Pentium

Pentium Central processing unit
La famiglia Intel P5 Pentium
Prodotto	dal 1993 al 1999
Produttore	Intel
Successore	Pentium MMX
Specifiche tecniche
FrequenzaCPU	60MHz/ 300MHz
FrequenzaFSB	50MHz/ 66MHz
Processo (l. canaleMOSFET)	0,80µm/ 0,25µm
Set di istruzioni	x86
Nome core	P5 P54C P54CS P55C Tillamook
Socket	Socket 4, Socket 5, Socket 7

Logo del Pentium

IlPentiumè unmicroprocessoreprodotto daIntel Corporationdal1993al1999.Era un prodotto con architetturax86di quinta generazione, successore dell'Intel 80486.

Storia

Così come era già avvenuto in passato, Intel inizialmente pensava di continuare la numerazione progressiva indicando questo processore comeIntel 80586,oi586.

Dato che i numeri non possono essere registrati cometrademark,al contrario delle parole, nel1992Intel affidò a una società specializzata, laLexicon Branding(famosa per aver creato anche i nomi commerciali delPowerBookdiApple,delBlackberrydiRIM,TungsteneZirediPalm,eInDesigndiAdobe), il compito di coniare un nuovo nome per il processore di quinta generazione.

Volendo rimarcare anche nel nome la generazione del processore, inizialmente si pensò alla parola "Pentagon" a cui si sostituì la parte finale agon con "-ium", tipico suffisso degli elementi chimici nella lingua inglese. In questo modo il nome divenne efficacemente "Pentium", dato che il prefissopent,ingreco,significa propriocinque.

Il termine i586 comunque non è stato completamente dimenticato, anzi viene utilizzato per riferirsi nell'ambiente della programmazione a tutti i primi Pentium e processori compatibili prodotti da competitori di Intel, e il progetto era stato nominato in fase di sviluppo "P5". Il Pentium fu il primomicroprocessore superscalaree l'ultimo prodotto da Intel a non supportare l'esecuzione fuori ordine.

Le prime versioni dei Pentium, immesse sul mercato a partire dal 29 marzo 1993, avevano unafrequenza di clocka 60-100 MHz. Tuttavia, presentavano un problema nell'unità per il calcolo in virgola mobile che, in casi rari, riduceva la precisione delle operazioni di divisione. Questobug,scoperto nel1994,divenne noto come il "Pentium FDIV bug"e fu causa di grande imbarazzo per Intel, che iniziò una campagna di richiamo per sostituire i processori difettosi costata circa 450 milioni di dollari.

Inoltre, le versioni a 60 e 66 MHz a 0,8 µm dei Pentium erano note per la loro fragilità e per la grande (per allora) produzione di calore.

Caratteristiche tecniche

Pedinatura di un Pentium MMX

I primi Pentium furono prodotti a velocità di 60 e 66 MHz, la stessa delbusdi sistema. I processori a 60 MHz erano Pentium 66 ma che non soddisfacevano alcuni requisiti o che avevano difetti di fabbricazione. Più tardi divennero disponibili versioni con frequenza di clock maggiore: 75 MHz con BUS a 50 MHz e moltiplicatore a 1,5x, dalle prestazioni praticamente pari a quelle della versione a 66 MHz per via del rallentamento del BUS di sistema (tanti rivenditori per un periodo di tempo vendevano CPU da 75 MHzovercloccatea 90 MHz, cioè col BUS regolato a 60 MHz invece che a 50 MHz, per mancanza sul mercato di CPU a 90 MHz),90 (60×1,5), 100 (66×1,5), 120 (60×2), 133 (66×2), 150 (60×2,5), 166 (66×2,5), 200 (66×3) e 233 MHz (66×3,5).

IPentium OverDrivefurono prodotti, a velocità di 63 MHz (25×2,5) e 83 MHz (33×2,5), per poter aggiornare computer basati sui vecchi 486 senza stravolgimentihardware.

Il Pentium originale era un microprocessore superscalare che eseguiva le istruzioni in ordine attraverso una pipeline dati. Inizialmente fu prodotto con la tecnologia a 0,8 µm (micrometri), ovvero 800 nm, integrando 3,1 milioni ditransistor.In seguito cominciò la produzione delP54,un adattamento del P5 alla tecnologia a 0,6 µm, che era predisposto a lavorare in coppia ed aveva una velocità di clock superiore a quella delFront Side Bus(è molto più difficile aumentare la velocità di quest'ultimo). Il P54 fu sostituito a sua volta dalP54C,prodotto con tecnologia a 0,35 µm - una tecnologiaCMOS,a differenza della tecnologiaBiCMOSusata nei primi Pentium.

In seguito fu diffuso ilP55C,oPentium MMX,che riprendeva ilcoreP5 e il processo di produzione a 0,35 µm, e che inoltre includeva l'instruction setMMX,costituito da 57 nuove istruzioni, che permettevano maggiori prestazioni nel trattamento dei dati multimediali. Ilsoftwaredoveva però essere ottimizzato per poter sfruttare queste istruzioni, e il miglioramento prestazionale del P55C fu dovuto in gran parte al raddoppiamento della memoriaCache,da 16 a 32 kB.

Maggiori differenze col 486

• Architettura superscalare:il Pentium possedeva 2pipelineche gli permettevano di completare più di un'operazione per ciclo di clock. Una pipeline, chiamata "pipeline U",poteva eseguire qualunque istruzione, mentre l'altra, chiamata"pipeline V",era in grado di eseguire solo quelle più semplici e comuni (logica cablata). L'utilizzo di più pipeline era una caratteristica delle architettureRISC,una delle tante caratteristiche che, nel tempo, sarebbero state poi implementate sulle architetture x86, dimostrando la possibilità di unire le due tecnologie e creare dei processori che possano essere definiti "ibridi".
• Data patha64 bit:questa caratteristica raddoppiava la quantità di informazioni prelevate dalla memoria in ogni operazione difetch.È importante sottolineare però che questo aspetto non consentiva assolutamente al Pentium di poter eseguire codice a 64 bit, dato che i suoi registri continuavano ad essere 32 bit.
• Supporto per le istruzioniMMX(solo i modelli più recenti): fu il primoinstruction setSIMDintegrato in un processore Intel. Le funzionalità erano ancora basilari ma in alcune applicazioni multimediali ottimizzate era possibile ottenere fino al 40% in più di prestazioni.
• Introduzione dell'istruzioneCPUID:si trattava di una funzionalità che consentiva il riconoscimento dellaCPUda parte delsoftware.

I Pentium, potendo eseguire più istruzioni per singolo ciclo di clock, offrivano prestazioni di poco inferiori al doppio a quelle di un 486 di pari frequenza. Gli ultimiAm486diAMD,con frequenze di 133 MHz, raggiungevano nel calcolo sugli interi le prestazioni di un Pentium 75 MHz, risultando comunque più lenti nelle operazioni invirgola mobile.

Evoluzione

P5

Il Pentium originale, chiamato in codice P5, era un microprocessore superscalare che eseguiva le istruzioni in ordine attraverso una pipeline dati. Inizialmente era prodotto con la tecnologia a 0,8 µm (micrometri), ovvero 800nm. Il P5 usava il socket 4 ed aveva frequenze operative di 60 o 66 MHz.

P54

In seguito cominciò la produzione delP54,un adattamento del P5 alla tecnologia a 0,6 µm (600 nm), che era predisposto a lavorare in coppia e aveva una velocità di clock superiore a quella delFront Side Bus.

P54C

Il P54 fu sostituito a sua volta dalP54C,prodotto con tecnologia a 0,35 µm (350 nm) - una tecnologiaCMOS,a differenza della tecnologia CMOS bipolare usata nei primi Pentium.

P55C

In seguito fu diffuso ilP55C,oPentium MMX,che riprende ilcoreP5 e il processo di produzione a 0,35 µm, e che inoltre include l'instruction setMMX,costituito da 57 istruzioni, che permette maggiori prestazioni nel trattamento dei dati multimediali. Il software doveva però essere ottimizzato per poter sfruttare queste istruzioni, e il miglioramento prestazionale del P55C fu dovuto in gran parte al raddoppio della memoriacachea 32 KB.

Bibliografia

• Michael L. Schmit,Il manuale Pentium,McGraw-Hill, 1996,ISBN88-386-0367-7.
• Dossier Pentium(JPG), inMCmicrocomputer,n. 147, Roma, Technimedia, gennaio 1995, pp. 170-181,ISSN1123-2714.
• Pentium: da 120 a 133 MHz(JPG) (confronto tra vari PC basati su Pentium), inMCmicrocomputer,n. 155, Roma, Technimedia, ottobre 1995, pp. 210-224,ISSN1123-2714.
• Pentium o non Pentium?(JPG) (confronto con altri microprocessori), inMCmicrocomputer,n. 169, Roma, Technimedia, gennaio 1997, pp. 186-189,ISSN1123-2714.
• Otto anni di Pentium(JPG), inMCmicrocomputer,n. 212, Roma, Pluricom, dicembre 2000, pp. 76-79,ISSN1123-2714.

Voci correlate

• Microprocessori Intel
• Intel 80486
• Pentium Pro
• Pentium II
• Pentium FDIV bug

Altri progetti

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commonscontiene immagini o altri file suPentium