Der PC von innen - IT MARKETING COMPANY

Der PC von innen
Ein Prozessor-Leitfaden
von Intel
Inhalt
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
● Wie „denkt“ ein PC? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
● Die Taktfrequenz – der Pulsschlag des Computers . . . . . . 6
● Die Datenbausteine: Bits und Bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
● Hardware und Software – der Stoff, aus dem PCs sind . . . . 9
● RAM – der Treffpunkt für Daten und Programme . . . . . . 14
● 1000fache Leistung in 3 Jahrzehnten –
Meilensteine in der Prozessorgeschichte . . . . . . . . . . . . 16
®
● Das Arbeitspferd – der Pentium II Prozessor . . . . . . . . . 18
●
Der kleine Bruder: Intel® Celeron™ Prozessor . . . . . . . . . 22
● Ein neues Her(t)z für den alten PC:
die Pentium OverDrive® Prozessoren . . . . . . . . . . . . . . 23
● Tempo, Kraft und Köpfchen –
drei Elemente der Prozessorleistung . . . . . . . . . . . . . . . 24
● Produkte rund um den Prozessor von Intel . . . . . . . . . . . 25
● Intel-Technik im Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
● Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
●
http://channel.intel.com/business/retail
Take it easy
Diese Broschüre soll Ihnen
dabei helfen, zu verstehen,
wie ein Computer funktioniert. Wir erklären Ihnen,
was in ihm abläuft, während der PC das
tut, was Sie wollen. Hierzu geben wir
hier einen kurzen Überblick zu seinen
wesentlichen Bestandteilen. Dabei gehen
wir etwas ausführlicher auf den lebenswichtigsten Teil des Computers ein, nämlich den Mikroprozessor. Anschließend
beschreiben wir auch die Hauptunterschiede zwischen den derzeit modernsten
Prozessortypen.
Doch keine Sorge – das soll Sie nicht
zum Computerexperten machen. Aber
es wird Ihnen damit erleichtert, Ihren
Kunden fachgerecht zu beraten, damit
er die PC-Konfiguration bekommt, die
seinen Bedürfnissen am besten entspricht.
Viel Spaß beim Lesen!
3
Wie „denkt“ ein
Computer sind elektronische Allzweckmaschinen, die eine Folge von
Anweisungen ausführen
Computer denken nur in Zahlen – und
zwar, indem sie rechnen und vergleichen.
Darauf beruht alles, was man per PC erledigen kann.
Das „Gehirn“ des PC, in dem diese Elektronische Datenverarbeitung (EDV)
abläuft, nennt man Prozessor oder CPU
(Central Processing Unit = Zentraleinheit). Der weltgrößte Prozessorhersteller heißt Intel®, und der derzeit
PC?
schnellste Prozessor für Desktop PCs
ist der Pentium® II Prozessor.
Ohne Input kein Output
Wer nichts weiß, kann nichts tun. Deshalb braucht ein Computer eindeutige
Anweisungen, die ihm sagen, was mit
den Daten zu tun ist. Das ist der Input –
das können Zahlen und Texte sein, aber
auch Bild- und Toninformationen. Die
„Sinnesorgane“, über die der Prozessor
die Informationen aufnimmt, sind meist
Tastatur, Maus, Modem und Scanner.
Was mit den Informationen zu tun ist, steht
in den Computerprogrammen. Und was
dann beim „Denken“ rauskommt, nämlich das Ergebnis (Output), wird über den
Bildschirm ausgegeben (oder über Lautsprecher) – und dieser Output wird
schließlich auf dem Drucker zu Papier
gebracht.
4
Der
Angenommen, Sie wollen per Textverarbeitungsprogramm in einer Artikelliste
den Begriff Computer durch die Abkürzung PC austauschen:
Jeder eingetippte Buchstabe ist für den
Computer lediglich eine bestimmte Ziffernfolge, die in einem Code festgelegt ist.
Als Standard gilt hier der ASCII-Code.
Demnach hat der Großbuchstabe „C“ die
Zahl 67, ein kleines „o“ hat die 111, ein
„m“ die 109, und ein Leerzeichen die 32.
Die Textverarbeitung lädt die Artikelliste
von der Platte in den Arbeitsspeicher
Denkprozeß
(RAM). Dann erhält der Prozessor den
Programmbefehl „Wort suchen und austauschen“. Auch diese Anweisung muß
intern erst in eine ganz bestimmte Folge
von Zahlen übersetzt werden, damit der
Prozessor sie ausführen kann.
Nun durchsucht der Prozessor den Text
im Arbeitsspeicher nach jener Zahlenfolge, die dem auszutauschenden Wort entspricht („Computer“) und ersetzt diese
dann durch eine Zahlenfolge, die dem
gewünschten Wort „PC“ entspricht
(P = 80, C = 67).
Fertig – und das in millionstel Sekunden,
nach einem genauen internen Fahrplan.
Je mehr Speicher, desto besser
Das „Gedächtnis“ eines PCs nennt man Speicher.
Als „Kurzzeitgedächtnis“ dient der Arbeitsspeicher
(RAM = Random Access Memory), das „Langzeitgedächtnis“ sind die Speicherlaufwerke, zum Beispiel Diskette oder Festplatte. Festplatten, aber
auch Disketten und andere Datenträger, wie Wechselplatten, CD-ROMs, Streamerkassetten, nennt
man Massenspeicher.
5
Die
Taktfrequenz . . .
. . . der Pulsschlag des Computers
Fahrpläne einhalten geht am besten mit
einer genauen Uhr. Deshalb enthält der
PC mehrere Quarzuhren. Eine davon
steuert den Zeittakt im Prozessor, die
anderen regeln das Zusammenspiel der
übrigen PC-Komponenten untereinander
und mit dem Prozessor.
Drei Her(t)zen im Millionentakt
Die eingebaute Uhr des Menschen ist
das Herz. Es schlägt etwa einmal pro
Sekunde. Das für den Prozessor zustän-
dige „Herz“ des PC pulsiert mehrere hundert Millionen mal pro Sekunde – beim
Pentium® II Prozessor am schnellsten,
nämlich mit einer Taktfrequenz bis zu 450
Megahertz (Hertz mit „tz“, nicht Herz!).
Tempo + Intelligenz = Leistung
Das Arbeitstempo des Prozessors hängt nicht allein
von der Taktfrequenz ab, sondern auch davon, wie
viele Rechenanweisungen er pro Taktzyklus, erledigen kann. Der Pentium® II Prozessor von Intel
schafft drei Additionen mit einem Taktzyklus. Und
der dauert beim schnellsten PC mit Pentium II Prozessor nur 1/450.000.000 Sekunde (entspricht 2,2
Nanosekunden). Wenn außerdem eine der zu
addierenden Zahlen vom Arbeitsspeicher (RAM)
noch nicht rechtzeitig da ist, kümmert sich der
Pentium II Prozessor zwischendurch schon mal um
die nächsten Arbeitsschritte. Danach nimmt er sich
die inzwischen eingetroffene Zahl und setzt die
unterbrochene Addition fort (siehe: „Dynamic Execution“, S.19). Kein Wunder also, wenn ein PC von
heute über 300mal schneller ist als vor 25 Jahren.
6
Die Datenbausteine:
Bits und Bytes
Für fast alles, was wir denken, gibt es
Worte. Unsere Wörter bestehen aus Buchstaben, die Wörter eines Computers hingegen aus Ziffernfolgen, und mit diesen
werden Daten, Befehle, Ergebnisse sowie
Texte dargestellt. Die Zahlen im PC bestehen nur aus Kombinationen der Ziffern 0 und 1 – das nennt man Binärsystem. Im binären Zahlensystem wird
aus der Dezimalzahl 2 die Binärziffernfolge 10 (gesprochen „Eins Null“), die 3
entspricht der Ziffernfolge 11, die 4
lautet 100 usw. Jede Stelle in dieser
binären Ziffernfolge entspricht einem Bit.
Das Bit ist die kleinste Informa-tionseinheit für den Computer. Der PC
arbeitet mit Informationsblöcken, die aus
mehreren Bits bestehen. Um ein Zeichen
oder eine Zahl darzustellen, verwendet
der Computer acht Bits.
Einen Block aus acht Bits nennt man
ein Byte. Für die Bits in einem Byte gibt
es 256 Kombinationsmöglichkeiten (28).
Das reicht, um alle Buchstaben und Ziffern darzustellen sowie alle Sonderzeichen und jede Menge weiterer Symbole.
Moderne Prozessoren wie der
Pentium® Prozessor von Intel
und sein Nachfolger, der Pentium® II Prozessor, können in einem
Schritt bis zu 64 Bit große „Datenwörter“ bearbeiten. Die Byte-Pakete können
sowohl Daten als auch Befehle enthalten.
Je mehr Bytes auf einmal gelesen,
verarbeitet und gespeichert werden
können, um so stärker der Prozessor.
7
Vom Bit bis zum
Terabyte
1024 Bit sind 1 Kilobit (KBit). Beispiel:
Besonders schnelles Surfen im Internet
geht mit ISDN bei ca. 65.536 Bit pro
Sekunde (= 64 KBit).
1024 KBit sind 1 Megabit (MBit), 1024
MBit wiederum 1 Gigabit (GBit).
Acht Bit sind ein Byte. Und ein Kilobyte
(KByte) muß die zehnfache Potenz von 2
sein (210), das sind genau 1024 Byte.
Zwei Kilobyte sind folglich nicht 2000
Byte sondern 2048, also 211. 1024 Kilobyte nennt man ein Megabyte (MByte).
1024 Megabyte ergeben ein Gigabyte
(GByte). Ein GByte sind somit nicht 1
Milliarde Byte sondern genau
1.073.741.824 Byte. 1024 GByte heißen
ein Terabyte (TByte) – übrigens mit
einem „r“ geschrieben, hat also nichts mit
„Terra“ (lat. „Erde“) zu tun.
Speicherkapazitäten:
Auf normale Disketten passen 1,44 MByte. Für
Microsoft® Windows® braucht der PC mindestens
16 MByte RAM (für speicherhungrige Grafikanwendungen reichen in den meisten Fällen 64
MByte). Festplatten beginnen mit Speicherkapazitäten von 2 GByte und sind mit 16 GByte schon
echte Speicherjumbos. Auf die Kassetten von Bandlaufwerken für die Datensicherung (Streamer) passen bis zu 48 GByte. Eine CD-ROM hingegen faßt
nur 650 MByte, die magneto-optische Disk, rund
5 GByte, und auf den CD-ROM-Nachfolger, die
DVD (Digital Versatile Disk) passen immerhin bis
zu 18 GByte. Große Datenbanken können mehrere
GByte enthalten, und für die täglichen Wetterberechnungen erreicht die Datenbasis schon etliche
TByte (etwa hundert 10-GByte-Festplatten).
8
Hardware
Die gesamte Computer-Elektronik
heißt Hardware: nämlich alles, was man
anfassen kann – Prozessor, Hauptplatine,
Speicherchips, Netzteil und Gehäuse sowie Peripheriegeräte – also Speicherlaufwerke und deren Steuerplatinen (Controllerkarten genannt), Grafikkarte, Monitor
und alle Eingabegeräte (Tastatur, Maus,
Joystick, Modem, Scanner, Plotter, Grafiktablett, usw.).
Computerprogramme nennt man Software. Das ist eine Folge von Anweisungen, die dem Prozessor sagen, was er
und
Software:
der Stoff aus dem PCs sind
mit den Daten machen soll. Alle Anweisungen erhält der Prozessor in Form von
Bits und Bytes.
Die Systemsoftware macht den PC
funktionsbereit. Die allerwichtigsten
Teile davon sind schon fest im PC
gespeichert, als das sogenannte BIOS
(Basic Input/Output System). Diese
„Firmware“ sitzt in speziellen ROM-Chips
(Read Only Memory), die auf der PCHauptplatine stecken. Diese etwa pizzaschachtelgroße Leiterplatte wird meist
Motherboard oder Mainboard genannt.
Das BIOS wird sofort nach dem Einschalten aktiv und haucht dem PC gewissermaßen Leben ein.
Balanced Elements for Best Performance
Pentium® II
Processor
350/400 MHz
AGP
Graphics
High-Bandwidth
100 MHz
System Bus
Intel 440BX
Chipset
Fast 100 MHz
SDRAM
Memory
High Performance
I/O Interfaces and
Peripherals
9
Das
Betriebssystem . . .
. . . ist ebenfalls Systemsoftware
(z.B. Microsoft® Windows® 98). Es
liefert die komplexeren Computerfähigkeiten. Nachdem der Computer vom
BIOS „aufgeweckt“ worden ist, lädt er
das Betriebssystem selbständig von der
Festplatte in den Arbeitsspeicher. Kompakte Mobilcomputer, die Palmtop-PCs
(Palmtop: engl. „Palm“ = Handfläche)
für die Westentasche, laden ihr Betriebssystem von Festspeichern, EEPROMs
genannt (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory).
Jene Funktionen, für die man den PC
eigentlich braucht (Textverarbeitung,
Tabellenkalkulation, Internet etc.) werden
von den Anwendungsprogrammen bereitgestellt. Das Betriebssystem lädt die
Anwendungssoftware ins RAM, ebenso
die vorhandenen Daten, welche weiter
verarbeitet werden sollen.
Ordnung und Übersicht durch
Dateien und Verzeichnisse
Die Daten und Programme müssen zum Speichern
systematisch geordnet werden, so daß man sie
leicht ablegen und wiederfinden kann. Als „logische“ Behälter für Daten und Programme dienen
Dateien. Und so, wie mehrere unterschiedliche
Schriftstücke in verschiedene Ordner abgelegt werden können, lassen sich Dateien in Verzeichnissen
speichern. Solche Verzeichnisse kann man untergliedern wie eine Büroablage, und zwar auch in
mehrfach verschachtelte Unterverzeichnisse.
10
Tempo ist Nervensache –
der Bus und die Slots
Der Bus: Um Informationen aufzunehmen (Input) und anschließend zu verarbeiten (Output), hat der Körper das
Nervensystem. Ähnlich braucht der
Computer ein System aus Signalleitungen, auf denen er die Bits zwischen seinen verschiedenen Komponenten übermittelt.
Nach dem Prinzip einer mehrspurigen
Schnellstraße befördert dieser Daten-Bus
mehrere Informationen gleichzeitig – daher auch der Name. Auch der Datenfluß
zum Bildschirm sowie zu den diversen
Speicherlaufwerken geht über den Bus.
Das Bus-System ist Bestandteil des
gesamten Netzes aus Leiterbahnen auf
der Hauptplatine. Es gliedert sich in verschiedene aufgabenspezifische Bereiche,
z.B. den Systembus für den Datenaustausch zwischen CPU und RAM. Der
I/O-Bus (I/O = Input/Output) erledigt den
Datenaustausch mit den Peripheriegeräten.
Die Slots: Wie eine Autobahn hat der
I/O-Bus mehrere Anschlußstellen, Steckplätze bzw. Slots genannt. Hier lassen
sich zusätzliche PC-Komponenten an-
schließen, sogenannte Controller-Karten,
welche die Aktivität von Peripheriegeräten regeln (z.B. Grafik- und Soundkarten, Festplattencontroller, Schnittstellenkarten für Maus, Drucker, Modem etc.).
Das Chipset: die Datenampel
Den Datenverkehr zwischen sämtlichen
PC-Komponenten, also zwischen Massenspeicher,
RAM, Prozessor und der Steuerelektronik bzw.
Controller für die übrigen Peripheriegeräte (z.B.
Bildschirm, Soundkarte, etc.) regelt eine Gruppe
von speziellen Chips – Chipset genannt.
11
ByteDie meisten Mainboards haben mehrere
Slots (Steckplätze). Einige davon ermöglichen besonders flotten Datenfluß: bis
zu 132 MByte/Sekunde, denn sie haben
eine Busbreite von 32 Bit (entspricht 32
„Bit-Fahrspuren“). Dies sind die PCISteckplätze (PCI = Peripheral Component
Interface), deren Bustakt auf PCs mit
schnellen Pentium® II Prozessoren
100 MHz beträgt. Sie bieten daher
besonders hohen Datendurchsatz.
Je höher der Bustakt, um so schneller
können die Daten aufeinander folgen.
und
Bit-Schleusen
Bei den Pentium II Prozessoren mit 350,
400 und 450 MHz beträgt der Bustakt für
den RAM-Zugriff 100 MHz.
Processor
L2Cache
CPUKern
Arbeitsspeicher
(RAM)
Grafikkarte
AGPChipset
CD-ROM-Laufwerk
Auf den übrigen ISA-Slots (Industry
Standard Architecture) mit 16 Bit Busbreite sitzen Schnittstellenkarten für
Funktionen, bei denen nicht so große
Datenmengen bewegt werden müssen
(z.B. Maussteuerung, E-Mail und Internet). Deshalb gestatten diese auch mit
ihrem niedrigeren Bustakt von 7,65 MHz
immer noch genügend Arbeitstempo. Karten für ISA-Slots passen nicht in PCISteckplätze und umgekehrt.
Festplattenlaufwerk
Schnittstellenkarte
12
Grafikkarte und
Soundkarte . . .
. . . das „Sprachzentrum“ des PCs
Für die Darstellung von Daten und
Arbeitsergebnissen des PCs auf dem
Bildschirm sorgt die Grafikkarte. Diese
Elektronikplatine hat einen externen
Bildschirmanschluß. Die Soundkarte hingegen setzt Softwarebefehle in elektrische Tonsignale um, sendet diese zu den
externen Lautsprechern und empfängt
überdies Ton vom CD-ROM-Laufwerk,
vom Mikrofon oder anderen Audiogeräten (Keyboard, DAT-Rekorder).
Das Modem – ein Daten-Telefon
Die Hardware für den Internetanschluß
ist ein analoges Modem oder ein ISDNAdapter. Als externe Adapter lassen sie
sich – wie übrigens auch die Maus – über
eine Schnittstellenkarte anschließen, und
zwar an der „seriellen“ Schnittstelle
(engl. Interface). Auf der seriellen Schnittstelle laufen die Daten im Gänsemarsch
durch, und zwar mit maximal 115.200
Bits/Sekunde (entspricht etwa 14 KByte/
Sek.). Eine solche Interface- bzw. I/OKarte (I/O = Input/Output) enthält meist
auch den Druckeranschluß – das ist die
parallele Schnittstelle. Wie beim Bus,
laufen die auch hier die Bits mehrspurig.
13
RAM -
Treffpunkt für Daten und Programme
Im Arbeitsspeicher (RAM) liegen die
Daten bereit zur Verarbeitung durch den
Prozessor. Wichtig: Das RAM behält
die Daten nur, solange der PC eingeschaltet bleibt. Danach sind sie unwiederbringlich weg – auch wenn man den
PC anschließend wieder einschaltet.
Programme können erst mit genügend
RAM alles zeigen, was sie können. Je
mehr RAM, um so bequemer und zügiger kann man arbeiten – und um so mehr
Anwendungsprogramme lassen sich
gleichzeitig nutzen.
Wieviel RAM ist nötig?
Mit Windows® 98 sollte der PC mindestens über 16 Megabyte RAM verfügen,
und 32 MByte sind für die meisten
Anwendungen optimal. Nur für Grafikund Bildverarbeitungsprogramme bringen 64 MByte RAM oder noch mehr
Arbeitsspeicher spürbare Vorteile, denn
hier kann schon eine einzige Datei ohne
weiteres 16 MByte haben oder noch
erheblich mehr.
RAM ist mittlerweile 10mal billiger,
als noch vor vier Jahren.
14
Die
RAM-Elite
Je flotter der Prozessor, desto rascher
müssen die Speicherbausteine Daten mit
dem Prozessor austauschen. Damit sie ihr
überlegenes Arbeitstempo voll ausspielen
können, erhalten die Pentium® II Prozessoren mit 350, 400 und 450 MHz ihre
Daten von den besonders fixen SDRAMChips (Synchronous Dynamic RAM).
Noch schneller arbeiten die teureren
SRAMs (Static RAM), und zwar dort,
wo es sich am ehesten lohnt, nämlich im
Cache-Speicher.
Cache – die griffbereiten Bits
Ein Telefonbuch wird so häufig gebraucht,
daß es meist nicht im Buchregal steht,
sondern griffbereit neben dem Fernsprecher liegt – oft sogar noch aufgeschlagen, nämlich bei der zuletzt benötigten
Telefonnummer. Das spart Zugriffszeit.
Ähnlich im PC: Dort werden die zuletzt
benutzten Daten entsprechend ihrer Zugriffshäufigkeit in einem besonders
schnellen Zwischenspeicher bereitgehalten, dem „Cache“ (frz.: „verstecken“). Dieser intelligente Zwischenspeicher funk-
tioniert nämlich so unauffällig, daß
der Anwender nur den Tempogewinn
bemerkt.
Zweierlei Cache: L1 und L2
Level-1-Cache (L1) sitzt direkt auf dem ProzessorChip (beim Pentium II Prozessor sind das 32
KByte). Dieser Cache übergibt die Daten im CPUTakt, also ohne jeglichen Zeitverlust, an den Prozessor, so daß er mit maximalem Tempo rechnen
kann. Was über 32 KByte hinausgeht, sitzt als
sekundärer „L2-Cache“ direkt daneben auf der Prozessorplatine, hat 512 KByte und funktioniert nur
etwas langsamer – beim Pentium II Prozessor mit
halbem Prozessortakt.
15
1000fache Leistung
in 3 Jahrzehnten
Meilensteine in der Prozessorgeschichte
● 1971: Der erste Mikroprozessor der
Welt – von Intel. Der i4004 war das
„Gehirn“ einer programmierbaren Rechenmaschine und mit seinen 2300 Transistoren der erste Computer auf einem einzigen Chip. Und so stark, wie der erste
Röhren-Großcomputer ENIAC von 1947.
● 1981: Fünf Jahre nach der Markteinführung des ersten Personal Computers,
bringt IBM den ersten PC heraus, angetrieben vom Intel 8088 Mikroprozessor.
Dieser 8-Bit-Prozessor schafft 1 Million
Rechenoperationen pro Sekunde. Bis
dahin hatte Intel bereits weit leistungsfähigere Prozessoren fertigentwickelt:
1975 den 32-Bit-Prozessor iAPX432 und
1978 den 16-Bit-Prozessor 8086. Auf
dem damals noch sehr konservativen
Markt wurden jedoch beide von den
Software-Entwicklern nicht akzeptiert.
®
● 1993: Intel® Pentium Prozessor – 200mal
schneller als der 8088 und Ausgangspunkt
für den drei Jahre später eingeführten
Pentium® II Prozessor, derzeit der stärkste
Intel-Prozessor für Desktop PCs.
Rechenpower - ein Platzproblem
Wäre ein Transistor so groß wie ein Reiskorn (ca.
8 Quadratmillimeter), ließen sich die 2300 Transistoren, die der Chip des ersten Prozessors von Intel
(i4004) hatte, gerade noch auf einer CD-Hülle
unterbringen. Die 134.000 „Transistorkörner“ des
80286 würden bereits eine ordentliche Vierzimmerwohnung (107 m2) belegen, und für die 7,5 Millionen des Pentium II Prozessors bräuchte man bei
rund 6000 m2 fast schon einen Fußballplatz
(70x105 m). Aber mit der heutigen Fertigungstechnik
wäre der Chip des i4004 nur noch so klein wie ein
Staubkorn (Kantenlänge etwa zwei hundertstel
(2/100) mm (0,021 Millimeter). Ausführliche Infos
zur Prozessorgeschichte: http://www.intel.com/
intel/museum/25anniv/index.htm
16
Drei Jahrzehnte Mikroprozessor-Technik von Intel
Prozessor
Einführung
Wortbreite
intern
extern
Taktraten
Leistung
(MHz)
(Mips#/iCOMP 2.0*)
#
11/1971
i4004
4 Bit
4 Bit
108 kHz
0,06
1/1974
8080
8 Bit
8 Bit
2 MHz
0,64
1975
#
iAPX 432
32 Bit
32 Bit
8
ca. 3
6/1978
8086
16 Bit
16 Bit
4,77 - 8
<1
6/1979
8088
16 Bit
8 Bit
4,77 - 10
<1
2/1982
80286
16 Bit
16 Bit
6 - 12
1 - 2,66
#
#
#
#
#
Transistorzahl
Strukturbreite
technische Besonderheiten
2300
10 µ
6000
6,00 µ
CPU des ersten Home-Computer-Bausatzes
Erster Mikroprozessor der Welt, eingebaut in einen elektronischen Tischrechner
220.000
3,00 µ
Welt-erster 32-Bit-Microprozessor (mit Cache)
29.000
3,00 µ
Wird später als Nachfolger des 8088 im IBM PC/XT eingesetzt
29.000
3,00 µ
CPU des 1. IBM PC/XT
134.000
1,50 µ
CPU des 1. IBM PC/AT
275.000
1,00 µ
Erster Intel-Prozessor mit Multitasking-Fähigkeit
275.000
1,00 µ
Abgespeckte Version des 386 mit 16 Bit breitem Bus zum RAM
1.200.000
1,00 µ
Mit integrierter FPU erstmals mit integriertem Cache
1.185.000
1,00 µ
Preiswerte CPU ohne FPU
1.200.000
0,80 µ
Interne Taktfrequenz erstmals höher als externer Bustakt
3.100.000
0,80 µ
Zweiter, zusätzlicher integrierter Cache; erstmals 2 Befehle/Taktzyklus; intellig. Stromsparschaltung
80386 (Intel386™DX)
32 Bit
32 Bit
16 - 33
6 - 12
6/1988
80386SX (Intel386™SX)
32 Bit
16 Bit
20 - 33
2,5 - 2,9
4/1989
80486DX (Intel486™DX)
32 Bit
32 Bit
25 - 50
20 - 27
4/1991
80486SX (Intel486™SX)
32 Bit
32 Bit
16 - 33
20 - 27
3/1992
80486DX2 (IntelDX2™)
32 Bit
32 Bit
50 - 66
40 - 54
3/1993
Intel® Pentium® Prozessor
32 Bit
64 Bit
60 - 200
100 - ca. 260
3/1994
80486DX4 (IntelDX4™)
32 Bit
32 Bit
75 - 100
53 - 70,7
1.600.000
0,60 µ
Schnellster 486er-Prozessor
11/1995
Pentium® Pro Prozessor
32 Bit
64 Bit
150 - 233
220*
5.500.000
0,35 µ
Optimiert für Workstation- und Server-Anwendungen, die auf Windows* NT und Unix* basieren
1/1997
Pentium® MMX™ Prozessor2
32 Bit
64 Bit
166 - 233
160 - 203*
4.500.000
0,35 µ
Besonders gute Leistung bei Multimedia- und Internet-Anwendungen
5/1997
Pentium® II Prozessor
32 Bit
64 Bit
233 - 450
267 - 483*
7.500.000
0,35 µ
Derzeit stärkster Intel-Prozessor für private und kommerzielle Einsatzbereiche
6/1998
Intel® Celeron™ Prozessor
32 Bit
64/80 Bit
266 - 300
213 - 318*
7.500.000
0,25 µ
Preisgünstiger kleiner Bruder“ des Pentium II Prozessor für private Anwendungen
6/1998
Pentium® II Xeon™ Prozessor
32 Bit
64/80 Bit
450
7.500.000
0,25 µ
Spitzenmodell für Server sowie Workstations im Midrange-Bereich und darüber
10/1985
#
#
#
#
#
#
A
B
16,5 ; 13,7
1
#
) Mips: Million instructions per second: Millionen Befehle pro Sekunde: Galt als Maß für die Prozessorleistung vor Einführung von Intels iCOMP-Index – einem praxisnäheren Maß für die Prozessorleistung bei typischen Büro- und Heimanwendungen.
A
) SpecInt ist ein Maß für die Computerleistung bei ganzzahligen Rechenoperationen [Anwendungen, wie Textverarbeitung, Datenbank etc.], B) SpecFP mißt die Leistung bei Fließkommaberechnungen – beide speziell für Prozessoren in Servern und High-End-Workstations.
1
) FPU (Floating Point Unit = mathematischer Koprozessor) – unterstützt die CPU bei Fließkommaberechnungen und bringt bessere Bildqualität für komplexe Spiele mit räumlicher Darstellung sowie mehr Rechentempo bei technischen, wissenschaftlichen und statistischen Anwendungen.
2
) Pentium® Prozessor mit MMX™ Technologie – die Intel MMX™ Technologie wirkt wie eine Art „Turbolader“ bei Multimedia-Anwendungen und bei Bildbearbeitung, sowie bei Video, Audio und Kommunikation.
17
Das Arbeitspferd –
der Pentium® II Prozessor
Der Pentium II Prozessor wurde für
hochleistungsfähige Desktop-Systeme
konzipiert. Wie seine Vorgänger verarbeitet ein Pentium II Prozessor alle Programme, die seit dem 8086 für IBMkompatible PCs geschrieben wurden.
Andererseits nutzt er – wie der Pentium®
Pro Prozessor – die besonders fortschritt-
liche und leistungsstarke 32-Bit-Software
optimal, so zum Beispiel die modernen
Betriebssysteme Windows NT oder Unix
und die speziell dafür entwickelten Anwendungen. Spitzentempo bietet er selbstverständlich auch unter Windows® 95
und Windows 98. Somit ist der Pentium II
Prozessor ideal sowohl für den kommerziellen wie auch privaten Einsatz. Besonders hohe Leistung zeigt der Pentium II
Prozessor bei Multimedia-, Internet- und
Kommunikationsanwendungen. Das bedeutet unter anderem: Videowiedergabe
mit fließend schneller Bildwiederholrate
(in Vollbildgröße), verbesserte Farbwiedergabe, deutlichere, höher aufgelöste
Grafik sowie Audio in CD-Qualität mit
Räumlichkeitseffekten wie im Kino. Von
diesen Leistungsdimensionen profitieren
langfristig auch viele Busineß-Anwendungen (z.B. Office-Pakete, Scannen, Bildund Videobearbeitung sowie Videokonferenzen).
Ausführliche Details finden Sie auf den
Web-Seiten von Intel unter: http://www.
intel.de/deutsch/PentiumII/home.htm
18
Was macht den
Pentium® II Prozessor
Dynamic Execution: Sie beschleunigt
die Programmausführung, und zwar
durch die geschickte Kombination verschiedener Verarbeitungsverfahren, mit
denen der Prozessor seine Arbeit vorausschauend optimieren kann: Multiple
Branch Prediction, Datenflußanalyse und
Speculative Execution – erstmals eingeführt beim Pentium® Pro Prozessor. Erläuterungen: http://www.intel.de/
deutsch/PentiumII/specs/dynamic.htm.
Intel® MMX™ Technologie: Dahinter
steckt Intels neue Media Enhancement
so stark?
Technologie (MET), und die bringt im
Pentium II Prozessor höhere Leistung für
Multimedia- und Kommunikationsanwendungen. MMX verbessert unter anderem
Kompression und Dekompression von
Videodaten, und dank SIMD-Technik
(Single Instruction, Multiple Data) läßt
sich ein Befehl gleichzeitig auf mehrere
Daten anwenden.
Dual Independent Bus-Architektur:
Ein separater 64-Bit-Bus zum L2-Cache
(wie schon beim Pentium Pro Prozessor).
Der Systembus (auch Front Side Bus =
FSB genannt) in den Modellen mit 350,
400 und 450 MHz CPU-Takt ist überdies
mit 100 MHz Bustakt deutlich schneller
als der 66-MHz-Systembus der älteren
Pentium-II-Prozessor-Modelle. Der Prozessor nutzt beide Busse gleichzeitig und
kann dabei mehrere Befehle auf einmal
abarbeiten, weil diese Bus-Architektur
wie ein mehrstufiges Fließband arbeitet
(Pipeline). Das verdreifacht die interne
Datenübertragungsrate gegenüber Prozessoren mit nur einem Bus.
19
Mehr
Grafik-Power durch
AGP (Advanced Graphics Port) ist ein
spezieller, für Grafikdaten reservierter
Bus (viermal schneller als PCI) – auf
Motherboards, die mit dem entsprecheden
Chipset Intel® 440LX bzw. Intel 440BX
arbeiten. AGP ermöglicht dem Anwender
eine verbesserte 3D-Grafik (z.B. für
Spiele, Bildbearbeitung oder CAD) mit
erheblich detailreicheren Oberflächenstrukturen (Texturen) bei großen Bildwiederholungsraten. Er ermöglicht höhere
Bildauflösungen und entlastet dabei den
Videospeicher der Grafikkarte beim
Bildaufbau sowie den Pentium® II Prozessor wie auch den übrigen PCI-Bus.
Pentium® II Processor
DIB
L2
Cache
Core
1.0 GB/s
100-MHz
System
Bus
800 MB/s
Graphics
Accelerator
AGP
528 MB/s
AGPset
800 MB/s
Local
Memory
System
Memory
Textures
132 MB/s
I/O
I/O
AGP
SEC-Kassette (Single Edge Contact)
Der Prozessor sitzt zusammen mit dem
L2-Cache auf einer eigenen kleinen
Steckkarte, die in einem Kühlgehäuse
gekapselt ist. Die SEC-Kassette vereinfacht den Einbau von Prozessoren und
deren Austausch. Mehr Info hierzu unter:
http://www.intel.de/deutsch/PentiumII/
specs/sec.htm und zu AGP unter
http://www.intel.de/pressroom/archive/
releases/cs082597.htm sowie
http:// developer.intel.com/solutions/
tech/ agp. htm
20
Pentium® II Prozessor:
in drei Varianten erhältlich
Als Hochleistungsmodell mit 350,
400 bzw. 450 MHz und 100 MHz Bustakt zum RAM.
● Als energiesparende Notebook-Version
(233, 266 und 300 MHz) – erheblich
kompakter und leichter als die stationären CPU-Modelle.
● Als aktuelles Spitzenmodell Pentium® II
Xeon™ Prozessor mit 450 MHz für
Slot 2. Mit Optimierungen für den Multiprozessor-Betrieb (bis zu 8 CPUs) sowie
L2-Cache bis zu 2 MByte (volle Taktfrequenz auf dem Bus zum Cache).
●
Plus: Fortschrittliche Wartungsfunktionen,
z.B. Temperatursensor, Fehlerkorrektur
durch ECC (Error Checking and Correction), Funktionelle Redundanzprüfung
(Functional Redundancy Checking = FRC)
und ein separater System-ManagementBus. Erläuterungen siehe
http://www.intel.de/deutsch/pentiumii/
xeon/features/index.htm.
Ausgewogene Leistung:
Der Pentium II Prozessor bietet ausgewogene
Höchstleistung in allen Anwendungsbereichen
durch
● hohe Taktfrequenz und moderne Prozessor-Architektur,
● schnellen Systembus (64 Bit) und superschnelles
SRAM,
● Entlastung des PCI-Busses von Grafik-Funktionen durch den hocheffizienten AGP-Chipset Intel®
440LX oder Intel 440BX,
● durchsatzstarke I/O-Schnittstellen zu den Peripheriegeräten (z.B. USB = Universal Serial Bus),
● Wirtschaftlichkeit: Im Leerlauf, oder sobald er
nicht die volle Rechenleistung bringen muß, schaltet sein abgestuftes Powermanagement den Prozessor auf Sparflamme.
21
Der kleine Bruder:
Intel® Celeron™ Prozessor
Als kostengünstiger Einstiegsprozessor
hat der Intel Celeron Prozessor alle
Fähigkeiten, um die Grundanforderungen
und Preisvorstellungen von Einsteigern
im privaten und geschäftlichen Bereich
zu erfüllen. Durch sein ausgewogenes
Leistungsprofil bietet er beeindruckende
Multimedia-Power (Spiele, Internet) und
erledigt souverän alle Standardanwendungen (Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, Datenbank, Busineß-Grafik und
-Präsentation).
Die Technik
66 MHz Systembus, schneller L1-Cache
mit 32 KByte, Intel® MMX™ Technologie
und Dynamic Execution. Er arbeitet mit
dem preiswerteren Chipsatz Intel 440EX
und basiert auf Intels P6-Mikroarchitektur,
deren Systembus das gleichzeitige Abarbeiten mehrerer Programmschritte ermöglicht. Der Intel Celeron Prozessor,
erhältlich mit 300 und 333 MHz, hat 128
KByte Cache (L2), der sich, im Gegensatz zum Pentium® II Prozessor, auf dem
Chip des Mikroprozessors befindet.
Weitere Infos finden Sie unter:
http://www.intel.de/deutsch/celeron/
index.htm
22
Ein neues Her(t)z für den alten PC:
die Pentium® II OverDrive® Prozessoren
Bei Rechnern mit einem Pentium Prozessor kann man die alte CPU kostengünstig gegen eine stärkere austauschen.
Hierzu bietet Intel Upgrade-Versionen:
die Intel® Pentium II OverDrive Prozessoren. Mit diesen „Austauschmotoren“
lassen sich nicht nur die bisherigen Hardwarekomponenten bei wesentlich höherer
Rechenleistung weiter verwenden, sondern
auch die speziellen Leistungsmerkmale
moderner Software nutzen.
Derzeit bietet Intel die folgenden Aufrüstmöglichkeiten:
®
● Austausch von Pentium Pro Prozessoren (166/200 bzw. 150/180 MHz) gegen
schnellere Pentium II OverDrive Prozessoren (300 bzw. 333 MHz)
● Pentium OverDrive Prozessoren mit
MMX™-Technik (mit max. 180 bzw.
200 MHz) anstelle von Pentium Prozessoren mit Taktfrequenzen zwischen 75
und 166 MHz
23
Tempo, Kraft und
Köpfchen
Einen ausführlichen PC-Einkaufsleitfaden finden Sie auf den Intel-Web-Seiten
unter: http://www.intel.de/deutsch/
home/buyers
iCOMP Index 2.0
®
Der iCOMP Index 2.0 ist ein Vergleichswert für die relative Leistung verschiedener Intel Mikroprozessoren.
®
®
LEISTUNGSWERTE
P R O Z E S S O R E N
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Ein voll ausgestatteter PC mit ausgewogener und flexibler Leistung.
PERFORMANCE-PC
Datenbankanwendungen, Tabellenkalkulation) wie auch weltweit anerkannte,
spezielle Systemtests, sogenannte Benchmarks.
Beim Design legt Intel höchsten Wert
darauf, daß die Mikroprozessoren in allen
drei Bereichen, nämlich Integer, Multimedia und 3D, ausgewogene Leistung anbieten. Einzelheiten zur Leistungsbeurteilung
finden Sie auf den Intel-Web-Seiten unter:
http://www.intel.de/deutsch/procs/perf/
PentiumII/index.htm
483
Pentium® II 450 MHz
Pentium II 400 MHz
440
Pentium II 350 MHz
386
366
Pentium II 333 MHz
Ein PC, der die Grundfunktionen erfüllt.
BASIS-PC
Drei Elemente der Prozessorleistung
Um die Leistung unterschiedlicher Prozessoren schlüssig zu vergleichen,
braucht man ein Meßverfahren, das die
Prozessorfähigkeiten praxisgerecht beurteilt. Hierzu hat Intel den iCOMP® Index
2.0 (Intel Comparative Microprocessor
Performance) entwickelt. Der iCOMP
Index bietet ein leichtverständliches Maß
zum Vergleich der relativen Leistung von
Intel Mikroprozessoren. Dabei werden
sowohl handelsübliche 32-Bit-Anwendungen verwendet (z.B. Textverarbeitung,
318
Intel® Celeron™ 333 MHz
296
Intel Celeron 300A MHz
Intel Celeron 300 MHz
226
Weitere Erläuterungen zum iCOMP Index finden Sie auf der letzten Seite
24
Produkte
rund um den
Prozessor von Intel
Von Intel gibt es zahlreiche andere Computerhardware, unter anderem Motherboards, Laufwerkscontroller und Grafikkarten sowie Netzwerkprodukte (Ethernetkarten, Hubs etc.) Ebenfalls von Intel:
PCI-Bus, Intel MMX™ Technologie und
AGP – siehe auch: http://www.intel.de/
sites/deutsch/contents.htm
Neue Technologien von Intel
®
● Intel Video Phone mit ProShare -Technologie – ermöglicht PC-gestützte Videotelefonate über herkömmliche analoge
Telefonleitungen, und zwar anhand des
Intel Create & Share™ Kamera-Sets.
(siehe auch: http://www.intel.de/
deutsch/createshare/look.htm).
● USB (Universal Serial Bus) – ein neuer
Schnittstellenstandard, durch den sich bis
zu 127 externe Peripheriegeräte gleichzeitig mit dem PC verbinden lassen und
die man bei eingeschaltetem PC ohne Betriebsstörung auswechseln kann (hotplug).
● ACPI (Advanced Configuration and
Power Interface) – intelligentes PowerManagement der neuesten Generation.
Damit können Betriebssystem, Motherboard-Hardware und Peripheriegeräte
(CD-ROM-Laufwerke, Festplatten, Scanner etc.) Daten über den Energieverbrauch austauschen – im Gegensatz zu
bisherigen Power-Management-Systemen. Mit ACPI hat das Betriebssystem
Zugriff auf alle Power-ManagementFunktionen und kann somit den Energieverbrauch der einzelnen Geräte präzise
an den jeweiligen und aktuellen Bedarf
anpassen.
25
Intel-Technik
im
Wer sucht, der findet
Alles Wissenswerte rund um Prozessoren,
Computertechnik und neueste Entwicklungen steht rund um die Uhr auf den
Web-Seiten von Intel bereit – klar beschrieben, anschaulich illustriert und
zum Teil mit animierter Grafik. Auf der
Suche nach gewünschten Themen empfiehlt es sich, das Inhaltsverzeichnis der
deutschen Home-Page (http://www.intel.
de/sites/deutsch/contents.htm) wie auch
der amerikanischen Web-Site aufzusuchen
(http://www.intel.com/contents.htm).
Internet
Info-Tip
Auf den Presse-Seiten von Intel
im Web gibt es jede Menge
Hintergrund-Info, die selbst
schwierige Sachverhalte für technisch weniger bewanderte Leser
verständlich erläutert.
26
Stichwortverzeichnis
ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) 25
Festspeicher siehe EEPROM 10
Megabyte (MByte) 8
Software 9, 16, 18, 23
AGP (Advanced Graphic Port) 20, 21, 25
Fließkommaberechnungen 17
MMX™ (Multimedia Extension) 19, 22, 23, 25
Soundkarte 11, 13
Arbeitsspeicher 5, 6, 11, 12, 14
Front Side Bus (FSB) = Systembus 19
Modem 4, 9, 11, 13
Speculative Execution 19
Benchmark 24
FRC (Functional Redundancy Checking) 21
Motherboard (Mainboard) 9 Siehe Hauptplatine
Speicher 5, 15, 17
Betriebssystem 10
Gigabit (GBit) 8
Multimedia 18, 19, 22, 24
Speicherchip 9
binär 7
Gigabyte (GByte) 8
Multiple Branch Prediction 19
Speicherkapazitäten 8
BIOS (Basic Input/Output System) 9, 10
Grafikkarte 9, 13, 20
Output 4, 9, 11, 13
Speicherlaufwerke 5, 9
Bit 7, 8, 12, 16, 17, 18
Hardware 9
PCI (Peripheral Component Interface) 12, 21, 25
SRAM (Static RAM) 15, 21
Bus 11, 12, 13, 17, 20, 21, 22
Hauptplatine 9, 11
Pentium® II OverDrive® 23
Standardanwendungen 22
Byte 7, 8, 12
Hot plug 25
Pentium® II Xeon™ Prozessor 21
Steckkarte 20
Cache 15, 17, 20, 21, 22
I/O-Bus 11
Pentium® Pro Prozessor 19
Steckplatz 11
Chipset 11, 21
I/O-Karte 13
Pentium® II Prozessor 4, 6, 7, 16, 19, 20, 21
Steuerplatine (Controllerkarte) 9
Controller – siehe Steuerplatine 9, 11
iCOMP® Index 2.0 24
Pipeline 19
Streamerkassette 5
CPU (Central Processing Unit) 4
Input 4, 9, 11, 13
Relative Leistung – siehe iCOMP
Systembus 11, 19, 21, 22
Datei 14
Integer 24
ROM (Read Only Memory) 9
Systemsoftware 9, 10
Diskette 5
Intel® Celeron™ Prozessor 22
Schnittstellenkarte 11, 12, 13
Taktfrequenz 6, 17, 22
Druckeranschluß 13
ISA (Industry Standard Architecture) 12
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) 15
Taktzyklus 6, 17
Dynamic Execution 19, 23
Kilobit (KBit) 8
SEC-Kassette (Single Edge Contact) 20
Terabyte (TByte) 8
ECC (Error Checking and Correction) 21
Kilobyte (KByte) 8
serielle Schnittstelle 13
USB (Universal Serial Bus) 25
EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) 10
MET (Media Enhancement Technology) 19
SIMD (Single Instruction, Multiple Data) 19
Wechselplatten 5
Festplatte 5, 10,
Megabit (MBit) 8
Slot – siehe Steckplatz 11, 12
Zeittakt 6
27
Internet (World Wide Web): www.intel.com
(c) 1998 Intel Corporation. Alle Rechte vorbehalten. Celeron, Intel, Intel Inside,
das Intel Inside Logo, BunnyPeople, iCOMP, Pentium und Pentium II Xeon,
Create & Share, OverDrive, Intel386, Intel486, IntelDX4, MMX und ProShare
sind Warenzeichen der Intel Corporation in USA und anderen Ländern.
Alle anderen Marken- und Produktnamen sind Eigentum der jeweiligen Inhaber.
Bestellnr.: RIB 391 G
Der iCOMP® Index 2.0 veranschaulicht die relative Leistung von Intel Mikroprozessoren unter Verwendung von 32-Bit-Anwendungen und -Benchmarks. Er basiert auf den fünf Benchmarks CPUmark32, NortonSI-32, SPECint95, SPECfp95 und dem Intel Media
Benchmark. Der Wert für den iCOMP Index 2.0 eines jeden Prozessors wird nur zum Zeitpunkt seiner Markteinführung ermittelt, wobei die Tests mit einem gut konfigurierten handelsüblichen System durchgeführt werden. Die relativen Werte des iCOMP Index
2.0 sowie die tatsächliche Leistung des Systems können durch Unterschiede bei den Hardwarekomponenten (abgesehen vom Mikroprozessor selbst), durch Fortschritte im Herstellungsprozeß von Mikroprozessoren, durch die Systembus-Taktfrequenz und
durch Software-Design und -Konfiguration, einschließlich der Verwendung der MMX™ Technologie, beeinflußt werden. Einige der Prozessoren in diesem Diagramm verfügen über unterschiedlich große L2-Cache-Speicher und andere Systembus-Taktfrequenzen. Wer die Leistung eines Systems beurteilen möchte, bevor er sich zum Kauf entschließt, sollte hierzu andere Informationsquellen einschließlich Benchmarks auf Systemebene heranziehen. Weitere Erläuterungen zum iCOMP Index 2.0, eine Beschreibung
der in den Tests verwendeten Systeme und andere Informationen über Benchmarks und die Leistung von Mikroprozessoren und Systemen finden Sie in der World Wide Web Site von Intel unter www.intel.com und den entsprechenden Links.