奔騰

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奔腾(Pentium)
Intel PentiumDC 2009.png
2009年的Logo
生產時間 1993年3月22日至現今
製造商
  • 英特爾
处理器速度 60MHz至 3.8GHz
前端总线速率 60MHz(MT/s)至 1333MHz(MT/s)
DMI速率 2.5GT/s至 5.0GT/s
制作工艺 0.8 µm 至 22 nm
指令集 x86x86-64MMXSSE
微架構 P5
P6
NetBurst
Core
Nehalem
Sandy Bridge
Ivy Bridge
Haswell
Silvermont
核心數量 1–4個
應用平台 桌上型平台、行動平台、伺服器等等...
插座
封裝
核心(代號)
  • 多個(見下文)

奔騰英语Pentium)是英特爾的x86處理器品牌,於1993年推出。以往,奔騰是英特爾的唯一的x86處理器產品線,後來隨著其產品線的擴展衍生出低端的「賽揚」(Celeron)系列、供伺服器以及工作站使用的「至強」(Xeon)系列。2006年英特爾推出「酷睿」(Core)系列處理器產品線,取代原奔騰處理器系列的市場定位。時至今日,「奔騰」這個品牌仍然繼續使用,但市場定位被定位為比低端入門型的賽揚系列高一級,比橫貫中高端主流型和高端旗艦型的酷睿系列低一級的中端入門型級別。相比中高端主流型的酷睿系列處理器產品,奔騰系列三級快取容量少了、時脈速率較低、缺少超執行緒以及Intel VT虚拟化技术(儘管這些技術在酷睿系列推出以前奔騰系列是擁有的)的支援。

概覽[编辑]

英特爾通常會為處理器以核心代號作為處理器系列中各型號的區分,像是「Prescott」、「Willamette」、「Coppermine」、「Katmai」、「Klamath」、「Deschutes」等等。這些代號當年在電腦業界以及電腦愛好者群體裏有很高的知名度,[1]即使是處理器以正式命名正式上市以後。

Intel將Pentium商標名稱,在後面世代的處理器架構都一路沿用至今,但是它們在內部的微架構上其實與Pentium初代相當的不同。下面是從舊到新順序中各代英特爾微架構的奔騰處理器系列:

商標 微架構 桌上型平台 行動型平台 伺服器及工作站平台
Pentium
Pentium OverDrive
P5 P5 (0.8 µm)
P54C (0.6 µm)
P54CS (0.35 µm)
Pentium MMX
Pentium OverDrive MMX
P55C (0.35 µm)
Tillamook (0.25 µm)
Pentium Pro P6 P6 (0.5 µm)
P6 (0.35 µm)
Pentium II
Pentium II Xeon
Pentium II OverDrive
Mobile Pentium II
Klamath (0.35 µm)
Deschutes (0.25 µm)
Tonga (0.25 µm)
Dixon (0.25 µm)
Drake (0.25 µm)
Pentium III
Pentium III Xeon
Mobile Pentium III
Pentium III M
Katmai (0.25 µm)
Coppermine (180 nm)
Tualatin (130 nm)
Coppermine (180 nm)
Tualatin (130 nm)
Tanner (0.25 µm)
Cascades (180 nm)
Pentium 4
Pentium 4 Extreme Edition
NetBurst Willamette (180 nm)
Northwood (130 nm)
Gallatin (130 nm)
Prescott-2M (90 nm)
Prescott (90 nm)
Cedar Mill (65 nm)
Northwood (130 nm)
Prescott (90 nm)
獨立為Xeon(至強)系列
Pentium D
Pentium Extreme Edition
Smithfield (90 nm)
Presler (65 nm)
Pentium M 基於P6改造 Banias (90 nm)
Dothan (65 nm)
Pentium Dual-Core Yonah (65 nm)
Core Conroe/Allendale (65 nm)
Wolfdale-3M (45 nm)
Merom-2M (65 nm)
Pentium Wolfdale-3M (45 nm) Penryn-3M (45 nm)
Nehalem Clarkdale (32 nm) Arrandale (32 nm)
Sandy Bridge Sandy Bridge (32 nm)
Ivy Bridge Ivy Bridge (22 nm)
Haswell Haswell (22 nm)

在這些商標名稱上可以看到與這些CPU微架構的天性只有很鬆散的關聯。Pentium品牌現今在桌上型部分使用,Celeron品牌則使用在"經濟型"部分(通常是低效能跟低價格),以及Xeon品牌使用在適合伺服器工作站之高效能的部分。同樣的微架構可能會在所有的品牌中使用,但是他們在實作上有不同的時脈速度,快取大小,以及封裝和插槽。而且,在不相關的微架構的晶片上使用相同的名稱。

歷史[编辑]

最初,Pentium品牌的CPU是將會被命名為(80)586或i586,與前幾個世代的x86架構處理器的命名方式相對應:(80)286、(80)386/i386以及(80)486/i486。然而,英特爾為防止競爭對手的x86相容處理器產品用相近的命名方式來攪局(超微半導體經常這樣做,Am386、Am486等即如此)並與它們作出區分,英特爾嘗試將將它們的處理器命名在美國註冊成商標,但是由於美國的商標法案中規定註冊商標是不允許僅由阿拉伯數字組成而作罷。[2][3][4]

接續著之前世代的8086、80186、80286、80386以及80486微處理器,英特爾第五代微處理器被命名為「Pentium」,於1993年3月22日推出市場。這個處理器的微架構,被命名為「P5」。「Pentium」這個商標是英特爾聘請了Lexicon Branding商標事務所為英特爾設計的。詞綴「-ium」來源於拉丁文中代表元素的接尾语,用來表示奔騰CPU是電腦的一個基本組成要素,地位類比化學元素;[5]而詞綴「pent-」來源於希臘語penta(πέντε)”,意為「第五」,表示x86的第五代架構。[2]為進入大中華地區的市場,在英特爾華人員工的建議下,英特爾為Pentium譯為「奔騰」,並作為正式中文名稱。[6][7]

由於初代Pentium系列在效能上以及商業上都大獲成功,往後英特爾的幾代高階處理器上都沿用Pentium品牌。而到了2006年,曾一度消失於英特爾的發展路線圖上,[8][9]但於2007年重回。[10]

2004年開始,用於伺服器以及工作站的Pentium 4 Xeon獨立成全新的品牌「Xeon」(至強)。[11]

1998年,英特爾推出了「Celeron」(賽揚)品牌,用於低價但效能也較低的微處理器產品。[12]

2006年,英特爾發布「Core」(酷睿)品牌,用作英特爾的旗艦級處理器系列的新品牌,奔騰系列此時並不再有新品推出。然而由於中端主流市場對雙核心處理器有強烈需求,奔騰品牌重出江湖,作為英特爾中端處理器系列的品牌,定位於高端的Core系列以及低端的Celeron系列之間,不過,品牌命名上稍有改動,是為「Pentium Dual-Core」即奔騰雙核心處理器產品線。[13][14][15]

2009年,Pentium Dual-Core中的「Dual-Core」詞尾被去除,回歸舊有的「Pentium」命名。儘管依然是x86微架構,但是與初代奔騰的P5微架構是大相徑庭的Nehalem微架構,往後基於新式微架構的奔騰處理器系列,也繼續沿用「Pentium」的商標。

基於P5微架構的初代奔騰[编辑]

奔腾(Pentium)
Pentium logo.png
Pentium MMX商標
生產時間 1993年至1999年
製造商
  • 英特爾
处理器速度 60MHz至 380MHz
前端总线速率 50至 66
制作工艺 0.8µm 至 0.25µm
指令集 x86
微架構 P5
插座
  • Socket 4
  • Socket 5
  • Socket 7
核心(代號)
  • P5
  • P54
  • P54CS
  • P55C
  • Tillamook
Pentium MMX正面
Pentium MMX -背面

初代奔騰,是第五代單核心x86架構之微處理器,於1993年3月22日開始出貨。他是486產品線的後代。Pentium本应命名為80586或i586,後來命名為“Pentium”(通常认為i586被使用在英特爾競爭對手所製造的类80586的微處理器。

從486後的主要改變[编辑]

  • 超标量(Superscalar)架構 - Pentium擁有兩個資料路徑(管線,pipelines),可以達到在一個時鐘週期內完成一個以上的指令。一個管線(稱為"U")可以處理任何的指令,而另外一個(稱為"V")可以處理簡單的整數及FXCH浮點數指令。使用一個以上的管線是傳統RISC處理器設計的特色,這也是在許多x86平台上第一個實作出來的,顯示有將兩種技術合併的可能性,創造出幾乎“混合在一起”的處理器。
  • 64位元資料路徑 - 這使得每一次從記憶體提取指令的資訊數量變成兩倍。這並不表示Pentium可以執行所謂的64位元應用程式;他的主暫存器仍然是32位元寬度。
  • MMX指令(只存在于后期的Pentium MMX中)- 一種基本的SIMD指令集擴充,設計給多媒體應用程式使用。

Pentium架構的晶片最多每個時鐘週期提供約為486處理器的兩倍效能。最快的Intel i486部分幾乎與第一代的Pentium有相等的速度,少部分後期的AMD 486型號只大約等於Pentium 75 MHz.

最早期推出的Pentium時脈速度為60 MHz (60*1)和66 MHz (66*1)。後來75 MHz (50*1.5), 90 MHz (60*1.5), 100 MHz (66*1.5或50*2), 120 MHz (60*2), 133 MHz (66*2), 150 MHz(60*2.5或50*3), 166 MHz (66*2.5), 200 MHz (50*4或66*3),和233 MHz(66*3.5)的版本才逐漸地出現。Pentium OverDrive處理器以63和83 MHz的頻率推出,當作老舊486等級電腦的升級選項。

版本[编辑]

原本的Pentium微處理器有內部的代碼稱為P5,是管線化(pipelined)的循序(in-order)超純量(superscalar)微處理器,以0.8 微米製程技術製造。接著推出的是P54,是把P5縮小到0.6µm製程,已經是可以作為雙處理器以及擁有與前端匯流排不同的內部時脈速度(要增加匯流排的速度要比增加內部時脈來得更困難)。P54之後接著是P54C,使用.35µm製程 - 純粹CMOS製程,相對於在早期的Pentium是使用Bipolar CMOS製程。

接著,P55C也以Pentium with MMX Technology推出(通常只稱為Pentium MMX);它是以P5核心為基礎,0.35 µm製程也在這個系列中使用,但是擁有新的57個"MMX"指令集來增進多媒體工作的效率,像是媒體的編碼跟解壓縮。然而,軟體必須明確地對於使用MMX做最佳化,以及P55C顯示出速度增加的幻象主要是來自於內部一级缓存 (L1 Cache)的容量變成兩倍為32 KB。

Pentium P54C核心後來還被用於發展「Larrabee顯示核心[16]

評價[编辑]

早期的60-100MHz P5版本Pentium在浮點運算單元有一個問題,在極少數情况下,會導致除法運算的精確度降低。這個缺陷於1994年被發現,變成如今廣為人知的Pentium FDIV bug,同時这一事件導致Intel陷入巨大的窘態,建立召回計畫來回收有問題的處理器。60和66 MHz 0.8µm版本的Pentium處理器也由于其功能上的脆弱以及產生高热量而被指责。

基於P6微架構的奔騰[编辑]

奔騰Pro[编辑]

奔騰II[编辑]

奔騰III[编辑]

基於NetBurst微架構的奔騰[编辑]

奔騰4[编辑]

奔騰D[编辑]

基於P6微架構改造版的奔騰[编辑]

奔騰M[编辑]

奔騰雙核心[编辑]

基於Core微架構的奔騰[编辑]

奔騰雙核心[编辑]

奔騰(2009年)[编辑]

基於Nehalem微架構的奔騰[编辑]

基於Sandy Bridge微架構的奔騰[编辑]

基於Ivy Bridge微架構的奔騰[编辑]

基於Haswell微架構的奔騰[编辑]

基於Silvermont微架構的奔騰[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ Names of processors, IA State 
  2. ^ 2.0 2.1 Colapinto, John. Famous names. The New Yorker. 3 Oct 2011: (38–43) [12 Oct 2011]. 
  3. ^ 吴俊杰. 见“微”知著四十年 处理器历史全面回顾. 大砲村. 
  4. ^ Pentium的由來. 
  5. ^ Burgess, John. Intel's fifth-generation chip no longer goes by the numbers. Washington Post. 20 Oct 1992. 
  6. ^ 洪涛. 传奇的回忆—— Pentium,我们有一颗奔腾的心. 51CTO轉自it168. 
  7. ^ 黑眼bobo. T小編烙行話:Pentium、Athlon 風光一時,這些名詞有什麼典故?. techbang.com. 
  8. ^ Intel "Conroe-L" Details Unveiled. DailyTech. [2007-08-16]. 
  9. ^ The multicore era is upon us - CNET Asia
  10. ^ Intel to unify product naming scheme. TG Daily. [2007-08-12]. 
  11. ^ MyNikko.com 微處理器博物館 - Intel Xeon. 
  12. ^ Microprocessor Hall of Fame. Intel. [2007-08-11]. (原始内容存档于2007-07-06). 
  13. ^ Brown, Rich; Michelle Thatcher. The multicore era is upon us: How we got here – Where we stand today. CNET Asia. 23 April 2008 [2009-04-18]. 
  14. ^ Shilov, Anton. Intel Readies Pentium E2000-Series Processors. X-bit labs. [2007-08-15]. 
  15. ^ Intel to unify product naming scheme. TG Daily. [2007-08-15]. 
  16. ^ Intel的Larrabee显卡基于古老的Pentium架构. solidot.org. 2008-07-08 [2013-05-25]. 

外部連結[编辑]