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Pentium

Autor: Martin Puaschitz (onestone)
Datum: 01-01-2002, 21:54:22
Referenzen: http://www.glossar.de/
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Im März 1993 überrascht INTEL die Konkurrenz: um den Nachahmern eins auszuwischen, nennt INTEL seinen neuen Chip nicht 80586, sondern Pentium eine Bezeichnung, die sich - im Gegensatz zu einer Zahl - warenrechtlich schützen ließ. Der neue Prozessor wurde anfangs in 5-Volt-Technik gefertigt. Er ist/war softwarekompatibel zu seinen Vorgängern, diesen jedoch überlegen: mit einer Strukturbreite von anfangs 0,8, später 0,35 Mikron, läßt sich die Zahl der Transistoren auf über 3,1 Millionen steigern. Der Pentium taktete intern anfangs mit 60 oder 66 MHz und paßte in den Sockel 4 (273 Pins). Neu ist, daß der Prozessor in einem Taktzyklus zwei Befehle ausführen kann. Der Datenzugriff wird durch zwei interne 8 KB große Caches beschleunigt: Der eine speichert die jeweils aktuellen Befehle, der andere die Daten. Hinzu kommt, daß der externe Datenbus zum Hauptspeicher jetzt 64 Bit breit ist. Vor allem im Fließkommabereich wurde der Pentium verbessert. Er ist dort dreimal so schnell wie ein 486er.

Der erste geplante Nachfolger des Pentium konnte durch seine Fokussierung auf 32bit-Technologie unter WINDOWS einem Pentium nicht das Wasser reichen. Darum nannte man ihn Pentium PRO und plazierte ihn im Windows NT-Markt.

Zum wirklichen Nachfolger des Ur-Pentiums wurden im Mai 1997 der Pentium II, und im März 1999 der Pentum III, der lange Zeit als "Katmai" durch die Medien geisterte.

Pentuim III
Der weltgrößte Hersteller von Mikroprozessoren, Intel Corp., hat Ende Februar 1999 ungeachtet der Kritik von Datenschützern (siehe auch Verschlüsselung per CPU) seinen neuen Hochleistungs-Chip Pentium III weltweit auf den Markt gebracht. Er verfügt über den "alten" Pentium-II-Kern, besitzt zusätzlich 70 Befehle, die speziell bei Multimedia-Anwendungen, Videodaten, Spracherkennung und Spielen für Power sorgen sollen (siehe auch KNI) und hat eine interne Seriennummer, die nach Darstellung von INTEL vor allem die Abwicklung von Geschäften über das Internet sicherer machen soll. Er wird vorerst in zwei Varianten auf den Markt kommen, die mit Taktfrequenzen von 450 und 500 MHz arbeiten. Bis zum Jahresende 1999 soll die Taktfrequenz auf über 600 MHz gesteigert werden. Laut "PC-Welt"-Meldung von Mitte Februar 1999 kann Windows 98 mit den neuen 3er-Prozessoren nichts anfangen: Windows soll demnach den neuen Pentium-III für einen ordinären Pentium-II halten - PECH!

Übrigens: Mitte Februar 1999 hatte Intel-Konkurrent AMD seinen neuen Mikroprozessor K6-III vorgestellt, mit dem das Unternehmen gegen den Pentium III antreten will. Das neue Spitzenmodell der Advanced Micro Devices Inc. verfügt ebenfalls über einen erweiterten Multimedia- Befehlssatz mit dem Namen "3DNow". ("3DNow" ist nicht mit dem INTEL-Befehlssatz kompatibel.)

Nachfolger des Pentium III sind der Itanium und der (die?) Willamette.

Pentium-Rating / P-Rating / PR
Dieser Zusatzbezeichnung für Cyrix- und AMD-CPUs kann man entnehmen, mit welchem INTEL-Pentium diese sich leistungsmäßig vergleichen lassen. Die Clones bieten nämlich bei gleicher Taktfrequenz meist eine höhere Leistung als Pentium-CPUs. Das P-Rating basiert auf Benchmarks in einer genau definierten Hardware-Umgebung. Danach entspricht ein P-Rating von 150 der Leistung, die ein mit150 MHz getakteter Pentium bringt - auch wenn die interne Taktfrequenz geringer ist.

Zum Beispiel taktet der AMD K5 PR166 intern mit 117,5 MHz, ist jedoch so schnell wie ein 166-MHz-Pentium. Cyrix weist auf das P-Rating zusätzlich mit einem Plus im CPU-Namen hin.

Willamette (Pentium 4)
Auf dem hauseigenen Developers Forum (IDF) in Palm Springs hat INTEL Anfang 2000 seine 32-Bit-Neuentwicklung "Willamette" erstmals vorgestellt, die seit dem 28. Juni 2000 "Pentium 4" heißt. Neben höheren internen Taktraten - bei 1,4 GHz geht es los - hat Intel auch den Systembus der CPU beschleunigen (siehe auch Taktfrequenz): Ähnlich wie bei AGP 4x wird die Busfrequenz von 100 MHz verdoppelt und sowohl die steigende als auch die fallende Flanke zur Datenübertragung genutzt. Das ergibt nominell 400 MHz, was einer maximale Transferrate zwischen CPU und Chipsatz von 3,2 GB/s entspricht - dreimal so hoch wie beim PIII. Mit einem ähnlichen Trick verdoppelt Intel die Taktgeschwindigkeit der beiden Integer-Rechenwerke.

Desweiteren unterstützt der Chip Datenverschlüsselung und Bildkomprimierung. Die "Netburst" getaufte Architektur des Pentium 4 wurde auf der Intel-Konferenz in San Jose im August 2000 vorgestellt. Sie besteht aus einem "Advanced Transfer Cache", einer "Hyper Pipelined Technology", "Streaming SIMD Extensions 2", neuen und erweiterten Floating Point-Befehlen für Multimedia-Darstellungen, einem "Execution Trace Cache" sowie den neuen Einheiten "Rapid Execution Engine" und "Advanced Dynamic Execution".

Die Rapid Execution Technology soll dafür sorgen, dass die arithmetischen Recheneinheiten (Arithmetic Logic Units: ALUs) bestimmte Befehle doppelt so schnell wie der Prozessorkern ausführen können. Die Hyper Pipelined Technology erhöht die Durchsatzrate der Pipeline um ganze 100 Prozent, so Intel. Entsprechend könne man den P4 mit 1,4 GHz starten, während der PIII derzeit mit maximalen Taktraten etwas über einem GHz operiert. Die Advanced Dynamic Execution genannte Technik sorgt dafür, dass nur die auch wirklich benötigten Befehle ausgeführt werden - mit der dreifachen Geschwindigkeit der früheren P6-Mikroarchitektur. Das neue Cache Subsystem besteht aus einem angeblich effizienteren Level 1 Execution Trace Cache und einem 256 Kbyte fassenden Level 2 Cache, der eine Durchsatzrate von bis zu 48 GByte/s aufweisen soll.

Die Streaming SIMD Extensions 2 erweitern die bekannten MMX- und SSE-Befehle um 144 neue Instruktionen. Der überarbeitete, mit 400 MHz getaktete Systembus kann Transferraten von bis 3,2 GByte/s erreichen - dies bedeutet die dreifache Bandbreite des PIII.

Der Second-Level-Cache, zunächst 256, später auch 512 KB groß ist, arbeitet mit vollem CPU-Takt. Der Prozessor sollte ursprünglich ausschließlich Arbeitsspeicher mit der schnellen Technik "Rambus DRAM" unterstützen (Tehama-Chipsatz). Im Juli 2000 kam dann die Kehrtwende: Intel verkündete, auch den in Standard-PC eingesetzten und preisgünstigeren "SDRAM"-Arbeitsspeicher mit neuen Chipsätzen zu unterstützen.

Der Pentium 4 verfügt über das erste komplett neue 32-Bit-Chipdesign seit dem Pentium-Pro-Prozessor von 1995 mit seinem P6-Prozessorkern. Der PIII-Nachfolger wird genau wie der 64-Bitter Itanium in 0,18-Mikrometer-Technik gefertigt. Er verfügt über die "Willamette Processor New Instructions", einen neuer Befehlssatz ähnlich den "Katmai New Instructions" beim PIII. Die Markteinführung der Sockel-423-CPU soll im Oktober erfolgen.

Verfügte der Pentium III noch über 28 Millionen Transistoren für Rechenvorgänge, so soll diese Zahl mit dem Pentium 4 auf über 42 Millionen gestiegen sein.





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