se lanzó un Pentium 4 de 1,7 GHz, el primer modelo que proporcionaba un rendimiento claramente superior al antiguo Pentium III. En julio se lanzaron los modelos de 1,6 y 1,8 GHz y en agosto de 2001, Intel lanzó los Pentium 4 de 1,9 y 2 GHz. En el mismo mes, lanzaron el chipset 845 que admitía SDRAM PC133 mucho más barata en lugar de RDRAM. [18] El hecho de que la SDRAM fuera mucho más barata hizo que las ventas del Pentium 4 crecieran considerablemente. [18] El nuevo chipset permitió que el Pentium 4 reemplazara rápidamente al Pentium III, convirtiéndose en el procesador generalista más vendido del mercado.
El nombre en código Willamette se deriva de la región del valle de Willamette en Oregón, donde se encuentran una gran cantidad de instalaciones de fabricación de Intel . [ cita requerida ]
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En enero de 2002, Intel lanzó los Pentium 4 con un nuevo núcleo con nombre en código Northwood a velocidades de 1,6 GHz, 1,8 GHz, 2 GHz y 2,2 GHz. [19] [20] Northwood (código de producto 80532) combinó un aumento en el tamaño de la caché L2 de 256 KB a 512 KB (aumentando el recuento de transistores de 42 millones a 55 millones) con una transición a un nuevo proceso de fabricación de 130 nm . [20] Fabricar el procesador con transistores más pequeños significa que puede funcionar a velocidades de reloj más altas y producir menos calor. En el mismo mes, se lanzaron placas que utilizaban el chipset 845 con soporte habilitado para DDR SDRAM , que proporcionaba el doble de ancho de banda que PC133 SDRAM y aliviaba los altos costos asociados al uso de Rambus RDRAM para un rendimiento máximo con Pentium 4. [ cita requerida ]
El 2 de abril de 2002 se lanzó un Pentium 4 de 2,4 GHz, y la velocidad del bus aumentó de 400 MT/s a 533 MT/s (reloj físico de 133 MHz) para los modelos de 2,26 GHz, 2,4 GHz y 2,53 GHz en mayo, los modelos de 2,66 GHz y 2,8 GHz en agosto, y el modelo de 3,06 GHz en noviembre. Con Northwood, el Pentium 4 alcanzó la mayoría de edad. La batalla por el liderazgo en rendimiento siguió siendo competitiva (ya que AMD presentó versiones más rápidas del Athlon XP), pero la mayoría de los observadores coincidieron en que el Pentium 4 basado en Northwood, con la velocidad de reloj más rápida, generalmente estaba por delante de su rival. [ cita requerida ] Esto fue particularmente así a mediados de 2002, cuando el cambio de AMD a su proceso de producción de 130 nm no ayudó a que las CPU Athlon XP de la revisión "Thoroughbred A" inicial tuvieran una velocidad de reloj lo suficientemente alta como para superar las ventajas de Northwood en el rango de 2,4 a 2,8 GHz. [21]
El Pentium 4 de 3,06 GHz con tecnología Hyper-Threading , que fue admitida por primera vez en los procesadores Xeon basados en Foster, dio inicio a la convención de procesadores virtuales (o núcleos virtuales) en x86 al permitir que se ejecutaran múltiples subprocesos al mismo tiempo en el mismo procesador físico. Al mezclar dos instrucciones de programa (idealmente diferentes) para que se ejecuten simultáneamente a través de un único núcleo de procesador físico, el objetivo es utilizar de la mejor manera posible los recursos del procesador que, de otro modo, no se habrían utilizado con el enfoque tradicional de hacer que estas instrucciones individuales se esperaran unas a otras para ejecutarse individualmente a través del núcleo. Este primer procesador Pentium 4 de 3,06 GHz con tecnología Hyper-Threading y 533 FSB se conocía como Pentium 4 HT y fue introducido al mercado masivo por Gateway en noviembre de 2002.
El 14 de abril de 2003, Intel lanzó oficialmente el nuevo procesador Pentium 4 HT. Este procesador utilizaba un FSB de 800 MT/s (reloj físico de 200 MHz), funcionaba a 3 GHz y tenía tecnología Hyper-Threading. [22] Esto tenía como objetivo ayudar al Pentium 4 a competir mejor con la línea de procesadores Opteron de AMD . Mientras tanto, con el lanzamiento del Athlon XP 3200+ en la línea de escritorio de AMD, AMD aumentó la velocidad del FSB del Athlon XP de 333 MT/s a 400 MT/s, pero no fue suficiente para mantener a raya al nuevo Pentium 4 HT de 3 GHz. [23]
El aumento de la frecuencia de bus de cuatro bombas de 200 MHz del Pentium 4 HT (200 x 4 = 800 MHz efectivos) ayudó en gran medida a satisfacer los requisitos de ancho de banda que deseaba la arquitectura NetBurst para alcanzar un rendimiento óptimo. Si bien la arquitectura Athlon XP dependía menos del ancho de banda, los números de ancho de banda alcanzados por Intel estaban muy fuera del alcance del bus EV6 del Athlon. Hipotéticamente, EV6 podría haber logrado los mismos números de ancho de banda, pero solo a velocidades inalcanzables en ese momento. El mayor ancho de banda de Intel resultó útil en las pruebas comparativas para operaciones de transmisión [ cita requerida ] , y el marketing de Intel capitalizó sabiamente esto como una mejora tangible con respecto a los procesadores de escritorio de AMD [ cita requerida ] . Las variantes Northwood de 2,4 GHz, 2,6 GHz y 2,8 GHz se lanzaron el 21 de mayo de 2003. Una variante de 3,2 GHz se lanzó el 23 de junio de 2003 y la versión final de 3,4 GHz llegó el 2 de febrero de 2004.
El overclocking de los núcleos Northwood en etapas tempranas produjo un fenómeno sorprendente. Si bien un voltaje del núcleo cercano a 1,7 V o superior a menudo permitía ganancias adicionales sustanciales en el margen de overclocking, el procesador lentamente (a lo largo de varios meses o incluso semanas) se volvía más inestable con el tiempo con una degradación en la velocidad de reloj estable máxima antes de morir y volverse totalmente inutilizable. Esto se conoció como el síndrome de muerte súbita de Northwood (SNDS), que fue causado por electromigración . [24]
El procesador Intel Pentium 4 M [25] (también conocido como Pentium 4 M ) también basado en el núcleo Northwood se lanzó el 23 de abril de 2002 e incluía las tecnologías SpeedStep y Deeper Sleep de Intel. Su TDP es de aproximadamente 35 vatios en la mayoría de las aplicaciones. Este menor consumo de energía se debió a un menor voltaje del núcleo y a otras características mencionadas anteriormente.
A diferencia del Pentium 4 de escritorio, el Pentium 4 M no contaba con un disipador de calor integrado (IHS) y funcionaba a un voltaje más bajo. El menor voltaje implica un menor consumo de energía y, a su vez, menos calor. Sin embargo, según las especificaciones de Intel, el Pentium 4 M tenía una temperatura máxima de unión térmica de 100 grados C, aproximadamente 40 grados más alta que el Pentium 4 de escritorio.
El procesador Intel Pentium 4 para portátiles [26] se lanzó para solucionar el problema de poner un procesador Pentium 4 de escritorio completo en una computadora portátil, algo que algunos fabricantes estaban haciendo [ cita requerida ] . El Pentium 4 para portátiles utilizaba un FSB de 533 MT/s, siguiendo la evolución del Pentium 4 de escritorio. Curiosamente, aumentar la velocidad del bus en 133 MT/s (33 MHz) provocó un aumento masivo en los TDP, ya que los procesadores Pentium 4 para portátiles emitían entre 59,8 y 70 W de calor, mientras que las variantes con Hyper-Threading emitían entre 66,1 y 88 W. Esto permitió que el Pentium 4 para móviles superara la brecha entre el Pentium 4 de escritorio (hasta 115 W TDP) y el Pentium 4 M (hasta 35 W TDP).
Las convenciones de nomenclatura de Intel hicieron que, en el momento del lanzamiento del procesador, fuera difícil identificar el modelo del mismo. Existía el chip Pentium III para dispositivos móviles, el Pentium 4 M, el Pentium 4 para dispositivos móviles y, después, el Pentium M , que a su vez se basaba en el Pentium III y era significativamente más rápido y más eficiente energéticamente que los tres anteriores.
En septiembre de 2003, en el Intel Developer Forum, se anunció el Pentium 4 Extreme Edition (P4EE), poco más de una semana antes del lanzamiento del Athlon 64 y el Athlon 64 FX . El diseño era prácticamente idéntico al Pentium 4 (en la medida en que se ejecutaba en las mismas placas base), pero se diferenciaba por una caché de nivel 3 de 2 MB adicional. Compartía el mismo núcleo Gallatin que el Xeon MP, aunque en un formato Socket 478 (a diferencia del Socket 603 del Xeon MP) y con un bus de 800 MT/s, el doble de rápido que el del Xeon MP.
Aunque Intel sostuvo que la Extreme Edition estaba dirigida a los jugadores, los críticos la vieron como un intento de robarle protagonismo al lanzamiento del Athlon 64, bautizándola como "Edición de Emergencia". [27] Con un precio de 1000 dólares, también se la denominó "Edición cara" y "Extremadamente cara". [28]
La memoria caché añadida se tradujo, en general, en un notable aumento del rendimiento en la mayoría de las aplicaciones que hacen un uso intensivo del procesador. La codificación multimedia y ciertos juegos fueron los que más se beneficiaron, ya que la Extreme Edition superó al Pentium 4 e incluso a las dos variantes del Athlon 64, aunque el precio más bajo y el rendimiento más equilibrado del Athlon 64 (en particular la versión sin FX) hicieron que se lo considerara generalmente como la mejor propuesta en cuanto a relación calidad-precio. No obstante, la Extreme Edition logró el objetivo aparente de Intel, que era evitar que AMD fuera el campeón del rendimiento con el nuevo Athlon 64, que estaba ganando todos los principales puntos de referencia sobre los Pentium 4 existentes.
En enero de 2004, se lanzó una versión de 3,4 GHz para Socket 478, y en verano de 2004 la CPU se lanzó utilizando el nuevo Socket 775 ( LGA 775 ). Se logró un ligero aumento de rendimiento a fines de 2004 al aumentar la velocidad del bus de 800 MT/s a 1066 MT/s, lo que resultó en un Pentium 4 Extreme Edition de 3,46 GHz. Según la mayoría de las métricas, este fue, en términos de reloj, el procesador NetBurst de un solo núcleo más rápido que se haya producido, incluso superando a muchos de sus chips sucesores (sin contar el Pentium D de doble núcleo). Posteriormente, el Pentium 4 Extreme Edition se migró al núcleo Prescott. El nuevo Extreme Edition de 3,73 GHz tenía las mismas características que un Prescott 2M de secuencia 6x0, pero con un bus de 1066 MT/s. Sin embargo, en la práctica, el Pentium 4 Extreme Edition de 3,73 GHz casi siempre resultó ser más lento que el Pentium 4 Extreme Edition de 3,46 GHz, lo que probablemente se deba a la falta de una caché L3 y a una secuencia de instrucciones más larga. La única ventaja que tenía el Pentium 4 Extreme Edition de 3,73 GHz sobre el Pentium 4 Extreme Edition de 3,46 GHz era la capacidad de ejecutar aplicaciones de 64 bits, ya que todos los procesadores Pentium 4 Extreme Edition basados en Gallatin carecían del conjunto de instrucciones Intel 64 (conocido entonces como EM64T).
Aunque nunca tuvo un éxito de ventas particularmente bueno, especialmente porque salió al mercado en una época en la que AMD estaba afirmando un dominio casi total en la carrera por el rendimiento de los procesadores, el Pentium 4 Extreme Edition estableció una nueva posición dentro de la línea de productos de Intel, la de un chip orientado a los entusiastas con las especificaciones de gama más alta que ofrecen los chips Intel, junto con multiplicadores desbloqueados para permitir un overclocking más fácil. En esta función, desde entonces lo han sucedido el Pentium Extreme Edition (la versión Extreme del Pentium D de doble núcleo ), el Core 2 Extreme , el Core i7 y el Core i9 .
Sin embargo, contrariamente a la creencia popular, las versiones Socket 478 de las CPU Pentium 4 Extreme Edition, como la Pentium 4 Extreme Edition basada en Gallatin para Socket 478, tienen un multiplicador bloqueado, lo que significa que no se pueden overclockear a menos que se aumenten las velocidades del bus frontal (lo que conlleva el riesgo potencial de comportamientos erráticos, como problemas de confiabilidad y estabilidad). Solo las versiones Socket 775/LGA 775 de Pentium 4 Extreme Edition, así como las CPU Pentium Extreme Edition (Smithfield) y Engineering Sample tienen multiplicadores desbloqueados.
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El 1 de febrero de 2004, Intel presentó un nuevo núcleo con el nombre en código Prescott. El núcleo utilizaba por primera vez el proceso de 90 nm , que un analista describió como "una importante reelaboración de la microarquitectura del Pentium 4". [29] A pesar de esta revisión, las mejoras de rendimiento fueron inconsistentes. Algunos programas se beneficiaron de la caché duplicada y las instrucciones SSE3 de Prescott, mientras que otros se vieron perjudicados por su canalización más larga. La microarquitectura de Prescott permitió velocidades de reloj ligeramente superiores, pero no tan altas como Intel había previsto. Los Pentium 4 basados en Prescott producidos en masa más rápidos tenían una velocidad de reloj de 3,8 GHz. Mientras que Northwood finalmente logró velocidades de reloj un 70% más altas que Willamette, Prescott solo escaló un 12% más que Northwood. La incapacidad de Prescott para lograr mayores velocidades de reloj se atribuyó al consumo de energía y la emisión de calor muy altos del procesador. Esto llevó al procesador a recibir el apodo de "PresHot" en los foros. [30] De hecho, las características de potencia y calor de Prescott eran solo ligeramente superiores a las de Northwood de la misma velocidad y casi iguales a las Extreme Editions basadas en Gallatin, pero como esos procesadores ya habían estado operando cerca de los límites de lo que se consideraba térmicamente aceptable, esto todavía planteaba un problema importante. [31]
El lanzamiento de Prescott también coincidió con el lanzamiento de LGA 775 y el formato BTX , que también fueron criticados. Las pruebas mostraron que un Pentium 4 determinado fabricado para LGA 775 consumía más energía y producía más calor que el mismo chip exacto en un encapsulado de socket 478. El formato BTX, por su parte, mostró signos de haber sido diseñado con el único propósito de gestionar la salida de calor de Prescott a expensas de otros componentes y preocupaciones, como soplar aire caliente desde la CPU directamente al disipador de calor/ventilador de la tarjeta gráfica. Estos magnificaron la percepción de Prescott como un chip excesivamente caliente.
El Pentium 4 Prescott contiene 125 millones de transistores y tiene un área de matriz de 112 mm2 . [ 32] [33] Fue fabricado en un proceso de 90 nm con siete niveles de interconexión de cobre . [33] El proceso tiene características como transistores de silicio tensados y dieléctrico de óxido de silicio dopado con carbono (CDO) de bajo κ , que también se conoce como vidrio organosilicatado (OSG). [33] El Prescott se fabricó primero en la fábrica de desarrollo D1C y luego se trasladó a la fábrica de producción F11X. [33]
Originalmente, Intel lanzó dos líneas Prescott en Socket 478: la serie E, con un FSB de 800 MT/s y soporte Hyper-Threading , y la serie A de gama baja, con un FSB de 533 MT/s y Hyper-Threading deshabilitado. Las CPU Prescott LGA 775 utilizan un sistema de clasificación, etiquetándolas como la serie 5xx (las Celeron D son la serie 3xx, mientras que las Pentium M son la serie 7xx). La versión LGA 775 de la serie E usa los números de modelo 5x0 (520–560), y la versión LGA 775 de la serie A usa los números de modelo 5x5 y 5x9 (505–519). Las más rápidas, la 570J y la 571, tienen una velocidad de reloj de 3,8 GHz. Los planes para producir en masa un Pentium 4 de 4 GHz fueron cancelados por Intel en favor de procesadores de doble núcleo, aunque algunos minoristas europeos afirmaron estar vendiendo un Pentium 4 580, con una velocidad de reloj de 4 GHz. El Prescott de la serie E, así como los 517 y 524 de gama baja, incorporan Hyper-Threading para acelerar algunos procesos que utilizan software multiproceso, como la edición de vídeo.
La microarquitectura Prescott fue diseñada para soportar Intel 64, la implementación de Intel de las extensiones de 64 bits x86-64 desarrolladas por AMD para la arquitectura x86, pero los modelos iniciales se entregaron con su capacidad de 64 bits deshabilitada. Intel declaró que no tenía la intención de lanzar CPU de 64 bits en canales minoristas, sino que lanzaría la serie F con capacidad de 64 bits solo para OEM. [34] Sin embargo, más tarde se pusieron a disposición del público general como la serie 5x1. También se lanzaron varios Prescotts de gama baja habilitados para Intel 64, con una velocidad FSB de 533 MHz.
La versión E0 de la serie Prescott introdujo la función de bit XD . [35] Esta tecnología, introducida en la arquitectura x86 por AMD como NX (No eXecute) , puede ayudar a evitar que ciertos tipos de código malicioso aprovechen un desbordamiento de búfer para ejecutarse. Los modelos que admiten el bit XD incluyen las series 5x0J y 5x1, así como las series de gama baja 5x5J y 5x6.
Los procesadores Prescott son los primeros en soportar SSE3 , junto con todos los procesadores Pentium D.
Intel, en el primer trimestre de 2005, lanzó un nuevo núcleo Prescott con numeración 6x0, con nombre en código Prescott 2M. También se lo conoce a veces por el nombre de su derivado Xeon , Irwindale. [36] Cuenta con Hyper-Threading, Intel 64 , el bit XD, EIST (Tecnología Intel SpeedStep mejorada), Thermal Monitor 2 (para procesadores a 3,6 GHz y superiores) y 2 MB de caché L2. Sin embargo, AnandTech descubrió que esto dio como resultado una latencia de caché un 17% mayor en comparación con Prescott, lo que combinado con la falta de programas dirigidos al consumidor que requirieran más caché, anuló en gran medida la ventaja que introdujo la caché adicional. [37] En lugar de ser un aumento de velocidad específico, la caché de doble tamaño tenía la intención de proporcionar el mismo espacio y, por lo tanto, el mismo rendimiento para las operaciones en modo de 64 bits , debido al tamaño de palabra duplicado en comparación con el modo de 32 bits.
El 14 de noviembre de 2005, Intel lanzó los procesadores Prescott 2M con tecnología de virtualización VT ( con nombre en código Vanderpool) habilitada. Intel lanzó solo dos modelos de esta categoría Prescott 2M: 662 y 672, que funcionan a 3,6 GHz y 3,8 GHz, respectivamente. [38] [39]
La revisión final del Pentium 4 fue Cedar Mill , lanzada el 5 de enero de 2006. Se trataba de una reducción del núcleo de la serie 600 basado en Prescott a 65 nm , sin adiciones de características reales pero con un consumo de energía significativamente reducido. El Cedar Mill está estrechamente vinculado a la revisión Pentium D Presler , con cada CPU Presler compuesta por dos núcleos Cedar Mill en el mismo paquete de chip. [40] Cedar Mill tenía una salida de calor menor que Prescott, con un TDP de 86 W. El paso D0 a finales de 2006 redujo esto a 65 vatios. Tiene un núcleo de 65 nm y presenta el mismo pipeline de 31 etapas que Prescott, FSB de 800 MT/s, Intel 64 , Hyper-Threading , pero sin tecnología de virtualización . Al igual que con Prescott 2M, Cedar Mill también tiene una caché L2 de 2 MB.
Intel anunció inicialmente cuatro procesadores Cedar Mill con VT-x habilitado con números de modelo 633 a 663, [41] pero estos fueron cancelados más tarde y reemplazados por los modelos 631 a 661 sin VT-x, el 1 adicional agregado al número de modelo los distingue de los núcleos Prescott de 90 nm que operan en las mismas frecuencias. [42] Los procesadores Cedar Mill tenían una frecuencia que iba de 3,0 a 3,6 GHz, por debajo del máximo de 3,8 GHz de los 670 y 672 basados en Prescott. Los overclockers lograron superar los 8 GHz con estos procesadores usando refrigeración por nitrógeno líquido. [43]
El nombre "Cedar Mill" se refiere a Cedar Mill, Oregon , una comunidad no incorporada cerca de las instalaciones de Intel en Hillsboro, Oregon .
En marzo de 2003, el Pentium 4 M, la versión móvil del Pentium 4, se dejó de fabricar tras sufrir problemas de calor y consumo de energía y fue reemplazado por el Pentium M. El Pentium M era parte de la marca de comercialización de la plataforma Intel Centrino .
En mayo de 2005, Intel lanzó procesadores de doble núcleo con las marcas Pentium D y Pentium Extreme Edition , que se comercializaron bajo los nombres en código Smithfield y Presler para las piezas de 90 nm y 65 nm respectivamente.
El sucesor original del Pentium 4 fue el Tejas (cuyo nombre en código era Tejas) , cuyo lanzamiento estaba previsto para principios o mediados de 2005. Sin embargo, se canceló unos meses después del lanzamiento del Prescott debido a unos TDP extremadamente altos (un Tejas de 2,8 GHz emitía 150 W de calor, en comparación con los 80 W de un Northwood de la misma velocidad y los 100 W de un Prescott con una velocidad de reloj comparable) y el desarrollo de la microarquitectura NetBurst en su conjunto cesó, con la excepción del Pentium D de doble núcleo, el Pentium Extreme Edition y el Pentium 4 HT basado en Cedar Mill.
El verdadero sucesor de la marca Pentium 4 es la marca Pentium Dual-Core , lanzada en 2006. Los primeros chips que la implementaron (en 65 nm) fueron lanzados en enero de 2007 con los procesadores móviles Yonah y están basados en la arquitectura Enhanced Pentium M , en el 3 de junio de 2007 con los procesadores de escritorio Allendale (y posteriormente Conroe ) y a finales de 2007 con los procesadores móviles Merom , siendo la microarquitectura subyacente la microarquitectura Core .