Pentium D [2] es una gama de procesadores x86-64 de 64 bits para escritorio basados en la microarquitectura NetBurst , que es la variante de doble núcleo del Pentium 4 fabricado por Intel . Cada CPU comprendía dos núcleos. El primer procesador de la marca, con nombre en código Smithfield y fabricado en el proceso de 90 nm , fue lanzado el 25 de mayo de 2005, seguido por el Presler de 65 nm nueve meses después. [3] La implementación del núcleo en el Smithfield de 90 nm y el posterior Presler de 65 nm están diseñados de manera diferente pero son funcionalmente iguales. El Smithfield de 90 nm contiene un solo chip , con dos núcleos de CPU contiguos pero funcionalmente separados cortados de la misma oblea . El posterior Presler de 65 nm utilizó un paquete de módulo de múltiples chips , donde dos chips discretos que contienen cada uno un solo núcleo residen en el sustrato de la CPU. Ni el Smithfield de 90 nm ni el Presler de 65 nm eran capaces de realizar una comunicación directa de núcleo a núcleo, dependiendo en cambio del enlace del puente norte para enviar información entre los dos núcleos.
En 2004, los procesadores NetBurst alcanzaron una barrera de velocidad de reloj de 3,8 GHz debido a un límite térmico (y de potencia) ejemplificado por la potencia de diseño térmico de 130 vatios del Presler [4] (un TDP más alto requiere refrigeración adicional que puede ser prohibitivamente ruidosa o cara). El futuro pertenecía a las CPU de doble núcleo con mayor eficiencia energética y frecuencia de reloj más lenta en una sola matriz en lugar de dos. [5] Sin embargo, el Pentium D no ofreció mejoras significativas en el diseño, [6] lo que aún resultó en un consumo de energía relativamente alto. [4]
La fecha de envío final de los chips Presler de doble matriz fue el 8 de agosto de 2008, [7] lo que marcó el fin de la marca Pentium D y también de la microarquitectura NetBurst. La línea Pentium D fue eliminada de las listas de precios oficiales el 13 de julio de 2010.
La CPU de doble núcleo es capaz de ejecutar aplicaciones multiproceso típicas de la transcodificación de audio y video, la compresión , la edición y renderización de fotos y videos y el trazado de rayos . Las aplicaciones de un solo subproceso, incluidos la mayoría de los juegos más antiguos, no se benefician mucho de un segundo núcleo en comparación con una CPU de un solo núcleo con la misma frecuencia de reloj. Sin embargo, la CPU de doble núcleo es útil para ejecutar los procesos de cliente y servidor de un juego sin un retraso notable en ninguno de los subprocesos, ya que cada instancia podría ejecutarse en un núcleo diferente. Además, los juegos multiproceso se benefician de las CPU de doble núcleo.
En 2008, muchas aplicaciones empresariales no estaban optimizadas para múltiples núcleos. Se ejecutaban a una velocidad similar cuando no se realizaban múltiples tareas en CPU Pentium D o Pentium 4 anteriores a la misma velocidad de reloj. [ cita requerida ] Sin embargo, en entornos multitarea como BSD , Linux , sistemas operativos Microsoft Windows , otros procesos a menudo se ejecutan al mismo tiempo; si requieren un tiempo de CPU significativo, cada núcleo del procesador de marca Pentium D puede manejar diferentes programas, lo que mejora la velocidad de procesamiento general con respecto a su contraparte Pentium 4 de un solo núcleo.
En abril de 2005, el mayor rival de Intel, AMD , tenía procesadores x86 de doble núcleo destinados a estaciones de trabajo y servidores en el mercado, y estaba a punto de lanzar un producto comparable destinado a computadoras de escritorio . Como respuesta, Intel desarrolló Smithfield, el primer procesador x86 de doble núcleo destinado a computadoras de escritorio, superando al Athlon 64 X2 de AMD por unas pocas semanas. Intel lanzó por primera vez Smithfield el 16 de abril de 2005 en forma del Pentium Extreme Edition 840 habilitado con Hyper-Threading de 3,2 GHz . El 26 de mayo de 2005, Intel lanzó la línea de procesadores de marca Pentium D con velocidades de reloj iniciales de 2,8, 3,0 y 3,2 GHz con números de modelo de 820, 830 y 840 respectivamente. En marzo de 2006, Intel lanzó el último procesador Smithfield, el Pentium D 805 de nivel de entrada, con una velocidad de reloj de 2,66 GHz y un bus de 533 MT/s . Se descubrió que el 805, relativamente barato, era muy overclockeable ; a menudo era posible alcanzar los 3,5 GHz con una buena refrigeración por aire . Era posible ejecutarlo a más de 4 GHz con refrigeración por agua , y a esta velocidad el 805 superó a los procesadores de gama alta (mayo de 2006) de los dos principales fabricantes de CPU (AMD Athlon 64 FX-60 e Intel Pentium Extreme Edition 965 ) en muchos puntos de referencia, incluido el consumo de energía. [8]
Los modelos 805 y 820 tenían un TDP de 95 vatios . Todos los demás modelos tenían una potencia nominal de 130 vatios.
Todos los procesadores Smithfield estaban compuestos por dos núcleos Prescott de 90 nm , uno al lado del otro en una única matriz con 1 MB de caché de nivel 2 (L2) por núcleo. La tecnología Hyper-Threading estaba deshabilitada en todos los procesadores Smithfield Pentium D de la serie 8xx, con excepción del Pentium Extreme Edition 840. Smithfield no era compatible con Intel VT-x , la virtualización x86 de Intel (anteriormente Vanderpool).
Todos los procesadores Pentium D soportaban Intel 64 (anteriormente EM64T), XD Bit y se fabricaban para el formato LGA 775. Las únicas placas base que garantizaban el funcionamiento de las CPU de marca Pentium D (y Extreme Edition) eran las basadas en los chipsets Intel de las series 945, 955, 965 y 975 , así como los nForce 4 SLI Intel Edition y ATI Radeon Xpress . El Pentium D 820 no funcionaba con el chipset nForce 4 SLI Intel Edition debido a algunos problemas de diseño de energía, aunque se rectificaron en la versión X16. Los chipsets de las series 915 y 925 no funcionaban en absoluto con los Smithfield, ya que no soportaban más de un núcleo (para evitar que los fabricantes fabricaran una placa base barata de doble CPU capaz de soportar CPU Xeon , como había sucedido con el chipset 875P). Los chipsets de las series 865 y 875 admitían multiprocesamiento. Las placas base que los incorporaban podían ser compatibles con Pentium D con una BIOS actualizada .
Una semana después de su lanzamiento, Intel desmintió oficialmente un informe [9] publicado en Computerworld Today Australia según el cual las CPU de la marca Pentium D incluían funciones de gestión de derechos digitales "secretas" en su hardware que podían ser utilizadas por Microsoft Windows y otros sistemas operativos, pero no se hizo público. Si bien Intel admitió que había algunas tecnologías DRM en los chipsets de las series 945 y 955, afirmó que se había exagerado el alcance de las tecnologías y que las tecnologías en cuestión habían estado presentes en los chipsets de Intel desde el 875P.
El Pentium Extreme Edition (PXE) se presentó en el Intel Developers Forum de la primavera de 2005, y no debe confundirse con el " Pentium 4 Extreme Edition " (un procesador anterior de un solo núcleo que ocupaba el mismo nicho). El procesador se basaba en el Pentium D de doble núcleo de la marca Smithfield, pero con Hyper-Threading habilitado, por lo que cualquier sistema operativo tenía cuatro procesadores lógicos. También tenía un multiplicador desbloqueado para permitir un overclocking más fácil. Se lanzó inicialmente como Intel Pentium Extreme Edition 840 a 3,20 GHz, a principios de 2005, a un precio de 999,99 dólares ( precio OEM ) o 1.200 dólares (precio minorista). Los únicos chipsets que funcionaron con la Extreme Edition 840 fueron el 955X de Intel, el nForce4 SLI Intel Edition de NVIDIA y el ATi Radeon Xpress 200. El uso de una CPU de marca Pentium Extreme Edition con un chipset de la serie Intel 945 deshabilitará el Hyper-Threading.
La última generación de procesadores de la marca Pentium D fue Presler, lanzada el 16 de enero de 2006, identificada por el código de producto 80553 y compuesta por dos núcleos de proceso de 65 nm que también se encuentran en las CPU Cedar Mill de la marca Pentium 4. Presler introdujo el módulo multichip, o MCM, que consistía en dos matrices de un solo núcleo colocadas una al lado de la otra en el mismo paquete de sustrato. Esto permitió a Intel producir estos procesadores a un costo de producción reducido como resultado de mayores rendimientos. Presler estaba respaldado por los mismos conjuntos de chips que Smithfield. Se produjo utilizando tecnología de 65 nm similar a Yonah . Presler se comunicaba con el sistema utilizando un FSB de 800 MT/s , y sus dos núcleos se comunicaban también utilizando el FSB, al igual que en Smithfield. Presler también incluía Intel VT-x (anteriormente Vanderpool) —aunque esto se limitaba a los modelos 9x0, y no en los modelos 9x5— Intel 64 bit , XD bit y Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST). Presler fue lanzado en el primer trimestre de 2006 con una caché de nivel 2 de 2×2 MB. Sus modelos incluían 915, 920, 925, 930, 935, 940, 945, 950 y 960 (con una frecuencia de reloj respectiva de 2,8, 2,8, 3,0, 3,0, 3,2, 3,2, 3,4, 3,4 y 3,6 GHz).
Todas las versiones de los modelos Presler 915, 920, 925, 930 y 935, así como las versiones C1 y D0 de los modelos 940 y 945, tenían un TDP de 95 vatios . Todos los demás modelos (es decir, ciertos modelos con frecuencias de reloj de 3,2 GHz o más rápidas) tenían una potencia nominal de 130 vatios, un aumento del 37 % en el consumo de energía. [10]
[*] La primera tanda de procesadores Presler (revisión B1) tenía la función EIST desactivada mediante una actualización de microcódigo debido a problemas de estabilidad. Eso afectó únicamente a su consumo de energía, cuando estaba inactivo, y a la disipación térmica. Los chips con EIST en funcionamiento comenzaron a distribuirse en el segundo trimestre de 2006. Tenían un número S-Spec diferente que se puede encontrar en la documentación de erratas de Intel.
La edición Pentium Extreme basada en el Pentium D de doble núcleo de la marca Presler se presentó como el modelo 955, a 3,46 GHz, y utilizaba un FSB de 1066 MT/s en comparación con los 800 MT/s de la edición no Extreme. Una segunda versión, la 965 a 3,73 GHz, le siguió en marzo de 2006. Ambas CPU también cuentan con tecnología Hyper-Threading y un multiplicador desbloqueado. Los overclockers han podido hacer overclocking del núcleo a 4,26 GHz utilizando refrigeración por aire simplemente aumentando el multiplicador desbloqueado de la CPU.
La Presler Extreme Edition estaba pensada para combinarse únicamente con el chipset Intel 975X, aunque también podía funcionar con el chipset 955X, aunque Intel no admitía esta combinación. El i975X incluía el puente sur ICH7R y era compatible con todos los procesadores LGA 775 (Socket T) Pentium 4, Pentium D y Pentium Extreme Edition.
La marca Pentium D se fusionó con la marca Pentium 4 y fue reemplazada el 27 de julio de 2006 por la línea de procesadores de marca Core 2 con la microarquitectura Core lanzada como procesadores de doble y cuádruple núcleo con las marcas Duo, Quad y Extreme.
En un escenario de un solo procesador, el enlace de la CPU al puente norte es punto a punto y el único requisito real es que sea lo suficientemente rápido para mantener la CPU alimentada con datos de la memoria .
Al evaluar el Pentium D, es importante tener en cuenta que se trata esencialmente de dos CPU en el mismo paquete y que enfrentará los mismos problemas de contención de bus que un par de Xeon antes de la arquitectura de bus independiente dual introducida con los Dempsey Xeon de doble núcleo. Para utilizar una analogía burda, se podría decir que en lugar de utilizar un solo cable entre la CPU y el puente norte, se debe utilizar un divisor en Y. Dejando de lado problemas avanzados como la coherencia de caché , cada núcleo solo puede utilizar la mitad del ancho de banda del FSB de 800 MT/s cuando está bajo una carga pesada.
El AMD Athlon 64 X2 competidor , aunque funcionaba a velocidades de reloj más bajas y carecía de hyper-threading , tenía algunas ventajas significativas sobre el Pentium D, como un controlador de memoria integrado, un bus HyperTransport de alta velocidad , una tubería más corta (12 etapas en comparación con las 31 del Pentium D) y un mejor rendimiento de punto flotante , [11] más que compensando la diferencia en la velocidad de reloj bruta. Además, mientras que el Athlon 64 X2 heredó la lógica de control multinúcleo madura del Opteron multinúcleo , el Pentium D aparentemente se apresuró a entrar en producción y esencialmente consistía en dos CPU en el mismo paquete. De hecho, poco después del lanzamiento de los procesadores de marca Pentium D (26 de mayo de 2005) y del Athlon 64 X2 (31 de mayo de 2005), surgió un consenso de que la implementación de múltiples núcleos de AMD era superior a la del Pentium D. [12] [13] Como resultado de este y otros factores, AMD superó a Intel en ventas de PC de escritorio en las tiendas minoristas de EE. UU. durante un período de tiempo, aunque Intel mantuvo el liderazgo general del mercado debido a sus relaciones exclusivas con vendedores directos como Dell. [14]
En 2007, Intel lanzó una nueva línea de procesadores de escritorio bajo la marca Pentium Dual Core , utilizando la microarquitectura Core (que se basaba en la arquitectura Pentium M , que a su vez se basaba en el Pentium III Tualatin). Los procesadores Pentium Dual-Core más nuevos emiten considerablemente menos calor (65 vatios máximo) que el Pentium D (95 o 130 vatios máximo). También funcionan a velocidades de reloj más bajas, solo tienen hasta 2 MB de memoria caché L2 mientras que el Pentium D tiene hasta 2×2 MB, y carecen de Hyper-Threading.
El Pentium Dual-Core tiene una unidad de ejecución más amplia (cuatro números de ancho en comparación con los tres del Pentium D) y su pipeline de 14 etapas es menos de la mitad de la longitud del Pentium D, lo que le permite superar al Pentium D en la mayoría de las aplicaciones a pesar de tener velocidades de reloj más bajas y menos memoria caché L2.