Hardware Total - cap07 - Processadores modernos

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Capítulo 7 
Processadores
modernos 
É um pouco difícil definir o que é um processador “moderno”. O que é
moderno hoje pode ser obsoleto dentro de dois anos, e ser descontinuado
(ou seja, deixar de ser fabricado) dentro de três ou quatro anos. Seja como
for, dedicamos este capítulo aos modelos comuns no ano 2001, e que
certamente continuarão em produção por mais alguns anos:
 Intel Pentium III
 Intel Pentium 4
 Intel Xeon
 AMD Duron
 AMD Athlon
 Cyrix III
Nomes confusos
Antigamente os processadores tinham nomes bastante simples. Todo mundo
sabia que depois do 80286, o próximo processador a ser lançado seria o
80386, depois o 486, e assim por diante. Depois que a Intel perdeu uma
briga judicial para a Cyrix a respeito da “marca registrada” 486, os
processadores passaram a ter nomes ao invés de números. O P5 era o nome
provisório do Pentium, enquanto P6 foi usado provisoriamente pelo Pentium
Pro. O Pentium MMX era chamado de Klamath durante seu período de
desenvolvimento. Hoje tanto a Intel como a AMD e a Cyrix utilizam esta
estragégia de marketing. Usam nomes provisórios para seus processadores,
para aplicarem o nome definitivo apenas na ocasião do seu lançamento. O
7-2 Hardware Total
Pentium 4, por exemplo, passou um bom tempo sendo chamado de
Willamate, o Itanium foi chamado antes de Merced, e assim por diante.
Mesmo após o lançamento, um processador pode passar a ter nome e
sobrenome. Por exemplo, os primeiros processadores Pentium III eram de
classe Katmai, bastante similares ao Pentium II. Mais tarde foi criado o
Pentium III Coppermine, com vários melhoramentos, e finalmente o Pentium
III Tualatin. Com processadores sendo lançados em novas versões quase
mensais, o use desses “apelidos” ajuda a chamar atenção. Por incrível que
pareça, para um técnico ou especialista em hardware também é importante
conhecer a maioria dessas classificações. 
Pentium III
O Pentium III foi lançado em 1999, inicialmente como um melhoramento do
Pentium II. Utilizava o encapsulamento em forma de cartucho chamado
SECC2 (Single Edge Contact Cartridge 2), uma versão derivada do SECC,
usado pelo Pentium II. Também foram produzidas versões com
encapsulamento SECC, idêntico ao do Pentium II. Outro ponto idêntico é o
conector da placa de CPU, o conhecido Slot 1, também chamado de SC242. 
Figura 7.1
Pentium III com encapsulamento SECC2.
Os primeiros processadores Pentium III utilizavam o núcleo Katmai,
semelhante ao do Pentium II, porém com pequenas diferenças, como as
novas instruções SSE (Streamed SIMD Extensions), voltadas para
processamento 3D e multimídia. 
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-3
*** 35% ***
Figura 7.2
Pentium III com encapsulamento FC-PGA.
O novo núcleo Coppermine foi introduzido em meados do ano 2000. Além
de utilizar a tecnologia de 0,18 , o Coppermine traz a nova cache L2
integrada ao núcleo. Esta nova versão do Pentium III passou a ser produzida
no tradicional encapsulamento SECC2 e também no novo FC-PGA (Flip
Chip Pin Grid Array). 
Já em meados de 2001 a Intel lançou o Pentium III Tualatin. Sua principal
característica é a tecnologia de 0,13 , resultando em menor custo de
produção e menor dissipação de calor. Foi introduzido com este modelo, o
encapsulamento FC-PGA2, e passaram a ser oferecidas versões com 256 kB e
com 512 kB de cache L2 integrada ao núcleo. 
O Pentium III Katmai
Apesar de já ter sido substituído por versões mais novas (Coppermine e
Tualatin), é importante estudar o Pentium III Katmai, já que suas
características básicas foram mantidas nas novas versões. 
Em 1999 a Intel lançou a primeira versão do Pentium III construído com o
núcleo Katmai, o mesmo do Pentium II, acrescentando algumas alterações
importantes:
 Maiores clocks que o Pentium II
7-4 Hardware Total
 Novas instruções para multimídia e 3D (SSE)
 Identificação do processador através de número de série
 Pequena alteração no encapsulamento, que passou a ser SECC2
 Clock externo de 100 MHz, e posteriormente de 133 MHz
Processador Pentium III Katmai
Lançamento 1999
Transistores 9.500.000
Tecnologia 0,25 
Encapsulamento SECC ou SECC2
Barramento de dados 64 bits
Barramento de endereços 36 bits
Capacidade de memória 64 GB
Clock interno 450 a 600 MHz
Clock externo 100 ou 133 MHz
Consumo 26 a 36W
Cache L1 32 kB
Cache L2 512 kB, “half speed”
Novos recursos:
Instruções SSE, número de série, encapsulamento
SECC2 ou SECC.
A mais relevante alteração foi a introdução das novas instruções SSE
(Streaming SIMD Extensions). São instruções especializadas em operações
comuns em aplicações de áudio, vídeo e geração de imagens tridimensionais.
Sem essas instruções, o processador teria que utilizar combinações de outras
instruções clássicas para realizar o mesmo trabalho. Essas instruções são
SIMD (Single Instruction, Multiple Data – instrução única para múltiplos
dados) e facilitam os processamentos citados, pois envolvem a aplicação de
cálculos fixos a grandes seqüências de dados. Essas instruções tem portanto o
objetivo de aumentar a velocidade de processamento de aplicações de
multimídia a geração de imagens 3D, apesar de também servir como
resposta à tecnologia 3D Now da AMD, utilizada a partir do processador K6-
2, desde 1998. 
A inclusão de um número de série em cada processador Pentium III foi uma
questão polêmica, tanto assim que ele foi eliminado no Pentium 4. Quando
habilitado pelo usuário, este recurso permite ao processador informar um
número único quer o identifica entre todos os demais processadores. Com
ele tornam-se mais seguras as transações comerciais pela Internet, e torna
mais simples e confiável a identificação de um determinado PC dentro de
uma rede. Muitos usuários reclamamaram sobre outra questão, que é a
privacidade. Como cada processador tem seu próprio número, o usuário
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-5
pode deixar um “rastro” nos sites percorridos ao acessar a Internet (é claro,
se este recurso estiver habilitado, e se o computador do usuário estiver
carregado com software próprio para prestar esta informação). A outra
preocupação é que o uso desta identificação se tornar padrão, os fabricantes
de software poderão vincular o número de série do processador ao número
de série dos seus softwares. Desta forma seria fácil detectar ou impedir o uso
de cópias ilegais de software, um golpe mortal sobre a pirataria. A Intel
oferece um software que permite ao usuário desabilitar o número de série.
Na verdade o número não é apagado, apenas o processador é impedido de
informá-lo. A desabilitação só tem efeito depois que é executado um novo
RESET. Da mesma forma, para habilitá-lo é preciso executar um RESET
para que volte a ser usado. Os BIOS de placas de CPU para este
processador também permitem desativar o número de série, através do
CMOS Setup. 
Note que a cache L2 do Pentium III Katmai não é integrada ao seu núcleo,
ou seja, é formada por chips discretos adicionais (“discretos”, significa que
tratam-se de componentes independentes do processador). Possui 512 kB e
opera com a metade da freqüência do processador, a exemplo do que
ocorria com o Pentium II. 
Foi notável no ano de 98 a expansão da AMD com o seu processador K6-2.
Esses processadores possuem dois conjuntos de instruções que se juntam às
instruções do Pentium original: MMX (Multimedia Extensions, idênticas às
da Intel) e 3D Now!, especializadas no processamento de imagens 3D (esta
tecnologia foi mantida nos processadores mais novos da AMD, como o
Athlon e o Duron). Tanto o Pentium MMX, o Celeron e o Pentium II
possuem as instruçõesMMX, mas nada semelhante às instruções 3D Now!
da AMD. As novas instruções introduzidas pela Intel rivalizam com a
tecnologia 3D Now!. Passamos a ter a Intel com as tecnologias MMX e SSE
(também chamada de MMX2), e a AMD com as tecnologias MMX e 3D
Now!.
Para que os diversos programas já disponíveis façam uso do 3D Now é
preciso que seja instalado o pacote DirectX 6.0 ou superior. Para usar as
novas instruções SSE do Pentium III é necessário instalar o DirectX 6.1 ou
superior. O DirectX pode ser obtido em http://www.microsoft.com/directx.
Periodicamente a Microsoft libera novas versões do DirectX. No Windows
ME, por exemplo, era fornacido o DirectX 7.1. Poucos meses depois estava
liberada a versão 8.0. Novas versões do DirectX visam dar suporte à
utilização dos recursos encontrados nos novos processadores. 
7-6 Hardware Total
Muitas placas de CPU para Pentium II podem ser usadas para instalar um
Pentium III, desde que o barramento externo seja de 100 MHz. Placas para
Pentium II mais antigas operavam com apenas 66 MHz (ex: chipset i440LX),
e desta forma não aproveitavam todo o potencial do Pentium III. Logo a
seguir, pequenas modificações de hardware e de BIOS foram feitas nas
placas para Pentium II disponíveis na época, visando não apenas dar suporte
ao Pentium III, mas aproveitar todo o seu potencial. 
Também deve ser tomado cuidado com a questão do cooler. Existem
coolers que são próprios para o Pentium II, e outros que são próprios para o
Pentium III. O Pentium II possui na sua parte posterior uma chapa metálica
para acoplar o ventilador e facilitar a dissipação de calor. O seu
encapsulamento é conhecido como SECC. O Pentium III usa o SECC2
(apesar de existirem versões com o SECC, igual ao do Pentium II), que não
possui esta chapa metálica, ficando exposta a placa onde está o processador
e a cache L2. Conjuntos de ventilador/dissipador para o Pentium III SECC2
deverão conter a chapa metálica apropriada.
Figura 7.3
Cartuchos SECC e SECC2, vistas frontais e
traseiras. 
O núcleo Katmai era construído com a tecnologia de 0,25 e era alimentado
por uma tensão de 2 volts. Inicialmente foram lançadas versões de 450 e 500
MHz, ambas com clocks externos de 100 MHz. Posteriormente foram
lançadas as versões de 550 e 600 MHz (clock externo de 100 MHz), e
finalmente as de 533 e 600 MHz com clocks externos de 133 MHz. Para não
fazer confusão com versões com clock externo de 100 MHz, passou a ser
usado um sufixo “B”. Por exemplo, o Pentium III/600 tem clock externo de
100 MHz, enquanto o Pentium III/600B opera com clock externo de 133
MHz. Todos os modelos Katmai têm encapsulamento SECC ou SECC2 e
possuem cache L2 no cartucho, com 512 kB e operando com a metade da
freqüência do núcleo do processador. 
Modelo Clock interno
e externo
Multiplicador Potência
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-7
Pentium III/450 450 MHz / 100 MHz 4,5x 26,6 W
Pentium III/500 500 MHz / 100 MHz 5x 29,3 W
Pentium III/533B 533 MHz / 133 MHz 4x 31,1 W
Pentium III/550 550 MHz / 100 MHz 5,5x 32,2 W
Pentium III/600 600 MHz / 100 MHz 6x 36,1 W
Pentium III/600B 600 MHz / 133 MHz 4,5x 36,1 W
Avanços da miniaturização
Sem dúvida um dos fatores que contribuiu (como sempre contribui) para a
evolução do Pentium III foi a redução no tamanho dos minúsculos
transistores que os formam. Ao ser lançado em 1997, o Pentium II usava a
tecnologia de 0,35 mícron (ou seja, cada minúsculo transistor media 0,35
milésimos de milímetro). Já o Pentium II de 333 MHz introduziu a tecnologia
de 0,25 mícron. Os atuais modelos utilizam a tecnologia mais recente, 0,18
mícron. A partir de meados de 2001, começou o uso da tecnologia de 0,13
mícron. Ao utilizar transistores menores é possível produzir processadores
com clocks mais elevados e com menos aquecimento. Sem dúvida a elevada
dissipação de calor é o maior obstáculo para atingir clocks elevados. Portanto
ao reduzir o aquecimento, os fabricantes de processadores podem lançar
modelos com clocks mais elevados, ainda mantendo níveis de aquecimento
aceitáveis. 
Outra vantagem das tecnologias de transistores menores é a redução no
tamanho do chip. Ao ocupar menos espaço, torna-se possível acrescentar
mais circuitos, ou seja, mais recursos. Desta forma foi possível acrescentar aos
processadores, instruções MMX, instruções SSE e integrar a cache L2 ao
núcleo do processador. Finalmente temos a vantagem da redução dos
preços. Preços de processadores são em parte definidos por questões
comerciais, mas também em parte por questões técnicas. Ao reduzir o
tamanho de um chip, é possível produzir um número maior deles em cada
lote. Isto resulta em redução do custo de produção que pode ser repassada
ao usuário final.
7-8 Hardware Total
Figura 7.4
Base de silício onde são construídos os
chips.
A figura 4 mostra a base de silício (waffer) na qual são produzidos os chips.
Esta base tem 20 ou 30 cm de diâmetro, dependendo do equipamento usado
na produção. Os pequenos quadrados estampados na base (mostrados em
detalhe à direita) são os processadores. Quanto menor é o tamanho dos
transistores, maior é o número de processadores que podem ser construídos
em cada waffer, e desta forma, menor poderá ser o custo unitário. A adoção
de tecnologias de produção com transistores menores permite lançar novas
versões de processadores mais rápidos, com menor dissipação de calor e
menor custo. 
Outro melhoramento importante foi o aumento do clock externo, permitindo
o uso de memórias mais rápidas. Desde o lançamento do Pentium, a
comunicação entre o processador e o seu exterior (o que inclui a memória
RAM) era feita com o clock de 66 MHz, ou seja, permitia realizar
teoricamente até 66 milhões de acessos à memória por segundo. Em 1998 o
barramento do Pentium II passou a operar com até 100 MHz, possibilitando
o uso das memórias classificadas como PC100. Em 1999 chegaram ao
mercado modelos do Pentium III com clock externo de 133 MHz (ainda
com o núcleo Katmai – Pentium III/533B e Pentium III/600B), permitindo
assim o uso de memórias PC133. 
Se o clock externo do processador não tivesse aumentado, boa parte dos
ganhos de desempenho seria colocada a perder. As versões de 233 a 333
MHz do Pentium II funcionavam com clock externo fixo em 66 MHz.
Quanto mais elevado era o seu clock interno, mais difícil era obter
desempenho mais elevado. Compare a relação entre clock interno e externo
para esses processadores:
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-9
Processador Clock interno Clock externo Multiplicador
Pentium II/233 233 MHz 66 MHz 3.5x
Pentium II/266 266 MHz 66 MHz 4x
Pentium II/300 300 MHz 66 MHz 4.5x
Pentium II/333 333 MHz 66 MHz 5x
Comparando os multiplicadores 3.5x e 5x do Pentium II/233 e do Pentium
II/333, respectivamente, podemos afirmar que a capacidade do Pentium
II/333 em buscar dados e instruções na memória manteve-se fixa (ou seja,
aumentou 0%), enquanto a capacidade de processamento aumentou em 42%.
Sendo assim, o aumento global no desempenho do processador não foi de
42%, fixou-se em um índice menor. Medidas de desempenho feitas com
programas especializados mostraram que o desempenho do Pentium II/333 é
apenas 35% maior que o do Pentium II/233, e não 42% como seria se o clock
interno fosse o único determinante da velocidade de um processador. Isto
mostra que para aproveitar integralmente o aumento do clock interno, é
preciso melhorar o desempenho dos acessos à memória. 
Esta situação foi melhorada com o lançamento de novos modelos do
Pentium II e posteriormente do Pentium III, com clock externo de 100 MHz,
valor 50% maior que 66 MHz. As primeiras versões do Pentium II a usaremo
novo clock externo de 100 MHz foram as de 350 e 400 MHz. Comparando o
Pentium II/350 com o Pentium II/233, temos aumentos de 50% tanto no clock
interno como no externo. Como resultado de ambos os clocks terem
aumentado em 50%, o desempenho do Pentium II/350 é também 50% maior
que o do Pentium II/233. 
Novos modelos do Pentium II, que deu lugar ao Pentium III, foram lançados
com clocks mais elevados. Em agosto/1999 tínhamos o Pentium III/600, ainda
operando com o clock externo de 100 MHz. Usando o multiplicador 6x, o
barramento de 100 MHz deste processador já era considerado lento em
relação aos 600 MHz que usava internamente. Para melhorar a situação,
foram lançadas em setembro/1999 (ainda com o núcleo Katmai) as primeiras
versões do Pentium III com barramento externo de 133 MHz. Com 600
MHz internos e 133 MHz externos, o multiplicador usado é 4.5x, menos
ruim que o 6x usado na versão anterior. 
Por mais que se procure desenvolver memórias mais rápidas, um problema
sempre ocorre na evolução dos processadores: a velocidade das memórias
não acompanha a mesma evolução que a velocidade dos processadores. No
primeiro Pentium lançado, tanto o clock interno como o externo eram de 66
7-10 Hardware Total
MHz, portanto o multiplicador era 1x. Nos modelos mais recentes do
Pentium III são usados multiplicadores elevados como 6x e superiores. No
Pentium III de 1000 MHz (barramento externo de 133 MHz), o multiplicador
é 7.5x. Isto significa que a velocidade do processador evoluiu 7.5 vezes mais
que a velocidade das memórias. Felizmente a Intel e outros fabricantes de
processadores utilizaram uma forma de melhorar este quadro: utilizar uma
memória cache L2 mais rápida, operando com a mesma freqüência do
núcleo do processador. Esta é uma das principais características do Pentium
III Coppermine. 
Pentium III Coppermine
A criação desta nova versão do Pentium III foi possível graças ao
desenvolvimento da tecnologia de fabricação com 0,18. Com transistores
menores, tornou-se possível embutir a cache L2 no próprio núcleo do
processador. O Celeron foi o primeiro processador a utilizar este recurso,
com sua cache L2 de 128 kB operando na mesma freqüência do núcleo. O
Pentium III Coppermine tem cache L2 embutida (on-die) e também
operando na mesma freqüência do núcleo (full speed). Em outras palavras,
em um Pentium III Coppermine de 600 MHz, a cache L2 opera com 600
MHz, enquanto nas versões Katmai de 600 MHz, a cache L2 operava com
apenas 300 MHz. 
Processador Pentium III Coppermine
Lançamento 1999
Transistores 28.000.000
Tecnologia 0,18 
Encapsulamento SECC, SECC2 e FC-PGA
Barramento de dados 64 bits
Barramento de endereços 36 bits
Capacidade de memória 64 GB
Clock interno 500 a 1.133 MHz
Clock externo 100 ou 133 MHz
Consumo 16 a 36 W
Cache L1 32 kB
Cache L2 256 kB (on-die, full speed)
Novos recursos:
Além dos já presentes no modelo Katmai, este modelo
tem a nova cache L2 on die, com 256 kB, tecnologia de
0,18 e menor consumo de energia. Passou a ser
produzido também no encapsulamento FC-PGA.
A versão Coppermine do Pentium III incorpora um grande melhoramento
na cache L2. A Intel chama a tecnologia de Advanced Transfer Cache. Com
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-11
a adoção do processo de fabricação com 0,18 mícron no lugar de 0,25
mícron, tornou-se possível incorporar a cache L2 ao próprio núcleo do
processador, ao invés de utilizar chips SRAM independentes. Apesar de ter
agora apenas 256 kB, a cache L2 do Pentium III é acessada com a mesma
velocidade do núcleo, e não mais com a metade deste valor. Em um
Pentium III /600E, o clock de acesso à cache L2 é de 600 MHz, e não de 300
MHz como no Pentium III/600. De certa forma, dobrar a velocidade de
acesso à cache L2 compensa com vantagem a sua redução em tamanho pela
metade. Melhor ainda, a transferência de dados entre a cache L2 e o núcleo
do processador não é feito mais em grupos de 64 bits, e sim em grupos de
256 bits, ou seja, 4 vezes mais rápido. Comparando de forma simplificada, a
cache L2 do Pentium III Coppermine tem tamanho duas vezes menor, mas
sua taxa de transferência de dados para o processador é 8 vezes maior. O
Pentium III/600 foi o último a ser produzido com a cache L2 “tradicional”,
com 512 kB (núcleo Katmai), formada por chips SRAM e acesso em 64 bits.
Todas as novas versões do Pentium III, de 600 MHz em diante, além das
versões 550E, 533EB e 500E apresentam cache L2 na nova arquitetura. A
tabela que se segue compara as caches L2 utilizadas nos últimos anos. 
Processador Tamanho
da cache L2
Tipo de
cache L2
Número
de bits
Clock da
cache L2
Pentium MMX 512 kB Chips SRAM
na placa de CPU
64 66 MHz
Pentium II e III
original (Katmai)
512 kB Chips SRAM
no cartucho
64 Metade do clock
do núcleo
Pentium IIIE
(Coppermine)
256 kB Integrado ao núcleo 256 Clock igual ao 
do núcleo
Você pode encontrar no Pentium III Coppermine, sufixos como B, E e EB.
Os sufixos são usados apenas quando necessários, para diferenciar entre
modelos diferentes, porém de mesmo clock. 
O sufixo “E” indica que o Pentium III é um modelo construído com
tecnologia de 0,18 mícron e com Advanced Transfer Cache de 256 kB
(núcleo Coppermine). Da mesma forma, o sufixo B indica o clock externo de
133 MHz (pode ser núcleo Katmai ou Coppermine). Entretanto a ausência
desses sufixos não indica a ausência desses recursos. Eles são usados pela
Intel apenas para diferenciar entre modelos que possuem e que não possuem
esses recursos. Por exemplo, o Pentium III de 700 MHz não possui versões
com clock externo de 133 MHz, nem versões com cache L2 de 512 kB
operando com a metade do clock do núcleo, por isso não utiliza sufixos. Já o
Pentium III de 600 MHz possui 4 versões: 600, 600E, 600B e 600EB.
7-12 Hardware Total
Figura 7.5
Versões do Pentium III Katmai e
Coppermine com encapsulamento de
cartucho.
A figura 5 mostra uma tabela com os modelos de Pentium III com
encapsulamento de cartucho (SECC e SECC2), ou seja, para placas de CPU
equipadas com o Slot 1. Para cada um deles é indicado o clock interno, o
clock externo, o tamanho e o tipo de cache. Note que existem versões
Katmai, com cache L2 de 512 kB formada por chips SRAM, e versões
Coppermine, com cache L2 de 256 kB integrada ao núcleo. Existem versões
com barramentos de 100 e 133 MHz. Quando dois modelos têm o mesmo
clock interno mas são produzidos com clocks externos diferentes (100 e 133
MHz), o sufixo “B” é usado para indicar a versão de 133 MHz. 
Figura 7.6
Versões do Pentium III Coppermine com
encapsulamento FC-PGA.
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-13
A figura 6 mostra uma tabela com as versões do Pentium III com
encapsulamento FC-PGA, ou seja, próprios para placas de CPU equipadas
com o Soquete 370, até 1 GHz. Todos eles apresentam o núcleo
Coppermine, mas encontramos versões com clocks externos de 100 e de 133
MHz. O sufixo B é usado para diferenciar a versão de 133 MHz, quando
existem um modelo de mesmo clock interno e com o clock externo de 100
MHz. 
Note que neste livro damos prioridade à apresentação dos processadores e
demais dispositivos para uso em PCs tipo desktop, ou seja, aqueles que são
montados a partir de gabinetes, fontes, placas, etc. Lembre-se entretanto que
também existem os modelos para uso em PCs portáteis (notebooks). Todos
os processadores de todos os fabricantes, sejam eles novos ou antigos, são
oferecidos também nas versões mobile ou portable, para uso em PCs
portáteis. Esses processadores são similares aos usados em PCs desktop,
exceto por algumas pequenas diferenças:
 Menor voltagem e menor consumo de energia
 Geralmente são soldados,e não encaixados
 Usam encapsulamentos menores
Quanto aos clocks e demais características, são normalmente idênticas às dos
processadores de uso geral. A figura 7 mostra um processador Pentium III
(frente e verso) para uso em PCs portáteis. Este modelo utiliza o
encapsulamento BGA (Ball Grid Array). Ao invés de ter pinos que se
encaixam no soquete (PGA = Pin Grid Array), possui minúsculas esferas de
solda. Isto torna mais simples e eficiente a sua fixação na placa de circuito. A
soldagem é sempre melhor que o encaixe, do ponto de vista de contato
elétrico. Como em notebooks normalmente não são oferecidas opções de
upgrade por troca de processador, é vantajoso soldá-los definitivamente. 
7-14 Hardware Total
*** 35% ***
Figura 7.7
Pentium III com encapsulamento BGA.
Pentium III Tualatin 
O ano de 2001 marcou o início da transição da tecnologia de 0,18 para
0,13. Como sempre ocorre com as reduções de tamanho, esta permitiu
reduzir ainda mais a energia dissipada pelos novos processadores, o que era
absolutamente necessário para que o Pentium 4, o Xeon e o Itanium
operassem com temperaturas e níveis de dissipação aceitáveis. Entretanto,
antes de utilizar a nova tecnologia de 0,13 nesses processadores, a Intel a
empregou na nova versão do Pentium III, o Tualatin. 
Esta nova tecnologia veio a resolver problemas encontrados no Pentium III
Coppermine ao operar com clocks superiores a 1 GHz. Ao atingir a marca
de 1.13 GHz, aquela versão apresentou problemas de travamento que
resultaram em um recall, ou seja, as unidades já vendidas foram recolhidas
dos usuários. Apenas a versão de cartucho (SECC2) continuou sendo
oferecida com os clocks máximos de 1 GHz e 1.13 GHz. A versão de
encapsulamento FC-PGA passou a ser oferecida com clock máximo de 1
GHz. Isto ocorreu em meados de 2000, e a Intel passou cerca de um ano
sem lançar versões mais velozes do Pentium III. Durante este período a Intel
preferiu concentrar seus esforços em lançar o Pentium 4 e novas versões do
Celeron. 
Processador Pentium III Tualatin 
Lançamento 2001
Transistores 28.000.000
Tecnologia 0,13 
Encapsulamento FC-PGA2
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-15
Barramento de dados 64 bits
Barramento de endereços 36 bits
Capacidade de memória 64 GB
Clock interno 1.13 GHz e superiores
Clock externo 133 MHz
Consumo A partir de 29 W 
Cache L1 32 kB
Cache L2 256 kB ou 512 kB
Novos recursos:
Similar ao Pentium III Coppermine, porém com menor
dissipação de calor, clocks superiores e opções com 256
kB e 512 kB de cache. Voltagem externa de 2,5 volts. 
Provavelmente o Pentium III Tualatin será o novo modelo a ser usado nos
PCs mais simples, enquanto o Celeron será descontinuado. O Pentium 4 e o
Xeon serão oferecidos para os PCs de alto desempenho, enquanto o Itanium
será usado nas futuras máquinas de 64 bits. 
Uma curiosa novidade do Pentium III Tualatin é a voltagem externa, que
passa a ser de 2,5 volts. Durante vários anos os processadores têm operado
com voltagem externa de 3,3 volts, enquanto a voltagem interna se tornava
cada vez menor. Enquanto isso, processadores para notebooks já utilizavam
tensões menores. A partir de então a tensão de 2,5 volts se tornará padrão
para chipsets, memórias e processadores. Um Pentium III Tualatin não pode
ser instalado em uma placa de CPU para Pentium III Coppermine, já que
nesses modelos a tensão externa é de 3,3 volts, e não 2,5 volts. Novas placas
de CPU para Pentium III passarão a operar tanto com 3,3 como com 2,5
volts. 
Figura 7.8
Pentium III Tualatin, com encapsulamento FC-PGA2.
7-16 Hardware Total
O novo Pentium III utiliza o encapsulamento FC-PGA2, uma variante do FC-
PGA. A diferença está no dissipador de calor localizado na sua parte
superior. Além de facilitar a dissipação, este dissipador também dá maior
rigidez mecânica ao processador, protegendo o seu núcleo de choques
mecânicos e outros acidentes. 
Figura 7.9
Visões laterais dos encapsulamentos FC-PGA e FC-
PGA2.
Figura 7.10
Primeiras versões do PIII Tualatin.
Pentium III Xeon
A diferença entre um Pentium III Xeon e um Pentium III comum é a mesma
entre um Pentium II Xeon e um Pentium II comum. Entretanto, assim como
o Pentium III sofreu várias evoluções desde o seu lançamento,
principalmente na cache L2, o mesmo ocorreu também com o Pentium III
Xeon.
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-17
Figura 7.11
Pentium III Xeon.
Assim como as primeiras versões do Pentium III utilizavam uma cache L2
discreta (não embutida no núcleo), o mesmo ocorria com as primeiras
versões do Pentium III Xeon, sendo que esta cache L2, também discreta,
podia ter 512 kB, 1 MB ou 2 MB, e operava com a mesma freqüência do
núcleo. Confira na tabela abaixo as diferenças entre as várias versões do
Pentium III Xeon. 
Lançament
o
Clocks
(MHz)
Núcleo Cache L2
Mar/99 500, 550 Katmai / 0,25 512k, 1 MB, 2 MB discreta
Out/99 600 a 866 Coppermine / 0,18 256 kB, integrada
Mai/2000 700 Coppermine / 0,18 1 MB, 2 MB integrada
Mai/2000 933, 1000 Coppermine / 0,18 256 kB, integrada
Mar/2001 900 Coppermine / 0,18 2 MB, integrada
Todas as versões do Pentium III Xeon possuem encapsulamento SEC, como
o mostrado na figura 11. Nas suas primeiras versões, operando a 500 e 550
MHz, utilizava o conector SC330, o mesmo do Pentium II Xeon.
Posteriormente passou a utilizar o conector SC330.1, uma nova versão com
pequenas modificações, como a capacidade de operar com barramento
externo de 133 MHz, em contraste com os 100 MHz permitidos pela versão
original. 
O Pentium III Xeon também foi criado para uso em servidores. A maioria
das placas de CPU para o Pentium III Xeon possuem slots para a instalação
de 2 processadores. Até 4 processadores podem operar em conjunto na
7-18 Hardware Total
mesma placa, apesar deste tipo de placa de CPU ser bastante raro. A figura
12 mostra uma placa deste tipo, produzida pela SuperMicro. Além dos 6
slots PCI de 64 bits e do slot AGP Pro, podemos observar na sua parte
direita, os 4 slots para a instalação dos processadores. 
*** 75% ***
Figura 7.12
Uma placa de CPU para 4
processadores Pentium III
Xeon.
Note que a capacidade de operar com múltiplos processadores não é
exclusividade dos modelos Xeon. Realmente a maioria das placas para
servidores de alto desempenho possuem 2 ou 4 soquetes para esses
processadores (SC330 ou SC330.1), mas também podemos encontrar essas
placas para Pentium III. O Pentium III pode operar em grupos de até 2
processadores, e portanto pode ser usado em servidores de menor custo. A
figura 13 por exemplo mostra uma placa de CPU, também produzida pela
SuperMicro, com soquetes para a instalação de até 2 processadores Pentium
III. Possui ainda um slot AGP Pro e 6 slots PCI de 64 bits, além de outros
dispositovos encontrados nas placas de CPU convencionais. 
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-19
Figura 7.13
Uma placa de CPU com suporte para dois
processadores Pentium III.
Apesar de ser possível produzir PCs avançados com 2 processadores
Pentium III, o uso do Pentium III Xeon é vantajoso, já que oferece caches L2
maiores e permite utilizar 4 processadores em conjunto. 
A tabela abaixo mostra os clocks interno e externo, os multiplicadores e a
potência total dissipada por cada modelo do Pentium III Xeon. Os modelos
indicados com “/K” usam o núcleo Katmai e usam cache L2 discreta. Os
modelos indicados com “/C” usam o núcleo Coppermine e têm cache L2
integrada. Em ambos os casos, a cache L2 opera com a mesma freqüência
do núcleo. 
Modelo e cache L2 Clock interno
e externo
Multiplicador Potência
500/K + 512k 500 MHz / 100 MHz 5x 40 W
500/K + 1 MB 500 MHz / 100 MHz 5x 47 W500/K + 2 MB 500 MHz / 100 MHz 5x 39,6 W
550/K + 512k 550 MHz / 100 MHz 5,5x 37,8 W
550/K + 1 MB 550 MHz / 100 MHz 5,5x 37,8 W
550/K + 2 MB 550 MHz / 100 MHz 5,5x 43,2 W
600/C + 256k 600 MHz / 133 MHz 4,5x 21,6 W
667/C + 256k 667 MHz / 133 MHz 5x 23,9 W
733/C + 256k 733 MHz / 133 MHz 5,5x 26,2 W
800/C + 256k 800 MHz / 133 MHz 6x 28,5 W
7-20 Hardware Total
866/C + 256k 866 MHz / 133 MHz 6,5x 30,8 W
933/C + 256k 933 MHz / 133 MHz 7x 33,2 W
1000/C + 256k 1000 MHz / 133 MHz 7,5x 34,6 W
700/C + 1 MB 700 MHz / 100 MHz 7x 33,2 W
700/C + 2 MB 700 MHz / 100 MHz 7x 33,2 W
900/C + 2 MB 900 MHz / 100 MHz 9x 40,8 W
Pentium 4
No final do ano 2000 a Intel lançou o processador Pentium 4. Este
processador inaugurou finalmente uma nova família de chips Intel de alto
desempenho. A família anterior, formada pelos processadores Pentium Pro,
Pentium II, Pentium III e Celeron, era baseada na microarquitetura P6. Cada
um deles não era na verdade um projeto novo, mas um melhoramento do
projeto anterior. 
Figura 7.14
Processador Pentium 4.
Processador Pentium 4
Lançamento 2000
Transistores 42.000,000
Tecnologia 0,18  e 0,13 
Encapsulamento PGA423
Barramento de dados 64 bits
Barramento de endereços 36 bits
Capacidade de memória 64 GB
Clock interno A partir de 1300 MHz
Clock externo 400 MHz
Consumo 54 W na versão inicial
Cache L1 8 kB + 12 k micro-ops
Cache L2 256 kB
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-21
Novos recursos:
Arquitetura NetBurst, barramento externo de 400 MHz,
cache L1 mais eficiente, novo encapsulamento,
instruções SSE2. Requer gabinete a fonte (ATX12V)
apropriadas. 
O Pentium 4 deverá substituir o Pentium III (assim como o Pentium III
substituiu o Pentium II, como o Pentium II substituiu o Pentium MMX,
como o Pentium substituiu o 486, etc.). Um Pentium 4 de 1.5 GHz tem
velocidade de processamento quase duas vezes maior que a de um Pentium
III/800. 
O Pentium 4 foi lançado inicialmente nas versões de 1.4 e 1.5 GHz, e logo
surgiram versões mais rápidas, com 1.3, 1.6, 1.7 e 1.8 GHz. Tecnicamente, o
Pentium 4 é um marco importante. O Pentium II e o Pentium III eram
basicamente melhoramentos do Pentium Pro, lançado em 1995, todos com a
microarquitetura conhecida como P6. O Pentium 4 é um projeto novo, utiliza
uma nova arquitetura chamada de NetBurst. É um projeto que começou do
zero, e não uma sucessão de melhoramentos feitos em uma arquitetura já
existente. São os seguintes os principais melhoramentos desta arquitetura:
* Barramento externo de 400 MHz, contra 133 MHz do Pentium III
* Cache L1 mais eficiente
* Unidade lógica e aritmética com o dobro da freqüência do processador
* 20 estágios pipeline, contra apenas 10 do Pentium III
* 144 novas instruções para processamento de sons, imagens e gráficos 3D
Um PC baseado no Pentium 4 tem algumas características diferentes. Os
gabinetes precisam ter furos adicionais para acomodar o novo processo de
fixação do processador. O soquete é diferente do utilizado no Pentium III.
Utiliza o formato ZIF, mas possui 423 pinos. As memórias precisam ser do
tipo RDRAM para permitir o funcionamento a 400 MHz. São necessários
coolers diferentes, e os gabinetes devem ter uma boa dissipação de calor, já
que o Pentium 4 é um chip bastante quente. 
Netburst x P6
Até o Pentium III, a arquitetura utilizada era a chamada “P6”, introduzida no
final de 1995, com o Pentium Pro de 150 MHz. O Pentium Pro era menos
eficiente que o Pentium MMX na execução de programas de 16 bits, por isso
seu uso foi praticamente restrito a servidores baseados no Windows NT.
Com a popularização do Windows 95 e aplicativos de 32 bits, a
microarquitetura P6 passou a ser mais vantajosa. Com diversas adaptações,
7-22 Hardware Total
incluindo melhoramentos na eficiência de processamento para 16 bits, foi
lançado o Pentium II. A partir daí, vários melhoramentos foram introduzidos:
barramento de 100 MHz, instruções SSE, barramento de 133 MHz, cache L2
duas vezes mais rápida, tudo isso acompanhado pelo aumento de clock,
graças ao uso de tecnologias de fabricação que possibilitavam a construção
de transistores cada vez menores. 
O Pentium III/1000 (o mesmo pode ser dito sobre as versões mais velozes do
Pentium III) é um produto resultante de uma seqüência de melhoramentos
que começaram em 1995 com o Pentium Pro/150. Isto significa que a
microarquitetura P6 foi bastante prolongada, chegando a um clock quase 7
vezes maior que o utilizado no seu lançamento. Apenas por comparação, a
microarquitetura P5 (Pentium e Pentium MMX) foi de 60 a 233 MHz (quase
4 vezes) durante seu ciclo de vida (1992-1997). A arquitetura do 486 foi
submetida a clocks de 25 a 100 MHz (4 vezes) e a arquitetura do 386 operou
inicialmente a 16 MHz, terminando em 40 MHz (2.5 vezes). Vemos portanto
que a arquitetura P6 teve sua utilização bastante prolongada, o que resulta
em problemas tecnológicos para a introdução de novos melhoramentos.
Finalmente a Intel passa a ter uma nova arquitetura, com espaço para
crescer, obter clocks mais elevados e desempenho proporcionalmente maior.
Esta arquitetura é chamada pela Intel de Netburst, e traz vários
melhoramentos. 
Tecnologia e clocks dos primeiros modelos do Pentium 4
As primeiras versões do Pentium 4 utilizam tecnologia de 0.18 micron. Seus
clocks iniciais eram 1.4 e 1.5 GHz, sendo logo seguidos pelos modelos de
1.3, 1.6, 1.7 e 1.8 GHz. Em breve a Intel passará a utilizar a tecnologia de
0.13 micron, reduzindo os preços e possibilitando atingir clocks mais
elevados. As primeiras versões do Pentium 4 dissipam 52 e 56 watts,
respectivamente. São chips extremamente quentes e requerem fontes,
gabinentes e coolers especiais. Em geral os processadores mais rápidos
dissipam entre 30 e 50 watts. Subir a dissipação de potência muito acima de
60 watts resulta em sérios problemas de aquecimento, portanto o lançamento
de versões mais rápidas pode estar condicionado à adoção do novo processo
de fabricação, com 0.13 micron. 
As primeiras versões do Pentium 4 (1.4 e 1.5 GHz) operavam com a tensão
interna de 1.7 volts, e dissipavam cerca de 52 e 55 Watts, respectivamente. A
nova versão de 1.3 volts, de menor custo, também operava com 1.7 volts e
dissipava cerca de 50 Watts. Devido a problemas técnicos, a Intel precisou
aumentar a tensão interna para 1.75 volts nas novas versões do Pentium 4, o
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-23
que aumentou ainda mais a potência dissipada, com maior calor. Note ainda
que o clock externo de 400 MHz é na verdade obtido a partir de um clock
de 100 MHz, no qual são feitas 4 transferências a cada ciclo (QDR = Quad
Data Rate). Portanto os multiplicadores que definem o clock interno a partir
do externo tomam como base 100 MHz, e não 400 MHz. Por exemplo, em
um modelo de 1.6 GHz, o multiplicador usado é 16x, e não 4x. A tabela
abaixo resume tais características para os modelos de Pentium 4 até 1.8 GHz.
Modelo e voltagem Clock interno
e externo
Multi-
plicador
Potência
Pentium 4 / 1.3 / 1.75V 1300 MHz / 400 MHz 13x 51,6 W
Pentium 4 / 1.4 / 1.75V 1400 MHz / 400 MHz 14x 54,7 W
Pentium 4 / 1.5 / 1.75V 1500 MHz / 400 MHz 15x 57,8 W
Pentium 4 / 1.6 / 1.75V 1600 MHz / 400 MHz 16x 61,0 W
Pentium 4 / 1.7 / 1.75V 1700 MHz / 400 MHz 17x 64,0 W
Pentium 4 / 1.8 / 1.75V 1800 MHz / 400 MHz 18x 66,7 W
Pentium 4 / 1.3 / 1.70V 1300 MHz / 400 MHz 13x 49,8 W
Pentium 4 / 1.4 / 1.70V 1400 MHz / 400 MHz 14x 51,8 W
Pentium 4 / 1.5 / 1.70V 1500 MHz / 400 MHz 15x 54,7 W
Soquete de 423 pinos
Novas placas e novos chipsets. As placas de CPU para Pentium III, que
utilizam o Socket 370, não aceitam a instalação de um Pentium 4. Não é
apenas a questão do soquete, todo o funcionamento eletrônico do chip é
diferente. Existem semelhanças com o PentiumIII, como a arquitetura de 32
bits (IA-32) e as memórias de 64 bits. Fora isto, a eletrônica é totalmente
diferente, exigindo chipsets próprios. 
O encapsulamento do Pentium 4 é chamado PGA423, e é mostrado em
detalhes na figura 15. O núcleo do processador é fixo em uma placa
chamada OLGA (Organic Land Grid Array). Esta placa é por sua vez
soldada a uma outra, na qual está a matriz de pinos (Pin Grid Array), com a
qual é feito o encaixe no soquete da placa de CPU. Logo acima do núcleo
do processador existe uma interface térmica, que é um material que facilita a
transferência de calor para o dissipador metálico existente na face superior
do chip. Este dissipador, por sua vez, faz contato direto com o cooler do
processador. 
7-24 Hardware Total
Figura 7.15
Visão transversal do Pentium 4 com
encapsulamento PGA423.
O novo encapsulamento do Pentium 4
Pouco tempo depois do lançamento do Pentium 4, a Intel criou uma nova
versão com um encapsulamento um pouco diferente. Necessita de placas de
CPU equipadas com o Socket 478. Pelo menos durante algum tempo serão
lançadas novas versões com clocks maiores, para ambos os tipos de soquetes:
Socket 423 e Socket 478.
Figura 7.16
Pentium 4 para Socket 478.
Barramento de 400 MHz
O barramento do Pentium 4, opera com 64 bits, tal qual o do Pentium III,
entretanto o clock é bem mais elevado: 400 MHz, contra apenas 133 MHz
do Pentium III. Isto significa que enquanto o Pentium III acessa a memória
na velocidade de 1.06 GB/s, o Pentium 4 atinge 3.2 GB/s. Este salto no
desempenho da memória é muito importante, e bastante significativo.
Durante os 5 anos de vida da arquitetura P6, o acesso às memórias foi de 60
a 133 MHz. Agora com 400 MHz, novas aplicações complexas poderão ser
executadas em tempo real. Entretanto esta alta velocidade só pode ser obtida
com o uso de memórias de alto desempenho, como RDRAM e DDR. Note
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-25
que a Intel, devido a um contrato com a Rambus (empresa parceira da Intel
que criou a RDRAM), tem um prazo para produzir chipsets para o Pentium
4 com suporte a memórias RDRAM, entretanto outros fabricantes de
chipsets como VIA, SiS e ALI estão aptos a desenvolver chipsets para o
Pentium 4 com suporte a memórias DDR, que são tão velozes quanto a
RDRAM, porém muito mais baratas. A própria Intel, de acordo com as
condições do contrato com a Rambus, criará novos chipsets para Pentium 4
com suporte a DDR SDRAM.
Na prática o barramento do Pentium 4 não é de 400 MHz, e sim de 100
MHz, entretanto em cada ciclo de clock são feitas 4 transferências, o que
resulta em um desempenho idêntico ao de um barramento de 400 MHz que
operasse com uma transferência por cada ciclo. 
Figura 7.17
O Pentium 4 faz 4 transferências de
dados a cada ciclo de 100 MHz, o que
resulta em taxa efetiva de 400 MHz.
A figura 17 mostra o método que torna a taxa de transferência 4 vezes maior
(QDR, ou Quad Data Rate). Os instantes T0 e T1 marcam o início e o fim
de um ciclo, cuja duração é 10 ns (1 / 100 MHz). Nos instantes T=0, T=2.5,
T=5 e T=7.5 são feitas as transferências das linhas de dados, representadas
por D# (note que este sinal representa na verdade o grupo de 64 bits do
barramento de dados do Pentium 4). Quando T=10 ns (indicado como T1
na figura), o cliclo se repete, com mais 4 transferênicas. Podemos assim
calcular a taxa de transferência da do Pentium 4, medida em bytes por
segundo. Como em cada ciclo são 4 transferências de grupos de 64 bits (8
bytes), ficamos com:
100 MHz x 4 x 8 bytes = 3.200.000.000 bytes por segundo
Esses 3,2 bilhões de bytes por segundo são “arredondados” para 3,2 GB/s.
Uma velocidade tão alta não pode ser obtida com as tradicionais memórias
SDRAM. Uma SDRAM padrão PC133 faz apenas uma transferência de 64
bits (8 bytes) por ciclo, a 133 MHz, o que resulta na taxa de:
133 MHz x 8 = 1066 MB/s, aproximadamente
7-26 Hardware Total
Esta deficiência da SDRAM PC133 em atingir a taxa de 3,2 GB/s exigida
pelo Pentium 4 é a mesma de usar um clock de 133 MHz onde deveria ser
400 MHz. Apenas as memórias DDR do tipo DDR400 (também chamadas
de PC3200) são capazes de operar com a taxa de transferência exigida pelo
Pentium 4. Os primeiros chipsets para Pentium 4 a suportar memórias DDR
usam entretanto versões menos velozes, como DDR266 e DDR333. Ao se
tornarem comuns as memórias DDR400, o Pentium 4 poderá ter o máximo
rendimento do seu barramento sem a necessidade do uso de memórias
RDRAM. 
Cálculos em 2x
A unidade lógica e aritmética do Pentium 4 opera com o dobro da
velocidade do seu núcleo. Isto é inédito em processadores. Operando a 1.5
GHz, um Pentium 4 é capaz de realizar 3 bilhões de adições por segundo. O
Pentium III, que tem sua unidade de ponto flutuante operando com a
mesma freqüência do núcleo, não consegue acompanhar a velocidade dos
cálculos realizados pelo Pentium 4. A maioria das operações matemáticas
simples com números inteiros poderá ser feita em apenas meio período de
clock. 
SSE2
As instruções SSE introduzidas no Pentium III foram melhoradas, e passaram
a ser chamadas SSE2. São uma evolução da tecnologia MMX, agora com
144 novas instruções que tornam mais rápidas operações complexas como
descompressão de vídeo MPEG-2 (DVD), reconhecimento de voz, geração
de gráficos 3D, exibição de vídeo, compressão MP3, processamento de sinais
em geral. As operações SSE2 passam a utilizar números de ponto flutuante
com 128 bits, contra os 64 bits anteriormente usados. Isto significa maior
precisão nos cálculos sem gasto adicional de tempo. Para aproveitar esses
novos recursos é preciso instalar no computador, o DirectX 8.0 ou superior.
Hyper Pipelined Technology
Todos os procesadores modernos executam suas instruções em modo
pipeline. Ao invés de serem usadas unidades de execução complexas e
lentas, são utilizadas várias unidades elementares, sendo cada uma delas mais
simples e rápida, todas ligadas em série. É como uma linha de montagem.
Imagine 20 pessoas ao mesmo tempo montando um automóvel. O grupo só
poderia montar um carro de cada vez. Mais rápido seria colocar as pessoas
em uma linha, cada uma responsável por uma etapa da montagem. Este é
basicamente o princípio do pipeline. A arquitetura P6 em 10 estágios
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-27
pipeline, o Pentium 4 possui 20, o que o torna potencialmente mais veloz na
execução de instruções. Em outras palavras, cada “GHz” do Pentium 4 tem
mais capacidade de processamento que cada “GHz” do Pentium III. 
A nova cache L1
A cache L1 do Pentium III tem 32 kB (16k para dados e 16k para código). O
Pentium 4 tem 8 kB de cache para dados e 12 K micro-ops para código
(trace cache). O uso de uma cache menor é conseqüência do funcionamento
mais eficiente da cache de código. Ao invés de armazenar instruções, a
cache L1 do Pentium 4 armazena micro-operações, ou seja, instruções já
decodificadas e divididas em operações elementares. Ao acessar dados na
área de código da cache L1, o Pentium 4 não perderá portanto tempo
repetindo essas etapas. Com mais eficiência, a cache L1 pode ter seu
tamanho diminuído sem comprometer o desempenho do processador. 
Cache L2
A cache L2 do Pentium 4 é similar à do Pentium III, com 256 kB, 256 bits e
operando na mesma freqüência do núcleo. Nada impede entretanto que
sejam futuramente lançadas versões com caches maiores, sobretudo nos
modelos Xeon. 
Execução especulativa 33% mais eficiente que do Pentium III
Todos os processadores modernos fazem execução especulativa. Ao
receberem uma seqüência de instruções da memória, passam a executar
várias delas simultaneamente. Ocorre que algumas instruçõesdependem do
resultado de outras, que podem ainda não ter sido concluídas. Este problema
não ocorria com os processadores antigos, que executavam uma instrução de
cada vez. Para permitir o paralelismo, o processador precisa “especular” qual
será o resultado de operações ainda não terminadas. Várias vezes a
especulação falha, e é preciso repetir aquele trecho de programa. O Pentium
4 sofreu melhoramentos que permitem “acertar” esta especulação em mais
vezes que o Pentium III. 
Sem número de série
O polêmico número de série introduzido no Pentium III, que possibilitava a
identificação do processador, foi muito criticado pela comunidade de
informática. Além de permitir maior segurança no comércio eletrônico, ele
também possibilitava a identificação do usuário, comprometendo o
anonimato e a privacidade. A solução foi incluir no BIOS um comando para
desabilita-lo. Foi tão criticado que a Intel resolveu não usá-lo no Pentium 4.
7-28 Hardware Total
Intel Xeon
O Pentium II e o Pentium III foram lançados em versões Xeon, com caches
maiores e suporte para até 4 processadores. Com o Pentium 4, foi
introduzida uma pequena diferença. As versões comuns (não Xeon) do
Pentium II e do Pentium III podiam ser utilizadas em placas de CPU para
dois processadores. Desta forma poderiam ser construídos servidores de
custo moderado utilizando dois processadores Pentium II ou Pentium III não
Xeon. De certa forma, a capacidade de operar em dupla fazia com que o
Pentium II e o Pentium III acabassem “roubando” uma parte do mercado de
suas versões Xeon. Notável foi o caso das versões do Pentium III Xeon com
cache L2 de 256 kB, usados em placas de CPU para 2 processadores. Esta
configuração não apresentava vantagem alguma em relação ao uso de dois
processadores Pentium III não Xeon, instalados em uma placa para 2
processadores. A cache L2 do Pentium III comum também opera com a
mesma freqüência do núcleo, a exemplo do que ocorre com a sua versão
Xeon. As únicas vantagens restantes foram as versões com cache L2 maiores
(até 2 MB) e a possibilidade de operar em placas para 4 processadores. 
Com o Pentium 4, a Intel resolveu dividir os mercados entre a versão
comum e a versão Xeon. O Pentium 4 só pode ser usado em configurações
de um só processador, o que é um retrocesso em relação ao Pentium III e ao
Pentium II. Sua versão Xeon, esta sim pode ser usada em cofigurações para
2 processadores. Esta diferenciação evita que o Pentium 4 “roube” o
mercado da sua versão Xeon na área de servidores e placas de CPU de alto
desempenho. Para deixar as coisas ainda mais separadas, a Intel não adotou
o nome “Pentium 4 Xeon”, mas simplesmente, “Intel Xeon”. No manual do
Intel Xeon, não existe uma só referência ao Pentium 4, apesar da descrição
do Xeon ser idêntica à do Pentium 4, com exceção do funcionamento em
sistemas duais e do soquete diferente, o PGA603. 
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-29
Figura 7.18
Processador Intel Xeon.
Processador Intel Xeon
Lançamento 2001
Transistores 42.000.000
Tecnologia 0,18  e 0,13 
Encapsulamento PGA603
Barramento de dados 64 bits
Barramento de endereços 36 bits
Capacidade de memória 64 GB
Clock interno 1,4 GHz e superiores
Clock externo 400 MHz (100 MHz x 4)
Consumo A partir de 56 W
Cache L1 20 kB
Cache L2 256 kB
Novos recursos:
Soquete PGA603 e funcionamento em dupla. Todos os
mais recursos são similares aos do Pentium 4.
A tabela abaixo mostra alguns parâmetros das versões iniciais do Xeon, com
clocks de 1.4, 1.5 e 1.7 GHz. As potências dissipadas são sensivelmente
maiores que as do Pentium 4. A Intel especifica para o Xeon, temperaturas
máximas cerca de 3 graus inferiores às máximas especificadas para o
Pentium 4. Portanto é preciso utilizar para o Xeon, coolers um pouco
maiores que os indicados para processadores Pentium 4 de mesmo clock. 
Modelo Clock interno
e externo
Multiplicador Potência
Xeon 1.4 GHz 1400 MHz / 400 MHz 14x 56 W
Xeon 1.5 GHz 1500 MHz / 400 MHz 15x 59,2 W
7-30 Hardware Total
Xeon 1.7 GHz 1700 MHz / 400 MHz 17x 65,8 W
Com a adoção da tecnologia de 0,13, serão lançadas novas versões do
Xeon, com menor dissipação de potência, maiores clocks, maiores caches L2
e com cache L3. Também poderão ser lançadas versões que suportem
operar em placas para 4 processadores. 
Figura 7.19
Uma placa de CPU para dois processadores Intel
Xeon.
A figura 19 mostra uma placa de CPU para dois processadores Xeon,
produzida pela SuperMicro. A placa possui 2 soquetes PGA603, 4 soquetes
para memórias RDRAM, um slot AGP Pro, 4 slots PCI de 32 bits e 2 slots
PCI de 64 bits, além de outras interfaces tradicionais. 
AMD Athlon
Lançado em meados de 1999, este novo processador AMD trazia uma
característica inédita: tomou o primeiro lugar da Intel na corrida pelo
processador mais rápido para PCs. Um Athlon/550, por exemplo, era
sensivelmente mais veloz que um Pentium III/550, e seu custo era menor. A
partir daí, Intel e AMD começaram uma corrida em busca do primeiro
lugar. A Intel lançava um modelo mais veloz, logo a seguir a AMD lançava
um modelo ainda mais veloz, depois a Intel fazia o mesmo, e assim por
diante. 
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-31
Figura 7.20
Processador AMD Athlon para Slot A.
A primeira versão do Athlon usava tecnologia de 0,25 (Modelo 1) e
utilizava um encapsulamento de cartucho, similar ao do Pentium II e do
Pentium III. O seu soquete, chamado Slot A, era bastante parecido com o
Slot 1, entretanto não são compatíveis do ponto de vista elétrico. Não é
possível encaixar um Athlon em um Slot 1, assim como não é possível
encaixar um Pentium II/III em um Slot A. Ambos os conectores são
parecidos, mas possuem chanfros em posições diferentes que impedem o
encaixe do processador errado. Um técnico distraído pode conseguir
encaixar um Athlon no Slot 1, se inverter a posição do processador. Se isto
for feito, o processador obviamente não funcionará. O processador e a placa
de CPU serão danificados. 
Posteriormente a AMD lançou o Athlon Modelo 2, com tecnologia de 0,18
, porém ainda utilizando o formato de cartucho. 
Processador Atlhon, modelos 1 e 2
Lançamento 1999
Transistores 22.000.000
Tecnologia 0,25  e 0,18 
Encapsulamento SEC
Barramento de dados 64 bits
Barramento de endereços 36 bits
Capacidade de memória 64 GB
Clock interno 500 a 1000 MHz
Clock externo 200 MHz
Consumo 31 a 65 W
Cache L1 128 kB
Cache L2 512 kB, discreta
7-32 Hardware Total
No detalhe à direita da figura 20, que mostra processadores Athlon com o
cartucho aberto, podemos observar que na placa interna existe o
processador propriamente dito, na sua parte central, e dois chips de
memória, que formam a cache L2. Dependendo do modelo, a cache L2
dessas primeiras vesões do Athlon podiam operar com 1/2, 2/5 ou 1/3 da
freqüência do núcleo. Apenas um ano depois estava disponível o Athlon T-
Bird, com cache L2 integrada ao núcleo, com 256 kB e “full speed”. 
Barramento de 200 a 400 MHz
O Athlon foi criado para operar com um barramento externo de 200 MHz,
podendo ter este clock aumentado para até 400 MHz em novas versões. Isto
tornará possível a compatibilidade com novas memórias mais velozes a
serem lançadas em um futuro próximo. Este barramento emprega um
método chamado DDR (Double Data Rate), já utilizado por vários
barramentos para obter clocks maiores. Em cada período de clock, o Athlon
realiza duas transferências de dados, portanto cada período vale por dois.
Com o clock de 100 MHz e usando DDR, o resultado é equivalente ao de
um clock de 200 MHz. Com 133 MHz e DDR, o resultado é 266 MHz, e
com 200 MHze DDR, o resultado é o mesmo que 400 MHz. As primeiras
versões do Athlon operavam com 100 MHz x 2. No final do ano 2000 foram
lançadas versões de 133 MHz x 2. Note que um Athlon operando com 100
MHz e DDR produz um resultado melhor que um Pentium III usando 133
MHz, sem DDR. 
Mesmo sendo o Athlon capaz de operar a 200 MHz externos, as primeiras
placas de CPU para Athlon não suportavam memórias de 200 MHz, pois
elas simplesmente não existiam. Os primeiros chipsets faziam a comunicação
com o processador à taxa de 200 MHz (100 MHz com DDR), mas
comunicavam-se com a memória a 100 ou 133 MHz (memórias PC100 e
PC133). No início do ano 2001 começaram a surgir no mercado, placas de
CPU com suporte a memórias DDR. Memórias DDR200 podem operar a
200 MHz, e memórias DDR266 podem operar a 266 MHz. Com o uso
dessas novas placas de CPU e novas memórias, o Athlon pode tirar o
máximo proveito do seu veloz barramento externo. 
Cache L1 de 128 kB
Caches maiores e com maior clock resultam em maior desempenho. Os
processadores Intel tradicionalmente usam caches L1 de tamanho modesto,
como 16 kB e 32 kB. Processadores AMD costumam usar caches L1 maiores
como os 64 kB do K6-2 e do K6-III. A AMD colocou no Athlon, uma cache
L1 de 128 kB, um tamanho bastante generoso. A conseqüência deste
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-33
tamanho maior é que o processador encontrará com maior probabilidade, os
dados e instruções que necessita na própria cache L1, sem a necessidade de
utilizar mecanismos de acesso mais demorados para obter essas informações.
Unidade de ponto flutuante
A unidade de ponto flutuante, responsável pela execução de cálculos
matemáticos complexos, é de extrema importância na execução de
programas científicos, programas de CAD e engenharia, e em programas que
geram gráficos tridimensionais. Antigamente, só engenheiros e cientistas
precisavam de uma unidade de ponto flutuante. Hoje, todos os jogos 3D
necessitam deste recurso. Por isso todos os processadores modernos possuem
em seu interior, uma unidade de ponto flutuante, capaz de realizar operações
matemáticas complexas com extrema velocidade. 
Até pouco tempo, a unidade de ponto flutuante de processadores Intel era
imbatível. Um Celeron/266, por exemplo, realizava cálculos de forma mais
rápida que um AMD K6-III/450. Esta situação mudou com o processador
Athlon. Sua unidade de ponto flutuante foi totalmente reprojetada visando
máxima eficiência. Um Athlon realiza cálculos matemáticos complexos com
velocidade de 10 a 15% maior que um Pentium III de mesmo clock. 
Enhanced 3D Now e MMX ampliado
As instruções 3D Now encontradas no K6-2 e K6-III foram mantidas e
ampliadas no Athlon, com 5 novas instruções. As instruções MMX, também
presentes nesses processadores, também foram ampliadas com 19 novas
instruções. Essas instruções resultam em melhor desempenho na geração de
imagens tridimensionais e melhor processamento de sinais de vídeo e áudio,
útil para aplicações como reconhecimento de voz, compressão e
descompressão de vídeo, tratamento de imagens 2D e sinais analógicos em
geral. 
Clocks e consumo de energia
O Athlon tem fama de ser um processador mais quente que o Pentium III.
Isto se deve ao fato do Athlon ter um número muito maior de transistores. O
Athlon é um processador de 7a geração, enquanto o Pentium III é de 6a.
Comparemos inicialmente o Athlon modelo 1 de 600 MHz com o Pentium
III Katmai de 600 MHz. Esses dois processadores possuem cache L2
separada do núcleo (discreta), com 512 kB. Ambos são construídos com
tecnologia de 0,25.
Processador Transistores Potência
7-34 Hardware Total
Pentium III/600 9.500.000 36 W
Athlon 600 22.000.000 50 W
Como vemos, o Athlon possui no seu núcleo um número de transistores
mais que duas vezes maior que o do Pentium III, devido aos seus circuitos
mais complexos. Como ambos utilizam transistores com tamanhos iguais, isto
tornaria a potência elétrica dissipada pelo Athlon também duas vezes maior.
Entretanto este aumento de potência é de apenas 40%, graças ao fato do
Athlon/600 ter seu núcleo alimentado por 1,6 volts, enquanto o Pentium
III/600 Katmai operava com 2 volts. Ainda assim é consideravelmente
elevada a dissipação de 50 watts, resultando no uso de coolers de maior
tamanho. 
A tabela que se segue mostra a potência dissipada por cada versão do
Athlon até 1 GHz (modelos 1 e 2). Note que apesar do clock externo ser de
200 MHz em todos esses casos, os multiplicadores levam em conta o clock
de 100 MHz. Por exemplo, um Athlon/500 usa multiplicador 5x, e não 2,5x.
Na verdade o clock desses modelos do Athlon é de 100 MHz, que com
DDR (Double Data Rate) resulta no mesmo efeito que teria um clock efetivo
de 200 MHz.
Clock e modelo Clock interno
e externo
Multiplicador Potência
500 MHz modelo 1 500 MHz / 200 MHz 5x 42 W
550 MHz modelo 1 550 MHz / 200 MHz 5,5x 46 W
600 MHz modelo 1 600 MHz / 200 MHz 6x 50 W
650 MHz modelo 1 650 MHz / 200 MHz 6,5x 54 W
700 MHz modelo 1 700 MHz / 200 MHz 7x 50 W
550 MHz modelo 2 550 MHz / 200 MHz 5,5x 31 W
600 MHz modelo 2 600 MHz / 200 MHz 6x 34 W
650 MHz modelo 2 650 MHz / 200 MHz 6,5x 36 W
700 MHz modelo 2 700 MHz / 200 MHz 7x 39 W
750 MHz modelo 2 750 MHz / 200 MHz 7,5x 40 W
800 MHz modelo 2 800 MHz / 200 MHz 8x 48 W
850 MHz modelo 2 850 MHz / 200 MHz 8,5x 50 W
900 MHz modelo 2 900 MHz / 200 MHz 9x 60 W
950 MHz modelo 2 950 MHz / 200 MHz 9,5x 62 W
1000 MHz modelo 2 1000 MHz / 200 MHz 10x 65 W
Clock externo e acesso à memória
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-35
Alguma confusão foi feita pelos usuários em relação ao clock externo e as
memórias utilizadas pelo Athlon. Afinal, o clock externo era de 100 ou 200
MHz? E como esses clocks são compatibilizados com as memórias PC100 e
PC133 (100 MHz e 133 MHz) disponíveis na época do seu lançamento? Seria
necessário usar memórias de 200 MHz? 
Esta questão não é específica do Athlon, mas de outros processadores e
chipsets. Durante muitos anos, as memórias usadas nas placas de CPU
deveriam operar com o mesmo clock externo usado pelo processador. Em
um Pentium MMX, as memórias deveriam operar a 66 MHz. Em um
Pentium II/400, por exemplo, as memórias deveriam operar com 100 MHz,
tal qual o processador. Dizemos que nesses casos a memória opera de forma
síncrona, ou seja, com o mesmo clock do processador. Novos chipsets foram
desenvolvidos com o recurso de acessar a memória de forma assíncrona, ou
seja, com um clock diferente do utilizado pelo processador. Um dos
primeiros chipsets com esta capacidade foi o VIA Apollo MVP3, que
permitia por exemplo, usar memórias a 66 MHz com um processador
operando com clock externo de 100 MHz. Muitos chipsets modernos têm
esta capacidade, inclusive os utilizados pelo Athlon. 
Figura 7.21
Conexões entre processador, chipset e
memória.
A figura 21 mostra o diagrama de blocos de uma típica placa de CPU. Nele
vemos em destaque o processador, o chipset e a memória DRAM.
Normalmente os chipsets são formados por dois chips independentes: o
Northbridge ou System Controller, que é encarregado de controlar a
memória e o barramento AGP, e o SouthBridge, especializado em interfaces
7-36 Hardware Total
e comunicação com periféricos. Vemos na figura deste exemplo que a
comunicação entre o processador e o chipset é feita a 200 MHz, enquanto a
comunicação entre o chipset e a memória é feita a 100 MHz. Os diversos
chipsets para Athlon passaram por várias gerações, com diferenças nas
velocidades de comunicação com o processador e com as memórias:
a) Processador a 200 MHz, memórias a 100 MHz
b) Processador a 200 MHz, memórias a 100 ou 133 MHz
c)Processador a 200 ou 266 MHz, memórias a 100 ou 133 MHz
d) Processador a 200 ou 266 MHz, memórias DDR a 200 ou 266 MHz
O melhor desempenho do processador é obtido quando a memória DRAM
é capaz de operar com velocidade igual ao seu clock externo, o que só se
tornou possível com as placas de CPU que dão suporte a memórias DDR,
encontradas no mercado a partir de meados do ano 2001. Antes disso, as
memórias PC100 e PC133 realmente estavam abaixo do desempenho
exigido pelo Athlon. 
Athlon T-Bird
Assim como a Intel passou o Pentium III da versão Katmai para a versão
Coppermine, a AMD passou o processador Athlon original para a versão
Thunderbird (T-Bird). Ambos os fabricantes lançaram versões com
encapsulamentos de cartucho e soquete, passaram de 0,25 para 0,18 e
fizeram alterações no seu núcleo, principalmente a integração da cache L2.
Também foram lançadas versões econômicas: o Celeron baseado no núcleo
Coppermine (até então era baseado no núcleo Katmai do Pentium II) e o
Duron, que é um Athlon T-bird com cache L2 de 64 kB. A tabela que se
segue mostra a transição que esses processadores sofreram no ano 2000. 
Intel AMD
Pentium III Katmai, SEC, 0,25 Athlon, modelo 1, SEC, 0,25
- Athlon, modelo 2, SEC, 0,18
Pentium III Coppermine, SEC, 0,18 Athlon T-Bird, SEC, 0,18
Pentium III Coppermine, FC-PGA, 0,18 Athlon T-Bird, PGA, 0,18
Celeron Coppermine-128, FC-PGA, 0,18 AMD Duron, PGA, 0,18
Note que o modelo Katmai do Pentium III (cache L2 discreta) foi produzido
apenas na versão de cartucho e com tecnologia de 0,25. Já os Athlons de
cache discreta (modelos 1 e 2) foram ambos produzidos na versão de
cartucho, com tecnologias de 0,25 e 0,18. Observe ainda que o Athlon
modelo 2 não tem correspondente na Intel. Ao invés de partir diretamente
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-37
para as novas versões com cache integrada, a AMD precisou lançar o
modelo 2, já que a dissipação de calor do modelo 1 era muito elevada. 
Ambos os fabricantes fizeram a integração da cache L2 ao núcleo do
processador utilizando a tecnologia de 0,18. O Coppermine da Intel
corresponde ao T-Bird da AMD. Ambos os processadores foram produzidos
nas versões PGA e de cartucho. Este é um engano que muitos cometem. As
versões Coppermine e T-Bird, apesar de serem mais comuns no
encapsulamento PGA, também foram produzidas no formato de cartucho. 
Até então, o Celeron era baseado no núcleo Katmai do Pentium II, e não
tinha os recursos do Pentium III (que também era Katmai), como as
instruções SIMD. Portanto o Celeron nada mais era que um Pentium II com
menos cache, apesar desta cache ser full speed. Ao lançar o Pentium III
Coppermine, a Intel passou a produzir novas versões do Celeron, finalmente
baseadas no Pentium III, e não no Pentium II. É o chamado Celeron
Coppermine-128. Esta nova versão do Celeron possui 128 kB de cache L2,
contra 256 kB do Pentium III, e seu barramento externo operava a 66 MHz,
contra 100 e 133 MHz do Pentium III. 
Assim como a Intel lançou o Celeron Coppermine-128, a AMD criou o
“irmão mais novo” do Athlon. É o processador AMD Duron, cuja única
diferença em relação ao Athlon T-Bird é a cache L2 de 64 kB. Tanto o
Duron quanto as novas versões do Celeron são produzidas exclusivamente
com o encapsulamento PGA, e não na versão de cartucho. 
O soquete utilizado pelo Duron e pelo Athlon T-Bird PGA é chamado de
Socket A.
7-38 Hardware Total
Figura 7.22
Processador Athlon para Socket A.
Processador Athlon T-Bird
Lançamento 2000
Transistores 37.000.000
Tecnologia 0,18 
Encapsulamento PGA ou SEC
Barramento de dados 64 bits
Barramento de endereços 36 bits
Capacidade de memória 64 GB
Clock interno A partir de 650 MHz
Clock externo 200 e 266 MHz
Consumo Acima de 38 W
Cache L1 128 kB
Cache L2 256 kB
Novos recursos:
Cache L2 integrada ao núcleo, com 256 kB. 
Apesar dos novos processadores Athlon terem encapsulamento PGA, a
AMD ainda produz versões de cartucho. Podemos identificar facilmente um
Athlon T-Bird de cartucho. Observe na figura 21 a descrição da numeração
existente no processador. Os dígitos “2” e “4” na figura caracterizam o T-
Bird. O “2” indica que a cache L2 tem 256 kB, e o “4” indica que o divisor
de cache é 1:1, ou seja, a cache opera na mesma freqüência do núcleo. Esses
processadores são mais velozes que os Athlons originais, e podem ser
instalados em placas de CPU com Slot A. Como essas placas foram
originalmente projetadas para os Athlons “antigos” (não T-Bird), o seu BIOS
poderá apresentar a mensagem “Unknown Athlon Processor” (processador
Athlon desconhecido) durante o boot. Este não reconhecimento preciso do
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-39
processador não traz maiores conseqüências ao funcionamento do
computador. O reconhecimento correto pode ser feito se realizarmos uma
atualização no BIOS da placa de CPU. 
Figura 7.23
Identificação de um processador Athlon T-
Bird para Slot A.
O Athlon foi projetado para ser um processador compatível com as
arquiteturas x86 / IA-32 e processar todos os sistemas operacionais e
programas para PCs, como o Windows 9x/ME, Windows NT/2000, Windows
XP, Linux, etc. Todos os programas que funcinam no Pentium, Pentium
II/Pentium III e demais processadores Intel, funcionam também no Athlon.
Apenas algumas atualizações cabem ser feitas nos sistemas operacionais. O
Windows 2000, por exemplo, requer a instalação do Service Pack 1 para
corrigir alguns problemas. 
Clocks e potências do Athlon T-Bird
Periodicamente os fabricantes de processadores realizam alterações que
resultam em redução da potência consumida. A alteração mais drástica é a
redução do tamanho dos transistores (por exemplo, 0,25 para 0,18 e
posteriormente para 0,13). Outras alterações também podem ser realizadas
neste sentido, como a redução da tensão de alimentação interna do
processador. Por isso para saber a potência elétrica exata dissipada por cada
modelo (para efeito de cálculo do cooler) é preciso sempre consultar os
manuais mais recentes. A tabela que se segue mostra os clocks e potências
para o Athlon T-Bird modelo 4, operando com alimentação de 1,75V. 
Modelo Clock interno
e externo
Multiplicador Potência
650 MHz 650 MHz / 200 MHz 6,5x 38 W
7-40 Hardware Total
700 MHz 700 MHz / 200 MHz 7x 40 W
750 MHz 750 MHz / 200 MHz 7,5x 43 W
800 MHz 800 MHz / 200 MHz 8x 45 W
850 MHz 850 MHz / 200 MHz 8,5x 47 W
900 MHz 900 MHz / 200 MHz 9x 50 W
950 MHz 950 MHz / 200 MHz 9,5x 52 W
1000 MHz 1000 MHz / 200 MHz 10x 54 W
1000 MHz 1000 MHz / 266 MHz 7,5x 54 W
1100 MHz 1100 MHz / 200 MHz 11x 60 W
1133 MHz 1133 MHz / 266 MHz 8,5x 63 W
1200 MHz 1200 MHz / 200 MHz 12x 66 W
1200 MHz 1200 MHz / 266 MHz 9x 66 W
1300 MHz 1300 MHz / 200 MHz 13x 68 W
1333 MHz 1333 MHz / 266 MHz 10x 70 W
1400 MHz 1400 MHz / 200 MHz 14x 72 W
1400 MHz 1400 MHz / 266 MHz 10,5x 72 W
O Athlon continua a ser um processador quente, chegando até 72W de
potência dissipada na sua versõa de 1.4 GHz. Para os modelos de 650, 700 e
750 MHz, ele chega a ser até um pouco mais quente que o modelo 2 de
cartucho, porém a partir de 800 MHz, as potências dissipadas pelo T-Bird
são menores que as das versões semelhantes do modelo 2 de cartucho.
Podemos esperar para um futuro próximo, reduções nas potências dissipadas
pelas novas versões do Athlon, resultantes da redução da tensão do núcleo e
da adoção da tecnologia de 0,13. 
Note que as versões inferiores a 1 GHz são oferecidas apenas com o
barramento externo de 200 MHz. A partir de 1 GHz, algumas versões são
fabricadas apenas com o barramento de 200 MHz (1.1 e 1.3 GHz), outras são
fabricadas apenas com o barramento de 266 MHz (1.13 e 1.33 GHz) e outrassão oferecidas com barramentos de 200 e de 266 MHz (1, 1.2 e 1.4 GHz). As
placas de CPU são capazes de detectar o clock externo suportado pelo
processador e configurá-lo automaticamente. Podemos ainda fazer esta
configuração no modo manual, forçando o processador para 200 ou 266
MHz, de acordo com o modelo. Para fazer esta configuração corretamente é
preciso determinar se o Athlon usado tem barramento de 200 ou 266 MHz.
Esta informação está estampada na face superior do processador. 
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-41
Figura 7.24
Identificação de um processador Athlon T-
Bird modelo 4.
A seqüência de letras existente na face superior do processador traz várias
informações úteis, como mostra a figura 24. Entre elas, o último caracter
indica o clock externo do barramento (B=200 MHz e C=266 MHz). Outra
informação importantíssima é a que define a temperatura máxima do
processador (S=95oC e T=90oC). Isto é importante para determinar o cooler
correto para o processador usado. Um processador que suporta temperatura
máxima maior (no caso, 95oC) é preferível a um que suporta uma
temperatura menor. São informações úteis para conferir o processador na
ocasião da compra, e também para configurar corretamente um computador
durante sua montagem, manutenção ou expansão. 
O Athlon Palomino (ou Athlon XP)
Depois de lançar o Athlon Thunderbird (modelo 4), a AMD criou o Athlon
MP (servidores e workstations) e o Athlon 4 (portáteis). Ambos utilizam o
núcleo modelo 6, com otimizações diversas, tais como Professional 3D Now e
menor consumo de energia. Apesar de ambos serem baseados no núcleo
modelo 6, o Athlon MP tem habilitados seus recursos especiais de
multiprocessamento, enquanto o Athlon 4, que não realiza
multiprocessamento, tem recursos especiais de economia de energia. O
Athlon 4, que será estudado mais adiante, é na verdade um Athlon para
portáteis. Nas seções seguintes apresentaremos os processadores Athlon MP
e Athlon 4.
O núcleo do modelo 6 passou a ser utilizado na nova versão do Athlon para
PCs desktop, inicialmente chamado de “Athlon Palomino”. Esta nova versão
possui melhoramentos na cache L2, instruções Professional 3D Now e
reduzido consumo de energia, porém não conta com os recursos de
multiprocessamento do Athlon MP nem com os recursos de economia de
energia do Athlon 4. Logo o Athlon T-Bird para PCs desktop sairá de linha e
dará lugar ao Athlon Palomino (note que este é um nome provisório usado
internamente na AMD). Os resultados serão preços menores, maiores
velocidades e menor geração de calor. 
7-42 Hardware Total
### Colocar tabela de equivalência
Athlon Thoroughbred e Athlon Barton
Essas são novas versões do Athlon para PCs desktop que deverão substituir o
modelo Palomino em 2002. São baseados na tecnologia de 0,13. Existirão
também versões correspondentes para PCs portáteis. 
Athlon Clawhammer
Poderá ser lançada uma versão para PCs desktop baseada na tecnologia
AMD x86-64. Será um processador de 64 bits, apesar de compatível com a
arquitetura x86. Este será um modelo de 8a geração, também com tecnologia
de 0,13 e seu lançamento está previsto para 2002 ou 2003. 
Athlon MP
O Athlon MP é uma versão do Athlon capaz de operar em placas de CPU
com múltiplos processadores. Apenas para recordar, o Pentium II e o
Pentium III podiam operar em placas com 1 ou 2 processadores (SP e DP),
enquanto suas versões Xeon podiam operar em modos de até 4
processadores. Já o Pentium 4, assim como o Athlon, podem operar apenas
no modo SP (ou seja, um único processador). Assim como o Intel Xeon é
uma versão do Pentium 4 que pode operar no modo dual, o Athlon MP é
uma versão do Athlon capaz de operar também em modo dual. Futuras
versões do Athlon MP poderão operar em grupos de 4 e 8 processadores. O
Athlon MP é portanto um processador voltado para servidores e estações de
trabalho de alto desempenho, mercado que até então estava dominado pelos
processadores Intel: Pentium II Xeon, Pentium III Xeon e (Pentium 4) Xeon. 
Figura 7.25
Processador Athlon MP.
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-43
Juntamente com o Athlon MP, a AMD lançou também o chipset AMD 760
MP, capaz de operar com o sistema dual. Na figura 26 vemos uma das
primeiras placas de CPU para Athlon MP, a Tyan Thunder K7, equipada
com este chipset. Como vemos são dois soquetes de 463 pinos, além de slot
AGP Pro, 5 slots PCI de 64 bits e 4 soquetes para memórias DDR DDR
padrões DDR200 (para processadores com clock externo de 200 MHz) e
DDR266 (para as versões com clock externo de 266 MHz). Essas memórias
são portanto capazes de operar com a plena velocidade exigida pelo Athlon
MP, ao contrário das memórias PC100 e PC133, que ficam bem abaixo desta
velocidade. 
Figura 7.26
Uma placa de CPU para dois processadores
Athlon MP.
A figura 27 mostra o diagrama de blocos de uma placa de CPU baseada no
chipset AMD 760 MP, para dois processadores Athlon MP. Não é muito
diferente de outras placas para múltiplos processadores. Este chipset é
formado pelos chips AMD 762 (este é o que tem recursos de
multiprocessamento) e o controlador de periféricos AMD 766. Note que este
segundo chip não é responsável por funções de multiprocessamento, e é
inclusive utilizado na versão “não multiprocessada” do AMD 760. Portanto o
chipset AMD 760 é oferecido em duas versões:
AMD 760 MP = AMD 762 (MP) + AMD 766
AMD 760 = AMD 761 (não MP) + AMD 766
7-44 Hardware Total
*** 75%
***
Figura
7.27
Diagrama de
uma placa de
CPU dual para
processadores
Athlon MP.
O chip AMD 762 faz a ligação com até dois processadores Athlon MP, a 200
ou 266 MHz. A ligação é feita com as memórias DDR, que poderão ser
também de 200 ou 266 MHz. O AMD 762 também é responsável pela
geração dos sinais do barramento PCI, que opera com 32 ou 64 bits, a 33
MHz. Na versão “não MP”, ou seja, no AMD 761, o barramento PCI é de
apenas 32 bits, como na maioria das placas de CPU monoprocessadas. Já a
velocidade da comunicação com o processador e com a memória DDR é a
mesma da versão MP, ou seja, 200/266 MHz. 
A figura 28 mostra como reconhecer um processador Athlon MP, a partir da
inscrição na sua face superior. O prefixo “HX” antes da indicação do clock é
o que o distingue das outras vesões do Athlon. Assim como ocorre com
outras versões, existem informações importantes, como o clock, a voltagem,
o clock externo máximo, a temperatura máxima e o tamanho da cache L2. 
Figura 7.28
Identificando um Athlon MP.
Processador Athlon MP
Lançamento 2001
Capítulo 7 – Processadores modernos 7-45
Transistores 37.500.000
Tecnologia 0,18 
Encapsulamento PGA
Barramento de dados 64 bits
Barramento de endereços 36 bits
Capacidade de memória 64 GB
Clock interno A partir de 1000 MHz
Clock externo 266 MHz
Consumo A partir de 46 W
Cache L1 128 KB
Cache L2 256 KB
Novos recursos:
Redução de 20% no consumo de energia, operação em
modo dual, cache L2 com eficiência aumentada,
Professional 3D Now, compatíveis com as instruções
SSE do Pentium III. 
Apesar de utilizar a mesma tecnologia de 0,18  e a mesma voltagem das
versões então existentes do Athlon, o Athlon MP possui otimizações nos seus
circuitos internos que resultaram em redução de cerca de 20% no consumo
elétrico. Foi inicialmente liberado nas versões de 1000 e 1200 MHz, ambas
com barramento externo de 266 MHz. Sua cache L2 sofreu melhoramentos
na arquitetura (TLB = Translation Lookaside Buffer e Hardware Pre-fetch)
que melhoraram sua eficiência, apesar de ter mantido o tamanho de 256 kB.
Futuras versões do Athlon MP poderão usar caches L2 maiores. 
Professional 3D Now
Outro recurso interessante introduzido no Athlon MP são as novas instruções
especializadas em processamento