Prescott

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Prescott è il nome in codice del core utilizzato per i processori Intel Pentium 4, commercializzati dal 2 febbraio 2004 fino alla fine del 2005. Rappresenta l'evoluzione del core Northwood ed è alla base della piattaforma Anchor Creek.

[modifica] Caratteristiche tecniche

[modifica] Processo produttivo

Prescott è costruito con processo costruttivo a 90 nm, ed è proprio grazie all'adozione di tale tecnologia che è stato possibile portare la Cache L2 integrata nel processore prima a 1 MB con i Prescott alla base del Pentium 4 serie 5xx, e poi a 2 MB con quelli alla base della serie 6xx.

Il Socket utilizzato, inizialmente era il 478 come per i Northwood e poi a metà 2004 è diventato il nuovo Socket 775 in cui i piedini non erano più montati sul package del processore, ma direttamente sul Socket della motherboard.

[modifica] Tecnologie implementate

Oltre alle precedenti tecnologie ereditate dal core Northwood, tra cui possiamo segnalare le più famose, MMX, SSE, SSE2 e Hyper-Threading, è stato aggiunto anche il supporto al set d'istruzioni SSE3, precedentemente chiamate "PNI" (Prescott New Instructions) e al Thermal Monitor versione 1, che consente di ridurre la dissipazione di calore "tagliando" interi cicli di clock. Successive revisioni hanno permesso l'implementazione del supporto XD-bit per la protezione contro l'esecuzione di codice malevolo sfruttando i registri dati, e le estensioni EM64T per eseguire codice a 64 bit; tali migliorie sono state inserite dapprima solo nelle versioni della serie 6xx, e successivamente estese anche a quelle della originale serie 5xx, identificabili dall'aggiunta del suffisso J per indicare l'aggiunta di XD-bit, e la variazione dell'ultima cifra da "0" a "1" per identificare i modelli dotati sia di XD-bit, sia di EM64T.

Nella serie Pentium 4 6xx inoltre, oltre ad aver portato la cache L2 a 2 MB, è stato introdotto anche il supporto alla tecnologia di risparmio energetico SpeedStep e una revisione del Thermal Monitor portato alla versione 2, decisamente più ottimizzata. Fino al 15 novembre 2005, queste sono state le uniche differenze tra le due serie; in tale data invece, Intel ha introdotto modelli di Pentium 4 6xx che implementano anche il supporto alla tecnologia di virtualizzazione Vanderpool, precedentemente inserita solo in ambito server con gli Xeon Paxville, e indicati con un processor number della serie 6x2. Preannunciati già il 28 ottobre 2005, per il successivo 13 novembre, con un ritardo di soli 2 giorni, sono arrivate 2 revisioni di altrettanti modelli già in commercio, il 660 e il 670. I nuovi modelli, che prendeno il nome di 662 e 672 sono, come detto prima, identici ai precedenti ma con l'aggiunta della tecnologia di virtualizzazione. I prezzi al lancio sono stati:

• Pentium 4 672 - 605 $
• Pentium 4 662 - 401 $

[modifica] Vantaggi della tecnologia Vanderpool

La virtualizzazione permette di eseguire più sistemi operativi o applicazioni in partizioni - o "contenitori" - indipendenti che è possibile personalizzare in base a esigenze specifiche. Questa è infatti una tecnica con la quale vengono utilizzati, sullo stesso PC, differenti sistemi operativi eseguiti contemporaneamente, permettendo un migliore sfruttamento delle risorse hardware a disposizione a seconda dell'ambito di utilizzo del computer. Con il supporto della virtualizzazione inoltre, le aziende possono mantenere il pieno controllo di una parte di un PC per eseguire i servizi di gestione o di sicurezza senza interrompere l'utente, inoltre proteggersi in modo più efficace da codice sospetto o virus filtrando il traffico di rete tramite una partizione IT distinta, prima che raggiunga l’utente.

[modifica] Storia di Prescott

Negli intenti di Intel, Prescott doveva proseguire la "corsa ai MHz" iniziata già diversi anni prima, con l'introduzione del primo core per Pentium 4, Willamette, che alla fine del 2002 si era bruscamente interrotta a 3 GHz; per tutto il 2003 infatti, i miglioramenti al core Northwood sono stati pochi, e per poter restare competitiva, Intel ha implementato la tecnologia Hyper-Threading, supportata poi anche in Prescott, ed ha presentato le versioni a 3,2 GHz ed "Extreme Edition" (quest'ultimo era basato sul core Gallatin usato per i processori Xeon) del Pentium 4, caratterizzate da alti costi e scarsa distribuzione.

Con Prescott è stato aumentato il numero di stadi della pipeline, passando da 20 a 31. Tale modifica, in congiunzione al nuovo processo costruttivo a 90 nm, doveva consentire ad Intel di ricominciare la scalata ai GHz, sebbene in realtà sia stato possibile raggiungere solo i 3,8 GHz (il modello a 4 GHz infatti, originariamente annunciato, è stato sospeso). Considerando che Intel nel 2000 prevedeva di poter portare l'architettura del Pentium 4 fino a 10 GHz, questo resta l'insuccesso più pubblicizzato, se non più grave, nella storia del marchio.

[modifica] Modelli originariamente annunciati

Di seguito sono riportati i vari modelli di Prescott inizialmente previsti e annunciati da Intel a febbraio 2003, e poi via via drasticamente ridimensionati fino a quelli attuali:

• 3.2 GHz - BUS a 800 MHz
• 3.4 GHz - BUS a 800 MHz
• 3.6 GHz - BUS a 800 MHz
• 3.8 GHz - BUS a 800 MHz
• 4.0 GHz - BUS a 800 MHz
• 4.2 GHz - BUS a 800 MHz
• 4.4 GHz - BUS a 800 MHz
• 4.6 GHz - BUS a 800 MHz
• 4.8 GHz - BUS a 800 MHz
• 4.8 GHz - BUS a 1066 MHz
• 5.0 GHz - BUS a 800 MHz
• 5.06 GHz - BUS a 1066 MHz
• 5.33 GHz - BUS a 1066 MHz

[modifica] I problemi di Prescott

Davanti il primo Pentium del 1993, completo con il suo dissipatore. Alle spalle il solo dissipatore standard del Prescott

Agli sviluppi tecnologici precedentemente citati (processo produttivo, nuovo set di istruzioni multimediali, aumento degli stadi della pipeline), non sono seguiti nelle applicazioni, prestazioni significativamente superiori: uno dei problemi risiede certamente nell'allungamento della pipeline che, pur consentendo di aumentare il clock, rende l'architettura più vulnerabile ai salti nella successione di istruzioni e nella lettura di dati dalla memoria RAM. È questo il motivo per cui Prescott mostra reali vantaggi solo con quei programmi che richiedono calcoli fortemente sequenziali, in cui cioè la pipeline non si svuota mai, consentendo di sfruttare a pieno l'alta frequenza di clock (ad esempio con programmi di modellazione grafica tridimensionale).

Per compensare questa debolezza con altre tipologie di elaborazione (ad esempio con programmi di calcolo scientifico o di simulazione di intelligenza artificiale dei videogiochi), Intel ha portato la cache dai 512 KB del Northwood, prima a 1 MB e poi a 2 MB; questa soluzione comunque, non è stata pienamente risolutiva in quanto non tutte le applicazioni traggono vantaggio da una cache tanto grande. Successivamente, l'introduzione delle EM64T e dell'XD-bit sono servite ad Intel per non far perdere terreno ai suoi processori di classe desktop nei confronti dell'Athlon 64 di AMD, senza però portare significativi miglioramenti, ed incidendo anzi pesantemente sui consumi elettrici che, a causa di tutte queste modifiche, hanno portato il Prescott a consumare quasi 130 W, richiedendo dissipatori costosi e sofisticati. Al rilascio, Prescott rivelò infatti di produrre il 60% in più di calore per ciclo di clock rispetto a Northwood, e la maggior parte della critica espresse pareri negativi sul microprocessore. Il cambio di socket (dal socket 478 all'LGA 775) avrebbe dovuto ridurre la produzione di calore, ma invece ebbe l'effetto opposto, con una richiesta di energia maggiorata del 10%.

[modifica] Il cambio di rotta

A causa dei risultati non pienamente soddisfacenti, Intel ha modificato le linee di sviluppo previste per Prescott, cioè il progetto Tejas, accelerando i tempi per l'applicazione della tecnologia dual core nel segmento Desktop del mercato, con il Pentium D (il cui primo core è stato Smithfield) che in pratica può essere immaginato come un doppio core Prescott integrato nello stesso package.

[modifica] Modelli arrivati sul mercato

La tabella seguente mostra i modelli di Pentium 4 e Pentium 4 Extreme Edition, basati sul core Prescott, arrivati sul mercato. Molti di questi condividono caratteristiche comuni pur essendo basati su core diversi; per questo motivo, allo scopo di rendere maggiormente evidente tali affinità e "alleggerire" la visualizzazione alcune colonne mostrano un valore comune a più righe. Di seguito anche una legenda dei termini (alcuni abbreviati) usati per l'intestazione delle colonne:

• Nome Commerciale: si intende il nome con cui è stato immesso in commercio quel particolare esemplare.
• Data: si intende la data di immissione sul mercato di quel particolare esemplare.
• Socket: lo zoccolo della scheda madre in cui viene inserito il processore. In questo caso il numero rappresenta oltre al nome anche il numero dei pin di contatto.
• Clock: la frequenza di funzionamento del processore.
• Molt.: sta per "Moltiplicatore" ovvero il fattore di moltiplicazione per il quale bisogna moltiplicare la frequenza di bus per ottenere la frequenza del processore.
• Pr.Prod.: sta per "Processo produttivo" e indica tipicamente la dimensione dei gate dei transistors (180 nm, 130 nm, 90 nm) e il numero di transistor integrati nel processore espresso in milioni.
• Voltag.: sta per "Voltaggio" e indica la tensione di alimentazione del processore.
• Watt: si intende il consumo massimo di quel particolare esemplare.
• Bus: frequenza del bus di sistema.
• Cache: dimensione delle cache di 1° e 2° livello.
• XD: sta per "XD-bit" e indica l'implementazione della tecnologia di sicurezza che evita l'esecuzione di codice malevolo sul computer.
• 64: sta per "EM64T" e indica l'implementazione della tecnologia a 64 bit di Intel.
• HT: sta per "Hyper-Threading" e indica l'implementazione della esclusiva tecnologia Intel che consente al sistema operativo di vedere 2 core logici.
• ST: sta per "SpeedStep Tecnology" ovvero la tecnologia di risparmio energetico sviluppata da Intel e inserita negli ultimi Pentium 4 Prescott serie 6xx per contenere il consumo massimo.
• VT: sta per "Vanderpool Tecnology", la tecnologia di virtualizzazione che rende possibile l'esecuzione simultanea di più sistemi operativi differenti contemporaneamente.

Nota: la tabella soprastante è un estratto di quella completa contenuta nella pagina del Pentium 4.

[modifica] Perché Prescott ha fallito?

Il motivo del disastroso fallimento del Prescott può essere trovato nelle politiche interne dell'azienda. Il reparto marketing voleva velocità sempre maggiori per "staccare" gli AMD e contare sull'effetto psicologico del numero dei GHz, la prima cosa che balza all'occhio del compratore inesperto. Vennero seguite le esigenze di marketing invece che criteri di prestazioni. Molti di coloro del management che avevano fatto carriera con la velocità di clock ebbero problemi di disoccupazione quando il progetto Pentium 4 subì questo duro stop.

[modifica] Il successore

Sebbene Intel abbia ormai deciso di promuovere sempre più strenuamente la strada dei processori dual core prima, e multi core a partire dal 2007, continuerà comunque per un certo tempo a produrre processori single core. A inizio 2006 arriveranno sul mercato due nuove serie di CPU Pentium 4, la 6x1 e la 6x3 entrambe basate sul nuovo core Cedar Mill. Esso sarà sostanzialmente un Prescott costruito a 65 nm e con l'aggiunta della tecnologia di virtualizzazione Vanderpool, quindi un Prescott della serie 6x2 costruito a 65 nm. Il consumo massimo verrà ridotto di circa il 20% e, grazie alla contemporanea presenza sul mercato del nuovo Pentium D Presler che sarà sostanzialmente formato da due core Cedar Mill, Intel potrà aumentare notevolmente la propria resa produttiva.

[modifica] Voci correlate

• Lista di tutti i processori Intel (passati, presenti e futuri)
• Pentium 4
• Pentium 4 EE
• Celeron D
• Northwood
• Cedar Mill
• SSE3
• EM64T