CPU-Legende: Intel Pentium erschien vor 33 Jahren mit 60 MHz

Der erste Intel Pentium aus dem Jahre 1993 sollte so wegweisend werden, dass er heute als absoluter Meilenstein und einer der Hauptakteure der PC-Revolution angesehen wird und als der Wegbereiter für den Multimedia-PC gilt.

Der Chip eroberte den Markt so effektiv, dass das Magazin Fortune ihn im Jahr seiner Veröffentlichung als Hauptakteur der PC-Revolution auf das Cover brachte. — Intel

In diesem ausführlichen Special wollen wir uns die Geburtsstunde eines der wichtigsten und legendärsten Prozessoren aller Zeiten einmal im Detail ansehen.

Der Nachfolger des 486ers

Zum Ende des Jahres 1992 ließ Intel verlauten, mit dem bereits für die CeBIT 1993 angekündigten Nachfolger ihres äußerst erfolgreichen Prozessors i486, welcher auch von anderen Unternehmen unter Lizenz gefertigt wurde, erstmals mit seinem im Jahre 1982 durch den 80286 alias "286er" etablierten Namensschema zu brechen. Der neue Name Pentium war abgeleitet von penta ("πεντα"), dem griechischen Wort für "fünf".

Quelle: Intel Intel begründete die Namensänderung seinerzeit mit dem Umstand, die Zahlen markenrechtlich nicht ausreichend schützen lassen zu können, was dazu führte, dass Intels Konkurrenten wie AMD und Cyrix für ihre i486-Klone nur leicht abgewandelte Bezeichnungen wie AMD Am486 oder Cyrix Cx486 verwendeten.

Seit den Zeiten des i386 versuchte Intel seine Konkurrenz und deren "Nachbauten" durch den Schutz von Warenzeichen erfolglos vom Markt zu verdrängen. Nachdem ein US-Gericht urteilte, dass die Bezeichnungen 586, i586 und 80586 nicht schützenswert seien, wurde seitens Intel die Idee vom Pentium geboren und letztlich in die Tat umgesetzt. — PCGH

Wie bereits beim Intel i486 kam erneut das gleiche Entwicklerteam rund um die zwei Hauptarchitekten John Crawford und Uri C. Weiser, welcher weithin als der Ur-Vater der Pentium-Mikroarchitektur gilt, zum Einsatz und entwickelte unter dem neuen Codenamen "P5" den allerersten Intel Pentium mit 60 und 66 MHz.

Der Intel Pentium ("P5") wird gebohren

Am 22. März 1993 war es dann so weit und Intel präsentierte im Rahmen der CeBIT mit dem Pentium 60 und dem Pentium 66 die ersten beiden Modelle des Ur-Pentiums mit einer Taktfrequenz von 60 respektive 66 MHz. Es handelte sich um die ersten zwei superskalaren CISC-Mikroprozessoren der Welt, da es Intel hierbei erstmals gelungen war, RISC-Technologie zu integrieren, ohne dabei die Abwärtskompatibilität zu der altbekannten x86-Befehlssatzarchitektur zu verlieren. Ein extrem bedeutender Entwicklungsschritt, welcher das CPU-Design für immer verändern sollte.

Bereits der i486 besaß eine gegenüber klassischem RISC-Design erweiterte 5-stufige Pipeline mit Fetch, Decode 1, Decode 2, Execute, Write Back. Der Pentium erhielt zudem zwei zusätzliche Execution-Units, welche gewisse paarbare Befehle superskalar ausführen konnten. — PCGH

Das Design des ersten Pentium ("P5") implementierte zwei Integer-Execution-Units, eine Gleitkomma-Execution-Unit und eine dynamische Sprungvorhersage sowie zwei getrennt voneinander arbeitende Daten- und Code-Caches mit einer Größe von jeweils 8 KiByte und einem 64-Bit breiten externen Datenbus mit schnellen Burst-Modi, um externe Caches schneller anbinden zu können. Der "P5" war seiner Zeit voraus.

Quelle: Intel Quelle: Intel

Die beiden Pipelines erlaubten dem ersten Vertreter der Pentium-Familie, zwei Funktionseinheiten parallel arbeiten zu lassen. Außerdem konnte die dynamische Sprungvorhersage den konzeptionellen Nachteil der Pipeline-Architektur erfolgreich ausgleichen. Noch mehr spannende Details zum Intel Pentium 60 und Pentium 66 liefert das ausführliche offizielle Datenblatt (PDF) von Intel.

Mit 3,1 Millionen Transistoren war der Pentium fünfmal leistungsstärker als sein direkter Vorgänger, der i486, und 300-mal schneller als der 8088, der den ersten IBM PC angetrieben hat. — Intel

Trotz seines fortschrittlichen Designs war der Pentium ("P5") kein allzu großer wirtschaftlicher 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 DX4-100, der deutlich günstiger war.

Quelle: Intel Um den innovativen Intel Pentium auch zum wirtschaftlichen Erfolg zu führen, musste also schnell etwas passieren und Intel reagierte umgehend.

Der Intel Pentium ("P54C") als Evolutionsstufe

Bereits auf der CeBIT 1994 zündete Intel mit dem "P54C" die erste Evolutionsstufe seines Ur-Pentiums, die einen APIC ("Advanced Programmable Interrupt Controller") besaß und damit auch in Form verschiedener Multiprozessor-Variante auf den Markt kam. Der "P54C" sollte dem Pentium letztlich zum Durchbruch verhelfen.

Intel Pentium P5 und P54C/P54CS als Blockdiagramm

Intel Pentium ("P5") Intel Pentium ("P54C")

Vollbild-Vergleich

Am 10. Oktober 1994 begann die Markteinführung der ersten beiden P54C-Modelle als Pentium 90 und Pentium 100, welche zudem auf ein moderneres und von 800 nm auf 600 nm verfeinertes Fertigungsverfahren umgestellt wurden. Zugleich stand der erste Wechsel des Sockels an: vom Sockel 4 ging es auf den neuen Sockel 5.

Bis zum März des Jahres 1995 wurde die P54C-Produktfamilie noch durch einen Intel Pentium 75 und Pentium 120 an beiden Enden des Produktportfolios abgerundet. — PCGH

Mit den insgesamt vier Modellen vom Codenamen P54C gelang es Intel zudem, die TDP deutlich zu senken und das Verhältnis von Leistung zum Verbrauch deutlich zu optimieren. Während der Pentium 66 ("P5") mit einer Betriebsspannung von 5 Volt noch eine TDP von 16 Watt besaß, begnügte sich der Pentium 75 ("P54C") mit lediglich 8 Watt, da die Betriebsspannung auf 3,3 Volt gesenkt wurde.

Bis ins Jahr 1997 hinein folgte mit dem "P54CS" noch eine weitere Evolutionsstufe mit 133, 150, 166 und 200 MHz, die auch als Pentium-S bezeichnet wird und den abwärtskompatiblen Sockel 7 nutzte. — PCGH

Was 1993 mit 60 und 66 MHz begann, erreichte 1997 mit 166 und 200 MHz ihren Höhepunkt und sollte ein Fingerzeig für das sein, was dem Pentium II möglich gemacht wurde. Der Pentium und "Intel Inside" waren Markenzeichen.

Quelle: Intel Quelle: Intel

Weitere interessante Fakten zum optimierten Intel Pentium alias "P54C" und "P54CS" liefert einmal mehr das offizielle Datenblatt (PDF).

Der Pentium MMX ("P55C") als Multimedia-König

Unter dem Codenamen "P55C" veröffentlichte Intel mit dem Pentium MMX die letzte Ausbaustufe der P5-Familie, welche in Intels Forschungs- und Entwicklungszentrum in Haifa, Israel entwickelt worden ist. Es sollte die letzte und auch leistungsfähigste CPU-Reihe aus der Pentium-1-Familie sein und erschien im März 1995.

Quelle: Intel Den Anfang machten die drei mobilen Ableger Pentium MMX 120, Pentium MMX 133 und Pentium MMX 150, bevor am 8. Januar 1997 die beiden ersten Desktop-CPUs namens Pentium MMX 166 und Pentium MMX 200 auf den Markt kamen.

Der Pentium MMX stellte Intels ersteCPU mit der hauseigenen MMX-Befehlssatzerweiterung dar und benötigte aufgrund seines Businterfaces mit einer Betriebsspannung von 3,3 Volt, bei dem die CPU mit nur 2,8 Volt betrieben wurdem eine spezielle Form des Sockel 7, den sogenannten Split-Voltage-fähigen Sockel 7. — PCGH

Auch bei der Leistung sollte der Pentium MMX noch einmal einen großer Schritt nach vorn machen und das nicht nur in den Anwendungen, welche die MMX-Erweiterung unterstützten. Auch in regulären Programme ohne MMX-Unterstützung fiel die Leistung im Mittel etwa 15 bis 20 Prozent höher aus als beim Pentium.

Für einen wesentlichen Teil der Leistungssteigerung konnte mitunter der von vormals 2 × 8 KiByte auf 2 × 16 KiByte verdoppelte L1-Cache für Daten und Instruktionen verantwortlich gemacht werden.

Auch der FDIV-Bug konnte den Pentium nicht stoppen

Bereits im Jahre 1994 wurde bekannt, dass der erste Pentium ("P5") unter gewissen Umständen die Gleitkommazahlen nicht immer richtig dividiert. Dieser Fehler wurde am 30. Oktober 1994 vom verstorbenen Mathematikprofessor Dr. Thomas Nicely öffentlich gemacht und zwang Intel zur Korrektur der Belichtungsmasken und entsprechenden Austauschprogrammen für die bereits an die Kundschaft ausgelieferten Prozessoren. Dem Erfolg tat das aber keinen Abbruch.

Auch wenn Intel die Pentium-Serie mit dem Pentium Gold G7400 ("Alder Lake") im Jahre 2022 auslaufen ließ, bleiben der Name "Pentium" und der Slogan "Intel Inside" bis heute der Inbegriff für Hauptprozessoren und sind wohl jedem, der sich einmal mit dem IT-Segment beschäftigt hat, ein Begriff. Wir sagen "Happy Birthday Pentium".

Weitere spannende Details und Anekdoten zur Geburt der legendären CPU liefert das Web-Special The Birthday of Pentium von Intel.

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Quelle: Intel

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CPU-Legende: Intel Pentium erschien vor 33 Jahren mit 60 MHz Zur CeBIT 1993, einst die weltgrößte Computermesse, stellte Intel seinen ersten superskalaren x86-Prozessor vor. Der 1992 angekündigte Nachfolger der 4. Generation von x86-CPUs brach mit der üblichen Nomenklatur: Der Pentium war geboren.

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