Pentium
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奔腾(Pentium)是英特尔的第五代 x86架构之微处理器,并于1993年3月22日开始出货。它是80486产品线的后代。Pentium 本应命名为80586或 i586,后来命名为“Pentium”(通常认为是因为“pentium”意为拉丁文“五”)是因为阿拉伯数字无法被用作注册商标。i586被使用在英特尔 竞争对手所制造的类80586的微处理器。
从486后的主要改变
- 超标量 (Superscalar) 架构 - Pentium 拥有两个资料路径 (管线, pipelines),可以达到在一个时钟周期内完成一个以上的指令。一个管线 (称为"U") 可以处理任何的指令,而另外一个 (称为"V") 可以处理简单,最共同的指令。使用一个以上的管线是传统 RISC 处理器设计的特色,这也是在许多 x86 平台上第一个实作出来的,显示有将两种技术合并的可能性,创造出几乎“混合在一起”的处理器。
- 64位元 资料路径 - 这使得每一次从内存提取指令的资讯数量变成两倍。这并不表示 Pentium 可以执行所谓的 64 位元应用程序;他的主寄存器仍然是 32 位元宽度。
- MMX 指令 (只有后期的型号) - 一种基本的 SIMD 指令集扩充,设计给 多媒体 应用程序使用。
Pentium 架构的芯片最多每个时钟周期提供约为 80486 处理器的两倍效能。最快的 Intel 486 部份几乎与第一代的 Pentium 有相等的速度,少部份后期的 AMD 486 型号只大约等于 Pentium 75 MHz.
最早期推出的 Pentium 时脉速度为 66 MHz 和 60 MHz。后来 75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 200, 和 233 MHz 的版本才逐渐地出现。Pentium OverDrive 处理器以 63 和 83 MHz 的频率推出,当作老旧 486 等级电脑的升级选像。
原本的 Pentium 微处理器有内部的代码称为 P5,是管线化(pipelined)的循序(in-order)超标量(superscalar)微处理器,以 0.8 微米 制程技术制造。接著推出的是 P54,是把 P5 缩小到 0.6µm 制程,已经是可以作为双处理器以及拥有与前端总线不同的内部时脉速度 (要增加总线的速度要比增加内部时脉来得更困难)。P54 之后接著是 P54C,使用 .35µm 制程 - 纯粹 CMOS 制程,相对于在早期的 Pentium 是使用 Bipolar CMOS 制程。
接著,P55C 也以 Pentium with MMX Technology 推出 (通常只称为 Pentium MMX);他是以 P5 核心为基础,0.35 µm 制程也在这个系列中使用,但是拥有新的 57 个 "MMX" 指令集来增进多媒体工作的效率,像是媒体的编码跟解压缩。然而,软件必须明确地对于使用 MMX 做最佳化,以及 P55C 显示出速度增加的幻象主要是来自于内部快取(cache)的容量变成两倍为 32 KB。
早期的 60-100MHz Pentium 版本在浮点运算单元有一个问题,在极少数情况下,会导致除法运算的精确度降低。这个缺陷于 1994年 被发现,变成如今广为人知的 Pentium FDIV bug ,同时这一事件导致 Intel 陷入巨大的窘态,建立召回计划来回收有问题的处理器。60 和 66 MHz 0.8µm 版本的 Pentium 处理器也由于其功能上的脆弱以及产生高热量而被指责。
Intel 已经保留 Pentium 商标名称给后面世代的处理器架构,但是在内部其实与 Pentium 相当的不同:
在这些商标名称上可以看到与这些 CPU 微架构的天性只有很松散的关联。Pentium 品牌现今在桌上型部份使用,Celeron 品牌则使用在 "经济型" 部份 (通常是低效能跟低价格),以及 Xeon 品牌使用在适合服务器和工作站之高效能的部份。同样的微架构可能会在所有的品牌中使用,但是他们在实作上有不同的时脉速度,快取大小,以及封装和插槽。而且,在不相关的微架构的芯片上使用相同的名称。
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