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A Geração Penryn
Desde o ano passado, a Intel revelou sua nova estratégia de produtos batizada de “Tick-Tock” (ou tique-taque no Brasil) uma referência ao movimento de um pêndulo de relógio que marcaria o ritmo de trabalho que determina que em todo ano impar (Tick) marcaria a introdução de um novo processo de fabricação e nos anos pares (Tock) a chegada de uma nova microarquitetura de processadores. Um verdadeiro canto de guerra para a concorrência, já que antes, a mudança de microarquitetura acontecia a cada quatro anos.
Assim, 2007 (ano Tick), trouxe para o mercado o novo processo de fabricação de 45 nanômetros – uma tecnologia que apresentou vários problemas de desenvolvimento. Os obstáculos só foram superas com a descoberta de um novo material de alto valor dielétrico (HI-K) à base de Háfnio (Hf), e de um elemento metálico no lugar do Silício Policristalino (Polysilicon) e do Óxido de Silício (SiO2) — usados nas portas dos transistores — o que minimiza o vazamento de eletricidade, tornando-os mais eficientes em termos de consumo de energia, além de proporcionar melhor desempenho.
Isso permitiu a redução de até 25% na escala dos componentes dos microprocessadores, aumentando assim a quantidade de chips que podem ser retirados por wafer. Isso pode resultar num produto final, com menor custo de produção.
Outra conseqüência desse processo é que com a miniaturização dos componentes, é possível utilizar o “ganho de espaço” para implementar novos recursos ao processador como adicionar novos circuitos e/ou mais memória cache, também sem causar muito impacto nos custos.
É o lado positivo da Lei de Moore que a cada ano possibilita a oferta de produtos, de melhor desempenho, a preços sempre atrativos.
Conheça o Penryn
O primeiro produto oficial baseado no processo de 45 nm foi o Penryn que, sob um certo ponto de vista, é um atual Core 2 Duo (de 65 nm) redesenhado na escala de 45 nm que incorpora algumas novidades como maiores caches de memória L2 e o novo set de instruções SSE 4, formado por 47 novas instruções que agilizam tarefas como codificação de vídeo, tratamento de imagens e aplicações de computação de alto desempenho (HPC).
Os primeiros lançamentos chegaram ao mercado em novembro de 2007, entre eles 15 processadores Xeon dual e quad-core e o QX9650, um Core 2 Extreme voltado para entusiastas.
Durante a última edição do CES
Entretanto, as coisas não param por ai: 2008 – o ano Tock – irá marcar a chegada de uma nova microarquitetura denominada Nehalem que promete inovações impressionantes como controlador de memória integrado ao núcleo do processador , apoiado por um novo tipo de barramento ponto a ponto de alta velocidade denominado CSI (Commom System Interface).
O CSI será implementado inicialmente no na próxima geração de processadores Itanium (codinome Tukwila) se espalhando depois para as outras plataformas.
Sob um certo ponto de vista, o CSI será um grande salto tecnológico para a empresa, mas que poderá provocar a ira de alguns clientes, já que um dos grandes atrativos da atual plataforma Core é sua retro-compatibilidade com processadores mais antigos como o Pentium D, Pentium 4 HT e até mesmo alguns Celerons com soquete LGA 775.
Sob Testes
Para avaliar o desempenho do Penryn contamos com o apoio da Intel e da Itautec que nos cedeu processadores e um equipamento completo para a realização dos testes.
Como os modelos para desktop ainda não estavam disponíveis aqui no Brasil na época da realização dos testes, utilizamos um servidor Itautec LX201, baseado na placa-mãe Intel S5000VSA, com o novo chipset Intel 5000V, com dois processadores Xeon 5410 quad-core de 45 nm e 2,33 GHz, 4 GB de SDRAM e 160 GB de disco rígido SATA Seagate Barracuda 7200.10, tudo orquestrado pelo Windows Server 2003.
Ao contrário de uma workstation, ou mesmo de um desktop, os servidores são equipamentos bem especializados e otimizados para transações de entrada e saída de informações e processamento intensivo de dados, de modo que eles têm capacidade gráfica bastante limitada e nem têm placa de som.
Por isso, fizemos algumas mudanças na nossa metodologia, e nossos testes se concentraram mais em avaliar a capacidade do Penryn de devorar números, assim como sua eficiência em termos de consumo de energia - uma característica que começa a ganhar importância em tempos de aquecimento global.
Para servir de referência, realizamos os mesmos testes, substituindo os Xeon 5410 pelo modelo 5335 quad-core de 65nm e 2,16 GHz. Além disso, também fizemos testes com um desktop de linha, equipado com processador Pentium 4 541 de 90 nm e 3,2 GHz.
Informações mais detalhadas podem ser encontradas da tabela 1, onde podemos conferir fatos interessantes, como ver que o Xeon 5410 (família Penryn - US$ 256) além de mais veloz e com mais cache L2, atualmente custa menos que o Xeon 5335 (US$ 316). Culpa da Lei de Moore.
Entendendo os resultados
Antes de mais nada, é importante deixar claro que o Penryn traz poucas novidades em relação ao Core Duo de 65 nm. Sob um certo ponto de vista, ele seria um produto de transição até a chegada do Nehalem, que ainda pode demorar um bom tempo.
Apesar disso, o Penryn não deve ser desprezado como produto, já que como a Intel já avisou que o Nehalem será parte de uma plataforma completamente nova, o Penryn se posiciona como uma opção de upgrade para os atuais sistemas disponíveis do mercado, tanto do ponto de vista do hardware quanto do software.
O primeiro teste que fizemos foi com o PC Mark 2005 da FutureMark, um teste sintético bastante popular no mercado para avaliar os vários subsistemas do PC como vídeo, memória, disco, etc. e pelos motivos apresentados acima, consideramos apenas os resultados de desempenho do processador (Tabela 2).
Nesse teste, o Xeon 5410 (45 nm) bateu 7.487 pontos quase 10 % melhor que o Xeon 5330 (65 nm) e quase 87% acima do Pentium 4 541 (90 nm).
Para avaliar o desempenho em aplicativos, utilizamos o AutoGK 2.4, um pacote que utiliza vários utilitários de código aberto para converter um arquivo em DVD para o formato AVI.
O interessante desse teste é que alguns programas sabem tirar proveito dos recursos de múltiplos núcleos enquanto outros não. Assim, temos meios de avaliar o desempenho do produto em ambos os casos. E a medida de avaliação é o tempo para converter um filme de 2 horas num arquivo AVI de 700 MB: quanto menos tempo, melhor.
Nesse caso, o Xeon 5410 de 45 nm levou apenas 1h11m52s, contra 1h28m44s do Xeon 5330 de 65 nm. Já o Pentiun 4 531, de 90 nm, levou quase o dobro de tempo (2h26m18s).
A terceira medição foi feita com o Cine Bench versões 9.5 e 10 (tabela 4), um utilitário de renderização de imagens muito usado em demonstrações, já que ele é um dos poucos testes que podem ser compreendidos visualmente.
Novamente, o Xeon 5410 de 45 nm manteve a dianteira, seguido de perto pelo 5330, de 65 nm, e do Pentium 4, de 90 nm.
 É interessante observar duas coisas neste teste. Primeiro, a diferença entre os modo mono e multiprocessado. Isso mostra que se o software não está preparado para trabalhar com vários processadores, o ganho de desempenho pode ser nulo ou próximo disso. Isso está ainda mais claro no teste com a versão 10, que tira proveito do set de instruções SSE 4, e melhora dramaticamente o desempenho geral do aplicativo. Finalmente, fizemos um testes específico de sobrecarga no processador com o Systester 0.8.0 (tabela 5), um aplicativo que calcula o número PI com milhares ou até milhões de número decimais. O interessante desse aplicativo é que é possível determinar o número de threads que serão usados no teste – 8 nos Xeon e 2 no Pentium 4.
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