Pentium III

La marca Pentium III (comercializada como Procesador Intel Pentium III, informalmente PIII o P3) se refiere a Las CPU móviles y de escritorio x86 de 32 bits de Intel basadas en la microarquitectura P6 de sexta generación presentada el 28 de febrero de 1999. Los procesadores iniciales de la marca eran muy similares a los procesadores anteriores de la marca Pentium II. Las diferencias más notables fueron la adición del conjunto de instrucciones Streaming SIMD Extensions (SSE) (para acelerar los cálculos paralelos y de punto flotante) y la introducción de un controvertido número de serie incrustado en el chip durante la fabricación. El Pentium III es también un procesador de un solo núcleo.

Incluso después del lanzamiento del Pentium 4 a fines de 2000, el Pentium III continuó fabricándose con nuevos modelos introducidos hasta principios de 2003 y se descontinuó en abril de 2004 para unidades de escritorio y mayo de 2007 para unidades móviles.

Núcleos de procesador

Al igual que el Pentium II al que reemplazó, el Pentium III también estuvo acompañado por la marca Celeron para versiones de gama baja y el Xeon para derivados de gama alta (servidor y estación de trabajo). El Pentium III finalmente fue reemplazado por el Pentium 4, pero su núcleo Tualatin también sirvió como base para las CPU Pentium M, que utilizaron muchas ideas de la microarquitectura P6. Posteriormente, fue la microarquitectura Pentium M de las CPU de la marca Pentium M, y no el NetBurst que se encuentra en los procesadores Pentium 4, lo que formó la base de la microarquitectura Core de bajo consumo de Intel de las CPU de la marca Core 2, Pentium Dual-Core, Celeron (Núcleo) y Xeon.

Familia procesador Intel Pentium III
Logotipo estándar (1999-2003)	Logo móvil (2001-2003)	Desktop
		Code-named	Core	Fecha de publicación
		Katmai Coppermine Coppermine T Tualatin	250 nm 180 nm 180 nm 130 nm	Febrero de 1999 Octubre de 1999 Junio de 2001 Junio de 2001
Lista de procesadores Intel Pentium III

Katmai

Un pene III Katmai Cartucho SECC2 con disipador de calor.

Katmai Disparo.

La primera variante de Pentium III fue Katmai (código de producto Intel 80525). Fue un desarrollo posterior del Deschutes Pentium II. El Pentium III vio un aumento de 2 millones de transistores sobre el Pentium II. Las diferencias fueron la adición de unidades de ejecución y el soporte de instrucciones SSE, y un controlador de caché L1 mejorado (el controlador de caché L2 no se modificó, ya que de todos modos se rediseñaría por completo para Coppermine), que fueron responsables de las mejoras menores de rendimiento sobre el & #34;Deschutes" Pentium II. Se lanzó por primera vez a velocidades de 450 y 500 MHz en febrero de 1999. Se lanzaron dos versiones más: 550 MHz el 17 de mayo y 600 MHz el 2 de agosto. El 27 de septiembre, Intel lanzó el 533B y el 600B con 533 & 600 MHz respectivamente. El 'B' El sufijo indicaba que presentaba un FSB de 133 MHz, en lugar del FSB de 100 MHz de los modelos anteriores.

El Katmai contiene 9,5 millones de transistores, sin incluir el caché L2 de 512 Kbytes (que agrega 25 millones de transistores), y tiene unas dimensiones de 12,3 mm por 10,4 mm (128 mm²). Está fabricado en el proceso P856.5 de Intel, un proceso de semiconductor de óxido de metal complementario (CMOS) de 0,25 micrómetros con cinco niveles de interconexión de aluminio. El Katmai usó el mismo diseño basado en ranuras que el Pentium II pero con el cartucho de contacto de un solo borde (SECC) 2 de la ranura 1 más nuevo que permitía el contacto directo del núcleo de la CPU con el disipador de calor. Ha habido algunos modelos anteriores de Pentium III con 450 y 500 MHz empaquetados en un cartucho SECC más antiguo destinado a fabricantes de equipos originales (OEM).

Un nivel de paso notable para los entusiastas fue SL35D. Esta versión de Katmai se clasificó oficialmente para 450 MHz, pero a menudo contenía chips de caché para el modelo de 600 MHz y, por lo tanto, normalmente puede funcionar a 600 MHz.

Cobremina

A 900 MHz Coppermine FC-PGA Pentium III.

Coppermine Disparo.

La segunda versión, cuyo nombre en código es Coppermine (código de producto de Intel: 80526), se lanzó el 25 de octubre y funciona a 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700 y 733 MHz. Desde diciembre de 1999 hasta mayo de 2000, Intel lanzó los Pentium III con velocidades de 750, 800, 850, 866, 900, 933 y 1000 MHz (1 GHz). Se fabricaron modelos FSB de 100 MHz y FSB de 133 MHz. Para los modelos que ya estaban disponibles con la misma frecuencia, una "E" se agregó al nombre del modelo para indicar los núcleos que utilizan el nuevo proceso de fabricación de 0,18 μm. Un "B" adicional se agregó más tarde para designar modelos FSB de 133 MHz, lo que resultó en un "EB" sufijo. En el rendimiento general, Coppermine tenía una pequeña ventaja sobre los Athlons de Advanced Micro Devices (AMD) contra los que se lanzó, que se revirtió cuando AMD aplicó su propia reducción de troquel y agregó un caché L2 en el troquel al Athlon. Athlon tenía la ventaja en código intensivo de punto flotante, mientras que Coppermine podía funcionar mejor cuando se usaban optimizaciones SSE, pero en términos prácticos había poca diferencia en el rendimiento de los dos chips, reloj por reloj. Sin embargo, AMD pudo acelerar el Athlon, alcanzando velocidades de 1,2 GHz antes del lanzamiento del Pentium 4.

En rendimiento, se podría decir que Coppermine marcó un paso más grande que Katmai al introducir un caché L2 en el chip, que Intel denomina Advanced Transfer Cache (ATC). El ATC funciona a la velocidad del reloj del núcleo y tiene una capacidad de 256 KB, el doble de la memoria caché en el chip que tenía anteriormente los Mendocino Celeron. Es asociativo por conjuntos de ocho vías y se accede a través de un bus Double Quad Word Wide de 256 bits, cuatro veces más ancho que el de Katmai. Además, la latencia se redujo a una cuarta parte en comparación con Katmai. Otro término de marketing de Intel fue Advanced System Buffering, que abarcaba mejoras para aprovechar mejor un bus de sistema de 133 MHz. Estos incluyen 6 búferes de relleno (frente a 4 en Katmai), 8 entradas de cola de bus (frente a 4 en Katmai) y 4 búferes de reescritura (frente a 1 en Katmai). Bajo la presión competitiva de AMD Athlon, Intel reelaboró las partes internas y finalmente eliminó algunos conocidos estancamientos de la tubería. Como resultado, las aplicaciones afectadas por las paradas se ejecutaron más rápido en Coppermine hasta en un 30 %. El Coppermine contenía 29 millones de transistores y se fabricó en un proceso de 0,18 μm.

El Coppermine estaba disponible en FC-PGA o FC-PGA2 de 370 pines para usar con el zócalo 370, o en SECC2 para la ranura 1 (todas las velocidades excepto 900 y 1100). Las CPU FC-PGA y Slot 1 de Coppermine tienen un troquel expuesto, sin embargo, la mayoría de las SKU de frecuencia más alta que comienzan con el modelo de 866 MHz también se produjeron en variantes FC-PGA2 que cuentan con un disipador de calor integrado (IHS). Esto en sí mismo no mejoró la conductividad térmica, ya que agregó otra capa de metal y pasta térmica entre la matriz y el disipador de calor, pero ayudó mucho a mantener el disipador de calor plano contra la matriz. Coppermines anterior sin el IHS hizo que el montaje del disipador de calor fuera un desafío. Si el disipador de calor no estaba situado de forma plana contra la matriz, la eficiencia de transferencia de calor se reducía considerablemente. Algunos fabricantes de disipadores de calor comenzaron a proporcionar almohadillas en sus productos, de forma similar a lo que hizo AMD con el "Thunderbird" Athlon para asegurarse de que el disipador de calor esté montado de forma plana. La comunidad de entusiastas llegó a crear calces para ayudar a mantener una interfaz plana.

Una versión de 1,13 GHz (S-Spec SL4HH) se lanzó a mediados de 2000, pero se recordó después de que una colaboración entre HardOCP y Tom's Hardware descubriera varias inestabilidades con el funcionamiento del nuevo grado de velocidad de la CPU. El núcleo de Coppermine no pudo alcanzar de manera confiable la velocidad de 1,13 GHz sin varios ajustes en el microcódigo del procesador, enfriamiento efectivo, mayor voltaje (1,75 V frente a 1,65 V) y plataformas específicamente validadas. Intel solo admitió oficialmente el procesador en su propia placa base basada en VC820 i820, pero incluso esta placa mostró inestabilidad en las pruebas independientes de los sitios de revisión de hardware. En los puntos de referencia que se mantuvieron estables, se demostró que el rendimiento era inferior a la media, con una CPU de 1,13 GHz equivalente a un modelo de 1,0 GHz. Tom's Hardware atribuyó este déficit de rendimiento a un ajuste relajado de la CPU y la placa base para mejorar la estabilidad. Intel necesitó al menos seis meses para resolver los problemas utilizando un nuevo paso cD0 y relanzó las versiones de 1,1 GHz y 1,13 GHz en 2001.

La consola de juegos Xbox de Microsoft utiliza una variante de la familia Pentium III/Mobile Celeron en un factor de forma Micro-PGA2. El designador sSpec de los chips es SL5Sx, lo que lo hace más similar al procesador Mobile Celeron Coppermine-128. Comparte con el Coppermine-128 Celeron su caché L2 de 128 KB y la tecnología de proceso de 180 nm, pero mantiene la asociatividad de caché de 8 vías del Pentium III.

Aunque su nombre en clave podría dar la impresión de que usaba interconexiones de cobre, en realidad, sus interconexiones eran de aluminio.

Cobremina T

Esta revisión es un paso intermedio entre Coppermine y Tualatin, con soporte para la lógica del sistema de voltaje más bajo presente en el último, pero con energía central dentro de las especificaciones de voltaje previamente definidas del primero, por lo que podría funcionar en placas de sistema más antiguas.

Intel usó los últimos FC-PGA2 Coppermines con el paso cD0 y los modificó para que funcionaran con la operación del bus del sistema de bajo voltaje a 1,25 V AGTL, así como con niveles normales de señal de 1,5 V AGTL+, y detectarían automáticamente señales diferenciales o simples. terminó el cronometraje. Esta modificación los hizo compatibles con las placas Socket 370 de última generación que admiten CPU Tualatin, manteniendo la compatibilidad con las placas Socket 370 más antiguas. El Coppermine T también tenía capacidades de multiprocesamiento simétrico bidireccional, pero solo en placas Tualatin.

Se pueden distinguir de los procesadores Tualatin por sus números de pieza, que incluyen los dígitos "80533", p. el 1133 MHz SL5QK P/N es RK80533PZ006256, mientras que el 1000 MHz SL5QJ P/N es RK80533PZ001256.

Tualatina

A 1,13 GHz FC-PGA2 Tualatin-256 Intel Pentium III-T.

Tualatin die shot

La tercera revisión, Tualatin (80530), fue una prueba del nuevo proceso de 0,13 μm de Intel. Los Pentium III basados en Tualatin se lanzaron durante 2001 hasta principios de 2002 a velocidades de 1,0, 1,13, 1,2, 1,26, 1,33 y 1,4 GHz. Una reducción básica de Coppermine, no se agregaron nuevas características, excepto por la lógica de captura previa de datos agregada similar a Pentium 4 y Athlon XP para un uso potencialmente mejor del caché L2, aunque su uso en comparación con estas CPU más nuevas es limitado debido al FSB relativamente más pequeño ancho de banda (FSB todavía se mantuvo en 133 MHz). Se produjeron variantes con caché L2 de 256 y 512 KB, esta última denominada Pentium III-S; esta variante estaba destinada principalmente a servidores de bajo consumo de energía y también presentaba soporte SMP exclusivo dentro de la línea Tualatin.

Aunque se mantuvo la designación de Socket 370, el uso de señalización de 1,25 AGTL en lugar de 1,5 V AGTL+ hizo que las placas base anteriores fueran incompatibles. Esta confusión se trasladó al nombre del conjunto de chips, donde solo el paso B del conjunto de chips i815 era compatible con los procesadores Tualatin. Intel también diseñó una nueva directriz de VRM, la versión 8.5, que requería pasos de voltaje más finos y presentó la línea de carga Vcore (en lugar de voltaje fijo independientemente de la corriente en 8.4). Algunos fabricantes de placas base marcarían el cambio con enchufes azules (en lugar de blancos) y, a menudo, también eran compatibles con versiones anteriores de las CPU de Coppermine.

El Tualatin también formó la base del muy popular procesador móvil Pentium III-M, que se convirtió en el chip móvil de primera línea de Intel (el Pentium 4 consumía mucha más energía, por lo que no era adecuado para este función) durante los próximos dos años. El chip ofrecía un buen equilibrio entre el consumo de energía y el rendimiento, por lo que encontró un lugar tanto en los portátiles de alto rendimiento como en los portátiles "delgados y ligeros" categoría.

El Pentium III basado en Tualatin se desempeñó bien en algunas aplicaciones en comparación con el Pentium 4 basado en Willamette más rápido e incluso con los Athlons basados en Thunderbird. A pesar de esto, su atractivo era limitado debido a la incompatibilidad antes mencionada con los sistemas existentes, y el único chipset compatible oficialmente de Intel para Tualatins, el i815, solo podía manejar 512 MB de RAM en comparación con 1 GB de RAM registrada con el anterior, Conjunto de chips 440BX incompatible. Sin embargo, la comunidad de entusiastas encontró una manera de ejecutar Tualatins en placas basadas en chipsets BX entonces omnipresentes, aunque a menudo era una tarea no trivial y requería cierto grado de habilidades técnicas.

Las CPU Pentium III basadas en Tualatin generalmente se pueden distinguir visualmente de los procesadores basados en Coppermine por el disipador de calor integrado de metal (IHS) fijado en la parte superior del paquete. Sin embargo, los últimos modelos de Coppermine Pentium III también presentaban el IHS (el disipador de calor integrado es en realidad lo que distingue el paquete FC-PGA2 del FC-PGA), ambos son para placas base Socket 370.

Antes de agregar el disipador de calor, a veces era difícil instalar un disipador de calor en un Pentium III. Había que tener cuidado de no ejercer fuerza sobre el núcleo en ángulo, ya que al hacerlo se agrietarían los bordes y las esquinas del núcleo y se podría destruir la CPU. A veces también era difícil lograr un acoplamiento plano de la CPU y las superficies del disipador de calor, un factor de importancia crítica para una buena transferencia de calor. Esto se volvió cada vez más desafiante con las CPU Socket 370, en comparación con sus predecesores de la ranura 1, debido a la fuerza requerida para montar un enfriador basado en zócalo y el mecanismo de montaje de 2 lados más estrecho (la ranura 1 presentaba un montaje de 4 puntos). Como tal, y debido a que el Tualatin de 0,13 μm tenía un área de superficie central aún más pequeña que el Coppermine de 0,18 μm, Intel instaló el disipador de calor de metal en Tualatin y en todos los procesadores de escritorio futuros.

El núcleo de Tualatin recibió su nombre del valle de Tualatin y el río Tualatin en Oregón, donde Intel tiene grandes instalaciones de fabricación y diseño.

Implementación SSE de Pentium III

Ranura 1 Pentium III CPU montado en una placa base

Dado que Katmai se creó con el mismo proceso de 0,25 µm que Pentium II "Deschutes", tuvo que implementar Streaming SIMD Extensions (SSE) con un mínimo de silicio. Para lograr este objetivo, Intel implementó la arquitectura de 128 bits ciclando dos veces las rutas de datos de 64 bits existentes y fusionando la unidad multiplicadora SIMD-FP con el multiplicador FPU escalar x87 en una sola unidad. Para utilizar las rutas de datos de 64 bits existentes, Katmai emite cada instrucción SIMD-FP como dos μops. Para compensar parcialmente la implementación de solo la mitad del ancho arquitectónico de SSE, Katmai implementa el sumador SIMD-FP como una unidad separada en el segundo puerto de despacho. Esta organización permite que la mitad de una multiplicación SIMD y la mitad de una adición SIMD independiente se emitan juntas, lo que hace que el rendimiento máximo vuelva a cuatro operaciones de punto flotante por ciclo, al menos para el código con una distribución uniforme de multiplicaciones y sumas.

El problema era que la implementación de hardware de Katmai contradecía el modelo de paralelismo implícito en el conjunto de instrucciones SSE. Los programadores se enfrentaron a un dilema de programación de código: "¿Debería ajustarse el código SSE para los recursos de ejecución limitados de Katmai, o debería ajustarse para un procesador futuro con más recursos?" Las optimizaciones de SSE específicas de Katmai produjeron el mejor rendimiento posible de la familia Pentium III, pero no fueron óptimos para Coppermine en adelante, así como para los futuros procesadores Intel, como las series Pentium 4 y Core.

Especificaciones básicas

Controversia sobre cuestiones de privacidad

El Pentium III fue la primera CPU x86 en incluir un número de identificación único y recuperable, llamado número de serie del procesador (PSN). El software PSN de un Pentium III puede leerse a través de la instrucción CPUID si esta función no se ha desactivado a través del BIOS.

El 29 de noviembre de 1999, el Panel de Evaluación de Opciones de Ciencia y Tecnología (STOA) del Parlamento Europeo, luego de su informe sobre técnicas de vigilancia electrónica, pidió a los miembros del comité parlamentario que consideraran medidas legales que "evitarían que estos chips fueran instalado en los ordenadores de los ciudadanos europeos."

Intel finalmente eliminó la función PSN de los Pentium III basados en Tualatin, y la función no estaba en Pentium 4 y Pentium M.

Una característica en gran parte equivalente, el número de identificación del procesador protegido (PPIN) se agregó más tarde a las CPU x86 con poco aviso público, comenzando con la arquitectura Ivy Bridge de Intel y las CPU AMD Zen 2 compatibles. Se implementa como un conjunto de registros específicos del modelo y es útil para el manejo de excepciones de verificación de máquina.

Pentium III RNG (generador de números aleatorios)

Se agregó una nueva función al Pentium III: un generador de números aleatorios basado en hardware. Se ha descrito como "varios osciladores combinan sus salidas y esa forma de onda extraña se muestrea de forma asíncrona".