Prescott

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  • Publicado : 12 de junho de 2012
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Turma: Info 2
MontManu 1: Montagem e Manutenção de Microcomputadores
Prescott

O Prescott representa a terceira geração do Pentium 4, produzido a partir de 2004.A mudança arquitetural mais significativa foi a adição de 11 novos estágios ao já longo pipeline* do Northwood. Com isso, o Prescott atingiu a impressionante marca de 31 estágios de pipeline, um número sem precedentes entre osprocessadores x86.
Em um processador atual, o uso de um pipeline mais longo não é exatamente uma boa notícia, muito pelo contrário já que aumentar o número de pipelines do processador permite que cada estágio execute um volume menor de processamento. Com isso, o processador passa a ser capaz de operar a freqüências mais altas, mas, em compensação, as instruções demoram um número maior de ciclos de clockpara serem processadas (já que precisam percorrer todo o pipeline), o que aumenta brutalmente o tempo perdido em operações de tomada de decisão, onde o processador precisa aguardar o resultado de uma operação para poder processar a seguinte.
A primeira melhoria foi feita no circuito de branch prediction, responsável por "prever" o resultado de operações de tomada de decisão e assim permitir queo processador adiante o processamento das instruções seguintes enquanto a instrução inicial é processada.
Em um processador atual, o circuito de branch prediction* é capaz de indicar o caminho correto em mais de 95% das operações. Tal precisão é possível, porque ele se baseia em um histórico de operações já realizadas. Sempre que é preciso "adivinhar" o caminho mais provável de uma operação, elepesquisa pelo resultado de operações semelhantes anteriormente realizadas. O grande problema é que, sempre que ele erra, o processador precisa descartar todo o trabalho adiantado e começar de novo a partir do ponto inicial. Neste caso, são perdidos não apenas os 31 ciclos que a instrução inicial demora a percorrer o pipeline, mas também os ciclos necessários para remover os dados anteriores ecarregar os registradores com as novas instruções a processar.
Quanto mais longo é o pipeline, maior é a penalidade a cada erro, o que coloca o Prescott em uma situação complicada, já que as operações de tomada de decisão representam até 14% das operações realizadas por um aplicativo típico.
Foram feitas ainda duas pequenas modificações nas unidades de execução, que resultaram em mais um pequenoganho, muito embora o número de unidades não tenha sido alterado.
O primeiro e mais significativo, foi à adição de um circuito dedicado de multiplicação de números inteiros. Até o Northwood, todas as operações de multiplicação eram enviadas à FPU (o co-processador aritmético), processadas separadamente e então devolvidas. Com o Prescott, as unidades de processamento de números inteiros ganharam ahabilidade de processá-las diretamente, o que representa uma grande economia de tempo.
O Prescott ganhou também um novo bloco de instruções, o conjunto SSE3. Ele é composto por 13 novas instruções, que complementam os dois conjuntos anteriores, dando sua cota de contribuição em aplicativos otimizados.
Finalmente, temos as mudanças no cache. O bloco de dados do cache L1 foi aumentado de 8 para16 KB e o bloco de instruções (o trace-cache) recebeu pequenas melhorias, embora a capacidade tenha permanecido a mesma. O cache L2 dobrou de tamanho, saltando de 512 KB para 1 MB, mas o aumento teve como efeito colateral o aumento dos tempos de latência, que aumentaram em aproximadamente 40%. Em outras palavras, o Prescott tem um cache L2 maior, porém mais lento o que anula grande parte dobenefício.
Com relação à fabricação, o Prescott foi o primeiro processador Intel a ser produzido utilizando a técnica Strained Silicon. Ela consiste em "esticar" a superfície do wafer de silício, colocando-o sobre um substrato especialmente desenvolvido. Aumentando a distância entre os átomos do wafer, é reduzida a resistência à passagem dos impulsos elétricos. Essa técnica não tem nenhum efeito...
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