Zgłoś błąd

X

Zanim wyślesz zgłoszenie, upewnij się że przyczyną problemów nie jest dodatek blokujący reklamy.

Typ zgłoszenia
Treść zgłoszenia
Twój email (opcjonalnie)
Nie wypełniaj tego pola
.
Załóż konto
EnglishDeutschРусскийFrançaisEspañol中国

PureRetro: 25 lat Intel Pentium - pierwszego superskalarnego CISC-a

Bartłomiej Dramczyk | 01-04-2018 12:00 |

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iemKoniec marca to okazja do obchodów 25 rocznicy procesora, który zmienił raz na zawsze układ sił na rynku: 80586 lub i586 to pierwotne, planowane przez Intela nazwy dla produktu, który ostatecznie w trzewiach pecetów zaistniał jako Pentium. Pierwszy superskalarny procesor CISC był zupełnie inny od swoich poprzedników - modeli 8086, 80286, 80386 i 80486, stanowiących bazę dla pierwszych komputerów IBM PC i błyskawicznie wyrastających wokół klonów (XT, AT i późniejszych modeli rozpoznawanych już na bazie wykorzystanych procesorów: i386 oraz i486). 22 marca 1993 roku na rynku debiutował Pentium, układ scalony którego zegar taktujący ustawiono na 60 i 66 MHz . Jednak sam zegar nie był jedynym wyznacznikiem wydajności Pentium, który zdecydowanie różnił się od swoich poprzedników - zamiast klasycznej architektury CISC otrzymaliśmy superskalarną jednostkę z parą potoków, która umożliwiała równoległe wykonywanie dwóch instrukcji.

Pentium przez wiele lat pozostawał znakiem firmowy Intela. Pomimo trudnego startu i błędów w arytmetyce FPU seria superskalarnych procesorów stała się zalążkiem wielordzeniowej architektury.

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [2]
Pentium by Andrzej w k 2

Układ scalony wykonany w mikroarchitekturze P5 (w procesie technologicznym 0,8 mikrometra) zmodyfikowano podstawkę, stosując po raz pierwszy Socket 4 w standardzie FPGA. Z płytą główną Pentium stykał się poprzez 273 piny wyprowadzone u podstawy procesora. Pierwsze model Pentium były zasilane napięciem 5 V. Socket 4 nie przetrwał zbyt długo na płytach głównych, wraz z nowszymi modelami Pentium zastąpiły go kolejno Socket 5 (SPGA, 320 pinów) i Socket 7 (SPGA, 321 pinów). Socket 8 (CPGA, 387 pinów) zarezerwowano dla Pentium Pro, stanowiącego kolejną, szóstą generację procesorów x86 (mikroarchitektura P6, procesy technologiczne 0,5 lub 0,35 mikrometra). Były i specjalne edycje Pentium Overdrive, dostosowane do montażu w starszych płytach głównych, w gniazdach procesorów 486.

Premiera nowych procesorów Intel Celeron i Pentium Silver

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [3]
Pentium Overdrive

Pierwsze modele Pentium i mikroarchitekturę P5 opracował ten sam zespół, który wcześniej projektował procesory 386 i 486. Prace koncepcyjne nad Pentium rozpoczęły się w 1989 roku, w epoce zdominowanej przez i386 i MC68030 oraz w roku premiery Motoroli 68040. Warto wspomnieć, że 1989 rok to również premiera i860 - opracowanego przez Intela układu RISC, który jednak nie zawojował rynku, trafiający wyłącznie do stacji roboczych w roli akceleratora grafiki. Jego następca - i960CA (również RISC) był pierwszym superskalarnym procesorem Intela, który był w stanie wykonywać równolegle dwie instrukcje. W 1989 na rynku pojawił się również poprzednik Pentium - procesor 80486.

Intel zmienia nazewnictwo procesorów Pentium Kaby Lake

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [4]
Intel I860

Pierwsze modele Pentium są zbudowane 3,1 miliona tranzystorów, ich TDP wynosi 14,6 W. Niezbyt wiele, w porównaniu ze współczesnymi 130-watowymi grzejnikami. 32-bitowy procesor Intela właściwie wywołał równie wielkie zamieszanie na rynku, jak przejście z 16-bitowej architektury 286 (134 tysiące tranzystorów) na 32-bitowe 386 (275 tysięcy tranzystorów). Dla lepszego zobrazowania postępu, warto przypomnieć jeszcze Intela 8086, złożonego z 29 tysięcy tranzystorów. 3,1 miliona tranzystorów w Pentium wypada dziś skromnie przy współczesnych układach złożonych z 2 i więcej miliardów tranzystorów, z jakimi mamy właściwie do czynienia na co dzień. Jednak superskalarna architektura, czerpiąca z rozwiązań stosowanych w procesorach typu RISC, wbudowana w procesor jednostka zmiennoprzecinkowa i względnie pojemna pamięć cache L1 (16 KB) pokazały, kto liczy się na rynku procesorów... choć nie do końca poprawnie radzi sobie z niektórymi operacjami arytmetycznymi.

Ograniczona dostępność Pentiuma G4560 jednak winą górników?

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [6]
Intel 486DX

Do dziś krążą plotki o tym, że Pentium nie potrafi poprawnie liczyć, o czym cały świat dowiedział się od pewnego matematyka, profesora Thomasa Nicely'ego, który wykrył błąd w obliczeniach zmiennoprzecinkowych w październiku 1994 roku i poinformował o nim Intela. Błąd, nazwany od mnemonika polecenia wykonującego w kodzie maszynowym operację dzielenia zmiennoprzecinkowego - FDIV bug - stał się przyczynkiem do kpin z procesora, który nie potrafi poprawnie, liczyć i choć tak naprawdę dotyczył wczesnych modeli Pentium(pracujących z zegarami do 120 MHz), to łatka FDIV bug na długo przylgnęła do marki Pentium. Przy tym zamieszanie z FDIV bug nie miało tak naprawdę większego wpływu na posiadaczy komputerów z Pentium - bardzo rzadko mieli oni styczność z operacjami matematycznymi, wymagającymi dużej precyzji obliczeń zmiennoprzecinkowych. W porównaniu do współczesnego zamieszania związanego z Meltdown i Spectre, to właściwie niegroźna ciekawostka, choć FDIV bug kosztował Intela ok. 500 milionów dolarów, a klienci niezadowoleni ze swojej dysfunkcyjnej jednostki FPU mogli zwrócić się do firmy o wymianę wadliwych procesorów Pentium.

Plotka: Intel ogranicza produkcję procesora Pentium G4560

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [1]

Obyś żył w ciekawych czasach, chce się rzec, spoglądając na konkurencję, która wyrastała i istniała wokół Pentium. Zanim świat usłyszał o Pentium, na rynku egzystował już (od końca 1992 roku) potężny konkurent Intela – 64-bitowy DEC Alpha 21064, RISC taktowany zegarami 100-200 MHz. CPU wykonany w procesie technologicznym 0,75 mikrometra zbudowano z 1,68 miliona tranzystorów i zaopatrzono w pamięci osobne podręczne dla instrukcji i danych, każda po 8 KB. Warto zaznaczyć, że posiadacze maszyn wyposażonych w procesory DEC-a mogli na nich uruchomić Windows NT. Konsorcjum, w którego skład wchodził Apple, Motorola i IBM zaprezentowało pod koniec 1992 roku procesor PowerPC 601, taktowany zegarami od 50 do 80 MHz. 2,8 miliona tranzystorów na pokładzie, 32 KB pamięci cache. Od dłuższego czasu na rynku wciąż dostępna była Motorola 68040, której kolejna edycja pojawiła się w 1994 roku – to Motorola 68060, taktowana zegarami od 50 do 75 MHz, wyposażona w 8 KB Dcache i 8 KB Icache. Procesor składał się z 2,5 miliona tranzystorów.

Intel Core i3-7100 vs Intel Pentium G4560 - Test procesorów

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [7]

Na reakcję bezpośrednich konkurentów Intela trzeba było jeszcze długo poczekać. W 1995 Cyrix prezentuje kompatybilny z Pentium Cx5x85 złożonych z 2 milionów tranzystorów układ wykonany w procesie technologicznym 0,65 mikrometra, wyposażony w 16 KB pamięci podręcznej, pracował z zegarami 100 i 120/133 MHz. AMD wprowadziło na rynek zgodny z procesorem Intela model K5 5K86 dopiero w 1996 roku (4,3 miliona tranzystorów, proces technologiczny 0,5 mikrometra, 8 KB L1 cache dla danych + 16 KB pamięci podręcznej dla instrukcji). Pierwsze klony Pentium w wydaniu AMD taktowane były zegarami od 75 do 100 MHz zbliżone były konstrukcyjnie raczej do Pentium Pro.

Pentium G4620 z czterema wątkami? Byłby to koniec pewnej epoki

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [8]

Do dziś Intel nie zrezygnował z nazwy Pentium. Po premierowych modelach P5 otrzymaliśmy Pentium z zestawem instrukcji MMX i edycje OverDrive przeznaczone dla posiadaczy starszych płyt głównych. Rewolucja nastąpiła wraz z Pentium Pro, który debiutował 2,5 roku po premierze pierwszego modelu. Mikroarchitektura P6 wprowadziła zaczerpnięte z RISC-ów mikrorozkazy, wykonywanie poleceń poza kolejnością i przewidywanie rozgałęzień. Potężna pamięć podręczna (256 lub 512 KB) i dobra wydajność w aplikacjach 32-bitowych uczyniły z Pentium Pro podstawę dla rozwiązań serwerowych, rzadko procesor ten trafiał do domowych PC. Pentium Pro składał się z 5,5 miliona tranzystorów, był taktowany zegarami od 150 do 200 MHz. Jego architektura stała się bazą do opracowania Pentium II, który pojawił się na rynku w maju 1997 roku (7,5 miliona tranzystorów, proces technologiczny 0,35 mikrometra, cache L1: 16 + 16 KB, cache L2: 512 KB). Pierwsze modele Pentium II pracowały z zegarami 233 do 300 MHz. Wraz z linią procesorów Pentium II rozdzielono serie desktopowych CPU od procesorów przeznaczonych dla serwerów (Xeon) i laptopów (Pentium Mobile).

Test Intel Pentium G4560 - Rewelacyjny procesor w niskiej cenie

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [5]

Niecałe dwa lata później świat ujrzał Pentium III, procesor opracowany na bazie mikroarchitektury P6 (9,5 miliona tranzystorów, proces technologiczny 0,25 mikrometra, cache L1: 16 + 16 KB, cache L2: 512 KB), którego pierwsze modele pracowały taktowane zegarami 450-550 MHz. Pod koniec ubiegłego wieku mogliśmy sięgnąć po Pentium 4 (debiut w grudniu 2000 roku), zrealizowane w mikroarchitekturze P68 (NetBurst). Pierwszy z serii, 32-bitowy Williamette, pracował z zegarami 1,2-2 GHz. Układ zbudowano z 42 milionów tranzystorów w procesie technologicznym 180 nanometrów. Dopiero w 2004 roku Pentium Prescott doczekał się poważnej przebudowy (125 milionów tranzystorów, proces technologiczny 90 nm) i dalszego podbijania zegarów, do 3,8 GHz, a także pierwszych prób implementacji 64-bitowych rozszerzeń architektury x86. Rok 2005 rozpoczął nową epokę dla Pentium. Dwurdzeniowe Prescotty (Pentium D) stały się początkiem wielordzeniowych CPU stosowanych w komputerach domowych i powstrzymały nieco zapędy overclockerów. Z drugiej strony dwurdzeniowe procesory IBM produkowała już w... 2001 roku (PowerPC POWER4).

Procesory Intel Pentium Kaby Lake z obsługą Hyper-Threading

25 lat z Intel Pentium - pierwszym superskalarnym CISC-iem [9]

112
Zgłoś błąd
Liczba komentarzy: 44

Komentarze:

x Wydawca serwisu PurePC.pl informuje, że na swoich stronach www stosuje pliki cookies (tzw. ciasteczka). Kliknij zgadzam się, aby ta informacja nie pojawiała się więcej. Kliknij polityka cookies, aby dowiedzieć się więcej, w tym jak zarządzać plikami cookies za pośrednictwem swojej przeglądarki.