Pentium

**奔騰**（英語：**Pentium**）是英特爾公司的一個註冊商標，作為其 x86 處理器品牌之一，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階的「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階入門型的賽揚系列高一級、比主流型的酷睿系列低一級的中間級別。2022 年，英特爾決定 2023 年起在筆記本端放棄奔騰和賽揚品牌，取而代之的為統一的「Intel Processor」品牌。

## 概覽

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，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：

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和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

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（AMD 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。

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語，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；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。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」，作為正式中文名稱，並推出「給電腦一顆奔馳的芯」中文廣告語，台灣則直接使用「Pentium」名稱。

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，但於 2007 年重回。

1997 年，Intel 推出支援 MMX 指令集的 Pentium II 處理器。1998 年，英特爾推出了「Celeron」（賽揚）品牌，並將其註冊為商標，用於低價但效能也較低的微處理器產品。1999 年，推出頻率更高，且支援 SSE 指令集的 Pentium III 處理器。2000 年末推出 Pentium 4，但是初代 Pentium 4 處理器，不僅主機板和 RAMBUS 記憶體昂貴，甚至效能也不如前一代的 Pentium III。2004 年推出 LGA 775 介面及使用 LGA775 介面的 Pentium 4 處理器。

2001 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），不再使用「Pentium III Xeon」等稱呼。

2005 年，Intel 推出 Pentium D 雙核處理器，該處理器基於 Pentium 4，但是效能和功耗都比同期的 Athlon 64 X2 差。Pentium 4 及 Pentium D 處理器「高頻低能」的表現，也成就了 AMD Athlon 64 處理器一時的輝煌。

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。然而由於中階主流市場對雙核心處理器有強烈需求，奔騰品牌重出江湖，作為英特爾中階處理器系列的品牌，定位於高階的 Core 系列以及低階的 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，Pentium Dual-Core 亦採用 Core 微架構。

2009 年，Pentium Dual-Core 中的「Dual-Core」詞尾被去除，回歸舊有的「Pentium」命名。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。

2010 年，Intel 發布 Core i 系列處理器，Pentium 的品牌定位較 Core i3 低一級。

2022 年 9 月，英特爾宣佈在 2023 年起筆記本端放棄使用奔騰品牌。

## 基於 P5 微架構的初代奔騰

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 本應命名為 80586 或 i586，後來命名為「Pentium」（通常認為 i586 被使用在英特爾競爭對手所製造的類 80586 的微處理器)。

### 從 486 後的主要改變

* 超純量（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（只存在於後期的 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

原本的 Pentium 微處理器有內部的代碼稱為 P5，是管線（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 0.6 微米製程，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 0.35 微米製程 - 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級快取 (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。

### 評價

早期的 60-100MHz P5 版本 Pentium 在浮點運算單元有一個問題，在極少數情況下，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，同時這一事件導致 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 處理器也由於其功能上的脆弱以及產生高熱量而被指責。

## 基於 P6 微架構的奔騰

### 奔騰 Pro

### 奔騰 II

### 奔騰 III

## 基於 NetBurst 微架構的奔騰

### 奔騰 4

### 奔騰 D

## 基於 P6 微架構改造版的奔騰

### 奔騰 M

### 奔騰雙核心

### 基於 Core 微架構的奔騰

#### 奔騰雙核心

## 奔騰（2009 年）

2009 年，英特爾更新了奔騰系列的處理器型號命名系統，從核心代號「Wolfdale-3M」的處理器開始，回歸舊名「Pentium」。前段匯流排的資料傳輸率從 667MT/s 增加至 800MT/s，並且運行電壓更低。2008 年 9 月英特爾發布首個基於 Penryn 微架構（Core 微架構的 45 奈米製程版本）的奔騰處理器 ——Pentium T4200。2009 年 6 月，英特爾發布了基於 Penryn 架構單個核心版本的奔騰處理器 ——Pentium SU2700，屬於 Penryn 微架構的消費級超低電壓版本（CULV）。

2009 年 9 月英特爾推出 Pentium SU4000 系列、Celeron SU2000 系列和 Core 2 DUO SU 奔騰 6000 系列，它們都是基於「Penryn-3M」核心，使用 800MT/s 的前段匯流排。奔騰 SU4000 系列與另外兩個超低電壓處理器系列的主要區別在於它擁有 2 MB 的二級快取。以下是這一代奔騰處理器的簡要規格表：

簡要型號表：

### 基於 Westmere 微架構的奔騰

英特爾在 2008 年末發布新一代的 Nehalem 微架構，作為 Core 微架構以及 Penryn 微架構的下一代 x86 處理器微架構。2010 年早期，基於 Nehalem 微架構作製程、指令集等改進的 Westmere 微架構發布。

2010 年 1 月 7 日，英特爾推出使用 Westmere 微架構的供桌上型平台及行動型平台使用的奔騰處理器，核心代號分別是「Clarkdale」和「Arrandale」。首個發布的型號是桌上型電腦使用的 Pentium G9650，核心代號「Clarkdale」。隨後數月，行動平台版本的奔騰處理器系列，核心代號均為「Arrandale」。這些新型號均採用 DMI（直接媒體介面）匯流排，取代過往使用的前段匯流排，整合了北橋晶片的大部分功能特性（包括記憶體控制器）以及英特爾的 HD Graphics 顯示核心（仍基於 GMA X4500 改造），這些新整合的部分使用 QPI 互聯架構與 CPU 核心連接。此代奔騰開始直接支援 DDR3 記憶體。

值得一提的是，「Clarkdale」核心實際上也用於首代 Core i3（5xx 系列）以及 Core i5-6xx 系列上，同樣使用 32 奈米製程、內建 HD Graphics 顯示核心（使用 45 奈米製程，並沒有與 CPU 共處於同一晶粒上）、內建記憶體控制器以及三級快取。它們的不同之處在於時脈、硬體虛擬化技術支援、渦輪加速、三級快取容量以及超執行緒的支援。相較於 Core i3，奔騰缺少超執行緒的支援、內建顯示核心的時脈僅為 533MHz（Core i3-5xx 系列的均為 733MHz）。奔騰的記憶體控制器最高支援 DDR3 1066MT/s 的規格，與 Core i3-5xx 系列相當。奔騰的三級快取容量也比 Core i3-5xx 系列少了 1MB。

簡要規格表：

型號簡表：

### 基於 Sandy Bridge 微架構的奔騰

基於 Sandy Bridge 微架構的奔騰處理器，於 2011 年 5 月 22 日推出。以下是簡要規格表：

* 全部型號的規格均為：雙核心、雙邏輯處理器 / 雙執行緒（4 on Pentium 3xx 帶有超執行緒技術，可擁有 4 個邏輯處理器 / 四執行緒），CPUID 為 206A7，代表：家族 (family) 6 (06h)，型號 (model) 42 (02Ah)，步進 (stepping) 7 (07h)
* TLB / 快取均為 64 位元組預取；
* 全部型號均配備：片上浮點數運算單元、英特爾增強型 SpeedStep 技術（EIST）、Intel 64、XD bit（與 NX bit 功能相同）、Intel VT-x、智慧型快取。
* 支援的指令集：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2
* Sandy Bridge 版 HD Graphics 內有 6 個 執行單元，與 HD Graphics 2000 一致，但不支援 Intel Quick Sync Video、InTru 3D、Clear Video HD、無線顯示技術（Wireless Display）等技術以及不支援 3D 視訊或 3D 圖形加速。

## Pentium G 系列

### 奔騰 2000 系列

2013 年，英特爾陸續推出基於 Ivy Bridge 微架構的奔騰處理器。相對相同核心的 Core i3 而言主要是缺少超執行緒及部分指令集，內顯 Intel HD Graphics 的效能也比 Core i3 的要差，但相對超值。

### 奔騰 3000 系列

2014 年，Intel（英特爾）發布了基於 Haswell 架構的奔騰處理器，在 2014 年發布了 20 周年紀念版 — 奔騰 G3258，G3258 的特點是支援超頻。

### 奔騰 4000 系列

於 2015 Q3 發布

## Pentium D 系列 （2015）

## Pentium GOLD （黃金級）

2017 年 10 月，英特爾將 Pentium G 系列處理器（Kaby Lake Pentium）更名為 Pentium GOLD（奔騰黃金級）。

### 奔騰 4000 系列

### 奔騰 5000 系列

於 2018 Q2 發布。

### 奔騰 6000 系列

於 2020 Q2 發布。

### 奔騰 7000 系列

於 2020 Q4 發布。

## Pentium SILVER（白銀級）

### 奔騰 5000 系列

## 參考資料

## 外部連結