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▼ My Computer Life (55)

55. Pentium

 あれは天気のいい春の日だったな。大学構内の木陰を、クラスの数人で散歩していた時の事だった。なんかアカデミックだね。
 そもそも、私の学科はコンピュータの専門だったので、教室にはスーパーアスキーなどのコンピュータ専門誌が転がってたりして、それを読んで最新情報を得ていた。で、その散歩中に私が何気なく、「インテルが80586を開発してるらしいよ」という話題を振った。「えー、486より更に上を作るのか?」「あのアーキテクチャは限界ではないか」「でもそろそろ出来てもいい頃じゃない」みたいな議論になったっけ。
 実際出た時には、80586あるいはi586という名前にならなかった。ご存知の通り、Pentiumになった。
 この少し前に、AMDがインテル互換チップを出した事に対してインテルが訴えていたのだが、その際に80486あるいは486という数字そのもののでは商標が取れないという問題が持ち上がった。そこで途中から80386→i386というようにアルファベットをつけたのだが、どうせなら独自の商品名にしようという事になり、586という名前を冠するのはやめたというわけだ。インテルはチップ名を公募したが、結局最初の案であるPentiumをそのまま使うようになった。5を示すPentaという接頭辞をもじっている事から、これが実質586であるのがわかる。

 インテルが最初に作ったコンピュータ用のチップは、4004である。その後40408080などと続き、8086が生まれる。ここで16ビットチップ化し、現在にまで続くx86アーキテクチャの基礎が出来上がる。
 この8086を元に、8018680286と続き、32ビット化する。そして8038680486になり、Pentiumになった。

 386、486のあたりは、前回書いたモトローラの6803068040の進化と良く似ている。486のところで大幅にワイヤードロジック化され、またパイプライン処理が取り入れられた。この結果、今まで2クロック、3クロック、あるいはそれ以上かかっていた命令の多くが、1クロックで処理される事になった。
 1命令あたりのクロック数が1になると、そこから先の高速化の手段は限られてくる。
 まず単純なのは、動作周波数を上げるという事。この方式については、インテルはi486DX2でオーバードライブという方式を採用した。これは、システムクロックとCPUの内部クロックを別にする技術である。それまでは、CPUのクロックというのは、システムと同クロックで動作するのが普通であった。
 当時のシステムクロックと言えば33MHzが基本だった。それまでも、4MHz、8MHzと順々にシステムクロックを上げてきたが、ここらへんで限界が来た。システムクロックを上げると、メモリ、ビデオまわり、周辺機器等全ての動作タイミングに関わってくるため、あまりホイホイ上げられないのだ。そこで、CPUだけ早く動かそうというアイデアが出た。具体的には、システムクロックが10MHzで、CPU内部は20MHz、というように動かす。もちろん周囲のスピードは今までと同じなので、速くなるのは純粋にCPUの演算などだけなのだが、キャッシュ技術が進んでプログラムやデータの一部をCPU内だけで処理する事が出来るようになってきていたので、CPUが早くなれば全体的にも処理性能の向上があった。以後、CPUのクロックとシステムのクロックはどんどん乖離していく事になる。
 同様に、これも基本的にはクロックアップのための技術と言えるが、命令を小さくしていくというのもある。この思想で作られたのがRISCチップで、従来のCPUで言うところのマイクロコードレベルまで命令を分解している。従って、コンパイラが従来の命令よりも深いところまで最適化できるというわけだ。これに対し従来のチップをCISCチップなどと呼んだりする。

 Pentiumがチャレンジしたのは、スーパースカラ方式である。これは、実行ユニットを複数備える事により、1クロックで複数の命令を処理しようというものだ。もちろん、実行ユニットを2つ備えたからと言って、性能が2倍になるわけではない。同時に実行できない命令、特定の順番でしか実行できない命令等があって、必ず2個が並列動作するとは限らない。しかし、1命令あたりの平均クロック数を1以下にする可能性があるので、全体としての処理性能は上がる。
 以後、この方式はCISCチップの標準となり、実行ユニットを複数持つのが普通になった。

 最初のPentiumは、クロックのオーバードライブをしておらず、システムクロックをそのまま60MHzおよび66MHzにしたマシンを想定していた。すでにi486において100MHzのチップが出ていた事から、この最初のPentiumは値段の割には性能が出ないチップという印象ではあった。
 その後は順調にクロック数を増やしていき、システムクロックは66MHz固定になったものの、倍率を増やしてどんどん高速化していった。
 Pentiumの進化の歴史はまた日を改めてやりたいが、とにかく13年ほどこの呼称は使われ続けた。そして、今この文章を書いている2006年現在でも、Pentiumチップは発売されている。ただし、どうやら現行のチップでPentiumという名前は最後になりそうな趨勢である。Pentiumの歴史もそろそろ幕を閉じそうだ。

 さて、発売当初は私自身には全く関係なさそうだったPentiumも、のちのちには私も使うようになっていく。そのへんの話はやはりまたおいおいに。


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