Vorhang auf für den Pentium

Autor: Archangel

Nach unserer Zeitreise durch die Computergeschichte im ersten Teil dieser Beitragsserie sind wir jetzt im Jahre 1993 angekommen, als Intel im März den ersten Pentium-Prozessor auf den Markt brachte.

Das Jahr 1993 wartete damals aber noch mit ein paar anderen bedeutenden Ereignissen auf. Wie im ersten Teil bereits erwähnt, begann Bill Clinton in diesem Jahr seine erste Amtszeit im Weissen Haus. Zudem war zu Jahresbeginn der Europäische Binnenmarkt in Kraft getreten. Ende Jahr brach das Space Shuttle Endeavour für Reparaturarbeiten zum Weltraumteleskop Hubble auf, um in Zukunft unscharfe Bilder zu verhindern.

Ab 1993 stand der Name "Pentium" für verschiedene Generationen von High-End Prozessoren von Intel. Mit dem "Celeron" erhielt der Pentium im Jahre 1998 einen kleineren Bruder, der im unteren Preissegment angesiedelt war. 2006 verschwand der Pentium sogar für eine gewisse Zeit aus der Produktpalette von Intel. In diesem Jahr wurde der "Intel Core" als die neue Flaggschiff-Linie von Intel eingeführt. Die Marke "Pentium" wurde aber nach kurzer Zeit wieder aus der Versenkung geholt und ab sofort für eine neue Prozessoren-Reihe verwendet, die zwischen dem Celeron und dem Intel Core angesiedelt war: Zuerst lautete die Bezeichnung "Pentium Dual Core", was dann ab 2009 auf wieder nur Pentium verkürzt wurde.

Die Bezeichnung "Pentium" wurde von Intel nicht nur für Desktop-Prozessoren, sondern auch für Mobile- und Server CPU’s verwendet. Diese Tabelle gibt eine gute Übersicht über alle Pentium-Prozessoren, sowie die jeweiligen Architekturen und deren Codenamen.

Die Geschichte der Pentium-Prozessoren ist unter anderem geprägt durch verschiedene Mikroarchitekturen, Veränderungen bei der Strukturbreite oder der Anzahl Transistoren auf dem Chip. Begriffe wie Strukturbreite und Anzahl Transistoren werden wir im dritten Teil unserer Serie, wenn wir uns mit der Herstellung von Prozessoren beschäftigen, wieder antreffen und dann konkret erläutern.

Im Folgenden beschränken wir uns auf ein paar Höhepunkte aus der Entwicklung der Desktop-Prozessoren. Für die technischen Details verweisen wir im Text auf die jeweiligen Wikipedia-Artikel.

Der neue Prozessor brachte nicht nur eine neue Architektur mit sich, sondern auch einen Wechsel in der bis anhin üblichen Namensgebung. Der Vorgänger des Pentium hatte i486 geheissen. Da sich solche Zahlenkombinationen nicht markenrechtlich schützen liessen, entschied sich Intel für die Bezeichnung Pentium (griechisch für fünf), da er die fünfte Generation in der x86-Baureihe war.

Für alle technischen Details verweisen wir Euch auf den Wikipedia-Artikel: Pentium.

Beim ersten Pentium gab es auch einen legendären Fehler, den "FDIV-Bug". Der Fehler wurde erst im November 1994 anderthalb Jahre nach der Markteinführung bekannt und sorgt bei Gleitkomma-Divisionen mit bestimmten Werten für falsche Ergebnisse. Angeblich kannte Intel selber den Fehler schon länger, und konnte auf jeden Fall schnell eine fehlerbereinigte Version des Prozessors liefern. Obwohl der Bug zur damaligen Zeit extrem viel Aufsehen erregte, waren die Auswirkungen dieses Bugs für die meisten Anwender minimal.

Unser nächster Zwischenstopp bei der Reise durch die Geschichte der Pentium-Prozessoren ist der Pentium II.

Der neue Prozessor erschien im Mai 1997. In der Desktop-Version markierte der Pentium II rein äusserlich gesehen eine Abkehr von der bisher bekannte Montage auf einem Sockel: Der Pentium II war auf einer Platine verlötet, die auf dem Mainboard in einen speziellen Slot gesteckt wurde. Von Intel wurde dieser als "Slot 1" bezeichnet. Ebenfalls auf der Platine aufgelötet waren die Cachebausteine, die nicht wie sonst üblich in den Chip integriert waren. Verkleidet war das Ganze mit einem schwarzen Plastikgehäuse.

Der Grund für die Bauweise lag bei Produktionsproblemen mit dem unmittelbaren Vorgänger des Pentium II, dem Pentium Pro. Daher entschied sich Intel, Prozessorkern und Cache für die weitere Entwicklung zu trennen.

Für alle technischen Details verweisen wir Euch auf den Wikipedia-Artikel: Pentium II.

So sah die Rückseite ohne Plastikverkleidung aus: In der Mitte sitzt der Cache-Controller, links und rechts die Cache-Bausteine:

Erst mit dem Pentium III kehrte Intel wieder zur Sockel-Bauweise zurück.

Dies allerdings nicht von Anfang an. Die ersten Pentium III-Prozessoren, die ab Februar 1999 auf den Markt kamen, setzten nach wie vor auf den "Slot 1". Erst mit der Revision mit dem Codenamen "Coppermine" im Oktober desselben Jahres, kehrte Intel zum Prozessor-Sockel zurück.

Für alle technischen Details verweisen wir Euch auf den Wikipedia-Artikel: Pentium III.

Der Pentium III verfügte über eine eindeutige 96-Bit-Seriennummer, die es zuliess, die Aktivitäten der User im Internet – etwa die Einkaufsgewohnheiten – nachzuvollziehen. Nach ersten heftigen Kontroversen und Aufrufen zum Boykott wurde die Seriennummer per Voreinstellung abgeschaltet. Wenig später zeigte sich jedoch, dass sie auch ohne Einwilligung des Nutzers ausgelesen werden konnte.

Beim Nachfolgemodell Intel Pentium 4 wurde daher wieder auf die Funktion verzichtet. Und dies ist auch der nächste Prozessor, den wir uns anschauen.

Die ersten Pentium 4 kamen im November 2000 auf den Markt. Danach gab es insgesamt 4 Revisionen, was dem Pentium 4 ein recht lange Lebensdauer bescherte. Die letzte Version wurde im Januar 2006 lanciert.
Für alle technischen Details verweisen wir Euch auf den Wikipedia-Artikel: Pentium 4.

Das Bild zeigt sehr schön die Grössenverhältnisse: Der effektive Chip links auf dem grünen Sockel ist kleiner als ein 2 Cent-Stück. Rechts sieht man das so genannte Heatspreader, welches den Chip schützt, wenn die Teile zusammenmontiert sind.

In die Zeit des Pentium 4 fällt auch eine bedeutende Änderung beim Prozessorsockel. Abgesehen vom "Slot 1" beim Pentium II und III war es bisher so gewesen, dass die Kontaktstifte am Prozessor angebracht waren und als Gegenstück die Kontakte auf dem Mainboard. Das Bild zeigt den Sockel 478 auf einem Mainboard, wie er für den Pentium 4 zuerst verwendet wurde.

Mit der Prescott-Revision des Pentium 4 im Frühjahr 2004 führte Intel den Sockel 775 ein. Dieser ermöglichte unter anderem höhere Taktfrequenzen. Der Sockel 775 ist vom Typ LGA (Land Grid Array), was bedeutet, dass auf der Unterseite des Prozessors nur noch die Kontakte angebracht sind, wie man hier auf einem Bild vom Pentium 4 Prescott sehr schön sehen kann.

Das Gegenstück mit den Stiften oder Pins auf dem Mainboard sieht dann typischerweise so aus:

Mit dem Pentium 4 beschliessen wir unsere kleine Reise durch die verschiedenen Pentium-Modelle.

Unter dem Namen "Pentium" gibt es aktuell die "20th Anniversary Edition" mit der Bezeichnung G3258. Alle weiteren Pentium-Modelle findet Ihr in der Intel Ark, dem Produkteverzeichnis von Intel, wo nach heutigem Stand 73 Prozessoren aufgelistet sind.

Nachdem wir nun einiges über die Geschichte der Computer und die Prozessoren mit dem Namen "Pentium" erfahren haben, wird es im nächsten Teil unserer Serie darum gehen, wie Prozessoren überhaupt hergestellt werden.