Microprocesadores

MICROPROCESADORES Y MICROCONTROLADORES MICROPROCESADORES PENTIUM IV Y MICROPROCESADORES AMD K6

JENNYFER HERRERA

MS.c DARIO GARCIA H DOCENTE

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES PAMPLONA 2010

1. MICROPROCESADORES PENTIUM IV

1.1. Microprocesador Pentium IV El Pentium IV es un microprocesador de séptima generación basado enla arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz y fue lanzado el 20 de noviembre de 2000. Para la sorpresa de la industria informática, la nueva micro-arquitectura NetBurst del Pentium 4 no mejoró el viejo diseño de la micro-arquitectura Intel P6 según las dostradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u operaciones de punto 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. En 2004, se agregó el conjunto de instrucciones x86-64 de 64 bits al tradicional set x86 de 32 bits. Al igual que losPentium II y Pentium III, el Pentium 4 se comercializa en una versión para equipos de bajo presupuesto (Celeron), y una orientada a servidores de gama alta (Xeon). Las nombres en código, a partir de la evolución de las distintas versiones, son: Willamette (180 nanómetros), Northwood (130 nm), Gallatin (Extreme Edition, también 130 nm), Prescott (90 nm) y Cedar Mill (65 nm). El procesador Pentium 4 deIntel sigue ofreciendo un alto nivel de desempeño para usuarios de computadoras de escritorio. Altos niveles de producción han permitido a Intel acelerar la aparición de estos productos, con una versión a 2 GHz planeada para este mismo año.

Fig.1. Procesador Pentium IV 1.2. Historia Los primeros P4 correspondían a la familia Willamette, comenzando con una velocidad de reloj de 1.3 Ghz, nuevozócalo (423), y la introducción de las instrucciones SSE2. Luego vinieron los Northwood, los Gallatin (más conocidos como Extreme Edition), los Prescott, los Prescott 2M, y finalmente los Cedar Mill. Todas estas familias presentaron múltiples cambios: El abandono del socket 423 en favor del 478, la

introducción del Hyper-Threading, buses de 533 megahertz, instrucciones SSE3, buses de 800megahertz, virtualización, el socket 775, y fundamentalmente, la llegada de la microarquitectura NetBurst. La velocidad máxima de los Pentium 4 alcanzó unos impresionantes 3.8 Ghz, pero esto resultó ser más una limitación que un logro. Intel no podía ir más allá de esta velocidad sin seguir aumentando el voltaje y el diseño térmico, algo que además de ser problemático, también resultaría excesivamentecaro. Intel necesitaba hacer las cosas más simples, en varios sentidos. 1.3. Microarquitectura netburst

Fig. 2. Arquitectura global Pentium 4 Durante la etapa de ejecución, se produce el renombramiento de registros, la ejecución fuera de orden de las micro-operaciones y su posterior finalización ordenada. Veremos con detalle cómo se realizan estas operaciones, y las estructuras encargadas dellevarlas a cabo. La ejecución de las microoperaciones tiene lugar en diversas unidades funcionales que describiremos posteriormente. El elemento principal del Front-End de esta nueva arquitectura es, sin duda, la Trace Cache. Tanto ésta como el efectivo predictor de saltos y el decodificador de instrucciones IA-32, son los encargados de suministrar micro-operaciones al pipe. Los datos para laejecución de dichas operaciones se toman de la renovada jerarquía de memoria: una cache de primer nivel de tan solo 8 Kb y muy baja latencia, junto con la tradicional Cache unificada de segundo nivel, de 256 Kb que trabaja al doble de velocidad que sus antecesoras. En la Figura 3, los distintos bloques básicos de ejecución se distribuyen a lo largo de un pipeline realmente profundo: 20 etapas. Intel...