Explicando o sistema de numeração dos processadores Intel

Ao migrar seus processadores para o soquete 775, a Intel adotou o sistema de numeração, que ainda é usado até os dias de hoje. Ao contrário da AMD, que usa o sistema de numeração como um indicador aproximado de desempenho, o sistema de numeração da Intel é apenas um código que indica a família, "posição hierárquica" do chip e recursos adicionais (EM64, suporte a virtualização, etc.) suportados por ele. Isso faz com que, em muitos casos, um processador mais rápido receba um número de identificação muito inferior ao de um processador mais lento, porém de outra família.

Por exemplo, a versão de ultra baixo consumo do Pentium M (com core Dothan) de 1.0 GHz recebe o código 723, enquanto um Pentium M "normal", de 1.5 GHz recebe o código 715 e um Prescott de 3.4 GHz recebe o código 551. Um Celeron D de 3.6 GHz baseado no core Cedar Mill-512 recebe o número 365, enquanto um simples Prescott de 2.66 GHz recebe o número 505.

O sistema de numeração é aplicado apenas aos processadores produzidos em versão soquete 775. Mesmo depois do lançamento deles, os processadores soquete 478 (tanto Pentium 4, quanto Celeron) continuaram sendo vendidos sob a frequência de operação, até serem descontinuados.

O soquete 775 foi projetado de forma a melhorar o contato dos pinos e reduzir a distância que os sinais elétricos precisam percorrer do processador ao chipset, além de permitir que os capacitores instalados na parte inferior do processador (responsáveis por filtrar e estabilizar a corrente) possam ser instalados o mais próximo possível do núcleo.

Os pinos de encaixe foram retirados do processador e movidos para o soquete e um novo mecanismo de retenção foi projetado:

A primeira coisa a ter em mente é que os contatos do soquete 775 são realmente muito finos e frágeis. Ao invés de sulcos, o processador possui pequenos pontos de contato, que correspondem precisamente aos contatos no soquete:

Esta fragilidade faz com que seja muito fácil entornar parte dos contatos da placa ao tentar instalar o processador. Ao contrário do que temos em processadores antigos, onde com um pouco de jeito é possível desentortar alguns pinos entortados por uma tentativa de instalação mal feita, é praticamente impossível desentortar contatos amassados no soquete 775, de forma que uma instalação incorreta do processador simplesmente inutiliza a placa mãe.

Segundo a própria Intel, o índice de falhas é de uma em cada 20 inserções. Ou seja, o soquete foi projetado para resistir a algumas poucas inserções, incluindo a instalação inicial do processador e alguns upgrades futuros, e não para suportar inserções e remoções freqüentes.

Ao instalar o processador você deve posicioná-lo sobre o soquete e simplesmente soltá-lo, deixando que a lei da gravidade se encarregue de encaixá-lo. Nunca aplique pressão sobre o processador, pois isso só servirá para entortar os pinos que não estiverem bem posicionados.

Uma vez fechado, o mecanismo de retenção prende o processador, aplicando a pressão necessária para que ele fique bem preso ao soquete, maximizando a condutividade elétrica. Graças a isso, a pressão exercida pelo sistema de retenção do cooler pode ser muito menor, o que evita que a placa "envergue" como no caso das placas soquete 478.

Você pode notar, pela foto, que não existe um mecanismo de retenção para o cooler, como nas placas soquete 478. Como a pressão sobre o processador é exercida pelo mecanismo de retenção do soquete, o cooler é simplesmente encaixado através dos orifícios disponíveis na placa:

Pentium 4

Os primeiros modelos a adotarem o sistema de numeração foram lançados no final de 2004. A série 5xx é formada pelos processadores Pentium 4 com core Prescott e 1 MB de cache.

A leva inicial inclui os modelos 505 (2.66 GHz), 505J (2.66 GHz), 506 (2.66 GHz), 511 (2.8 GHz), 515 (2.93 GHz), 515J (2.96 GHz), 516 (2.66 GHz), 517 (2.93 GHz) 519J (3.06 GHz GHz) e 519K (3.06 GHz), todos utilizando bus de 533 MHz.

Além do clock, os processadores são diferenciados pela presença dos recursos especiais, justamente por isso existem tantos modelos com o mesmo clock.

Os modelos 506, 516, 517 e 519K oferecem suporte ao EM64 (também chamado de Intel 64), o conjunto de instruções de 64 bits desenvolvido pela Intel e por isso são capazes de rodar as versões de 64 bits do XP, Vista e distribuições Linux compiladas para processadores de 64 bits. Todos os processadores da série 5xx com o EM64 oferecem também suporte a Hyper Threading.

O 511 oferece apenas suporte a HT, sem suporte a instruções de 64 bits, enquanto o 505J, 515J e 519J oferecem suporte ao XD bit (eXecute Disable bit), um sistema de proteção utilizado por alguns softwares para aumentar a proteção contra ataques de buffer overflow. Este recurso recebeu uma grande atenção na época em que foi lançado, mas acabou sendo usado na prática.

Os demais são modelos "simples" do Prescott, sem nenhum dos três recursos.

Em seguida temos a série composta pelos modelos 520 (2.8 GHz), 520J (2.8 GHz), 521 (2.8 GHz), 524 (3.06 GHz), 530 (3.0 GHz), 530J (3.0 GHz), 531 (3.0 GHz), 540 (3.2 GHz), 540J (3.2 GHz), 541 (3.2 GHz), 550 (3.4 GHz), 550J (3.4 GHz), 551 (3.4 GHz), 560 (3.6 GHz), 560J (3.6 GHz), 561 (3.6 GHz), 570J (3.8 GHz GHz) e 571 (3.8 GHz).

Todos estes modelos suportam Hyper-Threading, por isso esta informação não é mais indicada no número. Estas versões eram vendidas sob a marca "Pentium 4 HT", de forma que ficava claro ao comprar que o processador suportava HT.

Apesar de serem baseados no mesmo core Prescott com 1 MB da série anterior, todos estes modelos utilizam bus de 800 MHz e por isso são um pouco mais rápidos, embora a diferença seja pequena.

Todos os modelos cuja numeração termina com "1" oferecem também suporte ao EM64 e ao recurso XD bit. A lista completa inclui os modelos HT 521, HT 524, HT 531, HT 541, HT551, HT 561 e HT 571.

Os modelos cuja numeração inclui um "J" oferecem suporte apenas ao XD bit, que não é nem de longe tão interessante quando o suporte a instruções de 64 bits. A lista inclui os modelos HT520J, HT 530J, HT540J, HT 550J, HT 560J, e HT 570J.

Os demais modelos, cuja numeração termina com "0" são os modelos "simples", que incluem apenas o suporte a Hyper-Threading inerente à série.

Uma curiosidade é que os modelos HT 570J e HT 571 (assim como o 670) são os processadores Intel com a maior frequência de clock oficialmente suportada até hoje. Os modelos dual-core baseados na arquitetura do Pentium 4, assim como os Core2 Duo, trabalham a frequências mais baixas. É possível superar a marca de 3.8 GHz usando um Core2 Duo em overclock (usando um bom cooler), mas vai demorar um pouco até que seja lançado um Core2 Duo capaz de operar oficialmente a esta frequência. Apesar disso, a ineficiente arquitetura do Prescott faz com que os processadores da série 5xx tenha um desempenho modesto para os padrões atuais.

Em seguida temos os processadores baseados no Prescott 2M. Apesar de terem 2 MB de cache, o dobro dos modelos anteriores, o cache utilizado utiliza um design mais compacto, que tem como efeito colateral um novo aumento na já alta latência do cache L2 do Prescott original. Isto faz com que parte do ganho de desempenho obtido com a ampliação do cache seja anulado.

A série inclui os modelos 620 (2.8 GHz), 630 (3.0 GHz), 640 (3.2 GHz), 650 (3.4 GHz), 660 (3.6 GHz), 662 (3.6 GHz), 670 (3.8 GHz) e 672 (3.8 GHz)

Todos estes modelos utilizam bus de 800 MHz, oferecem suporte a instruções de 64 bits, Hyper-Threading e XD bit. Com exceção do 620, todos suportam também o EIST (Enhanced Intel SpeedStep), um sistema aprimorado de gerenciamento de energia, que reduz de forma substancial o desempenho do processador enquanto ele está ocioso. Este recurso é suportado inclusive no Linux, através do daemon "powernowd".

Os modelos cuja numeração termina com "2", lista que inclui apenas o 662 e 672, incluem também suporte ao Intel VT, um sistema de virtualização que visa melhorar o desempenho de programas de virtualização, como o VMware, Virtual PC e Xen (no Linux). Em teoria, o uso do Intel VT poderia melhorar de forma substancial o desempenho destes programas, mas até o presente momento esta promessa ainda não se concretizou.

Finalmente, temos os modelos baseados no core Cedar Mill, a atualização do core Prescott 2M, fabricada usando a técnica de fabricação de 0.065 micron. Todos estes modelos mantém os 2 MB de cache, mas possuem um consumo elétrico um pouco mais baixo.

A série inclui os modelos 631 (3.0 GHz), 641 (3.2 GHz), 651 (3.4 GHz) e 661 (3.6 GHz).

Todos os modelos utilizam bus de 800 MHz, EM64, Hyper-Threading e XD bit. Existiram três revisões do core Cedar Mill, com steeping B1, C1 e D0, que se diferenciam com relação ao consumo elétrico. Os mais antigos, baseados no steeping B1 possuem um TDP de 86 watts e não suportam o EIST. Os baseados no steeping C1 mantém o mesmo TDP, mas já incluem suporte ao EIST (o que faz com que o processador fique muito mais frio enquanto o PC está rodando aplicativos leves), enquanto os baseados no steeping D0 possuem um TDP mais baixo, de apenas 65 watts.

Veja a tabela divulgada pela Intel:

Pentium D

Ao lançar o Cedar Mill, a Intel estava preocupada em reduzir o consumo e aumentar a eficiência dos processadores. Embora os Cedar Mill fossem capazes de trabalhar a frequências ligeiramente superiores aos processadores baseados no core Prescott (o que você pode comprovar ao fazer overclock), a perda de corrente ao operar a frequências acima de 3.6 GHz era muito alta, o que fez a Intel desistir do lançamento de versões mais rápidas.

Ao invés disso, os esforços foram concentrados nos modelos dual-core e na finalização do Core2 Duo, que viria a ser lançado em Julho de 2006, apenas 6 meses depois das 4 versões do Cedar Mill.

Os processadores dual-core baseados na arquitetura NetBurst foram vendidos sob a marca "Pentium D" (de dual). Existiram duas famílias, baseadas nos cores Smithfield (série 8xx) e Presler (9xx).

O core Smithfield é uma versão de dois núcleos do Prescott, onde cada um dos dois processadores inclui 1 MB de cache, totalizando 2 MB.

Foram produzidas 4 versões: 805 (2.66 GHz), 820 (2.8 GHz), 830 (3.0 GHz) e 840 (3.2 GHz).

O 805 foi uma versão de baixo custo, destinada a ser utilizada em conjunto com as placas soquete 775 que suportavam apenas bus de 533. As outras três versões utilizavam bus de 800 MHz.

Com relação aos recursos especiais, os 4 modelos suportam o EM64 e o XD bit, mas apenas o 830 e o 840 (que possuem um TDP mais alto) suportam o Advanced SpeedStep. Nenhum dos modelos oferece suporte ao Hyper-Threading, que foi desativado em parte para diferenciá-los do Pentium Extreme Edition 840 (que era bem mais caro), e em parte para reduzir o consumo elétrico dos processadores, que no 830 e 840 já superava a marca dos 130 watts em momentos de atividade intensa.

Os Pentium D baseados no core Smithfield foram substituídos pelos baseados no core Presler a partir de Janeiro de 2006.

A série foi composta pelos modelos 915 (2.8 GHz), 920 (2.8 GHz), 925 (3.0 GHz), 930 (3.0 GHz), 935 (3.2 GHz), 940 (3.2 GHz), 945 (3.4 GHz), 950 (3.4 GHz) e 960 (3.6 GHz).

Assim como no caso da série 8xx, nenhum destes modelos suporta Hyper-Threading, desativado para diferenciá-los dos processadores da série Extreme Edition. Todos suportam instruções de 64 bits, XD bit e também o Advanced SpeedStep.

Os modelos cujo código termina com "0" (920, 930, 940, 950 e 960) oferecem suporte ao Intel VT, o mesmo recurso de virtualização que foi introduzido na série 6xx. Este é o único recurso que os diferencia dos 9x5.

Extreme Edition

No final de 2003, pressionada pela AMD, a Intel criou a série Pentium 4 Extreme Edition (Pentium 4 EE), processadores com mais cache, que foram produzidos em quantidades limitadas e vendidos a preços exorbitantes. A principal função destes processadores foi servir como ferramenta de marketing, atraindo a atenção do público entusiasta.

As versões iniciais eram baseados no core Gallatin, uma versão adaptada do Xeon MP (que por sua vez era baseado no core Northwood), que possuía apenas 512 KB de cache L2, complementados por um generoso cache L3 de 2 MB. O Gallatin ainda era fabricado usando a antiga técnica de 0.13 micron, por isso foi lançado em versões de 3.2 a 3.46 GHz, tanto em versão soquete 478 (de 3.2 e 3.4 GHz), quanto em versão soquete 775 (versões de 3.4 e 3.46 GHz).

Em seguida veio o Pentium 4 EE baseado no core Prescott 2M que, como o nome sugere, é uma versão aperfeiçoada do core Prescott, com 2 MB de cache L2 (que substituíram o cache L3 do Gallatin). A versão inicial (e única) operava a 3.73 GHz e era destinada exclusivamente a placas soquete 775 com suporte a bus de 1.06 GHz. A Intel pretendia lançar versões mais rápidas, atingindo a marca de 5 GHz, mas a brutal dissipação térmica do processador impediu que isso se concretizasse.

Mais adiante foram lançadas versões Extreme Edition baseadas nos cores Smithfield e Presler. Elas foram vendidas sob a marca "Pentium Extreme Edition" (sem o "4"). Para evitar confusão, abreviamos o nome "Pentium 4 Extreme Edition" como "Pentium XE", diferenciando-os da série antiga, abreviada como "Pentium 4 EE".

O core Smithfield foi usado em uma única versão do Pentium XE (o XE 840), que operava a 3.2 GHz. A única vantagem real do XE 840 sobre os processadores da série 8xx era o suporte a Hyper Threading. Apesar disso ele era vendido (na época de lançamento) por US$ 999, quase o dobro do preço de um Pentium D 840, que também operava a 3.2 GHz.

No início de 2006 foram lançados dois novos modelos, baseados no core Presler: o Pentium XE 955 e o XE 965, que operavam, respectivamente a 3.46 e 3.73 GHz. O principal diferencial destes dois modelos sobre os demais processadores da série 9xx era o uso do bus de 1.066 GHz, o que melhorava sutilmente o desempenho em relação a um Pentium D do mesmo clock.

O XE 965 operava a uma frequência 133 MHz maior que o Pentium D 960 (3.6 GHz), o que o torna o processador mais rápido dentro da plataforma NetBurst. Ao mesmo tempo, ele é um dos piores processadores de todos os tempos com relação ao custo benefício, já que custava, em Abril de 2006, nada menos que 999 dólares. Três meses depois, era possível comprar dois Core2 Duo E6700 pelo mesmo valor.

Celeron D

Como de praxe, a Intel lançou versões atualizadas do Celeron baseadas no core Prescott (com 256 KB de cache) e Cedar Mill (com 512 KB), que lentamente substituíram os antigos Celerons baseados no Northwood.

Apesar do maior número de estágios de pipeline e do maior latência do cache L2 (cortesia do Prescott), o Celeron D acaba sendo consideravelmente mais rápido que um Celeron Northwood do mesmo clock (de 10 a 20%, de acordo com o aplicativo) devido à combinação do maior cache L1 de dados (16 KB x 8 KB), do maior cache L2 e do uso do bus de 533 MHz.

Todos os Celeron D utilizam o soquete 775 e bus de 533 MHz. Apesar do "D" no nome, eles não são processadores dual-core. A Intel simplesmente resolveu nomear o Celeron de forma parecida para aproveitar o esforço de marketing feito em torno do Pentium D. O "D" no caso do Celeron não tem nenhum significado especial, é apenas uma letra a mais no nome.

Os Celerons D baseados no core Prescott-256 incluem os modelos:

310 (2.13 GHz), 315 (2.26 GHz), 320 (2.4 GHz), 325 (2.53 GHz), 325J (2.53 GHz), 326 (2.53 GHz), 330 (2.66 GHz), 330J (2.66 GHz), 331 (2.66 GHz), 335 (2.8 GHz), 335J (2.8 GHz), 336 (2.8 GHz), 340 (2.93 GHz), 340J (2.93 GHz), 341 (2.93 GHz), 345 (3.06 GHz), 345J (3.06 GHz), 346 (3.06 GHz), 350 (3.2 GHz), 351 (3.2 GHz) e 355 (3.33 GHz).

Como você pode ver, desta vez a lista é grande e temos um número muito grande de versões com o mesmo clock. Vamos então entender as diferenças entre elas. :)

Nenhum dos Celerons D suporta Hyper-Threading ou o Advanced SpeedStep, mas diversos modelos suportam o XD bit e o EM64.

Os modelos que possuem suporte ao XD bit são identificados pela letra "J". A lista inclui os modelos 325J, 330J, 335J, 340J, 345J.

Como vimos, o XD bit não é um recurso tão interessante, de forma que ter um processador da série J é ao mesmo tempo uma boa e uma má notícia. A boa é que ele vem com o XD bit ativado e a má é que ele não inclui suporte ao EM64, que seria o recurso realmente importante.

Os Celerons D com suporte a instruções de 64 bits foram lançados posteriormente e tiveram o número de identificação aumentando em 1 para diferenciá-los dos anteriores. A lista inclui o 326, 331, 336, 341, 346, 351 e também o 355. Todos estes modelos incluem "de brinde" também o suporte ao XD bit.

Em seguida temos os modelos baseados no core Cedar Mill-512. Eles são os modelos recomendados, pois além de serem fabricados usando a técnica de 0.65 micron, possuem 512 KB de cache.

Desta vez a escolha é mais simples, já que temos apenas 5 modelos: 347 (3.06 GHz), 352 (3.2 GHz), 356 (3.33 GHz), 360 (3.46 GHz) e 365 (3.6 GHz).

Todos os 5 modelos suportam tanto o EM64 quanto o XD bit, eliminando a ambiguidade da série anterior.

Core2 Duo

As versões originais do Core 2 Duo são baseadas no core Conroe, também de 0.065 micron. A nova arquitetura é genericamente chamada de "Core" (que é tanto o nome código, quanto o nome comercial), enquanto a arquitetura do Pentium 4 é chamada de "NetBurst".

A leva inicial inclui os Intel Core2 Duo E6300 (1.86 GHz, 2 MB de cache), E6400 (2.13 GHz, 2 MB de cache), E6600 (2.4 GHz, 4 MB de cache), E6700 (2.66 GHz, 4 MB de cache) e o Extreme X6800 (2.93 GHz, 4 MB de cache).

Devido à nova arquitetura, os Core2 Duo possuem um desempenho por ciclo de clock brutalmente mais alto que os Pentium D. Mesmo um simples E6300 é capaz de vencer um Pentium D 960 (que opera ao dobro da frequência de clock) na maioria dos aplicativos.

Os Core 2 Duo também oferecem suporte ao SpeedStep. Com ele ativado, o processador reduz a freqüência de operação e a tensão (diminuindo consideravelmente o consumo), mas volta ao clock máximo assim que é executada alguma tarefa pesada. No Extreme X6800, por exemplo, o processador trabalha nativamente a 2.93 GHz e usa 1.28v. No modo de economia, a freqüência cai para 1.6 GHz e a tensão para apenas 0.9v, resultando num consumo de apenas 25 watts, similar ao de um Pentium III 900.

Temos aqui uma foto do Conroe, antes do encapsulamento do processador, divulgada pela Intel. Na verdade, as versões com 2 e 4 MB de cache são idênticas, porém as de 2 MB tem metade do cache desativado antes do encapsulamento, como nos Celeron:

O Core 2 Duo utiliza o mesmo encapsulamento e o mesmo soquete LGA775 usado pelo Pentium D, conservando compatibilidade com placas recentes, que suportem o barramento de 1066 MHz (266MHz com 4 transferências por ciclo) e as tensões utilizadas. Muitas placas 775 podem ser atualizadas via upgrade de BIOS.

Foi mantido também o suporte ao EM64T e também o Intel VT, embora o Hyper-Threading tenha sido removido da arquitetura, devido ao aumento no consumo do processador e baixa eficiência.

Depois da série inicial, foram lançadas também diversas versões de baixo custo do Core2 Duo, destinadas a substituir os processadores Pentium D e Celeron de clock mais baixo. Aqui temos a tabela com a lista de modelos atual divulgada pela Intel: