Intel Pentium 4

Giovanni Rizzo de Paiva - RA023908

Matheus Tasso Perugini - RA024670

Rafael Rodrigues Dias - RA024940

MC722 - Projeto de Sistemas Computacionais

Visao Geral

Micro-Arquitetura Netburst Atinge altas frequencias de clock, em

detrimento do valor do IPC e de alto gasto energetico. Nao atingiu o objetivo de 10GHz

Caracteristicas

Pipeline com muitos estagios Alteracao da localizacao do cache L1

( Trace Cache ) Anterior `a unidade de busca para

posterior `a unidade de decodificacao Decodificador CISC-RISC

Transforma instrucoes CISC em micro-instrucoes RISC

Caracteristicas - (continuacao)

Hyper-Threading Emula um sistema multiprocessado

Tecnologia SpeedStep Eficiencia energetica – reduz processamento

eXecute Disable bit Controle contra ataques mal intencionados

Memoria extendida 64 bits Tecnologia EM64T

Pipelines

“Pipeline é uma lista de todos os estágios que uma dada instrução precisa percorrer dentro do processador para ser

executada.”[1]

Cria paralelismo com as microinstrucoes Pipelines de 20 estagios

31 estagios para Prescott

Pipelines - (continuacao)

Maior o numero de estagios – maior a frequencia de operacao

Em um mesmo clock, um Pentium III pode obter um desempenho melhor que um Pentium 4, dado o tamanho de seu Pipeline.

Pipelines - Contras

Custo e complexidade elevados Tamanho fisico do processador Instrucoes complexas

O desvio atrapalha o Pipelining Desvios Condicionais

Processamento inutil

Previsao de Desvio

Determina se um desvio condicional vai ser acionado na lista de instrucoes Existencia de muitos loopings

Buffer de instrucoes “Um buffer de previsão de desvios é uma pequena

memória indexada pela parte menos significativa do endereço da instrução de desvio.” [1].

Nao e` necessario buscar na memoria principal Buffer para 100 instrucoes

Previsao de Desvio - (cont...)

Pentium 4: Static Branch Predictor – Previsao estatica de desvio Assume-se que o desvio e' feito para tras

Trace Cache Armazena microinstrucoes ja

decodificadas

Cache de instrucoes

A Trace Cache Armazena microinstrucoes ja

decodificadas e nao instrucoes a serem carregadas pela unidade de busca

Muito util em estruturas de repeticao BTB de 512 entradas

Hyper-Threading

O que e' hyper-threading ? tecnologia multi-thread

Como e' alcancada? Duplica-se o hardware necessario por

guardar o estado de um processo

Hyper-Threading - (cont...)

Cada unidade logica possui Seu proprio controlador de interrupcoes e conjunto de registradores

Compartilham: cache de memoria, unidade de execucao, unidade logica e aritmetica, de ponto

flutuante e barramentos

Hyper-Threading - (cont...)

Intel alega 30% de aumento na eficiencia.

Esquematico:

Termal Throttling

Controle de risco – superaquecimento Diminui o processamento

Possui duas classes: TM1 – cria delay TM2 – diminui o multiplicador de clock

Dificuldade de detectar o acionamento do recurso. Lentidao.

Pentium 4 – 64 Bits

Enderecamento de 64 Bits Sem a tecnologia EM64T, o Pentium

endereca 4GB de memoria. Com ela, 32TB de RAM. Limitacao: chipset da placa mae

Apontadores de 64 Bits Registradores de 64 Bits

Pentium 4 – 64 Bits

Registrador 64 Bits

Necessita um SO compativel Ultimos SuSE, Ubuntu.

Comparacao AMD x P4

Processador Clock Interno Clock Externo Dados por Clock Cache L1 Cache L2SoquetePentium 4 2.66 2.66 Ghz 133 MHz 4 16 KB 512 KB 478Athlon XP 2700+ 2.1 Ghz 166 MHz 2 128 KB 256 KB 462

Comparacao AMD x P4

Pentium 4 2.66 Athlon XP 2700+ Clock Interno 2.66Ghz 2.1Ghz Clock Externo 133MHz 166 Mhz Cache L1 16KB 128KB Cache L2 512KB 256KB Soquete 478 462

Utilizando os benchmarks Sandra, Aida, SuperPI e PC Mark

Intel Pentium 4 2.66 Ghz:

Athlon XP 2700 (2100 Mhz)

Conclusao

A Microarquitetura NetBurst – fracasso tecnologico Intel ressussita caracteristicas do P6, com

pipelines nao tao extensos, e clock nao tao alto.

Aumento na frequencia de operacao nao acarreta em aumento de potencia/desempenho

Conclusao

Comparacao com AMD Preco elevado Alta necessidade energetica Superaquecimento Desempenho nao impressionou

Mostra-se uma equivalencia nos benchmarks

Fim

Obrigado. Duvidas ?

Giovanni Rizzo de Paiva - Ra023908 Matheus Tasso Perugini - Ra024670 Rafael Rodrigues Dias - Ra024940

Grupo 04