MICROPROCESADORES Y TIPOS


¿Qué es un microprocesador?
El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador, se encarga de realizar todas las operaciones de cálculo y de controlar lo que pasa en el ordenador recibiendo información y dando órdenes para que los demás elementos trabajen. Es el jefe del equipo y, a diferencia de otros jefes, es el que más trabaja. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip. Los micros, como los llamaremos en adelante, suelen tener forma de cuadrado o rectángulo negro, y van o bien sobre un elemento llamado zócalo (socket número en inglés) o soldados en la placa o, en el caso del Pentium II, metidos dentro de una especie de cartucho que se conecta a la placa base (aunque el chip en sí está soldado en el interior de dicho cartucho).
A veces al micro se le denomina "la CPU" (Central Process Unit, Unidad Central de Proceso), aunque este término tiene cierta ambigüedad, pues también puede referirse a toda la caja que contiene la placa base, el micro, las tarjetas y el resto de la circuitería principal del ordenador. La velocidad de un micro se mide en megahercios (MHz), aunque esto es sólo una medida de la fuerza bruta del micro; un micro simple y anticuado a 100 MHz puede ser mucho más lento que uno más complejo y moderno (con más transistores, mejor organizado...) que vaya a "sólo" 50 MHz. Es lo mismo que ocurre con los motores de coche: un motor americano de los años 60 puede tener 5.000 cm3, pero no tiene nada que hacer contra un multiválvula actual de "sólo" 2.000 cm3.
Partes de un microprocesadorEn un micro podemos diferenciar diversas partes:
El encapsulado : Es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base.
  • La memoria caché : Una memoria ultrarrápida que sirve al micro para tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera. Es lo que se conoce como caché de primer nivel; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Todos los micros tipo Intel desde el 486 tienen esta memoria, también llamada caché interna.
  • El coprocesador matemático : Más correctamente, la FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializado en esa clase de cálculos matemáticos; también puede estar en el exterior del micro, en otro chip.
  • El resto del micro : tiene varias partes (unidad de enteros, registros, etc.) que no merece la pena detallar, en este momento.
Tipos de datosLa pastilla microprocesadora 80386 soporta varios tipos de datos además de los soportados por el 8086/80286. El microprocesador 80386 soporta enteros con signo y sin signo de 32 bits y campos de bits de 1 a 32 bits de longitud. El microprocesador 80386 soporta los tipos de punteros estándares, definidos para la familia 8086/80286, así como un puntero de desplazamiento de 32 bits y un puntero completo de 48 bits.
El 386 es de 32 bits; el 386 SX es de 32 bits internamente, pero de 16 en el bus externo, lo que le hace hasta un 25% más lento que el original, conocido como DX. El 80386 permite la definición de segmentos de memoria de tamaño variable. Inclusión de una memoria cache interna en el chip. Su ámbito natural es DOS y Windows 3.x, donde pueden manejar aplicaciones bastante profesionales como:
Ofimática: Microsoft Word, Excel, etc. (versiones para Windows 3.x, de la 1.0 hasta 6.0, según la velocidad y RAM instalada), Lotus SmartSuite (todas las versiones de Amipro, Lotus 123 para Windows 3.1, etc.), WordPerfect para Windows 3.1 (poco recomendable, es el más exigente en velocidad y memoria). Contabilidad: para DOS o Windows 3.x, muchos programas. Juegos: muy antiguos, aunque numerosos. Internet/E-mail: para los modelos "rápidos" (unos 33 MHz) y con 4 MB RAM, numerosos programas para Windows 3.x.
El microprocesador de 32 bits 80486 ha sido diseñado para soportar aquellos sistemas operativos optimizados para multitareas. Como miembro de la familia 80X86, es totalmente compatible con los procesadores 8086, 80286 y 80386.Este procesador posee un bus de datos din mico, capaz de soportar tipos de datos de 32 bits, muy similar al 80386. Para elevar su funcionalidad se le ha adicionado:
  • Un mecanismo de ráfaga del bus para los llenados a alta velocidad de la cache interna;
  • Un mecanismo de invalidación de líneas de la cache;
  • Un mecanismo para el control del tamaño de los datos, (8, 16, 32 bits);
  • Mejoras en las capacidades de arbitraje del bus y soporte de Paridad.
Su potente bus de direcciones permite direccionar hasta 64 Mbytes de memoria física. Las líneas de dirección son bidireccionales para permitir las invalidaciones de las líneas de la cache. Este compuesto por 30 líneas de dirección (A2-A31) y 4 líneas para habilitar bytes: las líneas de dirección forman los 30 bits más significativos y los pines de habilitación de bytes seleccionan a estos desde una localidad de 4 bytes. El microprocesador 80486 está diseñado para que a 25 Mhz utilice un reloj a 25 Mhz. Esta característica que disminuye el reloj del 80386, permite el diseño de un sistema simple mediante la disminución a la mitad de la frecuencia del reloj requerida en el sistema externo.
PentiumCon el lanzamiento del P54C, primer miembro de la familia P5, el procesador Pentium (versiones de 60 - 66 Mhz), Intel comienza una nueva etapa en la evolución de los procesadores X86 incorporando novedosas tecnologías en su arquitectura . Es importante resaltar que esta nueva arquitectura de 32 bits define un ancho de bus de E/S de 64 bits aspecto que tiende a la confusión a la hora de definir el tipo de procesador.
Características tecnológicas que definen el rendimiento del PentiumDiseño Superescalar : Tecnología que permite ejecutar más de una instrucción por ciclo de reloj.
Unidad de Punto Flotante : El nuevo diseño de esta unidad mejora la velocidad de cálculo en software intensivo.
Doble Caché Interna : 8 Kb para datos y 8 Kb para códigos imprimen al CPU mayor velocidad de trabajo al suprimirse tiempos de accesos a la RAM de sistema.
Unidad de Predicción : Consta de un algoritmo que permite seleccionar un conjunto de instrucciones sucesivas para ser ejecutadas de forma más eficiente.
Doble Pipeline : Consiste en una doble vía de entrada de datos y códigos a la Unidad de Ejecución, conocidas como U Pipeline y V Pipeline (ambas de 32 bits).
Versiones disponibles de 100, 120, 133, 150, 166, 200 Mhz (Socket 7 )
Pentium MMXConocido también como P55C, PP/MT es básicamente un procesador Pentium que incorpora la tecnología MMX de Intel. Esta tecnología incorpora en la microarquitectura del chip un conjunto de 57 instrucciones orientadas fundamentalmente a buscar un mayor rendimiento del procesador en aplicaciones multimedia, así como otras aplicaciones de comunicaciones.
Un ejemplo donde se hace imprescindible el uso de este procesador lo encontramos en aplicaciones que requieran:
  • Obtención de imágenes con mayor número de colores.
  • Obtención de gráficos más reales.
  • Procesamiento de videos en movimiento.
Los procesadores Pentium MMX ejecutan las aplicaciones más comunes entre un 10 a un 20 % más rápido que un Pentium a la misma velocidad, mientras que en aplicaciones propiamente de multimedia alcanza un rendimiento aproximadamente de un 60 % superiores. Versiones disponibles de 166, 200, 233 Mhz. (Socket 7)
Pentium ProPrimer miembro de la familia P6 de Intel, concebido para desktops de altos desempeños, estaciones de trabajo de ingeniería y servidores de redes. Este procesador incorpora en su arquitectura la tecnología conocida como Ejecución Dinámica, un paso superior de la arquitectura superescalar implementada en los procesadores Pentium. Esta tecnología habilita al procesador para ejecutar instrucciones en paralelo, la misma ofrece la combinación de tres técnicas de procesamiento:
  • Predicción de múltiples ramificaciones.
  • Predice el flujo del programa a través de varias ramas.
  • Análisis del flujo de datos: Organiza las instrucciones para que cuando estén listas sean ejecutadas, independientemente del orden del programa.
Ejecución Especulativa: Incrementa la ejecución del procesador buscando y ejecutando hacia adelante del contador de programa instrucciones que probablemente serán necesitadas por el programa. Otras características importantes en el diseño de este procesador son:
  • Cache L2 dentro del mismo encapsulado del CPU.
  • D.B.I (doble Bus Independiente).
  • Doble caché L1 (8 Kb dato + 8 Kb código).
Aspectos importantes a destacar que permiten la elevada eficiencia de este procesador son:
  • La incorporación de la caché L2 dentro del mismo encapsulado, eliminándose así los inconvenientes asociados los accesos hacia el exterior del CPU.
  • La nueva arquitectura D.B.I, esta consiste en asignar un bus particular para la caché L2 independientemente del bus del sistema, resolviéndose así los problemas de embotellamiento que se presentaban el bus de sistema en los procesadores Pentium.
Es importante mencionar que este nuevo bus (bus dedicado para cache L2) trabaja a la misma velocidad del CPU.
Existen versiones disponibles de 166, 180 y 200 Mhz (socket 8)
Pentium IIEl incremento de aplicaciones multimedia, el crecimiento explosivo de Internet e Intranet corporativa, la necesidad de manejar grandes volúmenes de datos, impulsan a los fabricantes de procesadores al desarrollo de nuevas tecnologías que impriman a las PC la potencia necesaria para asumir estos retos. El Pentium II, procesador de la familia P6 de Intel con tecnología MMX incorporada sucesor del Pentium Pro.
Este procesador utiliza el novedoso diseño de encapsulado, denominado S.E.C. (Single Edge Contact). Dentro de este cartucho se encuentra la cache L2 y el CPU además de otros componentes electrónicos. Intel ha desarrollado este diseño con vistas ha obtener mayor ancho de banda del bus para el futuro, además tener en cuenta técnicas que mejoran la disipación de energía del procesador. Este cartucho utiliza una ranura de conexión conocida como Slot 1 de aquí el nombre comercial Pentium II Slot 1. El procesador Pentium con tecnología MMXT, ahora disponible con 166 MHz y 200 MHz.
Con tecnología MMX de Intel, las PC's obtienen un nuevo nivel de funcionamiento en multimedia y otras nuevas capacidades que sobrepasan lo experimentado anteriormente.
  • Sonido intenso.
  • Colores brillantes.
  • Rendimiento 3D realístico.
  • Animación y vídeo fluido.
Para beneficios de funcionamiento completo, se debe combinar un procesador Pentium con una PC basada en tecnología MMX con programas especialmente diseñados para tecnología MMX.
CaracterísticasCon el procesador Pentium II, se obtienen todos los últimos avances de la familia de microprocesadores de Intel: la potencia del procesador Pentium Pro más la riqueza en capacidad de la tecnología mejorada de medios MMX. El procesador Pentium II, entregando el más alto desempeño de Intel, tiene abundante capacidad de desempeño para medios, comunicaciones e Internet en el ámbito empresarial.
Operando a 233 MHz y 266 MHz para desktops y servidores y a 300 MHz para estaciones de trabajo, el procesador utiliza la tecnología de alto desempeño Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente) para entregar un amplio ancho de banda adecuado para su elevado poder de procesamiento. El diseño del cartucho Single Edge Contact (S.E.C) [Contacto de un Solo Canto] incluye 512KB de cache dedicada de nivel dos (L2). El procesador Pentium II también incluye 32KB de cache L1 (16K para datos, 16K para instrucciones), el doble de la del procesador Pentium Pro.
Características Técnicas
Arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente): al igual que el procesador Pentium Pro, el procesador Pentium II también usa la arquitectura D.I.B. Ésta tecnología de alto desempeño combina ambos, un bus cache L2 dedicado de alta velocidad más un bus del sistema con anticipación que hace posible múltiples transacciones simultáneas.
La tecnología MMX de Intel: la nueva tecnología mejorada de medios de Intel permite al procesador Pentium II ofrecer un alto rendimiento para aplicaciones de medios y comunicaciones.
Ejecución dinámica: el procesador Pentium II usa esta combinación única de técnicas de procesamiento, utilizadas por primera vez en el procesador Pentium Pro, para acelerar el desempeño del software.
Cartucho Single Edge Contact (S.E.C) [Contacto de un Solo Canto]: el nuevo e innovador diseño de empaquetamiento de Intel para éste y los procesadores futuros, el cartucho S.E.C. permite que todas las tecnologías de alto desempeño de los procesadores Pentium II sean entregadas en los sistemas dominantes de hoy en día.
El Procesador Pentium II Trabajando
Diseñado para desktops, estaciones de trabajo y servidores de alto desempeño, la familia de procesadores Pentium II es completamente compatible con las generaciones precedentes de procesadores de Arquitectura Intel.
Las empresas pequeñas tanto como las grandes pueden beneficiarse del procesador Pentium II. Éste entrega el mejor desempeño disponible para las aplicaciones que se ejecutan en sistemas operacionales avanzados tales como Windows 95, Windows NT y UNIX.
Sobre su poder intrínseco como procesador Pentium Pro, el procesador Pentium II aprovecha el software diseñado para la tecnología MMX de Intel para desbordar la pantalla plena, video de movimiento total, colores más vivos, gráficas más rápidas y otras mejoras en los medios. Con el tiempo, muchas aplicaciones para empresas se beneficiarán del desempeño de la tecnología MMX. Éstas incluyen:
  • Suites para oficina.
  • Lectura óptica de documentos.
  • Manejo de imágenes.
  • Video conferencia.
  • Edición y ejecución de vídeo.
La tecnología MMX mejora la compresión/descompresión de vídeo, manipulación de imágenes, criptografía y el procesamiento I/O - todas estas se usan hoy en día en una variedad de características de las oficinas y medios avanzados, comunicaciones e Internet.
Técnica de la Instrucción Simple, Datos Múltiples (SIMD)
Las aplicaciones de multimedia y comunicaciones de hoy en día con frecuencia usan ciclos repetitivos que, aunque ocupan 10 por ciento o menos del código total de la aplicación, pueden ser responsables hasta por el 90 por ciento del tiempo de ejecución. Un proceso denominado Instrucción Simple Múltiples Datos (SIMD, por sus siglas en inglés) hace posible que una instrucción realice la misma función sobre múltiples datos, en forma semejante a como un sargento de entrenamiento ordena a la totalidad de un pelotón "media vuelta", en lugar de hacerlo soldado a soldado. SIMD permite al chip reducir los ciclos intensos en computación comunes al vídeo, gráfica y animación.
Nuevas Instrucciones
Los ingenieros de Intel también agregaron 57 poderosas instrucciones nuevas, diseñadas específicamente para manipular y procesar datos de vídeo, audio y gráficas más eficientemente. Estas instrucciones están orientadas a las sucesiones supremamente paralelas y repetitivas que con frecuencia se encuentran en las operaciones de multimedia.
Aunque la tecnología MMX del procesador Pentium II es compatible binariamente con la usada en el procesador Pentium con tecnología MMX, también está sinérgicamente combinada con la avanzada tecnología central del procesador Pentium II. Las poderosas instrucciones de la tecnología MMX aprovechan completamente las eficientes técnicas de procesamiento de la Ejecución Dinámica, entregando las mejores capacidades para medios y comunicaciones.
Arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente)
Para satisfacer las demandas de las aplicaciones y anticipar las necesidades de las generaciones futuras de procesadores, Intel ha desarrollado la arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente) para resolver las limitaciones en el ancho de banda de la arquitectura de la plataforma actual de la PC. La arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente) fue implementada por primera vez en el procesador Pentium Pro y tendrá disponibilidad más amplia con el procesador Pentium II. Intel creó la arquitectura del bus dual independiente para ayudar al ancho de banda del bus del procesador. Al tener dos buses independientes el procesador Pentium II está habilitado para acceder datos desde cualesquiera de sus buses simultáneamente y en paralelo, en lugar de hacerlo en forma sencilla y secuencial como ocurre en un sistema de bus simple.
Cómo Trabaja
Dos buses conforman la arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente): el "bus del caché L2" y el "bus del sistema" entre el procesador y la memoria principal.
El procesador Pentium II puede utilizar simultáneamente los dos buses. La arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente) permite al caché L2 del procesador Pentium II de 266MHz, por ejemplo, operar al doble de velocidad del caché L2 de los procesadores Pentium. Al aumentar la frecuencia de los procesadores Pentium II futuros, también lo hará la velocidad del caché L2.
El bus del sistema de procesamiento por canalización permite transacciones múltiples simultáneas (en lugar de transacciones únicas secuenciales), acelerando el flujo de la información dentro del sistema y elevando el desempeño total.
Conjuntamente estas mejoras en la arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente) brindan hasta tres veces el desempeño del ancho de banda sobre un procesador de arquitectura de bus sencillo. Además, la arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente) soporta la evolución del bus de memoria del sistema actual de 66 MHz a velocidades más elevadas en el futuro. Esta tecnología de bus de alto ancho de banda está diseñada para trabajar concertadamente con el poder de procesamiento de alto desempeño del procesador Pentium II.
Ejecución Dinámica
¿Qué es Ejecución Dinámica?
Utilizada por primera vez en el procesador Pentium Pro, la Ejecución Dinámica es una innovadora combinación de tres técnicas de procesamiento diseñada para ayudar al procesador a manipular los datos más eficientemente. Éstas son la predicción de ramificaciones múltiples, el análisis del flujo de datos y la ejecución especulativa. La ejecución dinámica hace que el procesador sea más eficiente manipulando datos en lugar de sólo procesar una lista de instrucciones.
La forma cómo los programas de software están escritos puede afectar el desempeño de un procesador. Por ejemplo, el desempeño del software será afectado adversamente si con frecuencia se requiere suspender lo que se está haciendo y "saltar" o "ramificarse" a otra parte en el programa. Retardos también pueden ocurrir cuando el procesador no puede procesar una nueva instrucción hasta completar la instrucción. La ejecución dinámica permite al procesador alterar y predecir el orden de las instrucciones.
La Ejecución Dinámica Consiste de:
Predicción de Ramificaciones Múltiples. Predice el flujo del programa a través de varias ramificaciones: mediante un algoritmo de predicción de ramificaciones múltiples, el procesador puede anticipar los saltos en el flujo de las instrucciones. Éste predice dónde pueden encontrarse las siguientes instrucciones en la memoria con una increíble precisión del 90% o mayor. Esto es posible porque mientras el procesador está buscando y trayendo instrucciones, también busca las instrucciones que están más adelante en el programa. Esta técnica acelera el flujo de trabajo enviado al procesador.Análisis del Flujo de Datos . Analiza y ordena las instrucciones a ejecutar en una sucesión óptima, independiente del orden original en el programa: mediante el análisis del flujo de datos, el procesador observa las instrucciones de software decodificadas y decide si están listas para ser procesadas o si dependen de otras instrucciones. Entonces el procesador determina la sucesión óptima para el procesamiento y ejecuta las instrucciones en la forma más eficiente.
Ejecución Especulativa
Aumenta la velocidad de ejecución observando adelante del contador del programa y ejecutando las instrucciones que posiblemente van a necesitarse. Cuando el procesador ejecuta las instrucciones (hasta cinco a la vez), lo hace mediante la "ejecución especulativa". Esto aprovecha la capacidad de procesamiento superescalar del procesador Pentium II tanto como es posible para aumentar el desempeño del software. Como las instrucciones del software que se procesan con base en predicción de ramificaciones, los resultados se guardan como "resultados especulativos". Una vez que su estado final puede determinarse, las instrucciones se regresan a su orden propio y formalmente se les asigna un estado de máquina.
Cartucho Single Edge Contact (S.E.C) (Contacto de un Solo Canto)
¿Qué es el cartucho de empaquetamiento S.E.C.?
El cartucho Single Edge Contact (S.E.C) [Contacto de un Solo Canto] es el diseño innovador de empaquetamiento de Intel que permite la entrega de niveles de desempeño aún más altos a los sistemas predominantes. Utilizando esta tecnología, el núcleo y el caché L2 están totalmente encerrados en un cartucho de plástico y metal. Estos subcomponentes están montados superficialmente a un substrato en el interior del cartucho para permitir la operación a alta frecuencia. La tecnología del cartucho S.E.C. permite el uso de los BSRAMs de alto desempeño y gran disponibilidad para el caché L2 dedicado, haciendo posible el procesamiento de alto desempeño a los precios predominantes. Esta tecnología de cartucho también permite al procesador Pentium II usar la misma arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente) utilizada en el procesador Pentium Pro.
El procesador Pentium II se conecta a una tarjeta madre mediante un conector simple de borde en lugar de hacerlo mediante las patillas múltiples utilizadas en los empaquetamientos PGA existentes. Similarmente, el conector de la ranura 1 reemplaza al zócalo PGA utilizado en los sistemas anteriores. Las versiones futuras del Pentium II también serán compatibles con el conector de la ranura 1.
Aplicaciones del cartucho S.E.C. de Intel
Intel se está moviendo hacia el diseño del cartucho S.E.C. como la solución para los procesadores de alto rendimiento de la siguiente década. El primer cartucho S.E.C. está diseñado para desktops, estaciones de trabajo y servidores de procesamiento sencillo y dual. Posteriormente, Intel optimizará los diseños del cartucho para estaciones de trabajo y servidores de desempeño aún mayor y diseñará soluciones similares, altamente integradas para los sistemas de computación móvil.
Versiones disponibles:
  • Klamath 233, 266, 300, 333 Mhz. ( 66Mhz bus speed)
  • Deschutes 350, 400, 450 Mhz (100 Mhz bus speed) Intel ha lanzado al mercado una versión Pentium II conocido con el nombre Xeon, este no es más que un Pentium II adicionando nuevas características como son:
  • Nuevo Socket con mayor números de pines que utiliza Slot 2
  • Caché L2 tipo CSRAM (versiones de 512, 1, 2 MB), tendrá la misma velocidad de accesos del procesador, full speed.
  • Velocidad del bus a 100 MHz.
  • El Pentium II Xeon orientado al sector de altas prestaciones requiere de mother board especial, este ultimo debe incluir ranura Slot 2 además de conjunto de chipsets 450NX (hasta 4 procesadores) o 450GX (hasta 2 procesadores).
Celeron
Procesador Celeron es una alternativa Slot1 de Intel enfocada a las necesidades básicas de computación, (aplicaciones de oficina, correo electrónico PC dedicadas a entrada de datos) brindando una plataforma de trabajo similar al Pentium II a un coto inferior. Este procesador está basado en la misma arquitectura de la familia P6 de Intel. Este ha sido el producto mas controvertido de la compañía puesto que en sus primeras versiones no incluyo cache L2, limitando así sus prestaciones.
Características del Celeron
  • Empaquetamiento tipo SEPP (Single Edge Processor Package), compatible con Slot1.
  • Soporta velocidad del bus a 66 Mhz.
  • Tecnología MMX de Intel.
  • Primeras versiones lanzadas: 266, 300 Mhz (no L2 CACHE)
  • Versiones actuales: 300A, 333 Mhz (128 Kb on-die cache L2 full speed) Intel planea seguir la construcción del Celeron hasta finales de 1999 en tres variantes:
1. Celeron 300a, 333, 366 Slot1 con 128 Kb L2 cache.
2. Celeron en Socket 300A, 333, 366 Mhz con 128 Kb L2 cache (66 Mhz bus speed).
3. Celeron en Socket 300a,333, 366, 400 Mhz con 128 Kb L2 cache (66/100 Mhz bus speed).
Debemos destacar que el futuro Socket de Intel para Celeron de 370 pines no será compatible con la especificación Socket 7.
Pentium IIISu lanzamiento fue el 28 de Febrero de 1999 en sus versiones iniciales de 450MHz y 500MHz, y llegará a alcanzar los 750MHz. Cansada de que su competencia (AMD y Cyrix sobre todo) copiara no sólo sus diseños de microprocesadores sino sus mismos nombres comerciales, Intel decidió que el sucesor del 486 no se llamaría 586, sino Pentium . En aquella época parecía imposible que aquel curioso nombre se perpetuara hasta el siglo XXI... pero mientras algunas cosas cambian, como por ejemplo el meritorio paso de AMD de empresa "asimiladora" de ideas ajenas a potente innovadora tecnológica, otras permanecen. Llegó primero el Pentium "clásico", luego el remozado Pentium MMX, el potente e innovador Pentium Pro, el exitoso Pentium II... y ya están ante el Pentium III, también conocido como Katmai . ¿Será un digno miembro de la gama Pentium? Veámoslo.
Un vistazo al exterior
A primera vista, un Pentium III se parece muchísimo a un híbrido de Pentium II y Celeron. Por delante tiene la forma típica de cartucho negro para conectar al Slot1 que ya tenía el Pentium II... pero por el otro lado está desnudo, como el Celeron.
Intel denomina este formato S.E.C.C.2, para diferenciarlo del formato S.E.C.C. del Pentium II y del S.E.P.P del Celeron. El objetivo buscado al eliminar una de las caras de plástico es aumentar la refrigeración de los chips, tanto del micro en sí como de los chips de caché L2, ya que de esta forma el disipador de calor apoya directamente sobre ellos. El nuevo formato es una buena idea, aunque no es algo que emocione demasiado, pero el micro en sí no tiene nada destacable físicamente, se parece mucho a los más recientes Pentium II.
Características técnicas¿Es innovador el Pentium III? ¿Y si lo es, por qué? Comparémosle con su inmediato predecesor, el Pentium II :
Características
Pentium II
Pentium III (P3)
Tecnología de fabricación0,35 y 0,25 micras0,25 micras
Velocidad233 a 450 MHz450 y 500 MHz
Caché L132 KB32 KB
Caché L2512 KB a la mitad de la velocidad del micro512 KB a la mitad de la velocidad del micro
Bus de sistema66 y 100 MHz100 MHz
Instrucciones especialesMMXMMX y SSE
Bien, parece que no hay muchas diferencias, ¿verdad? Pues no, no las hay. Durante bastante tiempo, muchos esperamos que el P3 llegara al mercado con 64 KB de L1, o un bus de 133 MHz, o con la L2 funcionando a la misma velocidad del micro (como en los Celeron y los AMD K6-3)... vanas esperanzas. Tecnológicamente, el actual P3 es totalmente idéntico a un Pentium II de 350 MHz o más salvo por las nuevas instrucciones SSE.
¿Pentium III = Pentium II MMX-2?
Como decíamos, el salto evolutivo que ha desembocado en el P3 ha sido la incorporación de 70 nuevas instrucciones llamadas oficialmente SSE Streaming SIMD Extensions (extensiones SIMD de flujo), aunque durante mucho tiempo las conocimos como KNI (Katmai New Instructions, nuevas instrucciones del Katmai, el nombre técnico del P3) y mucha gente prefiere llamarlas, más comercialmente, MMX-2 . Probablemente el nombre más adecuado no sea el oficial, sino el preferido de los publicistas: MMX-2. Las originales instrucciones MMX significan Multimedia eXtensions, un nombre lógico si tenemos en cuenta que se crearon para aumentar el rendimiento en las aplicaciones multimedia (aquellas que combinan imagen, sonido y/o vídeo). El problema de dichas instrucciones MMX (que incorporan todos los micros desde los ya clásicos Pentium MMX y AMD K6) era que no podían ser utilizadas junto con la FPU, la unidad matemática de coma flotante del micro, de enorme importancia en aplicaciones como juegos o CAD.
Esto hacía que muchos programadores no optimizaran los programas para MMX, ya que "sólo MMX" o "sólo FPU" no era una elección agradable. El P3 resuelve este problema de dos maneras:
1. Las instrucciones SSE permiten realizar cálculos matemáticos con números con coma flotante, al contrario que las MMX, que sólo los realizan con números enteros.
2. Las instrucciones SSE pueden utilizarse simultáneamente con la FPU o con instrucciones MMX.
Para entender el proceso que siguen estas instrucciones para acelerar los cálculos podemos fijarnos en la palabra SIMD : Single Instruction, Multiple Data; instrucción única, datos múltiples. Estas instrucciones permiten realizar una única operación compleja con varios datos en vez de realizar varias operaciones más simples, pudiendo hacer hasta 4 operaciones en coma flotante por cada ciclo de reloj.
Además, algunas de estas 70 nuevas instrucciones optimizan el rendimiento en apartados multimedia como la reproducción de vídeo MPEG-2 o el reconocimiento de voz, mientras otras aceleran el acceso a la memoria. ¿Sus problemas? Claramente, que para que exista aumento de rendimiento, las aplicaciones deben estar optimizadas para las nuevas instrucciones . Es decir, que en aplicaciones no optimizadas (el 99,99% de las actuales), un Pentium II y un Pentium III a la misma velocidad de reloj dan unos resultados idénticos . Rendimiento: de 0 a 100 (%) en sólo 10 tests
El anterior párrafo terminaba con una afirmación que a muchos les habrá parecido un tanto increíble, después de ver, leer, escuchar y hasta soñar con la "tímida" campaña publicitaria de Intel promocionando el Pentium III. Pues nada, remitámonos a los hechos... o más bien a los números (Tabla I-1). Los tests anteriores han sido realizados por la mismísima Intel, así que podemos estar seguros de que son casi objetivos, Analicemos los resultados según el propósito de cada test:
Ofimática : comprende los test Winstone Business y SYSmark, basados en más de 20 aplicaciones tales como Word, Excel, Lotus 123, WordPerfect, CorelDRAW, Netscape Communicator, etc. En estos dos tests el aumento medio del rendimiento es sólo de un 0,4% ... creo que no hacen falta comentarios.
Sin embargo, en tests optimizados para las instrucciones SSE se alcanza un increíble 73,7% de mejora; sí, un aumentoincreíble , que debemos poner en su lugar. El "3D Lighting and Transformation Test" es sólo parte del mucho más complejo 3D WinBench 99. Si tomamos el resultado del test completo, veríamos que la diferencia es sólo de un 6,2% .
TEST
Pentium II 450 MHz
Pentium III 450 MHz
Incremento de rendimiento
Winstone 99 Business31,431,50,3 %
Winstone 99 High End - W. NT 4.028,228,20 %
SYSmark 981811820.5 %
SYSmark 98 - Windows NT 4.02042040 %
CPUmark 9933.534.63.3 %
WinBench 99 - FPU Winmark2.2802.2900,4 %
MultimediaMark 99 (MPEG/audio)1.1011.42129,1 %
3D WinBench 99 - 3D Lighting & T.33,157,573,7 %
Jmark 2.0 - Windows NT 4.07767810,6 %
SYSmark J9109221,3 %
Fuente: Intel Corporation. Configuración: placa BX, 128 MB PC100, disco SCSI, tarjeta vídeo Diamond Viper V550 AGP 16 MB, 1.024x768x16. Sistema operativo Windows 98 salvo indicación en contra.
Multimedia, 3D y juegos : son el objeto de los tests MultimediaMark, 3D WinBench y FPU Winmark. Como indicábamos en el párrafo anterior, todo dependerá del grado de optimización del programa; si no está optimizado para SSE, no habrá ningún aumento apreciable de rendimiento. Si lo está, veremos un rendimiento entre un 5% y un 25% mayor.
Internet : tiene un test específico, el SYSmark J para medir el rendimiento del micro con código Java, y varios tests que utilizan en parte el Netscape Communicator. En mi modesta opinión, un 1,3% no parece justificar la afirmación de Intel de que con el P3 tendremos "por fin, toda la potencia para vivir Internet a fondo"...
Para terminar tendríamos los tests sintéticos clásicos , el CPUmark y el FPU Winmark. El primero mide la "fuerza bruta" del micro en aplicaciones no fuertemente matemáticas ni multimedia (el propio Windows, las de ofimática...) y el segundo la fuerza bruta en operaciones matemáticas de coma flotante (para CAD o juegos no optimizados). Suelen ser tomados como indicativos de lo avanzado de la tecnología interna que emplea el micro, según lo cual un 3,3% y un 0,4% no parecen argumentos suficientes para cambiar de Pentium "II" a "III"... pero yo no entiendo de márketing, claro está.
Coppermine: ¿el auténtico Pentium III?
Ya hemos comentado que el P3, dejando aparte las nuevas instrucciones SSE (que sin duda incrementarán el rendimiento de las aplicaciones que las utilicen), no presenta apenas novedades respecto al Pentium II. Pero no es que Intel no sea capaz de innovar, sino que espera hacerlo con la segunda versión del P3 , de nombre técnico Coppermine . Su nombre no cambiará, seguirá siendo "Pentium III", pero tendrá muchas novedades respecto a los modelos actuales:
  • Velocidad de 600 MHz o más;
  • Velocidad de bus de 133 MHz;
  • Tecnología de fabricación de 0,18 micras;
  • 64 KB de caché L1 (probablemente);
  • 256 KB de caché L2 integrada, a la misma velocidad que el micro.
De estos avances, el menos significativo es el aumento de la velocidad a 600 MHz. Lo más importante son los cambios en la tecnología de fabricación y las memorias caché; pasar de las 0,25 micras actuales a 0,18 micras hará que el chip consuma y se caliente mucho menos, además de permitir velocidades de unos 800 MHz, algo imposible de alcanzar con la tecnología actual. Por otra parte, aumentar el tamaño de la caché L1 implica un aumento en torno a un 5 ó 10% en todo tipo de aplicaciones sin necesidad de optimizar, mientras que aumentar la velocidad de la caché L2 resulta igualmente beneficioso pese a reducir su tamaño, como se ha demostrado con el Celeron Mendocino, de rendimiento prácticamente idéntico al Pentium II teniendo sólo la cuarta parte de caché L2. Estos cambios en las caché se notarán
especialmente en las aplicaciones ofimáticas, con las cuales el actual P3 no es sino un Pentium II más caro.
Sin embargo, no todo son buenas noticias: para conseguir estos beneficios deberemos utilizar un nuevo chipset llamado Camino (tal vez el "440 JX "), sucesor de los actuales BX y el primero optimizado para el P3. Así que no lo dude: deberá cambiar su placa base , salvo que su actual placa tenga soporte para el nuevo voltaje (¿quizá 1,6 V?) y la nueva velocidad de bus de 133 MHz (esto último no es tan raro, afortunadamente). Incluso es muy probable que tenga que sustituir la memoria, debido a ese aumento de la velocidad de bus a 133 MHz, excesivo excepto para algunas memorias PC100 de muy alta calidad. Ni siquiera está claro si la nueva memoria será SDRAM de más velocidad (¿PC133?) u otros tipos de memoria como DDR SDRAM, SLDRAM o RDRAM. Intel apuesta fuerte por esta última, por un motivo muy curioso: el diseño es de su propiedad, así que el que quiera usarla debe pagar por ello. Esperemos que los fabricantes, ya un poco hartos (y asustados) de tanto monopolio de Intel consigan ganar esta batalla... Este procesador no supone una ruptura con la gama Pentium II, como sucedió anteriormente con el Pentium MMX, sino una continuidad, lo cual se aprecia en el hecho de utilizar el mismo encapsulado, la misma cantidad de caché e incluso las mismas placas base (siempre que soporten el bus de 100MHz y actualicemos la BIOS a una versión que soporte este nuevo procesador). ¿Dónde está entonces la gracia? El Pentium III añade 70 nuevas instrucciones MMX (llamadas antes KNI - Katmai New Instructions) diseñadas para mejorar las prestaciones de la unidad de coma flotante del procesador, que al igual que en la tecnología 3DNow! de AMD, permiten ser ejecutadas simultáneamente en paralelo (SIMD - Single Instruction Multiple Data - una sóla instrucción con múltiples datos).
Sin embargo, el modo de ejecución de las nuevas instrucciones es ligeramente diferente del de 3DNow,!, por lo que las aplicaciones actuales (mejor dicho, las del futuro inmediato) deben soportar las nuevas instrucciones para sacar provecho de la nueva tecnología aportada por este procesador. Como ya ocurrió con las instrucciones MMX del Pentium, lo más probable es que, salvo alguna honrosa excepción, los juegos serán los que realmente sacarán provecho de las cualidades de este nuevo procesador. De hecho, los primeros juegos en versión Beta que soportan estas instrucciones prometen mejoras de hasta un 25% en velocidad con este procesador.
Como ya ocurrió con 3DNow! y las DirectX6, Microsoft ha anunciado el soporte para estas instrucciones en sus futuras DirectX7 (por algo se empieza).
Las características de este nuevos procesador son las siguientes:
  • Velocidades iniciales de 450MHz y 500MHz, esperando llegar a 1 GHz.
  • Tecnología de 0'25 micras.
  • Bus de 100MHz.
  • Voltaje de 2V.
  • 70 instrucciones adicionales MMX: 50 nuevas instrucciones para trabajo con coma flotante + 12 instrucciones multimedia + 8 instrucciones para acelerar la RAM.
  • 512KB de caché de nivel 2 en el propio procesador funcionando a la mitad de velocidad del procesador.
  • Capacidad para ejecutar 4 instrucciones simultáneamente.
  • Compatibilidad con la mayoría de las placas Slot 1, con chipset BX o ALI Aladdin Pro, requiriendo la consiguiente actualización de la BIOS.
  • Encapsulado SECC2: es como medio encapsulado de Pentium II, con una cara del procesador a la vista, sobre la cual se coloca el disipador.
  • Código único de identificación, que tanta polémica ha causado y que parece que se puede ocultar mediante software.
COMPATIBILIDAD : tanto ASUS, como ABIT, como SUPERMICRO ya tienen disponibles actualizaciones de BIOS para sus placas BX que soportan este nuevo procesador, y los demás no tardarán en imitarles.

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