Pentium: a quinta geração dos processadores x86 (Parte 1 - Apresentação e componentes)

Saudações amigos leitores! Esta será a primeira postagem de uma série especial sobre o Pentium, processador que inaugurou a quinta geração de CPUs x86. Como sempre, tenham uma boa leitura e matem as saudades deste produto que marcou época!

Intel Pentium de 133 Mhz

Lançado em 1993, o Pentium inaugurou a quinta geração dos processadores da arquitetura x86, iniciada em 1979 com o 8086 e que passou pelo 80286, 386 e 486. O Pentium não trouxe nenhum novo conjunto de instruções (como o 386 que introduziu o conjunto de instruções de 32 bits ou IA-32) porém em muitos aspectos foi uma grande evolução se comparado ao seu antecessor, o 80486. 

Dois fatores importantes marcaram este lançamento. O primeiro deles foi quanto ao nome: inicialmente a Intel queria seguir a ordem e batizar o novo processador de 80586, mas o seu pedido de registro do nome foi negado em função de que possuía apenas números e a empresa optou por utilizar o nome Pentium. O segundo fator foi que a partir deste modelo a Intel deixou de licenciar o projeto dos seus processadores para ser produzido por terceiros (como ocorria até o 486), por isto a sua preocupação com a exclusividade do nome. Isto fez com que gradualmente os demais fabricantes de processadores para PCs fossem saindo do mercado até restar apenas a AMD como concorrente da Intel.

Arquitetura

Conforme afirmamos no início do texto o Pentium não representou nenhuma grande revolução na arquitetura x86 porém foi uma grande evolução se comparado ao seu antecessor, tornando-se o estado-de-arte da época. As suas principais melhorias em relação ao 80486 eram as seguintes:

  • Dupla canalização: internamente o Pentium possui praticamente dois processadores 486 operando em paralelo. A canalização denominada de "U" pode processar qualquer tipo de instrução enquanto que a "V" é dedicada a instruções com operadores simples. Nos casos onde o código do software em execução entre em um processo de loop com muitas operações repetitivas e simples, as duas canalizações entram em ação para reduzir o número de ciclos necessários para concluir o processamento;
  • Barramento local de 64 bits, contra 32 bits do 486 - esta foi a principal causa de incompatibilidade com o barramento VLB;
  • Memória cache L1 de 16 KB divido em dois blocos, sendo metade de dados e metade de instruções;
  • Co-processador matemático redesenhado, com a possibilidade de executar duas operações em paralelo.

Estas alterações fazem com que um Pentium seja notavelmente mais rápido do que um 80486 de frequência equivalente.

Pinos de um Pentium 133 Mhz Soquete 7

Revisões

Os modelos iniciais do Pentium lançados em 1993 (conhecidos pelo nome-código P5) rodavam a 60 e 66 Mhz (com o barramento frontal operando na mesma frequência), eram produzidos em litografia de 0,8 µm e ainda utilizavam o Soquete 4, com tensão de alimentação de 5 V para o modelo de 60 Mhz e de 5,15 V para o de 66 Mhz.

Em 1994 a Intel lançou uma revisão mais evoluída do Pentium (a P54C) com litografia de 0,35 µm e que compreendia os modelos de 75 Mhz (barramento frontal de 50 Mhz e multiplicador 1,5), de 90 Mhz (60 Mhz e 1,5X), 100 Mhz (66 Mhz e 1,5X ou 50 Mhz e 2X) e 120 Mhz (60 Mhz e 2X), Soquete 5 ou Soquete 7 com tensão de alimentação de até 3,3 V dependendo do modelo exato.

No ano seguinte saiu a revisão P54CS que compreendia os modelos de 133 Mhz (barramento externo de 66 Mhz e multiplicador 2X), 150 Mhz (60 Mhz e 2,5X), 166 Mhz (66 Mhz e 2,5X) e de 200 Mhz (66 Mhz e 3X). Todos estes processadores são Soquete 7 e as demais características são as mesmas dos P54C. Já em 1996 saíram os P55C que eram os Pentium com o conjunto de instruções MMX, os quais abordarei em um texto próprio.

Uma revisão bastante peculiar dos Pentium foi a P24T, conhecida pelo nome comercial de Pentium Overdrive, que consistia em um processador com a arquitetura interna do Pentium porém com a mesma sinalização do barramento local do 80486 e mesma pinagem deste (soquetes 2 e 3) para poder ser utilizado em placas mãe para o 486. Consistia nos modelos de 63 Mhz (barramento local de 25 Mhz e multiplicador de 2,5X) e de 83 Mhz (33 Mhz e 2,5X). 

Pentium Overdrive de 83 Mhz

Um detalhe importante dos Overdrive era o fato deles utilizarem uma tensão de alimentação de 3,3 V (com litografia de 0,6 µm) enquanto que a maioria das placas mãe para 486 oferecia apenas 5 V ou mais de alimentação - geralmente as placas compatíveis com o Overdrive (ou seja, as que permitiam configurar a tensão para 3,3 V) vinham com alertas a respeito da compatibilidade. Uma boa característica deste processador é que ele possui 32 KB de memória cache, o dobro do Pentium tradicional.

Soquete de uma placa para 486 com aviso sobre a compatibilidade com o Pentium Overdrive

Configuração típica

Os Pentium Soquete 7 foram de longe os mais populares e juntamente com este processador a Intel lançou a família 430 de chipsets (cujo nome-código é Triton). Um dos chipsets mais comuns desta família foi o 430VX, que era composto pelo chip ponte-norte 437VX e pelo chip ponte-sul 371SB. Como este chipset suportava o então novo barramento PCI também era chamado de "PCIset". Abaixo temos a placa mãe BCM SQ591 com o 430VX:

Placa mãe BCM SQ591

Detalhe do Soquete 7 e do chipset

A placa traz a inscrição da configuração dos jumpers para a frequência do processador

A instalação dos módulos de memória para o Pentium exigia uma atenção a mais, caso fossem empregados módulos SIMM de 72 vias: estes devem ser instalados aos pares, pois tratam-se de módulos de 32 bits e o barramento local do Pentium é de 64 bits. Como as primeiras gerações de placas Soquete 7 suportavam apenas módulos SIMM-72 esta recomendação aplica-se a um grande contingente de placas.

Dois módulos SIMM-72 de 4 MB cada

EDIT 06/10/2016: eis a peça publicitária original do Pentium:


E chegamos ao final da primeira parte sobre o processador Pentium! Espero que tenham gostado e até a próxima!

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