Pentium

Pentium, Intel’den beşinci nesil x86 mimarisi bir mikroişlemcisidir. 486 serisinin ardılıydı ve ilk olarak 22 Mart 1993 tarihinde duyurulmuştu.Pentium’un, daha önceki isim nesillerini izleyecek şekilde, 80586 veya i586 olarak adlandırılması bekleniyordu. Ancak, Intel, Advanced Micro Devices gibi rakiplerinin, kendi işlemcilerini benzer isimlerle markalandırmalarını (AMD’nin Am486’sı gibi) engellemek amacıyla, bir numarayı (örneğin 486) ticari marka olarak kullanma konusunda mahkemeyi ikna etmeyi başaramadı. Intel, ticari marka haline gelebilecek bir isim yaratabilme konusunda Lexicon Branding’in yardımını aldı. Pentium markası çok başarılı oldu ve Pentium Pro’dan Pentium Extreme Edition’a kadar, birçok işlemci nesli boyunca muhafaza edildi. Pazarlama amacıyla kullanılmamakla birlikte, Pentium serisi işlemcilere, orijinal Pentium yongası için 80500’den başlayarak, hâlâ nümerik ürün kodları verilmektedir.Intel bugün, Pentium markasından büyük ölçüde çekilmiştir. Ama hala Pentium işlemciler üretilmekte ve bilgisayarlarda kullanılmaktadır. Intel Pentium'un yerine “Intel Core” markasını çıkarmıştır ama Pentium'dan vazgeçilmemiştir.Ve gelecekteki ürün serisinde de Pentium ve Celeron        markalarını kullanacaktır. 2006 yılında piyasaya çıkarılan ilk Intel Core, Pentium M mikro-mimarisini genişletiyordu. 2006 yılında piyasaya çıkan Intel Core 2, yeni  Intel Core mikro-mimarisini sunmaktadır.Microsoft ve diğer birçok şirket, gerekliliklerini tanımladıkları spesifikasyonlarda, standart olarak orijinal Pentium’u kullanmaktadır. Örneğin, Microsoft Görsel Stüdyo 2005 Ekip sürümü için, Microsoft’un açıkladığı gereklilikler arasında, (en azından) 600 MHz (gerekli) veya 1 GHz (tavsiye edilen) saat hızında çalışan bir Pentium işlemci yer almaktadır. Başka bir işlemcinin bu gerekliliği sağlayıp sağlamadığını anlamak için, hızını, standart Pentium saat hızları cinsinden veren bir çevrim kullanılması gerekmektedir. Örneğin, Pentium Pro, çok daha düşük hızda çalışmasına rağmen, daha ileri mimarisi sayesinde, gerekliliği karşılardı. Daha modern işlemcilerin bu gerekliliği karşılayıp karşılamadıklarını anlamak için karşılaştırma yapabilmek amacıyla, genellikle bir eşdeğerlik tablosu kullanılmaktadır.Programlamada, bazen orijinal Pentium işlemci mimarilerini, daha sonraki Pentium markalı mimarilerden (P6 veya P68-tabanlı) ayırt etmek gerekebilir. Bu durumlar için, i586 daha eski Pentium işlemcilere ve bunun yanı sıra, Intel’in rakipleri tarafından imal edilen ve daha eski Pentium’ları hedefleyen makine kodunu çalıştırabilen işlemcilere atıfta bulunmak için yaygın, ama sahte bir yoldur.Superscalar mimari – Pentium’un her saat döngüsünde birden fazla komutu tamamlamasını sağlayan iki veri yolu (boru hattı) vardır. Borulardan biri (“U” diye adlandırılan) her türlü komutu gerçekleştirebilirken, diğeri (“V” olarak adlandırılan) en basit, en yaygın komutları yerine getirmektedir. Birden fazla boru hattı kullanmak, RISC işlemci tasarımlarına has bir özellik olup, x86 platformlarında uygulanan ilklerden biridir, böylece gidilecek yolu işaret etmekte ve iki teknolojiyi birleştirerek “hibrit” işlemcileri yaratmanın mümkün olduğunu göstermiştir.64-bit veri yolu – bu, her isteyişte bellekten alınan bilgi miktarını ikiye katlamaktadır. Bu durum, Pentium’un 64-bit uygulamaları gerçekleştirebildiği anlamına gelmemektedir; ana yazmacı hâlâ 32 bit genişliğindedir.MMX komutları (sadece daha sonraki modeller) - multimedya uygulamalarında kullanılmak üzere tasarlanmış temel bir SIMD komut seti uzantısı. Pentium mimari yongaları her saat döngüsünde 486 işlemcinin performansını iki katının hemen altında bir performans sunmuştur. En hızlı Intel 486 parçaları birinci nesil Pentium’larla hemen hemen aynı hızdaydı ve AMD Am5x86, kabaca Pentium 75’e eşitti.En eski Pentiumlar 66 MHz ve 60 MHz saat hızıyla piyasaya sürülmüştür. Daha sonra zamanla 75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 200 ve 233 MHz sürümleri piyasaya çıkmıştır. 266 ve 300 MHz sürümleri, daha sonra mobil bilgisayar kullanımları için piyasaya çıkmıştır. Pentium OverDrive sürücüleri, eski 486 sınıfı bilgisayarlar için bir büyütme seçeneği olarak, 63 ve 83 MHz hızlarıyla piyasada yerini almıştır.Orijinal Pentium mikro-işlemcisinin P5 dahili  kod adı ve 80501 ürün kodu vardı (daha önceki adımlarda 80500). Bu, boru hatlı, iç düzeni süper skalar bir mikroişlemci olup,  0.8 µm işlem kullanırdı. Bunu, hazır bir ikili işlemci olan ve ön yan yoldakinden farklı bir iç saat hızı kullanan, P5’den 0.6 µm işleme küçülme sayılan P54C (80502) izlemiştir (yol hızını artırmak, iç saati artırmaktan çok daha zordur). Bunun karşılığında, P54C’ü, 0.35 µm işlem – daha eski Pentiumlarda kullanılan iki kutuplu CMOS işlemenin aksine, saf bir CMOS işlem - kullanan P54CS izlemiştir.60-100 MHz Pentium’ların ilk sürümlerinin kayan nokta devresinde, bazı ender durumlarda, bölme işlemlerinde daha az doğrulukla sonuçlanan bir problem vardı. 1994 yılında Lynchburg, Virginia’da keşfedilen bu hata Pentium FDIV bug hatası olarak tanınmaya başladı ve Intel’de büyük utanç yarattı, Intel bunun üzerine, hatalı işlemcileri düzeltilmiş olanlarda değiştirmek üzere bir değişim programı geliştirdi. Pentium işlemcilerin 60 ve 66 MHz 0.8 µm sürümleri de narinlikleri ve (o aşamada) yüksek seviyedeki ısı üretimleriyle tanındılar – aslında Pentium 60 ve 66’ya çoğu kez “kahve ısıtıcısı” lakabı takılmıştı. Ayrıca, 5V’la çalışmaları nedeniyle “yüksek voltajlı Pentiumlar” olarak da tanınıyorlardı. Isı sorunları, daha düşük voltajla (3.3V) çalışan P54C ile giderilmişti. P5 Pentiumlar Soket 4’ü kullanırken, P54C Soket 5’le başlamış, daha sonraki sürümlerinde Soket 7’ye geçmiştir. P54CS’den sonraki bütün masa üstü Pentiumlar Soket 7’yi kullanmıştır. Kısa süre sonra, f00f bug olarak bilinen bir başka hata keşfedilmiş, ama şans eseri, işletim sistemi satıcıları, incelikli bir çözüm uygulayarak çökmeyi önlemiştir.486 sistemleri için P24 Pentium OverDrive, diğer Pentium işlemcileri arasında bir tür tuhaflık içermekte olup, 1995 yılının başlarında piyasaya sürülmüştür. 486 platformunun daha dar 32-bit’lik veri yolu ile daha yavaş önbellek mimarisiyle çalışabilmek için, Pentium mimarisinin birçok açıdan değiştirilmesi gerekliydi. Bu nedenle, yonga, P55C Pentium öncesi yongaların iki katı ile donatılarak, 32 KB L1 önbellekle donatılmış olarak gelmiştir. Yonga ayrıca, 486 kartlardaki 5V enerji devresini Pentium’un 3.3V ihtiyaçlarına dönüştüren, karta monte edilmiş bir enerji düzeneğine ilave olarak, bağlı bir fan/soğutucu düzeneği de içeriyordu.P55C (veya 80503) Intel’in Hayfa, İsrail’deki Araştırma ve Geliştirme merkezinde geliştirilmiştir. MMX Teknolojili Pentium olarak (genellikle sadece Pentium MMX olarak adlandırılmıştır) satılmış, ama P5 çekirdeğini esas almasına rağmen (bu seride 0.35 µm işlem de kullanılmıştır), sayısal medya verilerini kodlama ve kod çözme işlemleri gibi, multimedya görevlerindeki performansını iyileştirmek niyetiyle yeni bir 57 "MMX" komut serisi içermekteydi.Yeni komutlar, yeni veri türleri ile çalışmaktadır: ya sekiz adet 8-bit tam sayı, dört adet 16-bit tam sayı, iki adet 32-bit tam sayı, veya 1 adet 64-bit tam sayıdan oluşan 64-bit yoğunlaştırılmış vektörler. Bu nedenle, örneğin, PADDUSB (Yoğunlaşmış ADD işaretsiz doygun bayt) komutu, her biri birlikte, çift olarak sekiz adet 8-bit işaretsiz tam sayı içeren iki adet vektör eklemektedir; taşan her ilave doyuma ulaşır ve bir baytta simgelenebilecek en büyük işaretsiz değer olan 255’i verir. Bu oldukça uzmanlaşmış komutlar kullanılabilmek için genelde, programcı tarafından kodlanmayı gerektirir. MMX, P55C’nin ömrü bittikten sonraya kadar önemli bir rağbet görmemiştir.P55C’in performansı, 1. seviye CPU önbelleğini ikiye katlayıp, 16 KiB’dan 32 KiB’e çıkararak, önceki sürümlerine nazaran iyileştirilmiştir.Pentium P55C notebook CPU’ları, CPU’ları tutan bir “hareketli modül” kullanıyordu. Bu modül, CPU’nun, daha küçük bir özel biçim katsayısı içinde doğrudan kendisine bağlı olduğu bir PCB idi. Bu modül notebook’un ana kartına takılır ve tipik olarak, bir ısı yayma tabakası monte edilir ve modülle irtibat kurardı. Bu tür notebook’lar sıklıkla Intel 430MX yonga setini, özellikleri azaltılmış bir 430FX kullanırdı. Ancak, 0.25 μm Tillamook Mobile Pentium MMX ile (adını Oregon’da bir şehirden alan), modül, sistemin 512 KiB SRAM önbelleğiyle birlikte, 430TX yonga setini de kullanırdı.Intel, aslında dahili olarak Pentium’un kendisinden oldukça farklı olan, daha sonraki nesil işlemci mimarilerini adlandırmak amacıyla Pentium adını korumuştur:Bu marka adı, CPU mikro-mimarisinin yapısıyla sadece gevşek bir şekilde bağlantılıdır. Pentium markası geleneksel olarak masa üstü ve notebook parçaları için kullanılmakta, Celeron markası, “değer”, ürün parçaları (tipik olarak daha düşük performans ve daha düşük fiyat) için kullanılmakta ve Xeon markası ise, sürücüler ve iş istasyonlarına uygun yüksek performanslı parçalarda kullanılmaktadır. Aynı temel mikro-mimari bütün markalarda kullanılabilir, ama uygulamalar saat hızlarında, önbellek boyutlarında, paket ve soketlerde farklılık gösterebilir. Ayrıca, aynı isim, bağlantılı olmayan mikro-mimarilerdeki yongalarda da kullanılmaktadır.Intel Core işlemcisi, Pentium M işlemcileri ile aynı mikro-mimariyi kullanmaktadır, ama Pentium M adını kullanmamaktadır (ve aynı zamanda Intel’in yeni logosunu kullanmaktadır). Ancak, Pentium adı, yeni Core 2-türevli işlemcileri serisinde kullanılmaya devam edecektir. Bu işlemciler, Conroe-L kod adıyla, Pentium E2000 serisi olarak pazarlanacaktır. Yeni Pentium 1 MB’lık L2 önbelleğe sahip olacak ve 800 MHz FSB, Intel EM64T teknolojisi ile Execute Disable Bit kullanacaktır ve çift çekirdekli işlemci olacaktır.