День рождения Pentium. Знаменитому процессору 29 лет.

22 марта 1993 года навсегда вошло в историю, как одна из самых знаменательных дат в IT-индустрии. В этот день состоялась торжественная презентация, на которой корпорация Intel представила публике новое поколение процессоров под названием Pentium — чипов, в корне изменивших привычный ландшафт компьютерных технологий первой половины «девяностых».

Инженер, разработчик микропроцессоров и венчурный капиталист Винод Дхам, которого называют не иначе как «отец Pentium», начал трудиться над архитектурой x86-совместимых процессоров нового поколения, получивших рабочее наименование P5, еще в 1989 году. Первые прототипы появились в 1991-м, после чего начался длительный процесс тестирования новой микросхемы, устранения недочетов, оптимизации ее топологии и подготовки к серийному производству. Изначально предполагалось, что эти чипы будут названы 80586 или i586 по аналогии с процессорами Intel предыдущего поколения — 386 и 486, однако тут производитель столкнулся с неожиданной проблемой. Дело в том, что конкурирующие компании быстро наладили выпуск более дешевых аналогов интеловских процессоров, которые успешно продавались под похожими наименованиями, такими как, например, Am486 от AMD или 486SLC/486DLC от Cyrix Corporation. Чтобы оградить свою продукцию от подобного «пиратства», Intel попыталась запатентовать наименование «586», однако быстро выяснилось, что торговая марка по американским законам не может состоять из одних только цифр. Именно поэтому процессоры пятого поколения было решено назвать Intel Pentium — от греческого слова «пенте», «пять».

Официальная презентация Intel Pentium состоялась 22 марта 1993 года — именно этот день и принято считать днем рождения «пентиумов». Серийное производство процессоров Pentium с тактовой частотой ядра 60 Мгц к тому моменту уже было налажено на фабрике Intel в Орегоне. Безусловно, новый чип значительно превосходил царствовавшие тогда на рынке процессоры 486-й серии и по производительности, и по быстродействию, благодаря чему быстро завоевал популярность.

Новый процессор был создан на основе технологии 800 нм и включал 3,1 млн транзисторов в кристалле. Благодаря наличию в его архитектуре двух конвейеров — основного и вспомогательного — Intel Pentium мог выполнять две команды за один такт, что заметно повышало его быстродействие. Фактически, Pentium стал первым процессором x86 с многоконвейерной архитектурой. Благодаря использованию 64-битной шины данных он мог обмениваться с памятью вдвое большим объемом информации за один цикл по сравнению с процессорами предыдущего поколения при схожей тактовой частоте. Intel Pentium использовал кэш L1 объемом 16 Кбайт, но при этом он дробился на 2 сегмента по 8 Кбайт для раздельного хранения данных и инструкций, что опять же давало выигрыш в быстродействии по сравнению с 80486. Были у Pentium и другие важные отличия от предшественников, например, механизм предсказания переходов (прогнозирования ветвлений), позволявший использовать время простоя конвейеров для предварительной загрузки и исполнения инструкций, которые должны выполниться после инструкции условного перехода. Точность предсказаний у Pentium была довольно высокой, что позволило еще больше оптимизировать вычислительные ресурсы процессора. Кроме того, «пентиум» поддерживал режим системного управления (System Management Mode, SMM), что открывало возможность снизить его энергопотребление.

Первая модель Pentium 60 на ядре P5 выпускалась в 273-контактном корпусе под разъем Socket 4. Тогда же начался серийный выпуск Intel Pentium для ноутбуков, которые стремительно обрели популярность благодаря высокой производительности, особенно в играх. В том же 1993 Intel наладила производство модификации с частотой 66 МГц, однако этот процессор грелся намного сильнее первой модели и уже требовал обязательной установки вентилятора (Intel Pentium 60 прекрасно обходился обычным радиатором пассивного охлаждения). Кроме того, процент брака при изготовлении этих чипов был слишком велик, из-за чего их быстро сняли с производства, заменив новой версией процессора, выпущенного на основе 600-нанометровой технологии с обновленным ядром P54C. Данная версия была способна работать на частоте 75 МГц.

Именно этот процессор стал одним из самых массовых и популярных в данном семействе. Кроме того, быстро выяснилось, что процессоры Pentium способны работать на форсированных режимах, из-за чего на свет появились многочисленные инструкции и методики по их «разгону», которыми успешно пользовались, прежде всего, любители игр.

В 1994 году на свет появились процессоры Pentium на ядре P54C с частотами 90 и 100 МГц, причем в последнем удалось снизить напряжение питания до 3,3 В, а потребляемую мощность — до 10,1 Вт. Эти процессоры устанавливались в другой разъем — Socket 5, и главной их отличительной особенностью являлось то, тактовая частота ядра процессора превышала частоту системной шины.

В 1995 году Intel наладила выпуск малоизвестных широкой публике процессоров серии Pentium OverDrive. Они обладали всеми функциями и возможностями процессоров Pentium первого поколения на ядре P5, но предназначались для установки в разъем Socket 2 и Socket 3, что позволяло апгрейдировать компьютеры с процессорами i486 без замены материнской платы. Этот процессор работал с напряжением 5 В, было выпущено две модификации с частотами 63 и 83 МГц. Однако Pentium OverDrive не снискал популярности в силу сочетания высокой стоимости и низкой производительности: в большинстве случаев пользователям было выгоднее потратиться на замену комплекта процессор + материнская плата, получив компьютер с более высокой тактовой частотой и большим быстродействием, который, к тому же, можно было апгрейдировать в дальнейшем простой заменой процессора.

Вскоре была разработана модификация ядра Pentium под наименованием P54CS — эти процессоры выпускались по 350-нанометровому техпроцессу, что позволило еще значительнее уменьшить размеры кристалла. В 1995 и 1996 году в данном семействе появились на свет чипы с частотой 120, 133, 150 и 166 МГц.

Следующей вехой в истории «пентиумов» стало появление технологии MMX и нового ядра P55C. Разработанный в израильском исследовательском центре в Хайфе набор инструкций MMX значительно повышал производительность процессора в мультимедийных приложениях и играх, причем прирост мог достигать 60%, если новые инструкции в полной мере поддерживала сама программа. Кэш первого уровня нового семейства Pentium MMX был увеличен до 32 Кбайт (по 16 для данных и инструкций), а сам чип, произведенный по 280-нанометровой технологии, включал в себя 4,5 млн транзисторов.

В январе 1997 года на свет появился сверпопулярный хит под названием Intel Pentium 166 MMX, побивший практически все рекорды по количеству проданных экземпляров, чуть позже к нему присоединился Pentium 200 MMX. Последним серийным процессором в этом семействе стал Intel Pentium 233 MMX, поступивший в продажу 2 июня 1997 года. Этот чип и завершил многолетнюю историю процессоров Pentium, которая началась 29 лет назад.

Удивительно, но некоторые компьютеры и ноутбуки с процессорами Pentium прекрасно работают и по сей день, что говорит об их высокой надежности. Безусловно, появившиеся вслед за ними Pentium II, III и IV были намного более совершенными, но первое поколение Intel Pentium стало настоящим прорывом, навсегда изменившим мир высоких технологий.

Источник