Intel

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Geschrieben von robby 27/02/2009 @ 12:37

Tags : intel, informatik, wirtschaft, mainboards, computer, high-tech, wireless lan, netzwerk, notebooks, prozessoren

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Intel

Intel-Logo

Intel Corporation (Integrated electronics) ist ein US-amerikanischer Halbleiterhersteller mit Hauptsitz in Santa Clara, Kalifornien. Er wurde 1968 von Mitarbeitern des Unternehmens Fairchild Semiconductor gegründet. Intel ist vor allem für PC-Mikroprozessoren bekannt, bei denen das Unternehmen weltweit einen Marktanteil von ungefähr 80 % hält. Außerdem produziert Intel diverse weitere Arten von Mikrochips für Computer, zum Beispiel Chipsätze für Mainboards, WLAN und Netzwerkkarten. Vorstandsvorsitzender ist zurzeit Paul Otellini.

Intel ist das weltweit größte Unternehmen der Halbleiter-Branche und auf vielen Geschäftsfeldern tätig.

Intel wurde am 18. Juli 1968 von Gordon E. Moore und Robert Noyce als Moore-Noyce Electronics in Mountain View, Kalifornien gegründet, nachdem sie Fairchild Semiconductor verlassen hatten. Bald darauf wurde auch Andy Grove eingestellt, der die Firma in den 1980ern und 1990ern leitete. Das Ziel der Firma war es, Arbeitsspeicher für Computer auf Halbleiterbasis zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Die Hochintegration (Very Large Scale Integration, VLSI) von Transistoren auf Silizium steckte im Jahr 1968 noch in den Kinderschuhen, und Intel entwickelte den MOS-Prozess für die Herstellung von Halbleitern.

Das erste Produkt der Firma war aber ein bipolarer 64-bit-Schottky-RAM. Es wurde im April 1969 unter der Produktbezeichnung „Intel 3101“ vorgestellt. Erst im Juli 1969 wurde mit dem Intel 1101 der erste SRAM-Chip, der mit dem MOS-Prozess hergestellt wurde, auf den Markt gebracht. Aber erst im Oktober 1975 – trotzdem schon nach der Hälfte der ursprünglich veranschlagten Zeit – gelang der erste große Sprung nach vorn: Intel stellte unter der Produktbezeichnung „1103“ den ersten DRAM-Speicherbaustein vor, der auf dem MOS-Prozess basierte und die Vorzüge der Hochintegration zu bieten hatte. Während der Bipolar-Prozess nur noch bei Hochgeschwindigkeits-Bauteilen den Vorzug genoss, entwickelte sich fortan die MOS-Technologie zur bevorzugten Halbleiter-Fertigungstechnik.

Als weitsichtiger Integrations-Stratege hatte Gordon Moore schon 1965 einen Trend erkannt, der später als Mooresches Gesetz nicht nur die Geschichte von Intel, sondern die Entwicklung der gesamten Hochtechnologie maßgeblich geprägt hat.

Bis Mitte der 1980er Jahre war DRAM das Hauptgeschäft von Intel. Die wachsende Konkurrenz durch japanische Halbleiterhersteller und der damit verbundene Umsatzrückgang führten aber 1983 zu einer Umorientierung des Geschäftsmodells. Der Erfolg des Personal Computers von IBM veranlasste Intel, sich fortan auf Mikroprozessoren zu konzentrieren und die DRAM-Produktion aufzugeben. Zu den Hauptlieferanten von Intel gehört das taiwanische Unternehmen Foxconn.

Auf der Solid State Circuits Conference des Jahres 1971 stellte Dov Frohman das erste EPROM der Welt vor. Das Intel-EPROM 1702 war ein großer Erfolg und wurde bis Mitte der 1980er Jahre in hohen Stückzahlen verlangt, nicht zuletzt weil Intel viele Jahre der einzige Hersteller war, der EPROMs in hoher Stückzahl produzieren konnte. Bis 2008 war Intel zusammen mit Spansion einer der größten Hersteller von Flash-Speichern. Ende März 2008 gliederte Intel den größten Teil der Flash-Produktion in ein Joint-Venture-Unternehmen mit STMicroelectronics aus. Das neue Unternehmen bekam den Namen Numonyx.

Als erster Mikroprozessor der Welt (zumindest nach Intel-Lesart) wurde am 15. November 1971 der 4-Bit-Prozessor Intel 4004 vorgestellt. Diesen soll Intel auf eigene Verantwortung entwickelt haben, als das japanische Unternehmen Nippon Calculating Machine Corporation eigentlich einen spezialisierten Tischrechnerchip beauftragt hatte.

Der 1974 eingeführte Intel 8080 wird allgemein als erster vollwertiger Mikroprozessor angesehen. Es handelt sich dabei um einen 8-Bit-Mikroprozessor, der als Nachfolger des Intel 8008 (Markteinführung 1972) entwickelt wurde. Diese ersten Mikroprozessoren legten den Grundstein für viele weitere Produkte auf ähnlicher Basis und verhalfen Intel zu seiner starken Marktmacht. Zu dieser Baureihe gehören neben dem seltener eingesetzten Nachfolgetyp Intel 8085 eine ganze Palette von passenden I/O-Bausteinen, z. B. der Intel 8255 für parallele Ein- und Ausgabe.

Basierend auf den Entwicklungen der Mikroprozessoren der 80er Reihe stellte Intel 1977 den Mikrocontroller 8048 vor, der jedoch bereits 1980 durch den Mikrocontroller 8051 ersetzt wurde. Durch geschickte Lizenz-Politik (u. a. an Siemens und Philips) wurde der Mikrocontroller 8051 Stammvater einer der verbreitetsten Familien von Mikrocontrollern.

Die bekannteste Baureihe von Intel sind die x86er Mikroprozessoren, deren erstes Modell im Jahre 1978 mit dem 8086/8088 erschien und im weit verbreiteten IBM-PC verbaut wurde. Heute baut Intel Chips für Desktop-Computer (Pentium-Dual-Core-Serie, Celeron-Serie, Intel Core 2-Serie, Intel Core i7-Serie), für Notebooks (Pentium Dual-Core, Core Duo, Core 2 Duo) und für Workstations und Server den Xeon. Der große Serverprozessor Itanium 2 kann seine hohe Rechenleistung nur mit seinem nativen Befehlssatz IA64 ausspielen. x86-Maschinencode (IA32) führt er über eine integrierte Hardware-Emulation nur langsam aus.

Der große Erfolg der x86er Reihe führte zu einer marktbeherrschenden Stellung in der PC-Industrie; zeitweise kamen 85% der PC-CPUs von Intel. So kam es immer wieder zu Untersuchungen der amerikanischen Wettbewerbsbehörde FTC und Klagen von Konkurrenten. Der heutige einzige größere Konkurrent auf diesem Sektor ist AMD; ironischerweise war Robert Noyce mit seinem Gründungskapital auch für die Gründung dieser Firma mitentscheidend. Seit 1976 hat AMD ein Patentaustauschabkommen mit Intel, so dass alle technischen Innovationen wechselseitig genutzt werden können. Derzeit liefern sich beide Firmen einen harten Wettbewerb, der zu immer schnelleren Prozessoren und fallenden Preisen führt. Erst in der letzten Zeit hat hier mit dem Stromverbrauch bzw. der Abwärme ein weiteres Kriterium Bedeutung erlangt.

Intel ist mit großem Abstand Weltmarktführer bei Grafikchips, was daran liegt, dass die meisten Bürorechner und Notebooks auf Centrino-Technologie eine Intel-Plattform mit integrierter Grafik (IGPs) benutzen. Intel hatte zwar mit dem i740 Ende der 1990er auch einen Grafikchip für Steckkarten im Angebot, stellte diese Aktivitäten aber danach wieder ein. Zurzeit arbeitet Intel wieder an einer diskreten GPU unter dem Codenamen Larrabee.

1999 geriet Intel in öffentliche Kritik, als die gerade vorgestellten ersten Pentium III (mit 450 und 500 MHz) mit einer weltweit eindeutigen Nummer („Prozessor-ID“) versehen waren, die per Software ausgelesen werden konnte. Kritiker befürchteten, diese eindeutige Seriennummer könne als Grundlage für das Ausspionieren und die Überwachung von Computeranwendern dienen. Aufgrund des öffentlichen Drucks hat Intel die Prozessor-ID standardmäßig abgeschaltet und in späteren Prozessor-Generationen ganz auf sie verzichtet.

Im Jahr 2007 übernahm Intel das irische Unternehmen Havok, das vor allem wegen seiner Physik-Engine bekannt ist.

Da Intel auf vielen Geschäftsfeldern aktiv ist, hat das Unternehmen auch entsprechend viele Konkurrenten.

Bei x86-Prozessoren ist AMD der Hauptkonkurrent, nachdem sich anderen Firmen wie Centaur Technology, Cyrix oder Transmeta entweder aus dem Markt zurückgezogen haben oder sich auf Nischenprodukte konzentrieren. Bei Chipsätzen für Mainboards konkurriert man mit AMD (teilweise unter dem Markennamen ATI, früher ATI Technologies), nVidia und SiS, bei Netzwerkchips mit Freescale, Broadcom, Marvell und AMCC. Im Flash-Bereich gehören Spansion, Samsung, Toshiba und Hynix zu den Konkurrenten.

AMD hat vor kurzem auch eine Überprüfung auf Monopolstellung seitens Intel in Auftrag gegeben. Intel solle laut AMD in den Jahren 1996-2006 60 Milliarden Euro Gewinn dadurch gemacht haben.

Die EU-Kommission ermittelt seit 2007 wegen wettbewerbswidrigem Verhalten gegen Intel. In einem sogenannten 'Blauen Brief' warf sie Intel 2008 vor, PC-Herstellern Rabatte angeboten zu haben, wenn diese nur noch Intel Bauteile in ihren Rechnern verbauten. Einem Hersteller sei Geld dafür gezahlt worden, dass er eine Rechnerbaureihe mit AMD-Chips erst verspätet auf den Markt brachte. Außerdem wurde Intel wegen ähnlicher Geschäftspraktiken auf dem japanischen Markt verwarnt und in Südkorea zu einer Geldstrafe verurteilt.

Zum Jahreswechsel 2005/2006 verabschiedete sich Intel vom 37 Jahre alten Firmenlogo sowie der Bestandteilmarke „intel inside“, die bisher auf Produkten von Fremdherstellern angebracht wurde, die eine CPU von Intel enthielten.

Der neue Schriftzug wird nun, wie schon zuvor bei „intel inside“, durch einen ovalen Wirbel eingerahmt. Das „e“ im Schriftzug ist nicht mehr tiefgestellt. Das Firmenlogo wird situationsabhängig durch den Slogan „leap ahead“ (deutsch: „Einen Sprung voraus“) ergänzt. Die neue Hausschrift ist eine modifizierte Variante der Neo Sans bzw. Neo Tech.

Mit der Änderung des Firmenlogos geht auch eine Änderung der Marketingstrategie einher.

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Liste der Mikroprozessoren von Intel

Der Intel 4004 war der erste in Serie produzierter Mikroprozessor der Welt. Er war ursprünglich eine Auftragsentwicklung im Rahmen eines Tischrechner-Projekts der Firma Busicom. Intel kaufte das sehr allgemein gehaltene CPU-Design zurück und vermarktete es.

Der Intel 4040 war eine verbesserte Version des 4004 mit Interrupts.

Der Intel 8008 wurde beispielsweise in Terminals, Rechenmaschinen und Verpackungsmaschinen verwendet. Die Entwicklung wurde zusammen mit dem 4004 für den Datapoint 2200 begonnen.

Der Intel 8080 war lange Zeit eine verbreitete Standard-CPU mit vielen Einsatzbereichen. Er besaß ungefähr die 10-fache Geschwindigkeit eines 8008 und fand erstmals breite Verwendung in der Industrie − etwa in Registrierkassen, Verkehrsampeln, Bankenterminals, Wägesystemen, Steuerungen, aber auch in Marschflugkörpern. Auch im Hobby-Bereich wurde diese CPU sehr populär, etwa im Altair 8800 oder durch das Betriebssystem CP/M.

Der 8085 ist eine weiterentwickelte Ein-Chip-Version der 8080-CPU, mit der Intel an die Popularität des 8080 aber nicht mehr anknüpfen konnte. Das Erbe des 8080 trat der Z80 der Firma Zilog an.

Verwendet wurde er zum Beispiel im Schneider-PC 1640 und vielen anderen Nachbauten des IBM-PC, in der Kommunikationstechnik (z. B. Telefonanlagen), bei Steuerungen (u. a. auch im Space Shuttle der NASA). Der Befehlssatz ist auf symbolischer Ebene (Mnemoniks, Operandenformat, Adressierungsarten) angelehnt an den des 8080, um eine leichte Portierung zu ermöglichen. Zur Erweiterung des Adressraumes auf 1 MB wird eine Segmentierung benutzt, da sich mit 16 Bit lediglich 64 KB direkt adressieren lassen.

Variante des 8086 mit externem 8-Bit-Datenbus. Der 8088 verhält sich aus Sicht des Programmierers zwar wie ein 8086, da 8-Bit-Technologie in den späten 1970er Jahren aber verbreitet und verhältnismäßig günstig war, sollte der „schmalere“ Datenbus des 8088 den Aufbau kostengünstiger Systeme mit „8086-Technologie“ ermöglichen. Der 8088 wurde vor allem im IBM-PC und dessen Nachbauten, Telefonanlagen, Steuerungen u. v. m. verwendet.

Der Intel 80186 wurde hauptsächlich in eingebetteten Systemen verwendet, eher selten in Desktop-Rechnern der IBM-Klasse (z. B. im Siemens PCD, Triumph Adler P50/P60, Tandy 2000, Philips Yes, MAD-Computer). Er enthält einen leicht verbesserten 8086-Kern mit zusätzlichen Befehlen, sowie zwei Timer, einen DMA- und einen Interrupt-Controller. Später wurde er in iAPX186 umbenannt.

Wie der 80186, aber externem Datenbus mit 8 Bit Breite, dadurch verringerte Kosten, weil die benötigten Zusatzchips billiger waren.

Der 80286 verfügte über einen neuen Betriebsmodus (Protected Mode), der einen Speicherschutz für Multitasking-Betriebssysteme ermöglicht. Er erreicht die drei- bis sechsfache Geschwindigkeit des 8086 und war vor allem in PC-Clones verbreitet. Er kann die Encyclopædia Britannica in 45 Sekunden durchsuchen.

Der i386DX war der erste x86-Prozessor mit 32 Bit Busbreite. Er besitzt einen überarbeiteten und erweiterten Speicherschutz (32-bit-Protected Mode). Außerdem unterstützt er virtuellen Speicher und virtuellen 8086-Mode. Paging, ein linearer Adressraum und Zugriffsschutz erleichtern die Portierung von Unix-Systemen. Er wurde vor allem für Desktop-Computer benutzt. Kann die Encyclopædia Britannica in 12,5 Sekunden durchsuchen.

Die geringere Busbreite des i386SX verringerte die Kosten, da 80286er-Peripherie weiter genutzt werden konnte. Softwareseitig ist er vollkommen kompatibel zum i386DX (mit der Beschränkung auf einen kleineren Adressraum), besitzt aber eine kürzere Befehlswarteschlange als der i386DX. Verwendet wurde er in Desktop-PCs und tragbaren Computern des unteren Preissegments.

Der i486 besitzt als erster Intel-Prozessor einen auf dem Chip integrierter L1-Cache und einen mathematischen Koprozessor (FPU). Er besitzt die 50-fache Geschwindigkeit des 8088 und wurde vor allem in Servern und Desktop-Computern eingesetzt.

Erster Prozessor speziell für tragbare Computer (geringer Stromverbrauch). Hochintegriert, enthält Cache-, Bus- und Memory-Controller.

Entspricht dem i486DX, aber mit fehlendem mathematischen Koprozessor (FPU) und wurde im Einstiegssegment der 486er Desktop-PC eingesetzt. Er ist erweiterbar mit dem i487-Koprozessor.

Verwendet für schnelle, aber preiswerte Desktop-PC. Der Prozessor arbeitet intern mit der doppelten Frequenz des externen Busses.

Eingesetzt in Notebook-PCs.

Fünffache Geschwindigkeit des 33-MHz-486DX-Prozessors durch superskalare Architektur, eingesetzt in Desktop-PCs. Intern mit RISC-Kern; vorgesehene Erweiterungen für Mehrprozessorbetrieb erst später relevant. CPUID-Kennung ermöglicht nun Spezialvarianten in schnellerer Folge.

Eingesetzt in schnellen Einstiegs-Desktop-PCs und Mittelklasse-Notebooks. Der Systemtakt betrug ein Drittel (nicht ein Viertel!) des Prozessortaktes, also 25 bzw. 33 MHz.

Der Pentium II besitzt die Mikroarchitektur des Pentium Pro, die etwas verbessert und darüber hinaus um den MMX-Befehlssatz erweitert wurde. Der Klamath wurde sogar in der selben Technologie gefertigt wie der Pentium Pro, aber – wie u. a. seine Nachfolger Deschutes und Katmai auch – in einem kostengünstigeren Einsteckmodul ausgeliefert.

Der Deschutes war der erste Prozessor mit der Bezeichnung „Pentium“, der auch in einer Variante mit 100 MHz Bustakt verfügbar war.

Auf Deschutes-Basis.

Der erste Celeron-Prozessor verwendet den Kern der ersten Pentium-II-Variante mit der Bezeichnung Deschutes. Ihm fehlt jedoch der L2-Cache, wodurch die Leistungsfähigkeit deutlich verringert ist. Er konnte sich in vielen Anwendungsbereichen nicht einmal gegen den niedriger getakteten und preiswerteren Pentium MMX behaupten.

Der erste Xeon-Prozessor verfügt über 512, 1024 oder 2048 KB L2-Cache. Die 2048 KB Variante war nur beim 450 MHz Modell erhältlich.

Erster Intel-Prozessor mit im Prozessor-Die integriertem L2-Cache. Er war ein guter wirtschaftlicher Kompromiss zwischen ursprünglichem Celeron und Pentium II. Später wurde der Celeron dann auch im kostengünstigeren Sockel 370-Gehäuse vertrieben, da der Slot 1 durch den integrierten L2-Cache nicht mehr nötig war. Sehr beliebt war dieser Prozessor in der PPGA-Sockel-Ausführung, mit welcher er z. B. auf dem Motherboard ABIT BP6 als günstiges Zwei-Prozessor-System tauglich war. Alle folgenden Celeron-Kerne sind dieser Fähigkeit beraubt.

Streaming SIMD Extensions. Erstmals mit Prozessor-GUID (was Datenschutzbedenken hervorrief).

Eingesetzt in Business-PCs, two-, four- und eight-way- (und höheren) Servern und Workstations.

Verwendet für Two-Way-Server und Workstations.

Erster Intel-Prozessor in 180-nm-Fertigung. Der Coppermine hat einen auf dem Chip integrierten L2-Cache („Advanced Transfer Cache“), der gegenüber seinem Vorgänger, dem Katmai, zwar von 512 KB auf 256 KB verkleinert wurde, aber durch eine Überarbeitung des L2-Cache-Interface einen erheblich höheren Durchsatz hat. In den meisten Anwendungsfällen ist er sogar etwas schneller als sein Vorgänger.

Erster Intel-Prozessor in 130 nm Fertigung. 1,25 V statt 1,5 V Bus-Spannung (AGTL- statt AGTL+-Pegel), weshalb der Pentium III mit Tualatin-Kern ohne Adapter nur auf Mainboards mit dafür geeigneten Chipsätzen läuft, z. B. dem Intel i815 (B-Step) oder dem VIA 694T.

Wie der Pentium III mit Tualatin-Kern in der Desktop-Variante hat der Tualatin-Celeron 256 KB L2-Cache, wird aber nur mit 100 MHz FSB-Takt getaktet.

Erster Prozessor in 90 nm Fertigung.

Erster Prozessor in 65 nm Fertigung.

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Intel Xeon

Xeon ist der Markenname von Server- und Workstationprozessoren von Intel. Diese basieren auf den zum jeweiligen Zeitpunkt aktuellen Varianten der Desktopprozessoren und damit kommen verschiedene Mikroarchitekturen zum Einsatz.

Die Xeon-Prozessoren sind normalerweise nicht pinkompatibel zu den jeweiligen Core- oder Pentium-Prozessoren und benötigen eine eigene Infrastruktur, Ausnahmen sind die Xeon UP Prozessoren. Die Xeon-Prozessoren verfügen in der Regel über größere und mehr (On-Die-L3-)Caches, ermöglichen Multiprozessor-Unterstützung und weitere Funktionen, die für den Einsatz in Servern Vorteile bringen. Sie sind meist Vorreiter für technologische Neuerungen, die später in den Consumermarkt eingeführt werden, wie SMT (Intel-Bezeichnung: Hyper-Threading) oder Dualchannel-RAM. Doch werden Funktionen wie ein schnellerer Front Side Bus erst später oder nur teilweise eingeführt, um die Datensicherheit durch stabile Übertragung auf die Hauptplatine nicht zu stören.

Die erweiterte Ausstattung dieser Prozessoren schlägt sich auch in einem deutlich höheren Preis gegenüber der jeweiligen Desktop-Variante nieder. Ebenfalls sind Xeon-taugliche Hauptplatinen, Kühler, Gehäuse und Netzteile deutlich teurer, da diese auf hohe Betriebssicherheit und Datenschutz ausgelegt sind.

Seit 2006 gibt es auch die Dual-Core-Varianten Smithfield und Paxville, die mehr Rechenleistung bieten.

Des Weiteren sind LV-Varianten (Low-Voltage) erhältlich, die mit niedrigerer Verlustleistung vorrangig für Bladeserver gedacht sind, prinzipiell aber auch in Notebooks verbaut werden könnten, um sie zu mobilen Workstations zu machen.

Neben Intel existiert mit AMD nur noch ein größerer Anbieter von x86-kompatiblen Prozessoren. Allerdings konzentrierte AMD sich lange Zeit auf das Privatkundengeschäft und versuchte erst im Jahr 2001, mit dem Athlon MP ein Konkurrenzprodukt auf dem Server- und Workstation-Markt zu platzieren. Dies scheiterte jedoch, und Intel behielt eine Art Monopolstellung in diesem Marktsegment. Erst mit dem Opteron konnte AMD einige Erfolge feiern, und Intel verlor einige Marktanteile. Allerdings ist der Xeon nach wie vor mit großem Abstand Marktführer für x86-kompatible Server- und Workstationprozessoren.

Seit Januar 2004 existieren auch Xeon-Prozessoren mit Intel 64 (Implementierung der AMD64-Erweiterung von Intel), um AMDs Opteron einen Vorteil zu nehmen. Diese Maßnahme torpedierte allerdings das Bestreben Intels, die Xeon-Produktlinie schrittweise durch die IA-64-Prozessoren (Itanium) zu ersetzen. Da sich diese Architektur aber bisher nicht durchsetzen konnte, musste Intel den Schritt zu Intel 64 gehen.

Aufgrund der hohen Wärmeentwicklung der NetBurst-Architektur wurde bereits die Intel-SpeedStep-Technologie, hier als Demand Based Switch (DBS), in den Xeon implementiert. Doch da diese Probleme nicht behoben werden konnten, wechselte Intel mit den Woodcrest-Kernen wie bei seiner kompletten Produktpalette von der NetBurst-Architektur auf die deutlich energieeffizientere Intel Core Mikroarchitektur. Mittlerweile hat auch die Quadcore-Architektur mit dem Clovertown in die Xeon-CPUs Einzug gehalten.

Intel bezeichnete beim Intel Xeon (P6) noch alle Modelle als Xeon. Doch mit der Einführung der NetBurst-Architektur beim Intel Xeon (NetBurst) wurde zur Unterscheidung die Suffixe DP und MP eingeführt. Diese beschreiben, ob der Prozessor für Dual-Prozessor- (Xeon DP) oder Multi-Prozessor-Systeme (Xeon MP) geeignet ist. Zusätzlich wurde dann mit dem Intel Xeon (Core) noch der Suffix UP für Einzelprozessorsysteme (Xeon UP) eingeführt. Diese Prozessoren für den Sockel 775 sind umbenannte Intel Core 2 Prozessoren.

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Intel Pentium

Blockdiagramm des Intel Pentium MMX.

Der Pentium ist ein 1993 von Intel vorgestellter Prozessor. Er war der Nachfolger der erfolgreichen i486-CPU-Baureihe aus demselben Hause. Als die CPU angekündigt wurde, rechnete die Fachwelt mit der Fortsetzung des bis dahin üblichen Namensschemas bei x86-Prozessoren. Demnach hätte die CPU 80586 oder kurz i586 heißen müssen. Ende 1992 ließ Intel dann aber verlauten, dass die zur CeBIT 1993 angekündigte CPU den Namen Pentium tragen solle. Pente (πέντε) – das griechische Wort für fünf – sollte nun der fünften x86-Generation aus dem Hause Intel den Namen geben.

Intel begründete diesen Schritt mit der Unmöglichkeit, Zahlen markenrechtlich schützen zu lassen. Bei den i486-Prozessoren hatte Intel zu spüren bekommen, was es bedeuten kann, wenn die Konkurrenz wie z. B. Cyrix den gleichen Namen verwenden darf wie das Original. Wahrscheinlich wollte man diesen Fehler nicht noch einmal machen.

Pentium sollte dann aber nicht nur die fünfte, sondern auch die sechste und siebte x86-Generation aus dem Hause Intel heißen. Heute trägt eine ganze Prozessor-Dynastie diesen Namen. Dem Pentium folgten der Pentium Pro, der Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Pentium M, Pentium D und der Pentium Dual-Core. Obwohl diese Prozessoren außer dem Befehlssatz kaum Gemeinsamkeiten mit dem ersten Pentium haben, tragen sie seinen Namen.

Von vielen Leuten wurde der Name Pentium deshalb synonym zum aktuellen Pentium-Prozessor benutzt, was eine begriffliche Abgrenzung vom ursprünglichen Pentium manchmal nicht ganz einfach macht. Aus diesem Grund hat sich für die erste Pentium-Familie später auch die Bezeichnung Pentium-1 eingebürgert, obwohl Intel ihn nie so bezeichnet hat.

Auf dem Bild rechts kann man typische Vertreter aller drei Typen der Pentium-1-Familie sehen, zum Teil mit verschiedenen Gehäusevarianten. Im Zentrum liegt ein Pentium 60, darüber ein Pentium 200. Im Uhrzeigersinn folgen ein Pentium 120, ein Pentium 233 MMX, dann zwei Pentium 75 mit verschiedenen Gehäusevarianten und schließlich ein Pentium 166 MMX.

Alle Pentium-1-Prozessoren basieren auf dem Kern des Pentium-60/66, der Intel-intern auch als P5 bezeichnet wurde. Trotzdem hat sich P5-Familie – im Gegensatz zu P6-Familie – nie als Bezeichnung für die Pentium-1-Familie eingebürgert. Anders als beispielsweise der Pentium Pro stammt der Pentium vom selben Entwicklerteam, das auch schon den 486er entwickelt hatte.

Der Pentium war der erste superskalare CISC-Mikroprozessor der Welt. Man integrierte hierbei RISC-Technologie, ohne dabei die Abwärtskompatibilität zum 486 zu verlieren. Vom 486 zum Pentium vollzog sich die größte technische Änderung in der Geschichte der 8086er-Linie.

Bereits der 486er führte einfache Befehle in einer Art Pipeline aus. Im Gegensatz zum Pentium waren dessen Pipelinestufen aber eher geschickt zusammengeschaltete Funktionsgruppen, wie man sie bereits vom 386er kannte. So konnten das Befehlholen (instruction fetching, fetch), die Befehlsdekodierung (decode) und die Befehlsausführung (execute) zwar weitgehend parallel ablaufen, es war aber nicht möglich, die an der Befehlsausführung beteiligten Funktionseinheiten besser auszulasten, indem man sie einfach parallel arbeiten ließ, wenn die Befehlsabfolge es erlaubte.

Das sollte der Pentium ändern. Er besaß zwei Integer-Pipelines, eine Gleitkomma-Pipeline, dynamische Sprungvorhersage, getrennte Daten- und Code-Caches mit einer Größe von jeweils 8 kB und einen 64 Bit breiten externen Datenbus mit schnellen Burst-Modi, um den externen Cache schnell anbinden zu können. Hinzu kamen weitere Funktionen, wie ein System-Management-Mode (SMM), hardware-unterstütztes Performance-Monitoring und Execution-Tracing. Die beiden Pipelines erlauben es dem Pentium, zwei an der Befehlsausführung beteiligte Funktionseinheiten parallel arbeiten zu lassen, wenn sich die Möglichkeit bietet (Integer- und Gleitkomma-Operationen können weitgehend unabhängig voneinander ausgeführt werden). Die dynamische Sprungvorhersage gleicht einen konzeptionellen Nachteil der Pipeline-Architektur aus, die so genannten Pipeline-Flushes. Ergebnisse bereits abgearbeiteter Teilbefehle werden ungültig, wenn ein Sprung erfolgt.

Erst anderthalb Jahre nach seiner Vorstellung sorgte der Pentium mit einem spektakulären Designfehler für Aufsehen. Der so genannte FDIV-Bug – wegen seiner Popularität manchmal auch etwas unspezifisch lediglich als Pentium-Bug bezeichnet – erschütterte das Vertrauen vieler Anwender in die noch junge Pentium-Familie, deren Mitglieder zur damaligen Zeit erst mit Taktfrequenzen von 60, 66, 75, 90 und 100 MHz verfügbar waren.

Die erste Generation des Pentium, der P5, wurde auf der CeBIT 1993 vorgestellt. Die beiden einzigen Vertreter des P5 sind der Pentium 60 und der Pentium 66. Beide arbeiten mit einer Versorgungsspannung von etwa 5 Volt und sind von Haus aus nicht Multiprocessing-fähig. Sie unterstützen aber bereits das MESI-Protokoll zur Sicherstellung der Cache-Kohärenz im Mehrprozessorbetrieb. Ihr Kern wird – vergleichbar dem der ersten 486-Prozessoren – noch mit derselben Taktfrequenz betrieben wie das Businterface. Beide CPUs passen ausschließlich in den Sockel 4 und unterscheiden sich ansonsten funktional nur unwesentlich von ihrem Nachfolger, dem P54C.

Trotz seines fortschrittlichen Designs war der P5 kein großer Erfolg für Intel. Das war aber keineswegs mangelnden technischen Qualitäten zuzuschreiben; vielmehr hatte sich Intel einen hausinternen Konkurrenten geschaffen, den mit 100 MHz getakteten i486-Prozessor DX4. Komplettsysteme mit dem DX4 waren in der Anschaffung deutlich günstiger und standen zumindest solchen mit Pentium 60 in Sachen Rechenleistung kaum nach. Zudem konnte der DX4 nachgerüstet werden, wenn bereits ein 486er-Mainboard vorhanden war, was keine guten Startvoraussetzungen für den neuen Prozessor bot.

Ein weiteres Problem ist die Versorgungsspannung von etwa 5 Volt. In Verbindung mit den damals oft zu knapp dimensionierten Kühlkörpern und Lüftern führt dies zu einer starken Erwärmung der CPU und oft sogar angrenzender Komponenten auf dem Mainboard (Wärmeleitung über die Leiterbahnen aus Kupfer), was meist zu einem instabilen Betrieb des Computers führt.

Der P54C-Pentium, der auch als Pentium-S bezeichnet wird, wurde zur CeBIT 1994 vorgestellt. Er kam zuerst mit 90 und 100 MHz und kurz darauf auch mit 75 MHz auf den Markt. Bis ins Jahr 1997 folgten noch Versionen mit 120, 133, 150, 166 und 200 MHz. Im Gegensatz zum P5 hat der P54C einen onchip-APIC und ist somit von Haus aus Multiprocessing-fähig. Trotzdem garantierte Intel nicht bei allen CPUs für die Funktionsfähigkeit des APIC, weshalb auch Versionen verkauft wurden, die den Multiprozessorbetrieb nicht unterstützten. Darüber hinaus besitzt der P54C das verbesserte, so genannte SL-enhanced Power Management. Für den P54C war zunächst der Sockel 5, später auch der Sockel 7 vorgesehen.

Im Gegensatz zu seinem Vorgänger, dem P5, wurde der P54C ein großer Erfolg für Intel. Es sollte fast zwei Jahre dauern, bis konkurrenzfähige Pentium-Klone auf den Markt kamen. Während Intel den Pentium favorisierte, schlachtete die Konkurrenz – ebenfalls erfolgreich – die 486er-Plattform zunächst weiter aus. So brachten AMD und Cyrix weiterhin schnelle 486er-Prozessoren auf den Markt, Ende 1995 – unter dem Namen 5x86 – sogar solche, die es durchaus mit einem Pentium 75 aufnehmen konnten. Zu dieser Zeit war Intel aber bereits beim Pentium 133. Im Laufe des Jahres 1996 konterte AMD mit dem 5k86, dem späteren K5 und Cyrix mit dem 6x86. Letzterer schaffte es sogar, bei der Integer-Rechenleistung dem damals schnellsten Pentium gefährlich zu werden. Aber bevor der 6x86 sich richtig etablieren konnte, konterte wiederum Intel Anfang 1997 mit einer Weiterentwicklung des P54C, dem P55C.

Der P55C wurde in Intels Forschungs- und Entwicklungszentrum in Haifa (Israel) entwickelt. Er ist der letzte und leistungsfähigste Prozessor aus der Pentium-1-Familie. Der Verkauf erfolgte unter der Bezeichnung Pentium MMX, da er als erster Prozessor mit Intels neuer MMX-Befehlssatzerweiterung ausgestattet ist. Den Pentium MMX gibt es mit Taktfrequenzen von 133 bis 300 MHz, wobei 133, 266 und 300 MHz der mobilen Variante vorbehalten bleiben. Da CPU-Kern und Businterface beim P55C mit verschiedenen Spannungen betrieben werden, benötigt er eine spezielle Form des Sockel 7, den so genannten Split-Voltage-fähigen Sockel 7, nicht zu verwechseln mit dem Super-Sockel 7.

Darüber hinaus wurde der P55C intern erheblich verbessert. Er behielt zwar im Wesentlichen die Architektur des P54C bei, optimierte und ergänzte sie aber an vielen Stellen. So besitzt der P55C doppelt so große Caches wie seine Vorgänger, hat eine deutlich verbesserte – vom Pentium Pro übernommene – Sprungvorhersage, vier statt zwei Schreib-Puffer und einen CPU-internen Return-Stack zur Beschleunigung von Unterprogramm-Rücksprüngen. Auch seine Pipelines wurden verbessert. So können sie nun auch mit Befehlskombinationen (so genannte Befehlspaarungen) parallel beschickt werden, die vorher nicht möglich waren, und eine zusätzliche Stufe wurde hinzugefügt.

Obwohl die Verbesserungen an der Pipeline hauptsächlich wegen der Erweiterung um die MMX-Befehle vorgenommen wurden, profitieren auch Nicht-MMX-Anwendungen davon. Unterm Strich machen sich die Verbesserungen in einer deutlichen Leistungssteigerung bemerkbar. Der P55C ist bei Nicht-MMX-Anwendungen im Mittel etwa 15 bis 20 Prozent schneller als ein gleichgetakteter P54C, wobei ein großer Teil dieser Steigerung dem größeren Cache zuzurechnen ist.

Als PentiumODPMT (P54CTB, P5-Overdrive-Prozessor) existierten Versionen des P5-MMX, die aufgrund eines integrierten Spannungswandlers auch auf Mainboards mit Sockel 5, also ohne geteilte Spannungsversorgung, einsetzbar waren.

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Source : Wikipedia