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인텔 펜티엄I 시리즈


인텔® 펜티엄® 시리즈
Intel® Pentium® Series
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1. 개요2. 역대 모델
2.1. P5 (1세대 펜티엄)
2.1.1. 오버드라이브 프로세서
2.2. P54C, P54CQS (2세대 펜티엄)2.3. P54CS (3세대 펜티엄)2.4. P55C (펜티엄 MMX)

1. 개요

  • 광고 기간
    • 첫 번째 광고: 1995년 9월 6일 ~ 1996년 4월 16일
    • 두 번째 광고: 1996년 4월 17일 ~ 1996년 9월 8일
    • 세 번째 광고: 1996년 4월 25일 ~ 1996년 9월 8일
    • 네 번째 광고: 1996년 9월 9일 ~ 1997년 1월 7일

1993년 3월에 출시된 인텔 펜티엄 시리즈의 기념비적인 첫 모델이자 인텔 80486의 정식 후속 모델이다.

2. 역대 모델

2.1. P5 (1세대 펜티엄)

1993년 3월 출시작인 첫 펜티엄 모델. 처음에 60MHz와 66MHz 두 가지 버전으로 출시했다. 기존의 80486보다 세 배 많은 310만 개의 트랜지스터를 포함하고 있다. 연산 성능은 60 MHz 모델을 기준으로 100MIPS에 달하였으며, 이는 80486DX2 66M Hz의 두 배에 달한 수치이다.

본래 펜티엄은 'i586' 또는 '80586'이라는 이름으로 출시될 예정이었는데, 486에 대한 인텔의 상표권 침해 소송에 AMD와 Cyrix, IBM을 비롯한 호환 CPU 제작 회사들이 '숫자에 상표권을 주장할 수 없다'는 주장을 법원에서 인정해 패소하면서 펜티엄이라는 상표로 출시했다. \'Penta' + \'Premium' 식의 합성어이며, 'Penta'는 5라는 접두사이다. 이 때문에 초기에는 '586'으로도 불렸으나 인텔의 대대적인 광고로 이내 사장되었다.[1][2]

펜티엄은 명령어 파이프라인(Instruction Pipelines)을 개선했고, 명령어 캐시 메모리 8 KB + 데이터 캐시 메모리 8 KB로 캐시 메모리(Cache Memory)[3]가 더 커졌을 뿐 아니라, 최초로 슈퍼스칼라 아키텍처를 도입하여 i486 프로세서에 비해 클럭당 정수 처리 효율이 (이론상) 두 배로 상승했다. 이로 인해 초기 펜티엄도 상대적으로 높은 클럭의 486 최상위 CPU인 i486DX4와 비슷한 성능을 발휘할 수 있게 되었다.

특히 컴퓨터 시장에서 1995년 Windows 95의 출시와 맞물려 빠른 속도로 퍼져 나가서 나중에 개발된 모델도 '펜티엄'의 이름을 달고 나오게 되었다. 특히 컴퓨터 메이커가 펜티엄 로고와 로고음[4]을 광고에 넣으면 직접 광고비를 지원해주는 인텔의 홍보 전략으로 사람들의 머리에 확실히 각인되며 인지도 면에서 엄청난 효과를 거두었다. 1995년 초, 국내 소매가격은 약 50만원 정도였다.

하지만 FDIV 버그로 펜티엄 전량이 1995년에 리콜되는 사태가 벌어졌다. 이 버그는 1994년에 버지니아 주 린치버그 대학의 수학과 교수인 토마스 나이슬리(Thomas R. Nicely)가 소수의 역수의 합을 계산하는 프로그램을 실행하던 중 특정 수에서 이상한 결과가 나온 것을 분석하다가 발견된 것으로, 어떤 특정한 수의 부동 소수점 나눗셈을 수행할 때 잘못된 결과가 나오는 것인데, 랜덤한 두 수를 무작위로 나눗셈 연산한다고 치면 90억 번 중 1번 꼴로 발생될 만큼 희귀한 경우라서 발견하지 못한 채로 출시한 것이다. 예를 들어 4195835.0/3145727.0의 경우 1.333 820 449 136 241 002라는 결과값이 정상이다. 하지만 당시 FDIV 버그를 가지고 있는 펜티엄의 경우 4195835.0/3145727.0 = 1.333 739 068 902 037 589로 잘못 계산했다. 인텔은 펜티엄에 장착한 FPU의 나눗셈 연산 성능을 올리기 위해 SRT 알고리즘(radix-4 구성)을 사용했는데, SRT 알고리즘이 작동하는 데에 필요한 1066개의 항목의 참조표(Lookup table)을 작성하던 중 실수로 5개의 항목을 빼먹었기 때문에 발생한 버그다. 하지만 일반 사용자에게는 대부분 문제가 되지 않았고, 여러 소프트웨어에서 FDIV 버그를 감지하여 소프트웨어적으로 우회하는 패치를 적용했기 때문에, 실제로 리콜된 것은 얼마 되지 않았지만 당시 인텔이 소비한 비용은 4억 7천 5백만 달러나 되었다.

또한 1997년 바이트 코드가 F0 0F C7 C8에서 CF(lock cmpxchg8b eax...edi)인 명령어가 들어올 때 뻗어 버리는 F00F 버그도 발견되었다. 그러나 운영 체제가 업데이트되면서 해결되었고, B2 스테핑부터 하드웨어로 해결되었다.

'펜티엄 모바일'이라는 노트북 시장을 위한 CPU도 있다.

2.1.1. 오버드라이브 프로세서

파일:external/farm4.static.flickr.com/2843600911_dcca89ccea_z.jpg
출처.
80486에서 펜티엄으로 업그레이드 하려면 메인보드까지 새로 구매해야 했기에 비용 문제로 망설이는 사람들을 위해 인텔은 펜티엄 CPU를 기존의 80486용 소켓에 사용할 수 있도록 개조했다. 이것이 '펜티엄 오버드라이브 프로세서'이다. 전압, 버스 등 호환성에 대해 고려해야 할 점은 많았지만 인텔은 하위 호환성을 가진 제품을 만들어 냈다. 물론 펜티엄 컴퓨터에 비해 약간 성능이 떨어지긴 했지만, CPU만 교체하는 것으로 성능 향상이 컸기 때문에 나름 인기 있었다.


LGR의 리뷰(?) 영상

파일:external/ummr.altervista.org/DSCN4786.jpg
일부 메인보드에는 CPU를 납땜해 붙여 놓은 경우도 있는데, 이런 경우를 위해서 처음부터 오버드라이브용 예비 슬롯을 미리 준비한 경우도 있다. 위의 이미지가 바로 온보드 CPU (486 SX) + 오버드라이브 소켓이 탑재된 경우. 출처.

참고로 이런 경우 오버드라이브 프로세서의 동작이 특이한데, 오버드라이브 프로세서를 꽂으면 CPU가 2개가 되지만, 2개가 모두 동작하는 것이 아니라 오버드라이브 프로세서가 온보드 된 CPU를 꺼버리고 혼자 동작한다.

나중에는 펜티엄 보드용 오버드라이브 프로세서인 펜티엄 MMX 오버드라이브, 펜티엄 프로 보드용 펜티엄 II 오버드라이브가 출시됐다. 펜티엄에서 본격적으로 이 용어가 쓰이기 시작했지만, 최초로 등장한 것은 486 오버드라이브 프로세서였다. 그러나 486 오버드라이브는 80486 시스템을 업그레이드하는 용도로 쓰여 그다지 인기가 있지 않았다.

그러나 결국 인텔은 펜티엄 II 이후로는 더이상 오버드라이브 프로세서를 만들지 않았다. PC 완제품을 만들어 팔던 OEM 회사들이 반대했기 때문이었다. 새로운 CPU가 출시되면 사람들이 새 컴퓨터를 사야 하는데, 오버드라이브 프로세서만 사서 업그레이드했기에 PC가 팔리지 않는다고 주장했기 때문이었다. 지금의 인텔의 소켓 장난을 생각하면 아이러니한 일.

2.2. P54C, P54CQS (2세대 펜티엄)

1994년 3월 기존 P5 기반에서 600nm 공정으로 개선된 P54C 펜티엄이 출시되었다. 이 무렵까진 FDIV 버그가 있는 모델이 여전히 있었다. 이때 80486 DX2, DX4시리즈처럼 CPU에 클럭 배수기(Clock Multiplier)를 탑재해 클럭이 크게 증가했다. 75, 90, 100MHz로 출시했으며 각 클럭별로 메인보드 딥스위치와 메인보드 클럭발진기 교체로 FSB 오버클럭이 가능했기에 90, 120, 150MHz까지 끌어올릴수 있었다

2.3. P54CS (3세대 펜티엄)

1995년 3월 0.35 μm(350 nm) 공정으로 또 개선하면서 동작 클럭을 높인 P54CQS 또는 P54CS 펜티엄 모델이 연달아 출시되었다. 120, 133, 150, 166, 200MHz로 출시했다. P54CQS는 기존 패키징 공정을 재활용하여 120 MHz 제품을 빠르게 출시하기 위해 기존 P54C 칩의 C2 스테핑에서 코어 부분만 미세화한 채로 주변 회로의 크기는 유지하여 기존 P54C와 다이 크기가 동일하다. P54CS는 새로운 패키징 설비에 맞게 주변부 또한 미세화한 칩이다.

2.4. P55C (펜티엄 MMX)

  • 광고 기간: 1997년 1월 19일 ~ 1997년 8월 21일

1997년 1월 캐시 용량을 16+16KB로[5] 늘리고 57개로 구성된 MMX 명령어 세트[6]가 추가된 P55C 기반의 펜티엄 MMX가 출시되었다. 그런 만큼 아키텍처 자체는 초창기 펜티엄과 동일한 P5 아키텍처이지만 벤치마크에서 MMX 166이 일반 200보다 더 나은 성능을 보여주는 결과도 나왔다. 이 CPU의 상위 모델 격으로 1년 이상 먼저 나온 펜티엄 프로는 16비트 에뮬레이션 성능 상의 문제로 일반 사용자들한테 환영받지 못했고 4개월 뒤에 나온 펜티엄 II도 출시 초기의 가격 문제 때문에 시장에 자리잡는데 시간이 걸리면서 그 대체재로서 꽤나 장수하게 된다.
클럭 모델별로 133, 166, 200, 233MHz로 출시되었다.[7][8]

다만 그 성능을 제대로 끌어내려면 MMX 명령어를 사용하는 전용 소프트웨어의 지원이 필요했다. 그러나 이로 인한 이득은 생각보다 크지 않았는데, 첫 번째 이유로 MMX 명령어는 정수 연산만 지원했다. 32비트 2개, 16비트 4개, 8비트 8개 정수 연산을 지원했다. 그리고 MMX가 쓰는 레지스터는 이름만 다를 뿐(MM0~MM7, ST0~ST7) FPU의 스택 레지스터와 같았기 때문에 MMX를 쓰면 FPU를 쓸 수 없었다는 치명적인 문제가 있었다. 게다가 MMX 모드와 FPU 모드의 레지스터 동작도 서로 달랐다. 그렇기 때문에 응용 프로그램이 MMX와 부동 소수점 연산 둘 다 필요하면 운영 체제를 통해 콘텍스트 스위치 기능으로 FPU 모드와 MMX 모드를 전환해야 했고, 그러면 느려질 수 밖에 없었다. 그래서 MMX 지원 소프트웨어가 그렇게 많지 않았다. 하지만 MMX에 최적화 된 소프트웨어에 한해서는 확실한 성능 향상을 보장했다. 그 예가 모토 레이서와 전뇌전기 버추얼 온 윈도판. 윈도판 버추얼 온은 MMX 전용이었으며, 모토 레이서는 일반 펜티엄에서도 구동되지만 MMX 모드와의 그래픽 품질이 하늘과 땅 차이였다. 그 뒤에 사이릭스, AMD 역시 인텔에서 MMX 라이선스를 구입해서 자사의 CPU에 적용시켰다.( AMD K6 시리즈 등) 여담으로 당시 메인보드에서 MMX 펜티엄을 쓸 수 있는가 없는가는 전압 설정을 2.8V로 할 수 있는가에 달려 있었다.

DOSBox SVN빌드에서 펜티엄 프로세서를 에뮬레이션할 수 있지만 어째서 클럭이 Dxdiag[9]에선 66MHz라고 표기된다.

2023년 기준으로 리눅스 커널이 지원하는 가장 오래된 CPU이다. 2022년 발표된 6.1 커널부터 80486, 펜티엄 지원이 중단되어 이 커널을 사용하는 Tinycore Linux 14.0 버전이 펜티엄 MMX부터 구동 가능하기 때문이다.
[1] 이 때문에 ' 686'이라는 가칭으로 불리던 차세대 프로젝트의 이름도 ' 펜티엄 II'가 되었다. [2] 인텔 80286 CPU의 대성공 이후로 80386, 80486 CPU가 연이은 대성공을 거두면서 관행적으로 반도체 이름에 붙인 숫자에 불과한 '286', '386', '486'이 마치 컴퓨터의 세대(성능)을 구별하는 보편적인 명칭처럼 사용되는 현상이 일어난 것이다. 이 당시 'X86'이라는 표현이 얼마나 널리 사용되었는지는 한국 사회에서도 특정 세대를 지칭하는 신조어로 386세대(이후 해당 세대가 나이들어가면서 n86세대로 변화) 라는 표현이 유행하여 사회 보편적으로 받아들여졌음을 생각하면 쉽게 알 수 있다. 팬티엄 시리즈가 처음 출시된 직후, 인텔의 대대적인 광고로 <펜티엄> 이란 상품명이 대중화되기 전까지만 해도 웬만한 컴퓨터 판매점등에서 "펜티엄이 뭐냐"고 묻는 고객에게 "586 컴퓨터가 펜티엄이라는 이름으로 나왔어요"라고 설명하는 일이 비일비재했을 만큼 'X86'이란 표현이 컴퓨터의 세대(성능)을 구별하는 기준으로 대중화되어 있던 것. 따라서 당연히 인텔은 'X86'이라는 명칭 자체를 자사가 권리를 가지는 상표권으로 확보하고 싶어 했지만 소송에서 패소하면서 차라리 해당 개념을 버리고 '펜티엄'이라는 새로운 명칭(숫자도 아니라는 고유명사이기에 인텔이 확실하게 독점적 권리를 인정받을 수 있는 상표명)의 인지도를 각인시키는데 올인한 것이다. 여기에 한술 더 떠서 타 제조사들과의 차별성을 위해 \'intel inside'라는 캠페인 및 로고를 탄생시킨 것 또한 이 시기이다. 30년 가까이 지난 지금도 인텔은 자사의 CPU를 탑재했다고 자랑선전하는 스티커를 패키지에 동봉하고 있고, PC 완제품 판매사에는 해당 스티커를 부착하도록 유도하고 있다. 물론 이는 경쟁사인 AMD도 마찬가지이며 지금은 없는 Cyrix 또한 'Cyrix instead' 같은 스티커를 만들었다. [3] 펜티엄 프로부터 L2 캐시 메모리를 도입하면서 기존의 캐시 메모리를 'L1 캐시'로 명명했다. [4] 인텔 인사이드 마크가 화면에 나오고 그 유명한 "딩 디디디딩" 하는 멜로디. 일정 시간 이상 노출되어야 광고비를 지원한다. 이는 큰 성공을 거둔 게, 굳이 홍보비를 지원받을 필요도 없고 인지도 또한 대단한 거대 기업(한국 같으면 삼성, LG)의 PC들이 그 로고음을 넣기 시작하면서, 인지도가 거의 없는 전자상가 태생 중소업체들이 같은 로고음을 넣으면서 동등한 수준의 물건이다 라는 홍보효과를 노릴 수 있어서 이런 중소업체들이 대거 인텔 CPU를 채용했다. 다른 분야에서 대기업 제품과 중소기업 물건들이 대중들에게 어떤 대접을 받는다는 것을 생각해 보면 조립업체 출신 중소 PC업체가 택할 선택은 분명했다. [5] 명령어 캐시 16KB + 데이터 캐시 16KB. [6] MultiMedia eXtension의 약자인 멀티미디어 특화 명령어 세트로, 구체적으로는 단일 명령어로 다수의 동일한 형태의 데이터를 처리할 수 있는 SIMD 명령어이다. 그 덕분에 일반 펜티엄보다 행렬 연산 속도가 더 빨라졌는데 이 행렬 연산이 주로 사용된 분야가 동영상이라든가 3D 그래픽스라든가 하는 분야다 보니 멀티미디어 특화 명령어라고 하는 것이다. [7] 오버클럭을 할 경우 150, 180, 266, 300MHz(!)까지 끌어올릴 수 있었지만 기본 쿨러로 장시간 돌리다간 과열로 CPU핀이 녹아서 휘어져버리는 참사가 종종 일어났다...당시 메인보드나 CPU는 과열이 발생하면 자기보호를 위한 스로틀링이나 전원을 강제로 셧다운시키는 기능이 없었기 때문이다. [8] 모바일 펜티엄 MMX는 150MHz, 300MHz가 존재했다. [9] Windows 95 기준.



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