UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA FACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS LABORATORIO TURNO: “C” Miércoles 07 - 09 horas NÚMERO DE GRUPO: 03 PENTIUM IV (ULTIMA (ULTIMA TÍTULO DE PRÁCTICA: HARDWA RE PC AT PENTIUM GENERACION)(CHIPSET)
NUMERO DE PRÁCTICA: 06 ALUMNOS: Arce Tupac Yupanqui, Paulo Cesar 20052563
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Mendoza Apaza, Erick Luis
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20091177
18 de mayo del 2016
AREQUIPA-PERÚ 1
Contenido 1. Hardware PC AT............................................................................................................................... 3 Características ............................................................................................................................... 3
2. Pentium IV ....................................................................................................................................... 5 Las distintas versiones ................................................................................................................. 5
Willamette .................................................................................................................................. 5 Northwood ................................................................................................................................. 6 Gallatin (Extreme Edition) ....................................................................................................... 7 Prescott ...................................................................................................................................... 8 Cedar Mill ................................................................................................................................... 9
3. Última generación Pentium IV ........................................................................................................ 9 Texas y Jayhawk ........................................................................................................................... 9 Doble procesador ........................................................................................................................ 10
Xeon ......................................................................................................................................... 10 Pentium D ................................................................................................................................ 10
4. Chipset Pentium IV ........................................................................................................................ 10 5. Bibliografía .................................................................................................................................... 13
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1. Hardware PC AT El IBM Personal Computer/AT, denominado popularmente IBM AT y a veces PC
AT o PC/AT, fue el PC de segunda generación de IBM, diseñado en torno a un microprocesador Intel 80286 a 6 MHz y lanzado en 1984 como el modelo 5170. Más adelante, IBM lanzó una versión a 8 MHz. Las siglas AT significaban "Advanced Technology" («Tecnología Avanzada») debido a que el AT incorporaba varias tecnologías novedosas que eran nuevas en los computadores personales, como el modo protegido del procesador Intel 80286, o lasdisqueteras de 5 1/4 pulgadas de alta densidad (1.2 MB), que más tarde se convertirían en un estándar de la industria. Se lanzaron dos modelos: el PC/AT Model 1 de 256 KiB de RAM, dos disqueteras y un pantalla en color) y el PC/AT Model 2 (512 KiB de RAM, una disquetera, disco duro y pantalla en color). Los precios partían de los 5.29 51 dólares para la configuración básica y podían llegar a unos $9000 2 en las configuraciones más avanzadas. El PC/AT fue revolucionario, pero fue la última vez que IBM consiguió imponer un estándar en la industria de los clónicos "compatible PC". Con su sucesor, el Personal System/2, intentó estandarizar -sin éxito- su bus Micro Channel, pero debido al elevado coste de la licencia, los grandes fabricantes optaron por crear su propia arquitectura, EISA. Con el cese en la producción del AT, se paralizó la compatibilidad con los clónicos, hasta que IBM cesó la producción de su PS/2 y adoptó los estándares impuestos por los demás fabricantes.
Características
Parte trasera del PC/AT.
Fue el primer sistema basado en el Intel 80286 o 286 . El 286 soporta dos modos de operación: modo real y modo protegido. El modo real emula el entorno básico de ejecución del 8088/8086 con 1 MB de espacio de direccionamiento, lo cuál le otorga compatibilidad con el software para IBM PC/PC XT. En el modo protegido, se proporciona
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soporte para entornos multitarea. El espacio completo de 16 MB (16 MiB) y 1 GB (GiB) de memoria virtual también se soporta en el modo protegido.
AT-Bus: la placa base del AT cuenta con un bus de datos de 16 bits y un bus de direcciones de 24 bits que era retrocompatible con las tarjetas de expansión de los IBM PC/PC XT (con un bus de datos de 8 bits y un bus de direcciones de 20 bits)
15 IRQs configurables y 7 canales DMA (frente a las 8 IRQs y 4 DMAs del IBM PC). Las IRQ de 8 a 15 cuelgan en cascada de la IRQ 2, lo que deja 15 activas en lugar de 16; similarmente, se empleó un chip DMA 8237 en configuración "esclavo" para controlar las transferencias de 8 bits (canales 0 a 3), colgando del canal 4 de otro 8237 encargado de las operaciones de 16 bits (canales 5, 6 y 7), quedando así un total de 7 canales activos (en lugar de 8).
Un máximo de 15 MB de memoria RAM gracias al bus de direcciones de 24 bits. Por el contrario, el PC original sólo soportaba 640 KB. Si se instalaba más de 640 KB de RAM en el AT, la memoria adicional por encima de esos 640 KB se remapeaba por encima de 1 MB (memoria extendida).
Se integró una batería de 6v para alimentar el reloj del sistema (Reloj en Tiempo Real o Real Time Clock) y 50 bytes de memoria CMOS para almacenar los parámetros de la BIOS; el IBM PC requería configurar manualmente la fecha y hora con los comandos Time y Date , o bien una tarjeta de expansión con RTC, para evitar el 01-80
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por defecto.
El ordenador incluía un nuevo teclado de 84 teclas (siendo la última SysRq) similar a los que se usan actualmente, con teclas de cursor, un teclado numérico separado del resto de teclas e indicadores LED para Caps Lock/Scroll Lock/Num Lock . Usaba el mismo conector DIN 5 que el IBM PC y era eléctricamente compatible con el mismo, pero generaba diferentes señales de entrada. Más adelante, se sustituyó por un teclado de 101/102 teclas (Enhanced keyboard).
Introdujo una nueva disquetera de 5 1/4" de alta densidad y disquetes de 1.2 MB (HD), más del triple de capacidad que los disquetes de 360 KB del IBM PC de primera generación.
Disco duro de 20 MB con un tiempo de respuesta de 40 ms, el doble de rápido que el disco de 10 MB con el que contaba el PC XT. Desafortunadamente, las primeras unidades tenían muchos problemas de fiabilidad.
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Microsoft e IBM lanzaron una nueva versión (3.0) de DOS para soportar las nuevas características del PC/AT: la nueva unidad de disquetes de 5.25" (1.2 MB), las nuevas capacidades de disco (20 MB y más), etc.
Contaba con una cerradura con llave en el frontal para bloquear el acceso al ordenador.
Opcionalmente, se podía adquirir el adaptador Enhanced Graphics Adapter (EGA) con una resolución de 640x350 y 16 colores simultáneos (de una paleta de 64) o el PGC (Professional Graphics Controller) de hasta 640x480@256 colores (de una paleta de 4096) con aceleración 2D y funciones 3D para aplicaciones CAD.
2. Pentium IV El Pentium 4 fue una línea de microprocesadores de séptima generación basado en la arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado el 20 de noviembre de 2000.1 El 8 de agosto de 2008 se realiza el último envío de Pentium 4,2 siendo sustituido por los Intel Core Duo Para sorpresa de la industria informática, la nueva microarquitectura NetBurst del Pentium 4 no mejoró en rendimiento al viejo diseño de la microarquitectura Intel P6 del Pentium III, según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u operaciones de coma flotante. La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE. En 2004, se agregó el conjunto de instrucciones x86-64 de 64 bits al tradicional set x86 de 32 bits. Al igual que los Pentium II y Pentium III, el Pentium 4 se comercializa en una versión para equipos de bajo presupuesto (Celeron), y una orientada a servidores de gama alta (Xeon). Los nombres de código, a partir de la evolución de las distintas versiones, son: Willamette (180 nanómetros), Northwood (130nm), Gallatin (Extreme Edition, también 130 nm), Prescott (90 nm) y Cedar Mill (65 nm).
Las distintas versiones Willamette Willamette, la primera versión del Pentium 4, sufrió importantes demoras durante el diseño. De hecho, muchos expertos aseguran que los primeros modelos de 1,3; 1,4; 1,5 GHz fueron
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lanzados prematuramente para evitar que se extendiera demasiado el lapso de demora de los Pentium 4. Además, los modelos más nuevos del AMD Thunderbirdtenían un rendimiento superior al Intel Pentium III, pero la línea de producción se encontraba al límite de su capacidad por el momento. Fueron fabricados utilizando un proceso de 180 nm y utilizaban el Socket 423 para conectarse a la placa base. A la hora de los exámenes de rendimiento, los Willamette fueron una decepción ya que no podían superar claramente a los Thunderbird ni a los Pentium III de mayor velocidad. Incluso la diferencia con la línea de bajo costo AMD Duron no era significante. Vendió una cantidad moderada de unidades. En enero de 2001 un microprocesador más lento de 1,3 GHz fue añadido a la lista. En la primera mitad del mismo año, salieron a la venta los modelos de 1,6, 1,7 y 1,8 GHz notablemente superiores a los Pentium III. En agosto, los modelos de 1,9 y 2,0 GHz vieron la luz (todavía con la inicial tecnología de proceso de 0,18 micrones o 180nanómetros). El Willamette de 2,0 GHz fue el primer Pentium 4 que puso en duda el liderazgo en rendimiento, que hasta ese momento estaba liderado indiscutiblemente por la línea Thunderbird de AMD. Si bien algunos resultados arrojaban una leve diferencia a favor de AMD, los analistas concluyeron que la diferencia no era significativa para decir que un procesador era claramente superior al otro. Y salieron las primeras Placas con socket 478 y núcleo Willamette. Esto fue un gran paso para Intel, que hasta la salida del AMD Athlon había sido el rey de la velocidad en los microprocesadores por 16 años en forma casi ininterrumpida.
Northwood En octubre de 2001, el Athlon XP reconquistó el liderazgo en la velocidad de los procesadores, pero en enero de 2002 Intel lanzó al mercado los nuevos Northwood de 2,0 y 2,2 GHz. Esta nueva versión combina un incremento de 256 a 512 KiB en la memoria caché con la transición a la tecnología de producción de 130 nanómetros. Al estar el microprocesador compuesto por transistores más pequeños, podía alcanzar mayores velocidades y a la vez consumir menos energía. El nuevo procesador funcionaba con e lSocket 478, el cual se había visto en los últimos modelos de la serie Willamette. Con la serie Northwood, los Pentium 4 alcanzaron su madurez. La lucha por la cima del rendimiento se mantuvo reñida, a medida que AMD introducía versiones más veloces del Athlon XP. Sin embargo, la mayoría de los observadores concluyeron que el Northwood más veloz siempre estaba ligeramente por encima de los modelos de AMD. Esto se hizo notorio cuando el paso de AMD a la manufactura de 130 nm fue postergado. Un Pentium 4 de 2,4 GHz fue introducido en abril de 2002, uno de 2,53 GHz en mayo (cuya principal optimización fue que incluyó un aumento del Front-side bus de 100 a 133 MHz QDR, es decir, de 400 a 533 MHz efectivos). En agosto vieron la luz los modelos de 2,6 y 2,8 GHz, y
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en noviembre la versión de 3,06 GHz (23x133 MHz QDR). Este último además soporta HyperThreading , una tecnología originalmente aparecida en los Intel Xeon que permite al sistema operativo trabajar con dos procesadores lógicos (lo que, en ciertas condiciones específicas, permite aproximarse al rendimiento proporcionado por dos CPU físicas propiamente dichas, o por las actuales de doble núcleo). En abril de 2003, Intel colocó en el mercado nuevas variantes, entre los 2,4 y 3,0 GHz, cuya principal diferencia era que todos ellos incluían la tecnología HyperThreading y e lFront-side bus era de 800 MHz(200 MHz QDR). Supuestamente esto era para competir con la línea Hammer de AMD, pero inicialmente solo salió a la luz la serie Opteron, la cual no estaba destinada entonces a competir directamente contra los Pentium 4 (debido a que los primeros estaban dedicados al mercado corporativo, mientras que el segundo al consumidor final). Por otro lado, los AMD Athlon XP, a pesar de su FSB aumentado de 333 a 400 MHz y las velocidades más altas no pudieron alcanzar a los nuevos Pentium 4 de 3,0 y 3,2 GHz. La versión final de los Northwood, de 3,4 GHz, fue introducida a principios de 2004.
Gallatin (Extrem e Edition ) En septiembre de 2003, Intel anunció la edición extrema (Extreme Edition) del Pentium 4, apenas sobre una semana antes del lanzamiento del Athlon 64, y el Athlon 64 FX. El motivo del lanzamiento fue porque AMD alcanzó en velocidad de nuevo a Intel, por ello fueron apodados Emergency Edition. El diseño era idéntico al Pentium 4 (hasta el punto de que funcionaría en las mismas placas base), pero se diferenciaba por tener 2 MiB adicionales de memoria caché L3. Compartió la misma tecnología Gallatin del Xeon MP, aunque con un Socket 478 (a diferencia del Socket 603 de los Xeon MP) y poseía un FSB de 800 MHz, dos veces más grande que el del Xeon MP. Una versión para Socket LGA775 también fue producida. Mientras que Intel mantuvo que la Extreme Edition estaba apuntada a los jugadores de videojuegos, algunos tomaron esta nueva versión como un intento de desviar la atención del lanzamiento de los AMD Athlon 64. Otros criticaron a Intel por mezclar la línea Xeon (especialmente orientada a servidores) con sus procesadores para usuarios individuales, pero poco se criticó cuando AMD hizo lo mismo con el Athlon 64 FX. El efecto de la memoria adicional tuvo resultados variados. En las aplicaciones de ofimática, la demora ocasionada por el mayor tamaño de la memoria caché hacía que los Extreme Edition fuesen menos veloces que los Northwood. Sin embargo, el área donde se destacó fue en la codificación multimedia, que superaba con creces la velocidad de los anteriores Pentium 4 y toda la línea de AMD. Tuvieron las siguientes presentaciones :3
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Zócalo
Velocidad de núcleo Bus frontal
3,20 GHz
800 MHz
3,40 GHz
800 MHz
3,40 GHz
800 MHz
3,46 GHz
1 066 MHz
478 pines
LGA 775
Prescott A principios de febrero de 2004, Intel introdujo una nueva versión de Pentium 4 denominada 'Prescott'. Primero se utilizó en su manufactura un proceso de fabricación de 90 nm y luego se cambió a 65nm; además se hicieron significativos cambios en la microarquitectura del microprocesador, por lo cual muchos pensaron que Intel lo promocionaría como Pentium 5. A pesar de que un Prescott funcionando a la misma velocidad que un Northwood rinde menos, la renovada arquitectura del Prescott permite alcanzar mayores velocidades y el overclock es más viable. El modelo de 3,8 GHz (solo para LGA775) es el más veloz de los que hasta ahora han entrado en el mercado. Su diferencia con los anteriores es que éstos poseen 1 MiB o 2 MiB de caché L2 y 16 KiB de caché L1 (el doble que los Northwood), Prevención de Ejecución, SpeedStep, C1E State, un HyperThreading mejorado, instrucciones SSE3 y manejo de 64 bits. También recibió unas mejoras en el sistema de predicción de datos, y tiene un pipeline de 31 etapas que, por cierto, fue unos de los mayores errores de dicho núcleo. Además, los primeros Prescott producían un 60% más de calor que un Northwood a la misma velocidad, y por ese motivo muchos lo criticaron con dureza y también fue apodado PresHot. Se experimentó con un cambio en el tipo de zócalo (de Socket 478 a LGA 775) lo cual incrementó en un 10% el consumo de energía del microprocesador, pero al ser más efectivo el sistema de refrigeración de este zócalo, la temperatura final bajó algunos grados. En posteriores revisiones del procesador los ingenieros de Intel esperaban reducir las temperaturas, pero esto nunca ocurrió fuera salvo a bajas velocidades.(Y) El procesador genera unos 130 W de calor, o TDP. Finalmente, los problemas térmicos fueron tan severos que Intel decidió abandonar la arquitectura Prescott por completo, y los intentos de hacer correr por encima de los 4 GHz
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fueron abandonados por considerarse un gasto inútil de recursos internos. También lo concerniente a las críticas mostradas en casos extremos de llevar el procesador Prescott a los 5,2 GHz para emparejarlo al Athlon FX-55 que funcionaba a 2,6GHz .4 Considerando una fanfarronada de Intel el lanzamiento de la arquitectura Pentium 4 diseñada para operar a 10 GHz, esto puede ser visto como uno de los más significativos, ciertamente el más público, déficit de ingeniería en la historia de Intel. Los Prescott con Socket LGA775 usan el nuevo sistema de puntaje y están clasificados en la serie 5XX. El más rápido es el 570J, lanzado a comienzos de 2005 y que funciona a 3,8 GHz. Los planes para microprocesadores de 4 o más GHz fueron cancelados y se les dio prioridad a los proyectos para fabricar procesadores dobles; en gran medida debido a los problemas de consumo de energía y producción de calor de los modelos Prescott. El procesador 570J también fue el primero en introducir la tecnología EDB, que es idéntica a la más temprana NX de AMD. El objetivo es prevenir la ejecución de algunos tipos de código maligno.
Cedar Mill "Está basado en el núcleo Prescott y únicamente se encuentra disponible en LGA775 para Pentium 4 de 64 bits. Aunque la serie 5 para LGA775 era una conversión del socket 478, los nuevos núcleos Cedar Mill, estaban basados en el Prescott y poseía las mismas instrucciones que éste y una nueva para procesar a 64 bits, excepto porque se calentaban bastante menos".
3. Última generación Pentium IV
Texas y Jayhawk Texas era el nombre que Intel le había dado al microprocesador que sería el sucesor de los Pentium 4 Prescott y Jayhawk haría lo mismo en la línea de los procesadores Xeon para servidores y al igual que otros Xeon anteriores también estaría preparado para funcionar en placas base con doble zócalo (es decir, dos procesadores físicos individuales en la placa base). Sin embargo, en mayo de 2004 ambos proyectos fueron cancelados. De este modo, Intel remarcó el giro hacia los procesadores de doble núcleo en un mismo encapsulado. A principios de 2003 Intel había mostrado un diseño preliminar del Texas y un proyecto para ponerlo en el mercado en algún momento de 2004, pero finalmente lo pospuso par a2005. Sin embargo, el 7 de mayo de 2004 Intel canceló el desarrollo de los procesadores. Tanto el retraso inicial como la cancelación se atribuyen a los problemas de calor debido al gigantesco consumo energético de los microprocesadores , lo cual ya había sucedido con los Prescott que además tenían solo un rendimiento ligeramente mayor que los Northwood (y con una menor generación de calor debido a su tecnología de proceso de 90 nanómetros, frente a la de 130 nm de su antecesor). Este cambio también obedeció a los deseos de Intel de enfocar sus
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esfuerzos en los microprocesadores dobles, para la gama Itanium de servidores, los Pentium de escritorio y los portátilesCentrino.
Doble procesador A partir de la tecnología NetBurst implementada en los Pentium 4, Intel creó variantes con doble procesador basadas en él.
Xeon La primera es denominada Paxville (Socket 604), fabricados en 90nm e introducidos en octubre de 2005. Son procesadores Xeon Dual-Core orientados para servidores y conformados por un procesador con dos núcleos Irwindale colocados en el mismo encapsulado. La evolución de Paxville fueron los núcleos Dempsey (LGA 771) también XeonDual-Core fabricados en 65nm alcanzando mayores frecuencias que los anteriores (2.67 hasta 3.73 GHz).
Pentium D Los Pentium D consisten en 2 procesadores Pentium 4 metidos en un solo encapsulado (2 núcleos Prescott para el core Smithfield [8xx] y 2 núcleos Cedar Mill para el corePresler [9xx]). Los núcleos de Pentium D al contrario de los Core 2 Duo, no comparten la memoria caché y no se comunican directamente, sino que lo hacen a través del bus del sistema. Nota que los Celeron D, son procesadores de un solo núcleo, de bajo coste y consumo, basados en los núcleos de Pentium 4 con frecuencias y caché reducidas, estando orientados para la ofimática, por lo que no se debe confundir por el nombre.
4. Chipset Pentium IV
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5. Bibliografía https://es.wikipedia.org/wiki/IBM_Personal_Computer/AT https://es.wikipedia.org/wiki/Intel_Pentium_4 https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Chipsets_Intel#Pentium_4_Chipsets
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