Technische PMG documentatie

[Exirion]

FAQ Processors, Mobo's & Geheugen

Technische PMG documentatie

Intel CPU's

• Geschiedenis t/m 80486
• Het Pentium tijdperk

AMD CPU's

• Geschiedenis t/m Am486

[ Voor 110% gewijzigd door BalusC op 02-02-2005 11:13 . Reden: HTML again ]

[Exirion]

Intel CPU's: geschiedenis t/m 80486

De eerste stapjes

Intel is voor informatica begrippen een redelijk oud bedrijf. Ze zijn in 1968 begonnen met het fabriceren van geheugen chips, en vrij kort daarna een deal aangegaan met een bedrijf dat microprocessors nodig had voor de ontwikkeling van een rekenmachine: Busicom. Het resultaat van deze deal was de ontwikkeling van de Intel 4004 en 8008. Dit waren respectievelijk een 4-bit processor geintroduceerd in 1971, en een 8-bit processor geintroduceerd in 1972. Intel had niet verwacht dat er een grote vraag naar deze processoren zou zijn, maar het tegendeel bleek waar.

Het succes van de chips bracht Intel tot het ontwikkelen van een geavanceerdere 8-bits processor. Deze nieuwe processor moest meer geheugen kunnen adresseren en bovendien geschikt zijn voor algemenere toepassingen dan alleen maar rekenkundige bewerkingen in een rekenmachine. Het ontwerp werd in 1974 uitgebracht onder de naam 8080. Het was de eerste zogenaamde general-purpose CPU die voor de massamarkt geschikt was. De 8080 had voor die tijd ongekende mogelijkheden en daar hing een acceptabel prijskaartje aan. Intel heeft er miljoenen van verkocht, en in 1976 kwam het bedrijf met een iets geavanceerdere versie van de 8080: de 8085. Deze versie had iets meer I/O mogelijkheden, maar was verder niet ingrijpend verbeterd.

Het begin van het PC tijdperk : de 8086/8088

Het grote succes van de 8080 bracht Intel op ideeen voor de toekomst. De volgende CPU moest nog meer mogelijkheden krijgen voor universele toepassingen, en er werd een begin gemaakt met een 16-bits architectuur. In 1978 kwam Intel uiteindelijk met de 8086. De chip had veel gemeen met de 8080, maar was niet volledig compatible. De 8086 had meer intructies voor een breed toepassingsgebied, en de 16-bits registers en databussen zorgden voor meer snelheid en een groter adresseerbaar geheugen. 16-bits CPU's waren destijds erg indrukwekkend, maar de bijbehorende moederborden waren vanwege de 16-bits bus complex en duur. In 1980 kwam Intel daarom met de 8088. Deze chip was volledig compatible met de 8086, met als enige verschil dat de chip een 8-bits bus had ipv 16-bits. Uiteraard werd de CPU daar niet sneller door, maar werd het wel mogelijk om er goedkopere systemen mee te bouwen.

In 1980 kwam IBM met het idee voor het ontwikkelen van een general purpose computer die voor iedereen geschikt en bruikbaar moest worden: de Personal Computer, oftewel PC. IBM koos de Intel 8088 als basis voor de architectuur. De CPU was immers al redelijk populair, erg geschikt voor algemen toepassingen, relatief snel, en bovendien goedkoop. IBM is vrij lang bezig geweest met het bedenken van een uitgekiend en universeel ontwerp, maar in augustus 1981 was het zover dat de PC officieel geintroduceerd werd. Het apparaat werd al snel een grandioos succes, en zodoende bevond Intel zich meteen in een ijzersterke positie in de CPU markt.

80186/80188

Net als bij de 8080 kwam Intel in 1982 met uitgebreidere versies van de 8086/8088 uit. Dit waren respectievelijk de 80186 en 80188, en net als bij de 8085 het geval was, waren het niet veel meer dan 8086/8088s met wat extra I/O mogelijkheden. Veel mensen kennen de 80186 en 80188 nauwelijks, en dat is ook niet zo verwonderlijk gezien het feit dat deze CPU's weinig interessants te bieden hadden voor de massamarkt (PC). De chips zijn voornamelijk in industriele electronica gebruikt.

80286

De 8086 en 8088 waren een grandioos succes, maar zelfs in die tijd liep men al snel tegen de grenzen van de hardware aan. Hoewel iemand had beweerd dat 640KB voor iedereen genoeg moest zijn, bleek die bewering al gauw kortzichtig te zijn. Het adresseerbare geheugen van de 8086/8088 (1MB) was onvoldoende voor geavanceerde toepassingen. In 1982 werd daarom de 80286 geboren. Deze CPU moest voornamelijk het geheugenbeheer aanzienlijk verbeteren. De 80286 was volledig (software) compatible met de 8086/8088, maar de extra instructies in de chip waren bedoeld voor het adresseren van maximaal 16MB geheugen.

In de 80286 was een Protected Mode toegevoegd om het grote geheugen aan te sturen, en om processen elk een afgeschermd stuk geheugen toe te kunnen wijzen. De beperking in de architectuur was het nogal omslachtige geheugenbeheer, maar dit was een gevolg van de eis dat de chip volledig compatible met z'n voorgangers moest blijven. Deze beperkende eis speelt tot op de dag van vandaag een rol, want de huidige x86 CPU's zijn nog altijd 100% software-compatible met de 8086/8088. Bovendien was de 286 een 16-bit CPU die net als de 8086/8088 met z'n segment:offset adressering slechts een adressingsbreedte van 20-bits had, wat overeenkomt met 1MB direct adresseerbaar geheugen. Een andere beperking was dat de geheugen segmenten net als bij de 8086/8088 nog altijd 64KB groot waren, in verband met de 16-bits offset registers. Het gebied boven de 1MB werd met mappings aangesproken, en deze omslachtige adressering maakte de protected mode van de 286 vergeleken met die van z'n opvolgers tamelijk beperkt.

Het grotere maximale geheugen voor de 286 was niet het enige voordeel. Wat minstens zo aantrekkelijk was, was de 16-bits architectuur die op alle fronten toegepast werd, en de hogere kloksnelheden waarop de chip kon draaien. Was de 8088 nog 4,77MHz, de 80286 kon aanvankelijk al op 8MHz draaien. Latere versies draaiden op 10, 12, 16, 20 en 25MHz. IBM heeft ook enkele PC-modellen met 286's op 6MHz verkocht, maar dat was een uitzondering. De 80286 was een erg succesvolle CPU, en PCs die ermee uitgerust waren, zijn nog heel lang verkocht omdat de toenemende kloksnelheden de 80286 aantrekkelijk hielden.

80386

Ondanks het succes van de 80286 bleef Intel niet stil zitten. Het bedrijf werkte aan een waardige opvolger, en die opvolger moest wederom compatible met z'n voorgangers blijven. Andere wensen waren een beter geheugenbeheer, een groter adresseerbaar geheugen, en een nog betere performance. In 1985 kwam de 80386 uit: een 32-bits CPU die theoretisch 4GB geheugen kon adresseren. De protected mode van de 386 was een stuk beter geimplementeerd dan die van de 80286, en hoewel MSDOS nog een primitief single-user OS was, was de 80386 al helemaal klaar voor geavanceerde multitasking omgevingen (Microsoft Windows maakte al snel gebruik van die mogelijkheden). Het grote voordeel van de Protected Mode in de 386 was dat de CPU volledig 32-bits adressering kon gebruiken, zodat er niet met omslachtige mappings gewerkt hoefde te worden. Bovendien kon een geheugen segment dankzij de 32-bits offset registers in theorie net zo groot als het hele geheugen zijn. Ook al wordt er in Protected Mode onderscheid gemaakt tussen logische en fysieke adressen, in principe kan het hele geheugen met de segment:offset adressering direct aangesproken worden dankzij de 32-bits architectuur.

De 386 was in het begin relatief duur en niet zo interessant voor de thuisgebruiker. Dat was een extra reden voor het langdurige succes van de 286. De 386 kwam in het begin uit met een snelheid van 16MHz, en klok voor klok was de CPU trager dan de 286. Assembly programmeurs weten wellicht dat instructies op de 386 vaak meer klokcycli in beslag nemen dan op de 286. Bovendien namen de kloksnelheden van de 286 toe tot 25MHz, zodat de chip voor de grote massa nog erg lang aantrekkelijk bleef.

Intel paste uiteindelijk dezelfde truc als bij de 8086 toe. In 1988 kwam er een gestripte versie van de 386 uit die een 16-bits bus had en slechts 16MB kon adresseren. De CPU werd 80386SX genoemd. De smallere bus maakte mainboards eenvoudiger en goedkoper, en net als bij de 8088 woog de lagere prijs op tegen de lagere prestaties. De 80386SX moest de 386 architectuur bereikbaarder maken zodat de 386 sneller mainstream zou worden. Hoewel de 80386SX trager was dan een gelijk geklokte 286, werd de 386SX een populaire CPU waar veel PC systemen mee zijn verkocht.

80486

De 386 architectuur bleek een solide basis te zijn voor toekomstige ontwikkelingen, maar de tijd stond niet stil. Intel werkte verder om een CPU te ontwikkelen die betere prestaties op alle vlakken moest bieden. De Software werd steeds gebruiksvriendelijker, en gebruiksvriendelijk ging gepaard met een toename van complexiteit en gewenste rekenkracht. De opvolger van de 80386 moest vooral sneller worden, en Intel koos daarbij voor een vrij ingrijpende vernieuwing: een ingebouwde FPU. Tot en met de 386 was de FPU een optionele chip, maar bij de 486 zou deze on-die zitten. Intel verwachtte namelijk dat de behoefte aan floating point rekenkracht snel zou toenemen.

De 486 werd in 1989 op de markt gebracht. De belangrijkste veranderingen waren een on-die cache van 8KB, een aparte memory controller, en zoals gezegd de on-die FPU. Verder waren er nog wat extra tweaks om de performance op te krikken. De 486 was een geslaagde CPU, maar net als de 386 in het begin was hij erg duur. Lange tijd was een 486 CPU een forse investering, en dat terwijl mensen vaak alleen maar rauwe CPU kracht wilden zonder dat ze behoefte hadden aan een FPU. Het logische gevolg hiervan was dat Intel besloot om een gestripte 486 uit te brengen: de 486SX. Deze was volledig identiek aan de 486 (die toen omgedoopt werd naar 486DX), maar de FPU ontbrak. Voor de 486SX werd later een 487SX op de markt gebracht waarmee je alsnog kon upgraden tot een volwaardig 486 systeem. De 486DX is jarenlang een dure chip gebleven, en daardoor is de 486SX net als de 386SX een populaire mainstream CPU geweest.

De 486DX is er in varianten van 25MHz tot 50MHz geweest, en de 486SX van 25MHz tot 33MHz. Er hebben ook SX versies op 16MHz en 20MHz bestaan, maar die zijn betrekkelijk zeldzaam. Later zijn er nog veel snellere 486 varianten gekomen. Intel begon in 1992 met de toepassing van clock doubling: een verdubbeling van de interne kloksnelheid. De nieuwe CPU's waren de de DX2-50 en DX2-66, waarbij de 2 uiteraard verwijst naar de verdubbelde interne kloksnelheid. Intel heeft er een tijdje aan moeten werken voordat de CPU's verkoopbaar waren, want aanvankelijk was er stikstofkoeling nodig om de hoge kloksnelheden te kunnen halen. Overigens was er al een gewone 50MHz DX uitvoering voor het verschijnen van de DX2, maar die zorgde in veel gevallen voor nogal wat problemen. Het probleem zat niet zozeer in de CPU zelf, maar in de externe snelheid van 50MHz. Hoewel de DX50 sneller was dan de nieuwere DX2-50, was de DX2 veel populairder omdat de externe kloksnelheid van 25MHz voor minder problemen zorgde. Toch was de DX2-66 uiteindelijk het populairst omdat het verschil met de DX2-50 niet opwoog tegen het performance verschil.

Later zijn er nog SX2 varianten verschenen zonder ingebouwde FPU. Ze zijn niet erg veel verkocht, maar er hebben SX2-50 en SX2-66 versies bestaan.

De 286 is begonnen op 8MHz en geeindigd op 25MHz. Dat is ruim een verdrievoudiging van de kloksnelheid. De 486 begon met 25MHz, en de DX2-66 was ten opzichte daarvan al een hele vooruitgang. Toch was de 486 nog lang niet uitontwikkeld. Hoewel in 1993 de opvolger van de 486 was geintroduceerd, kwam er in dit jaar nog een verder opgevoerde 486 uit: De DX4 serie. De naam doet vermoeden dat er een verviervoudiging van de kloksnelheid is toegepast, maar in werkelijkheid is het een verdrievoudiging. Op de markt verschenen een DX4-75 en een DX4-100 met externe snelheden van respectievelijk 25MHz(x3=75) en 33MHz (x3=99).

[ Voor 110% gewijzigd door BalusC op 03-12-2004 13:28 . Reden: HTML again ]

[Exirion]

Intel CPU's: Het Pentium tijdperk

Pentium

De 486-periode was een tijd waarin de PC aanzienlijk populairder is geworden, en de architectuur en opvoering van de kloksnelheid hebben de 486 tot een groot succes gemaakt. Toch wilde Intel weer een grote stap verder gaan met de opvolger. In 1993 werd de Intel Pentium geintroduceerd. Men koos voor een naam ipv een getal, omdat een naam geclaimed kon worden als handelsmerk. In de loop der jaren waren enkele fabrikanten met Intel clones op de mark verschenen, en ze konden de type aanduiding van Intel probleemloos overnemen. Met de naam Pentium moest dit gaan veranderen, want fabrikanten konden deze naam niet zomaar gebruiken zoals bij de aanduiding 80586 het geval geweest zou zijn. Bovendien bleek de naam marketingtechnisch een succes te zijn, want Pentium is in de loop der jaren een begrip geworden. De namen Intel en Pentium zijn zelfs bij veel computerleken bekende begrippen.

Niet alleen qua naam was de Pentium anders dan z'n voorgangers, maar ook technisch gezien was de architectuur een grote stap vooruit. Enkele verbeteringen:

Superscalaire architectuur
De Pentium heeft een dubbele pipeline waardoor theoretisch twee keer zoveel instructies per seconde uitgevoerd kunnen worden. Uiteraard is dit in de praktijk niet mogelijk doordat instructies van elkaar afhankelijk kunnen zijn en tegelijk bepaalde data proberen te lezen/schrijven, maar de dubbele pipeline kon zeker met geoptimaliseerde software voor een forse performance boost zorgen. Bovendien kan de Pentium machine code vertalen naar microcode die optimaler parallel verwerkt kan worden. Deze omzetting kon het rendement van de dubbele pipeline aanzienlijk verbeteren.

Afzonderlijke caches voor code en data
De 486 had al een ingebouwde cache van 8KB, maar bij de Pentium wordt onderscheid gemaakt tussen code- en datacaching. Dat is niet zo gek, aangezien code caching alleen met lezen te maken heeft, terwijl data caching met lezen/schrijven te maken heeft. De Pentium heeft voor code en data aparte caches van 8KB. Daarbij werd ook nog een verbetering aan de data caching gemaakt. Deze werkt namelijk volgens het write-back principe ipv het write-through principe.

Branch prediction
branch prediction is een techniek die er op gericht is om de pipelines van de CPU optimaal gevuld te houden voor een zo hoog mogelijke performance. Een simpel voorbeeld is het makkelijkste om te illustreren wat de techniek inhoudt: In software komen vaak loops voor die een bepaald of onbepaald aantal malen achter elkaar uitgevoerd worden. Als het einde van de loop bereikt worden, dan kunnen er twee dingen gebeuren.

1. de loop wordt verlaten
2. de loop wordt opnieuw doorlopen

Branch prediction probeert een voorspelling te maken van welke code er misschien uitgevoerd zal gaan worden. Er is namelijk een relatief grote kans dat de loop opnieuw doorlopen wordt, en dat daarop alvast geoptimaliseerd kan worden.

Verbeterde FPU
De omvang en complexiteit van software nam begin jaren 90 in een rap tempo toe. Was het vroeger nog voldoende om wiskundige floating point berekeningen na te bootsen met software, inmiddels werd de behoefte aan een snelle verwerking van complexe berekeningen steeds groter. Bij de 486 bleek het nog te vroeg te zijn voor een ingebouwde FPU voor iedereen, maar bij de Pentium werd definitief gekozen voor een on-die FPU. Bovendien werd de FPU net als de rest van de CPU sterk verbeterd tov de FPU in de 486. De FPU moest immers een prominente rol gaan spelen.

Verbeterde databus
De 486 DX2 CPUs waren snel, maar de externe snelheid vormde een bottleneck. De memory throughput op een DX-50 was 160MB/s, en bij de DX2s met lagere externe snelheid was dit nog lager. De Pentium kreeg een 64-bits databus, en de eerste modellen van de Pentium hadden over de hele chip dezelfde kloksnelheid. De eerste modellen waren de Pentium 60 en Pentium 66. De Pentium 66 had met z'n 64-bits bus op 66MHz een memory throughput van 528MB/s; een hele verbetering ten opzichte van de 486.

Hoewel al het bovenstaande er veelbelovend uitzag, bleek de Pentium in aanvang tegen te vallen. De prijs was net als bij alle nieuwe CPUs hoog, en vooral de performance viel tegen, ondanks alle indrukwekkende features. Uiteraard was het heel verklaarbaar waarom de performance tegenviel, maar Intel had het in het begin moeilijk met de Pentium. De commercie was hard en al snel werd de Pentium afgeschilderd als een flop tov de 486. De peperdure Pentium 60 was bijvoorbeeld niet noemenswaardig sneller dan de veel goedkopere 486 DX4-100, en zodoende is de 486 nog een tijd populair gebleven naast de Pentium.

De Pentium was een uitgekiend ontwerp, maar het vroeg om intelligente software. De optimalisaties in de CPU werkten goed met software waarin instructies op een bepaalde manier geordend werden, etc. Met de software op dat moment werkte de Pentium nog niet optimaal. De 486 leek met z'n brute kracht sneller, maar de Pentium had in wezen veel meer potentie. Toen er geoptimaliseerde compilers voor de Pentium verschenen kon de CPU in volle glorie z'n werk doen en kwam de ware kracht tot uiting. De Pentium bleek gelukkig een goeie en solide architectuur te hebben.

Van de Pentium I (zoals ie tegenwoordig genoemd wordt) zijn na de P60 en P66 nog 75MHz, 90MHz, 100MHz, 120MHz, 133MHz, 150MHz, 166MHz en een 200MHz versie uitgekomen. De 75MHz versie was gebaseerd op een externe kloksnelheid van 50MHz, welke lager is dan bij de eerste Pentium versies van 60MHz en 66MHz.

In 1997 kwam Intel een nieuwe technologie op de proppen: MMX. Volgens de marketing campagne een ware revolutie in de computer historie. De term MMX werd iedereen om de oren gesmeten, en computerleken dachten dat een computer wel goed was als er MMX in zit. Intel speelde met MMX in op de multimedia- en 3D-hype die was ontstaan. MMX was een uitbreiding van de instructieset van de CPU, met als doel het versnellen van matrix berekeningen, etc. Berekeningen die in de CPU vrij makkelijk geparallelliseerd konden worden zorgden voor een grote performance boost. Wat echter veel mensen vergaten was dat de MMX instructies door de software gebruikt moesten worden, en dat MMX anders totaal niks toevoegt. De Pentium MMX chips hadden naast de extra instructies ook een verdubbeling van de cache: 16KB codecache en 16KB datacache. Dit zorgde zelfs zonder toepassing van MMX instructies voor betere performance, dus Intel kon met recht beweren dat een processor met MMX sneller was. Van de MMX zijn een 166MHz, 200MHz en 233MHz versie verschenen. Voor notebooks zijn er ook nog een 133MMX en 150MMX geweest.

Pentium Pro

Twee jaar na de introductie van de Pentium kwam Intel met de Pentium Pro, in het najaar van 1995. De Pentium Pro was gebouwd volgens een nieuwe architectuur die Intel P6 had gedoopt. Was de Pentium in feite een 586, oftewel een 5e generatie CPU, de P6 architectuur van de Pentium Pro moest de 6e-generatie standaard worden.

Het belangrijkste element van P6 design was de overgang naar een soort CISC/RISC mix (voor meer info, zie ). In het kort komt het er op neer dat de CISC instructies van de software in runtime worden omgezet naar elementaire RISC instructies die eveneens realtime geoptimaliseerd worden verwerkt. De Pentium bevatte zoals gezegd al enkele van dit soort trucjes, maar het P6 design was hierin veel vooruitstrevender en ingrijpender.

Een andere belangrijke verandering bij de Pentium Pros was de ingebouwde L2 cache (zie voor details over L2). Bij de Pentium was meestal 256KB of 512KB L2 cache op het mainboard aanwezig, maar bij de Pentium Pro was deze cache in de CPU ingebakken, en bovendien draaide de cache op de volledige kloksnelheid. Er waren uitvoeringen met 256, 512, 1024 en 2048KB on-die cache.

De Pentium Pro heeft veel kritiek gekregen, en is vaak als een flop bestempeld. Het zwakke punt van de Pentium Pro was namelijk dat de werking alleen optimaal was met 32-bit software, terwijl de performance met 16-bit software tegenviel. Dit was een zwak punt in de basis van het P6 design, en daarom is de Pentium Pro nooit echt van de grond gekomen. De eerlijkheid gebiedt te zeggen dat Intel de Pentium Pro niet voor niets het label Pro heeft meegegeven: de CPU was voor zware bedrijfstoepassingen bedoeld, en daarin was ie absoluut sterk. Met een 32-bit besturingssysteem zoals Windows NT was de Pentium Pro een goeie CPU. Hij is voornamelijk terug te vinden in server omgevingen e.d.

De Pentium Pro is verkocht in 150, 166, 180 en 200MHz uitvoeringen met varierende cache sizes. Vooral de grote on-die caches maakte de prijs van de chip uitzonderlijk hoog, dus als mainstream processor was ie per definitie ongeschikt.

Pentium II

Ten tijde van de introductie van het P6 design liep de 5e-generatie Pentium al geruime tijd mee, dus dat de Pentium Pro niet aan de verwachtingen voldeed was een tegenvaller voor Intel. Bovendien kreeg Intel te maken met concurrenten die de Pentium naar de kroon staken. MMX moest een impuls aan de Pentium familie geven, maar de fabrikant moest zo langzamerhand ook met een serieuze opvolger komen.

Twee dingen waren belangrijk:
1. De on-die fullspeed cache van de Pentium Pro was bijzonder duur
2. De 16-bits performance van de P6 architectuur was matig

Intel kwam in Mei 1997 met de Pentium II. Deze processor moest een echte 6e-generatie CPU worden die de concurrentie voor zou blijven. Hoewel Windows 95 door Microsoft werd gepromoot als 32-bits OS, was de basis van het systeem nog altijd gewoon 16-bits. Windows NT was alleen voor bedrijven interessant, dus een populaire mainstream processor moest een goeie 16-bit performance kunnen leveren. Intel heeft dit opgelost met een aantal ingrijpende aanpassingen in het P6 design. De core van de CPU is dusdanig gewijzigd dat het grote nadeel van de Pentium Pro bij z'n opvolger niet meer bestond.

Een tweede belangrijke verandering was de uitwendige cache van de Pentium II. Het feit dat de cache los van de core stond maakte de productie goedkoper omdat afgekeurde caches geen compleet onbruikbare CPU cores tot gevolg meer hadden. Bovendien draaide de cache in de Pentium II slechts op de helft van de kloksnelheid, dus al met al werd een aanzienlijke kostenbesparing gemaakt.

Tot slot was er nog iets dat de Pentium Pro niet had: MMX. Ook dit was in de nieuwe Pentium II geintegreerd. De Pentium II was dus een compromis waarin gekozen was voor the best of both worlds. De Pentium II was superieur aan de Pentium Pro door de betere 16-bit performance en MMX, maar de Pentium Pro was voor serieuze toepassingen met 32-bit software bijzonder sterk door de grote fullspeed cache.

De Pentium II is er op snelheden tussen de 233MHz en 450MHz geweest. In het begin was de FSB van de CPU 66MHz, maar de latere varianten (vanaf 350MHz) draaiden op 100MHz FSB.

Celeron

Eind jaren 90 is de populariteit van de computer enorm toegenomen, en de sterke opkomst van Internet is 1 van de ontwikkelingen die een nieuwe markt heeft aangeboord in de computer-industrie. Er kwam behoefte aan goedkope systemen die voor iedereen betaalbaar zouden zijn, en Intel kreeg concurrentie van bedrijven die goedkope CPUs ontwikkelden om aan deze vraag te voldoen. Intel zag z'n marktaandeel in het onderste marksegment inkrimpen en besefte dat ze hier een antwoord op moesten geven. Dit was de aanzet tot het op de markt brengen van de Celeron.

In aanvang was de Celeron een cacheloze budget versie van de Pentium II: de Covington. De Covington werd in april 1998 geintroduceerd. Intel had altijd gehamerd op het belang van snelle caches, maar bij de marketing van de Celeron was dat plotseling veranderd. Intel deed er alles aan om de Celeron te promoten en zo de concurrentie te kunnen overmeesteren in het lage marktsegment. Toch zag Intel na korte tijd in dat de Celeron prestaties leverde die onder de maat waren. De Covington is er op 266MHz en 300MHz geweest en daarna besloot Intel ermee te stoppen.

De Covington werd afgelost door de Mendocino. Dit was wederom een gestripte Pentium II, maar hij had 128KB L2 cache. Bovendien draaide die cache op de volle CPU snelheid, en de 300 Mendocino is mede daardoor haast legendarisch geworden. De Mendocino cores waren gebaseerd op snelle Pentium II cores, en in de praktijk bleek de Celeron 300A (de eerste Mendocino) moeiteloos overclockbaar te zijn. De meeste exemplaren draaiden stabiel op 450MHz, en wat nog erger was: doordat de L2 cache op full speed draaide, liep software er soms nog sneller op dan op de veel duurdere PII 450 die op dat moment Intels vlaggeschip was. De kleinere cache vormde zelden een noemenswaardige beperking voor de Mendocino. Op het moment dat de Celeron 300A populair begon te worden was de prijs ongeveer 6 keer zo laag als die van de Pentium II 450MHz, dus Intel heeft zich met de snellere Celerons lichtelijk in de vingers gesneden om het marktaandeel in het lage segment veilig te kunnen stellen.

Celerons op basis van de Mendocino core zijn er tot 533MHz geweest.

Pentium III

Met de in 1998 geintroduceerde Celeron kon Intel zijn positie in het lage marksegment versterken, maar de concurrentie zat ook niet stil in het gemiddelde en hogere segment. In 1999 was het tijd voor Intel om de P6 core nieuw leven in te blazen. Een erg drastische ingreep was niet nodig, want Intel had nogsteeds een voorsprong op de concurrentie. Ze moesten er alleen voor zorgen dat daar geen verandering in zou komen, en de belangrijkste concurrent AMD had iets wat verdacht veel op Intels MMX leek maar populairder aan het worden was : 3D Now!. Dit was AMDs eigen uitbreiding op de x86 instructieset, en het bestond net als de MMX instructieset uit instructies die bedoeld waren om multimedia bewerkingen te kunnen versnellen. 3D Now! werd zelfs al toegepast in een belangrijke multimedia component van Microsoft Windows, en dat zorgde bij bepaalde toepassingen voor een aardige performance boost.

Intel besloot om met de Pentium III hetzelfde te doen als wat ze met de Pentium MMX hadden gedaan: extra instructies toevoegen zonder de architectuur verder echt te wijzigen. De nieuwe instructieset kreeg de naam SSE en moest het beter gaan doen dan MMX. Na de hype was MMX nauwelijks serieus ondersteund en in wezen geflopt. Intel pakte het met de introductie van SSE anders aan door er actiever voor te zorgen dat SSE ondersteund zou gaan worden door software developers.

De Pentium III is bijna gelijktijdig op de markt gebracht met een concurrerend model van AMD. Hiermee gaf Intel min of meer toe AMD als serieuze bedreiging te beschouwen. De Pentium III was in feite een Pentium II met SSE instructies, dus echt vernieuwend was hij niet. De performance lag zonder SSE instructies op hetzelfde niveau als die van de Pentium II, maar desondanks was de Pentium III voldoende om de concurrentie de baas te blijven. De eerste Pentium III draaide op 450MHz en medio 2001 worden er nogsteeds nieuwe varianten van de CPU op de markt gebracht met kloksnelheden ruim boven de 1GHz. In de tussentijd heeft de CPU wel enkele veranderingen ondergaan.

[ Voor 177% gewijzigd door BalusC op 03-12-2004 13:28 . Reden: HTML gedoe ]

[Abbadon]

AMD CPU's: Geschiedenis t/m Am486

De eerste stapjes

AMD is voor veel mensen pas sinds een paar jaar een bekende naam, maar het is veel ouder dan zij denken. Het bedrijf is in 1969 opgericht en is met dezelfde soort activiteiten begonnen als concurrent Intel, dat ongeveer uit dezelfde tijd stamt. Het verschil met Intel was echter dat AMD zich veelal bezighield met het onder licentie produceren van produkten voor andere fabrikanten. Het ontwikkelen van eigen produkten kwam later pas op gang. Een van de eerste eigen produkten was een mathematische coprocessor voor de Zilog Z80 CPU.

8088 en 80286

In 1976 kwam AMD voor het eerst in aanraking met Intel. De bedrijven sloten een patent cross-license overeenkomst voor een samenwerking waarin ze ontwikkelingen konden uitwisselen, en deze overeenkomst is in 1982 verder uitgebreid. Met de overeenkomsten heeft AMD z'n entree in de PC CPU markt gemaakt. AMD maakte onder licentie 8088 en 80286 chips voor Intel, en tot zover was er sprake van een goeie samenwerking tussen de bedrijven.

Een aardig detail is dat AMD er als eerste in slaagde om de 80286 op kloksnelheden boven de 16MHz te krijgen. Officieel is Intel met de 80286 tot 16MHz gegaan. Er zijn echter exemplaren op 20MHz en 25MHz verkocht, en deze kwamen waarschijnlijk grotendeels bij AMD vandaan. Het is een beetje schimmig omdat sommige bronnen vermelden dat de 80286 tot 12MHz ging, terwijl andere bronnen 16MHz als snelste uitvoering vermelden. Het is mogelijk dat er met opzet geheim is gehouden hoe de produkteverdeling tussen Intel en AMD was. In ieder geval is de 80286 tot snelheden van 25MHz in produktie geweest.

Am386

De problemen tussen Intel en AMD begonnen met de komst van de Intel 80386. Intel had zo'n 85% van de mainstream CPU markt in handen en voelde zich in alle opzichten sterk genoeg om in z'n eentje verder te gaan. De produktie capaciteit was voldoende om af te zien van een uitbesteding van de produktie, en Intel wilde van de cross-license afspraken met AMD af. Intel meende dat de in het verleden gesloten akkoorden alleen golden voor de 8088 en 80286, maar AMD beweerde dat het akkoord voor alle x86 CPU's gesloten was. Het gevolg van deze onenigheid was een heftige jurische strijd.

Ondertussen was AMD al bezig met de ontwikkeling van een eigen 80386 clone: de Am386. Ze maakten een eigen chipontwerp maar gebruikten de microcode van de Intel 80386 om compatible te blijven. De CPU was volledig 80386 compatible en presteerde op hetzelfde niveau als vergelijkbare Intel's. AMD onderscheidde zich met hun Am386 echter met een hogere kloksnelheid van 40MHz. Intel is met de 80386 nooit hoger dan 33MHz gegaan, en met de succesvolle introductie van de Am386-40 had Intel serieuze concurrentie van hun voormalige partner. AMD's CPU was goedkoper en sneller dan de Intel 386's en de eerste concurrentiestrijd tussen Intel en AMD was een feit. Het gevolg was een ingrijpende prijsdaling, met als resultaat dat de AM386-40 een groot verkoopsucces is geweest en het monopoly van Intel heeft doorbroken.

Am486

De juridische strijd tussen AMD en Intel heeft een tijd lang geduurd, maar uiteindelijk heeft AMD het recht gekregen om x86 clones te ontwikkelen en verkopen. Uiteraard was dat een belangrijke doorbraak van het bedrijf, want ze konden zich nu in alle rust concentreren op de ontwikkeling van een 486 clone om de concurrentiestrijd voort te zetten.

In april 1993 werd de Am486 op de markt gebracht op een snelheid van 33MHz. Dit was een clone van de Intel 486DX-33 CPU, en de prestaties lagen praktisch op hetzelfde niveau. Later zijn er nog SX varianten uitgebracht, en AMD deed met hun 486 clone hetzelfde als wat ze met de 386 clone hadden gedaan: ze brachten versies uit die sneller waren dan de Intel's. Naast de gebruikelijke varianten die Intel ook verkocht, zette AMD een 486-DX40 variant op de markt. Intel heeft een 486DX-50 variant gehad, maar deze was te problematisch om op grote schaal toegepast te worden. De 40MHz versie van AMD draaide echter succesvol op een 40MHz bus, terwijl Intel met z'n DX2-50 en DX2-66 op busssnelheden van 25MHz en 33MHz werkte. De AMD was door de hogere bussnelheid met sommige dingen sneller en dit succes werd voorgezet met de DX2-80 die eveneens op een bussnelheid van 40MHz draaide. De Am486 DX2-80 is de snelste 486 DX2 variant die er is geweest.

Toen Intel met de DX4 kwam had AMD daar al snel een antwoord op. Er werd 75MHz en 100MHz varianten op de markt gebracht, en later werd daar nog een DX4-120 op 120MHz aan toegevoegd. De CPU was sneller dan alle 486 modellen die Intel verkocht, en de CPU was op dat moment zelfs een bedreiging voor de Intel Pentium. Intel's eigen DX4-100 was vaak al sneller dan de Pentium 60, en de DX4-120 van AMD deed daar nog een schepje bovenop.

De laatste 486 variant die AMD op de markt heeft gebracht is de Am5x86, die ook wel eens 486DX5 werd genoemd. Het was een poging om de concurrentie van de Intel Pentium bij te kunnen benen, en dit was een goeie tijdelijke oplossing. De Am5x86 draaide op een snelheid van 133MHz met een bussnelheid van 33MHz, en de prestaties lagen ongeveer op het niveau van de Intel Pentium 75. De voordelen waren de chip minder stroom verbruikte en aanzienlijk goedkoper was. Door het lage stroomverbruik was de CPU een interessante optie voor notenooks. Zoals bij alle vorige AMD modellen het geval was geweest, bleek ook de Am5x86 een goeie overclock processor te zijn. In de praktijk waren de meeste exemplaren zonder problemen op een bussnelheid van 40MHz te gebruiken wat resulteerde in een kloksnelheid van 160MHz. Voor die tijd een ongekend hoge frequentie, en op deze snelheid kon AMD de Pentium's aardig bijbenen.

[ Voor 214% gewijzigd door BalusC op 03-12-2004 13:28 . Reden: HTML enzo ]