Nel 1985 la Intel presenta il modello 80386 che rivoluziona l’architettura dei microprocessori: una vera pietra miliare nell’evoluzione. La Intel introduce, nel modello 80386, l’architettura a 32 bit. La nuova CPU è compatibile con tutte le altre precedenti che risalgono al modello 8080 e garantisce l’esecuzione anche del vecchio software. Sono tante le novità introdotte da questo nuovo modello. Dotato di una unità di paginazione della memoria, l’80386 offre la possibilità di utilizzare sistemi operativi capaci di gestire la memoria virtuale paginata; inoltre è in grado di indirizzare fino a 4 Gigabyte di RAM. L’80386 rappresenta uno straordinario successo commerciale della Intel, tanto da farla diventare leader del settore dei microprocessori.
Il processore Am386 fa guadagnare una fetta di mercato ad un’altra azienda: l’AMD, che diventa un’azienda concorrente della rinomata Intel. È l’anno 1991. La cpu Am386 è perfettamente compatibile con il modello 80386.
Una versione più veloce dell’80386 viene presentata, dall’Intel, con il modello 80486 nel 1989. L’architettura del microprocessore è resa più efficiente con l’introduzione di una memoria cache di 8 Kilobyte (unificata per istruzioni e dati) e una unità di calcolo in virgola mobile.
Successivamente anche l’AMD presenta un aggiornamento con il modello Am486.
Nel 1993 la Intel, abbandonata la numerazione nei nomi dei processori, realizza il Pentium (dal greco: cinque). Due volte più veloce dell’80486, il Pentium è dotato di una doppia pipeline. Le novità crescono con le successive versioni del Pentium: istruzioni speciali, denominate MMX, che migliorano l’efficienza di elaborazione dei dati multimediali.
La fama del Pentium cresce, in quanto la CPU accoglie il consenso di una utenza sempre più esigente: infatti la Intel, nei modelli successivi, ne conserva il nome con l’aggiunta di un suffisso. Con una organizzazione interna molto diversa dalla precedente e con la capacità di eseguire cinque istruzioni nello stesso tempo, il Pentium Pro entra nel mercato nel 1995. L’organizzazione della memoria cache viene migliorata, in quanto distribuita su due livelli. Un primo livello, con 8 Kilobyte di memoria contenente istruzioni e 8 Kilobyte contenente dati, è collocato sul chip del processore; un secondo livello, da 256 Kilobyte di memoria, è collocato all’interno dello stesso alloggiamento, ma non sul chip stesso. Il Pentium Pro perde la qualità delle istruzioni MMX, perché una riorganizzazione interna ha ridotto spazio nel chip. Il nuovo Pentium si rivela più lento della versione da cui ha origine, quando esegue programmi e sistemi operativi a 16 bit. Questo risulta una pecca, visto che a quel tempo la maggior parte delle applicazioni, sui personal computer, erano interamente a 16 bit. Nonostante ciò, questo processore si diffonde enormemente in architetture multiprocessore (SMP).
L’AMD non rimane indifferente ai nuovi modelli e alle tecnologie introdotte dall’azienda concorrente: risponde con l’AMD K5, nel 1995. L’AMD K5 non supporta istruzioni MMX e si basa su un’architettura RISC. È un processore superscalare dotato di cinque unità aritmetico-logiche in grado di eseguire istruzioni fuori ordine e di una sola unità di calcolo in virgola mobile. La tecnologia presente in questa architettura, forse in parte più avanzata rispetto al modello Pentium Pro, non è sufficiente a portare in testa al settore l’AMD: difficoltà tecniche non permettono di alzare la frequenza di funzionamento di questa CPU.
Quando l’architettura viene resa capace di ospitare su uno stesso chip sia le istruzioni MMX che la cache a due livelli nasce il Pentium II. Siamo nell’anno 1997. Migliora l’esecuzione delle applicazioni a 16 bit, in difficoltà nel modello precedente. La prima versione del Pentium II si chiama Klamath, presentata con una velocità di clock pari a 233 e 266 Mhz. Nasce, però, un problema tecnico che con il passare del tempo diventerà sempre più incombente: l’aumento della frequenza di funzionamento determina la produzione di una maggiore quantità di calore. Le versioni successive del Pentium II risolvono il problema. Il Pentium II è contenuto, a differenza di tutti gli altri modelli precedenti, in un involucro da inserire in uno slot della scheda madre. Questo involucro permette di separare la cache di secondo livello dal processore, pur mantenendola nell’involucro stesso, e collegandola alla CPU tramite un bus ad alta velocità.
Una versione più economica del Pentium II, destinata principalmente per i personal computer di fascia media e per i computer portatili, viene realizzata dalla Intel con il Celeron nel 1998.
Nello stesso anno, la Intel lancia il processore Xeon destinato al mercato dei server. Lo Xeon è una versione speciale del Pentium II, realizzato con una cache più grande, un bus più veloce e un supporto multiprocessore migliorato.
Con il K6-2 l’AMD compete con il Pentium II. Più efficiente nel calcolo intero rispetto al Pentium II, il K6-2 implementa il 3D-Now: un set di istruzioni per il calcolo vettoriale dei numeri in virgola mobile, che precede le istruzioni SSE della Intel. Anche l’AMD, nell’anno 2000, presenta il suo modello “economico” con il processore Duron: un discreto concorrente del Celeron.
L’elaborazioni multimediali diventano sempre più avide di risorse a causa della grafica tridimensionale. La Intel realizza le istruzioni SSE (Streaming SIMD Extensions) che migliorano nettamente le prestazioni delle applicazioni multimediali. Nel 1999, le istruzioni SSE sono inserite nell’architettura di un nuovo microprocessore: il Pentium III. Con le ultime versioni di questo nuovo modello, la frequenza di funzionamento cresce notevolmente e raggiunge i 1400 Mhz.
La risposta dell’AMD è l’Athlon XP, capace di supportare sia le istruzioni SSE della Intel, che quelle 3D-Now.
L’architettura a 32 bit della Intel viene perfezionata dal modello Pentium 4, un processore presentato nel novembre del 2000. La tecnica del Multithreading simultaneo viene introdotta nell’architettura della Intel con la versione a 3,06 Ghz. Con l’ultima versione del Pentium 4, che implementa il core Prescott, la Intel raggiunge una velocità di clock pari a 3,8 Ghz. Quest’ultima velocità di clock, temporaneamente, rimane insuperabile a causa del problema termico che ne scaturisce. Ad esempio, un Pentium 4 a 3,6 Ghz consuma 115 Watt di energia elettrica. Una tale potenza riscalda il microprocessore ad altissime temperature, infatti, il calore generato è paragonabile a quello prodotto da una lampadina accesa da 100 Watt. Nell’architettura del Pentium 4 viene migliorata la qualità dell’elaborazione multimediale, con l’inserimento del set di istruzioni SSE 2 e successivamente con il SSE 3.
L’AMD migliora, nel frattempo, il suo Athlon XP con frequenze comprese tra i 1700 e i 2233 Mhz, riuscendo a conquistare una buona fetta di mercato. L’Athlon XP non supera di molto i 2 Ghz, anche se la sua frequenza di funzionamento non costituisce una carenza. Esperti del settore sostengono che una cpu Athlon XP a 2 Ghz equivale, in alcune applicazioni, ad un Pentium 4 a 3 Ghz di frequenza.
Nel marzo del 2003, la Intel introduce sul mercato il Pentium M (M sta per Mobile). Il Pentium M, destinato al mondo dei portatili, rientra nell’architettura Centrino. Quest’ultima ha l’obiettivo di favorire il risparmio energetico, aumentando la durata delle batterie; favorire la connessione di rete senza fili, con lo standard IEEE 802.11 (WiFi); rendere possibile la realizzazione di personal computer portatili piccoli e leggeri. Il Pentium M, per ridurre il consumo energetico, lavora a frequenze più basse rispetto a quelle consentite dal Pentium del mondo desktop. Non poteva mancare la risposta dell’AMD, che propone l’Athlon XP-M (o Mobile Athlon XP).
Sommario, Bibliografia e Sitografia
Vincenzo Barile
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