Pentium D

Le Pentium D x86-64 64 bits pour PC de bureau basés sur la microarchitecture NetBurst , qui est la variante à double cœur du Pentium 4 fabriqué par Intel . Chaque processeur comprenait deux cœurs. Le premier processeur de la marque, nommé Smithfield et fabriqué selon le procédé 90 nm , est sorti le 25 mai 2005, suivi du Presler 65 nm neuf mois plus tard. L'implémentation du cœur sur le Smithfield 90 nm et plus tard le Presler 65 nm sont conçus différemment mais sont fonctionnellement identiques. Le Smithfield 90 nm contient une seule puce , avec deux cœurs de processeur adjacents mais fonctionnellement séparés découpés dans la même plaquette . Le Presler 65 nm ultérieur utilisait un module multipuce , où deux puces discrètes contenant chacune un seul cœur résident sur le substrat du processeur. Ni le Smithfield 90 nm ni le Presler 65 nm n'étaient capables d'une communication directe de cœur à cœur, s'appuyant plutôt sur la liaison northbridge pour envoyer des informations entre les deux cœurs.

En 2004, les processeurs NetBurst ont atteint une limite de vitesse d'horloge de 3,8 GHz en raison d'une limite thermique (et de puissance) illustrée par la puissance de conception thermique de 130 watts du Presler (un TDP plus élevé nécessite un refroidissement supplémentaire qui peut être excessivement bruyant ou coûteux). L'avenir appartenait à des processeurs à double cœur plus économes en énergie et à cadence plus lente sur une seule puce au lieu de deux. Cependant, le Pentium D n'offrait pas d'améliorations significatives en termes de conception, ce qui entraînait toujours une consommation d'énergie relativement élevée.

La date de livraison finale des puces Presler à double matrice était le 8 août 2008, ce qui a marqué la fin de la marque Pentium D et également de la microarchitecture NetBurst. La gamme Pentium D a été retirée des listes de prix officielles le 13 juillet 2010.

Le processeur double cœur est capable d'exécuter des applications multithread typiques du transcodage audio et vidéo, de la compression , de l'édition et du rendu de photos et de vidéos , et du lancer de rayons . Les applications monothread, y compris la plupart des jeux plus anciens, ne bénéficient pas beaucoup d'un deuxième cœur par rapport à un processeur monocœur cadencé de manière égale. Néanmoins, le processeur double cœur est utile pour exécuter à la fois les processus client et serveur d'un jeu sans décalage notable dans l'un ou l'autre thread, car chaque instance peut s'exécuter sur un cœur différent. De plus, les jeux multithread bénéficient des processeurs double cœur.

En 2008, de nombreuses applications professionnelles n'étaient pas optimisées pour plusieurs cœurs. Elles fonctionnaient à la même vitesse lorsqu'elles n'étaient pas multitâches sur les processeurs Pentium D ou Pentium 4 plus anciens à la même vitesse d'horloge. Cependant, dans les environnements multitâches tels que les systèmes d'exploitation BSD , Linux , Microsoft Windows , d'autres processus s'exécutent souvent en même temps ; s'ils nécessitent un temps CPU important, chaque cœur du processeur Pentium D peut gérer différents programmes, améliorant ainsi la vitesse de traitement globale par rapport à son homologue Pentium 4 monocœur.

En avril 2005, le principal rival d'Intel, AMD , proposait des processeurs x86 à double cœur destinés aux stations de travail et aux serveurs , et était sur le point de lancer un produit comparable destiné aux ordinateurs de bureau . En réponse, Intel a développé Smithfield, le premier processeur x86 à double cœur destiné aux ordinateurs de bureau, surpassant l'Athlon 64 X2 d'AMD de quelques semaines. Intel a lancé Smithfield pour la première fois le 16 avril 2005 sous la forme du Pentium Extreme Edition 840 à 3,2 GHz compatible Hyper-threading . Le 26 mai 2005, Intel a lancé la gamme de processeurs grand public de marque Pentium D avec des vitesses d'horloge initiales de 2,8, 3,0 et 3,2 GHz avec les numéros de modèle 820, 830 et 840 respectivement. En mars 2006, Intel a lancé le dernier processeur Smithfield, le Pentium D 805 d'entrée de gamme, cadencé à 2,66 GHz avec un bus à 533 MT/s . Le 805, relativement bon marché, s'est avéré très overclockable ; 3,5 GHz était souvent possible avec un bon refroidissement par air . Le faire fonctionner à plus de 4 GHz était possible avec un refroidissement par eau , et à cette vitesse, le 805 a surpassé les processeurs haut de gamme (mai 2006) des deux principaux fabricants de processeurs (l'AMD Athlon 64 FX-60 et l'Intel Pentium Extreme Edition 965 ) dans de nombreux tests, y compris la consommation d'énergie.

Les modèles 805 et 820 avaient un TDP de 95 watts . Tous les autres modèles étaient évalués à 130 watts.

Tous les processeurs Smithfield étaient constitués de deux cœurs Prescott de 90 nm , l'un à côté de l'autre sur une seule puce avec 1 Mo de cache de niveau 2 (L2) par cœur. L'hyper-threading était désactivé sur tous les Smithfields de la série Pentium D 8xx, à l'exception du Pentium Extreme Edition 840. Smithfield ne prenait pas en charge Intel VT-x, la virtualisation x86 d'Intel (anciennement Vanderpool).

Tous les processeurs Pentium D prenaient en charge Intel 64 (anciennement EM64T), XD Bit et étaient fabriqués pour le facteur de forme LGA 775. Les seules cartes mères garanties de fonctionner avec les processeurs de marque Pentium D (et Extreme Edition) étaient celles basées sur les chipsets Intel des séries 945, 955, 965 et 975 , ainsi que sur les chipsets nForce 4 SLI Intel Edition et ATI Radeon Xpress . Le Pentium D 820 ne fonctionnait pas avec le chipset nForce 4 SLI Intel Edition en raison de certains problèmes de conception d'alimentation, bien qu'ils aient été corrigés dans la version X16. Les chipsets des séries 915 et 925 ne fonctionnaient pas du tout avec les Smithfields, car ils ne prenaient pas en charge plus d'un cœur (pour empêcher les fabricants de fabriquer une carte mère à double processeur bon marché capable de prendre en charge les processeurs Xeon , comme cela s'était produit avec le chipset 875P). Les chipsets des séries 865 et 875 supportaient le multitraitement. Les cartes mères qui en étaient équipées pouvaient être compatibles avec le Pentium D avec un BIOS mis à jour .

Une semaine après son lancement, Intel a officiellement démenti un article paru dans Computerworld Today Australia selon lequel les processeurs de marque Pentium D incluaient des fonctionnalités de gestion des droits numériques « secrètes » dans leur matériel qui pourraient être utilisées par Microsoft Windows et d'autres systèmes d'exploitation, mais qui n'ont pas été divulguées publiquement. Bien qu'Intel ait admis que certaines technologies DRM étaient présentes dans les chipsets des séries 945 et 955, elle a déclaré que l'étendue de ces technologies était exagérée et que les technologies en question étaient présentes dans les chipsets d'Intel depuis le 875P.

Le Pentium Extreme Edition (PXE) a été présenté au Forum des développeurs Intel du printemps 2005, à ne pas confondre avec le « Pentium 4 Extreme Edition » (un processeur mono-cœur antérieur occupant le même créneau). Le processeur était basé sur le Pentium D double cœur de marque Smithfield, mais avec l'Hyper-threading activé, ainsi tout système d'exploitation voyait quatre processeurs logiques. Il avait également un multiplicateur déverrouillé pour permettre un overclocking plus facile. Il a été initialement commercialisé sous le nom d'Intel Pentium Extreme Edition 840 à 3,20 GHz, au début de 2005, au prix de 999,99 $ ( prix OEM ) ou 1 200 $ (prix de détail). Les seuls chipsets qui fonctionnaient avec l'Extreme Edition 840 étaient le 955X d'Intel, le nForce4 SLI Intel Edition de NVIDIA et l'ATi Radeon Xpress 200. L'utilisation d'un processeur de marque Pentium Extreme Edition avec un chipset Intel série 945 désactivera l'Hyper-threading.

La dernière génération de processeurs de marque Pentium D était Presler, sorti le 16 janvier 2006, identifié par le code produit 80553, et composé de deux cœurs de processus de 65 nm que l'on retrouve également dans les processeurs Cedar Mill de marque Pentium 4. Presler a introduit le module multipuce, ou MCM, qui se composait de deux matrices monocœur placées l'une à côté de l'autre sur le même boîtier de substrat. Cela a permis à Intel de produire ces processeurs à un coût de production réduit grâce à des rendements plus élevés. Presler était supporté par les mêmes chipsets que Smithfield. Il a été produit en utilisant une technologie de 65 nm similaire à Yonah . Presler communiquait avec le système à l'aide d'un FSB de 800 MT/s , et ses deux cœurs communiquaient également à l'aide du FSB, tout comme dans Smithfield. Presler incluait également Intel VT-x (anciennement Vanderpool) – bien que cela soit limité aux modèles 9x0, et non aux modèles 9x5 – Intel 64 bits , XD bit et Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST). Presler a été commercialisé au premier trimestre 2006 avec un cache de niveau 2 de 2 × 2 Mo. Ses modèles comprenaient les modèles 915, 920, 925, 930, 935, 940, 945, 950 et 960 (avec une fréquence d'horloge respective de 2,8, 2,8, 3,0, 3,0, 3,2, 3,2, 3,4, 3,4 et 3,6 GHz).

Tous les étages des modèles Presler 915, 920, 925, 930 et 935, ainsi que les étages C1, D0 des modèles 940 et 945, présentaient un TDP de 95 watts . Tous les autres modèles (c'est-à-dire certains modèles avec des fréquences d'horloge de 3,2 GHz ou plus) étaient évalués à 130 watts, soit une augmentation de 37 % de la consommation d'énergie.

[*] Le premier lot de processeurs Presler (révision B1) avait la fonction EIST désactivée par une mise à jour du microcode en raison de problèmes de stabilité. Cela affectait uniquement sa consommation d'énergie, en veille, et sa dissipation thermique. Les puces avec EIST fonctionnel ont commencé à être livrées au deuxième trimestre 2006. Elles avaient un numéro S-Spec différent qui peut être trouvé dans la documentation d'errata d'Intel.

Le Pentium Extreme Edition basé sur le Pentium D double cœur de marque Presler a été introduit sous le nom de modèle 955, à 3,46 GHz, et utilisait un FSB de 1066 MT/s contre 800 MT/s dans l'édition non Extreme. Une deuxième version, le 965 à 3,73 GHz, a suivi en mars 2006. Les deux processeurs disposent également de la technologie Hyper-Threading et d'un multiplicateur déverrouillé. Les overclockeurs ont pu overclocker le cœur à 4,26 GHz en utilisant le refroidissement par air simplement en augmentant le multiplicateur du processeur déverrouillé.

Le Presler Extreme Edition était destiné à être associé uniquement au chipset Intel 975X. Il pouvait également fonctionner avec le chipset 955X, bien que cette combinaison ne soit pas prise en charge par Intel. Le i975X était équipé du southbridge ICH7R et prenait en charge tous les processeurs de marque LGA 775 (Socket T) Pentium 4, Pentium D et Pentium Extreme Edition.

La marque Pentium D a fusionné avec la marque Pentium 4 et a été remplacée le 27 juillet 2006 par la gamme de processeurs de marque Core 2 avec la microarchitecture Core commercialisée sous forme de processeurs double et quadruple cœur de marque Duo, Quad et Extreme.

Dans un scénario à processeur unique, la liaison CPU - Northbridge est point à point et la seule exigence réelle est qu'elle soit suffisamment rapide pour que le CPU soit alimenté par des données provenant de la mémoire .

Lors de l'évaluation du Pentium D, il est important de noter qu'il s'agit essentiellement de deux processeurs dans le même boîtier et qu'il sera confronté aux mêmes problèmes de contention de bus qu'une paire de Xeon avant l'architecture Dual Independent Bus introduite avec les Xeon Dual-Core Dempsey. Pour utiliser une analogie grossière, on pourrait dire qu'au lieu d'utiliser un seul câble entre le processeur et le pont nord, il faut utiliser un répartiteur en Y. En laissant de côté les problèmes avancés tels que la cohérence du cache , chaque cœur ne peut utiliser que la moitié de la bande passante FSB de 800 MT/s en cas de charge importante.

Le concurrent AMD Athlon 64 X2 , bien que fonctionnant à des fréquences d'horloge inférieures et dépourvu d' hyper-threading , avait des avantages significatifs sur le Pentium D, comme un contrôleur de mémoire intégré, un bus HyperTransport à grande vitesse , un pipeline plus court (12 étapes par rapport aux 31 du Pentium D) et de meilleures performances en virgule flottante , compensant largement la différence de vitesse d'horloge brute. De plus, alors que l'Athlon 64 X2 héritait d'une logique de contrôle multicœur mature de l' Opteron multicœur , le Pentium D a apparemment été précipité vers la production et se composait essentiellement de deux processeurs dans le même package. En effet, peu de temps après le lancement des processeurs grand public de marque Pentium D (26 mai 2005) et de l'Athlon 64 X2 (31 mai 2005), un consensus s'est dégagé selon lequel la mise en œuvre du multicœur par AMD était supérieure à celle du Pentium D. En raison de ce facteur et d'autres, AMD a surpassé Intel dans les ventes de PC de bureau dans les magasins de détail américains pendant un certain temps, bien qu'Intel ait conservé le leadership global du marché en raison de ses relations exclusives avec des vendeurs directs tels que Dell.

En 2007, Intel a lancé une nouvelle gamme de processeurs de bureau sous la marque Pentium Dual Core , utilisant la microarchitecture Core (qui était basée sur l' architecture Pentium M , elle-même basée sur le Pentium III Tualatin). Les nouveaux processeurs Pentium Dual-Core dégagent beaucoup moins de chaleur (65 watts maximum) que le Pentium D (95 ou 130 watts maximum). Ils fonctionnent également à des fréquences d'horloge inférieures, n'ont que jusqu'à 2 Mo de mémoire cache L2 alors que le Pentium D en a jusqu'à 2×2 Mo, et ils ne disposent pas de l'Hyper-threading.

Le Pentium Dual-Core dispose d'une unité d'exécution plus large (quatre fois plus large que les trois du Pentium D) et son pipeline de 14 étages est moins long que la moitié de celui du Pentium D, ce qui lui permet de surpasser le Pentium D dans la plupart des applications malgré des vitesses d'horloge inférieures et moins de mémoire cache L2.