Mindennapi processzorunk rovat:
Nx586-P90
Az AMD K5 után időben logikusan a K6 következne, ám mielőtt sorra kerülhetne, meg kell ismerkednünk egy viszonylag kis cég történetével, és rövid életű, ámde elismerésre méltó processzorarchitektúrájával.
A cég
A NexGen (Milpitas, California) egy magántulajdonú félvezetőgyártó cég volt, és a PC-k számára tervezett x86-os processzorokat egészen 1996-ig, amikor az AMD felvásárolta. A NexGen chipek kompatibilisek voltak az 86-os utasításkészlettel, de nem voltak x86 klónok. Belül a "RISC86"-nak nevezett architektúrára épültek. Akárcsak versenytársa, a Cyrix Corp., a NexGen is egy gyártókapacitás nélküli tervezőcég volt, ami a chipjeinek gyártását más cégek bevonásával oldotta meg. A NexGen chipjeit az IBM mikroelektronikai divíziója gyártotta.
Történet
A társaságot 1986-ban alapította a Compaq, az ASCII és Kleiner Perkins. Az első terv a 80386-os generációt célozta meg. De a terv olyan nagy és bonyolult lett, hogy egy helyett csak nyolc i386-méretű chippel lehetett volna megvalósítani, és mire elkészültek vele, az ipar már átállt a 80486-osra.
A második terv, az Nx586 CPU, 1994-ben került bemutatásra, és az Intel Pentium első direkt versenytársai lettek az Nx586-P80 és Nx586-P90 típusjelű CPU-k. Ellentétben az AMD és a Cyrix chipjeivel, az Nx586 nem volt lábkompatibilis a Pentiummal, vagy bármely másik Intel chippel: a saját NxVL-alapú chipsetjével és alaplapjával volt csak hajlandó együttműködni. A NexGen VLB és PCI alaplapot egyaránt kínált az Nx586 chipekhez. A CPU-nak 463 lába volt (csak összehasonlításul: az Intel Pentiumnak 296).
Akárcsak az AMD és a Cyrix későbbi Pentium-osztályú CPU-i, hatékonyabb volt az utasításvégrehajtása, mint a Pentiumé, így a P80 valós 75 MHz-en, míg a P90 valós 84 MHz-en futott. A NexGen, saját szerencsétlenségére, a relatív teljesítmények összehasonlítását a korai Pentium-chipsetekkel végezte el. Az Intel első Triton chipsetjében megjelenő fejlesztések megnövelték a Pentiumok hatékonyságát az Nx586-hoz képest, és a NexGen-nek nehézségei támadtak ennek követésével. A Pentiummal ellentétben az Nx586-osban nem volt beépített matematikai koprocesszor; opcióként a külön tokozásban megvásárolható Nx587 nyújtotta ezt a funkciót.
A későbbi Nx586-osokban az FPU már beépítésre került. Az IBM multichip module (MCM) technológiájának alkalmazásával a NexGen összekombinálta az 586-os és az 587-es magokat egyetlen tokba. Ez az új termék, amelynek ugyanaz volt a lábkiosztása, mint elődjének, megkülönböztetésül az Nx586-PF100 típusjelzést kapta, szemben az FPU nélküli Nx586-P100-zal. Leggyorsabb változata az Nx586-PF110 típusjelzésű processzor volt.
A Compaq pénzügyileg még 1990-ben kihátrált a cégből. Most bejelentette abbéli szándékát, hogy termékeiben az Nx586-ost használja, sőt termékismertetőiből, demóiból, dobozairól még a Pentium nevet is törölte, az 586 címkét használva helyette, de végül mégsem használták a NexGen chipjét széles körben.
Amikor az AMD K5 nem váltotta be a hozzá fűzött teljesítménybeli és értékesítési reményeket, az AMD felvásárolta a NexGen-t, leginkább azért, hogy megszerezze a tervezőcsapatot és az Nx586-ot követő Nx686 terveit, amik végülis a kereskedelmileg sikeressé vált AMD K6 alapjául szolgáltak.
Az Nx586 architektúra
Fejlett, ötödik generációs architektúra 586-osztályú teljesítménnyel
* Szuperskalár utasításvégrehajtás
* Elkülönített, on-chip L1 kód és adat cache, mindkettő 16 kB méretű
* Elágazás-előrejelzés
* 64 bites busz
NexGen specialitások
* RISC86 mikroarchitektúra
* On-chip L2 cache kontroller
Az Nx586-ban két darab egészpontos végrehajtó egység volt, akárcsak a Pentiumban. Az Nx586 processzorok szabadalmilag védett RISC86 mikroarchitektúrája a kezdetekben kellően hatékonynak bizonyult. Akárcsak a K5 esetében, az Nx586-os is lefordította az x86-os utasításokat a saját belső, RISC86-nak nevezett utasításaira. A regiszterek átnevezése, a spekulatív végrehajtás és a soronkívüli végrehajtás beépített tulajdonsága volt ennek a processzornak is.
A processzor piaci élete
A NexGen az Nx586 CPU-t és az Nx587 koprocesszort 1994 márciusában jelentette be, 60 MHz-es és 66 MHz-es sebességen. A 60 MHz-es változat $460-ba, a 66 MHz-es változat $506-ba került, az Nx587 pedig $128-ba. Összehasonlításképpen: az Intel Pentium 60 és 66 $675 és $750-ba került. De a tömegtermelés ekkor még nem indult el, mert az IBM-mel kötött gyártási szerződés csak minták legyártásról rendelkezett.
A NexGen marketingesei hatalmas kampányba kezdtek a PC-gyártóknál, aminek eredményeként 11 PC-gyártó céggel, köztük a Compaq-kal, az IBM-mel és a Dell-lel kötöttek szerződést az Nx586 használatáról.
Június 13-án végül a NexGen bejelentette az IBM-mel a gyártásra kötött végleges megállapodást. A 3,5 millió tranzisztorból álló Nx586 és a 700.000 tranzisztorból felépülő Nx587 az IBM CMOS 5L technológiájával készülhetett. Ez az eljárás 0,5 mikronos CMOS chipeket állított elő 5-rétegű fém összeköttetésekkel, 8 hüvelykes wafer-eken. A CPU és az FPU tokozása szintén az IBM saját, C4 'flip chip' technológiájával történt. A tömegtermelés tehát beindult, az első szállításokat azév negyedik negyedére tették.
A NexGen a processzor használatához szükséges chipsetet a VLSI segítségével tervezte meg. Az első változat az NxVL volt, VESA Local Bus-os alaplapok építését tette lehetővé. Ezt a chipsetet a Fujitsu gyártotta, és szokatlan módon kerámia PGA tokozást kapott.
A NexGen tervezte egy PCI chipset, az NxPCI (820C500) kibocsátását is 1994 őszén. De nagyon sok problémájuk támadt a tervezés során, és a kibocsátást jónéhányszor elhalasztották. Végül egy évvel később, 1995 szeptemberében került csak piacra, miután a tervezésbe a VL-csapatot is bevonták. Még 1994 végén a NexGen szintén bejelentette az NxVL chipset olcsóbb változatát. Az NxVL2 azonban, ami képes lett volna az Nx586 és a következő generációs Nx686 támogatására egyaránt, végül sosem jelent meg.
1994 szeptemberében a NexGen készen állott az Nx586 tömeges kiszállítására. És ekkor az x86-os processzorok területén komoly változások zajlottak le. Az Intel kiadta a Pentiumot, és az órajelek elérték a 100 MHz-et. A NexGen megváltoztatta a stratégiáját, és egy egész sebességtartományt jelentett be: Nx586-P75, Nx586-P80, Nx586-P90 és Nx586-P100. A kezdeti 60 MHz-es és 66 MHz-es, 1994 márciusában bejelentett CPU-k soha nem kerültek piacra.
A NexGen és CPU-ja nagyon sok figyelmet kapott a médiától. Minden CPU-gyártó közül ők voltak az elsők, akik az Intel Pentium ellen valódi versenytársat állítottak ki. A Cyrix még nem fejezte be az M1-et (6x86) és az AMD is még mindig azon küzdött, hogy a K5-öt megfelelő működésre bírja. Ám a teljesítménytesztek, amit nagyon sok ember elvégzett, megcáfolni látszottak azt a kezdeti kijelentést, hogy az Nx586 "Pentium-gyilkos" lesz. A CPU jól teljesített, de nem jobban, mint a Pentium. Ennek oka persze részben az Nx586 alacsonyabb órajele volt, ezért vezették be a PR jelölést.
Egy olyan nagy játékossal szemben, mint az Intel, nehéz lépést tartani a processzor bizniszben. A vásárlók figyelmének fenntartásához folyamatos árcsökkentésekre van szükség. Amikorra az Nx586 ténylegesen bevezetésre került, az árak rendre a következők voltak: Nx586-P75 - $404; P80 - $477; P90 - $539 és P100 - $777. Az árcsökkentés tudatában a NexGen megpróbálta csökkenteni a költségeit. Ennek egyik módja a gyártás hatékonyabbá tétele volt úgy, hogy egy wafer-re több chipet zsúfolnak rá. 1995 májusa körül a NexGen bejelentette, hogy csökkenti az Nx586 magméretét: egy hónappal később a részletek is ismertté váltak. A mag méretét kb. 40%-kal, 192 mm2-ről 118 mm2-re csökkentették, miközben továbbra is az IBM 0,5 mikronos CMOS 5L eljárását használták. Ez a változtatás lehetővé tette a waferenkénti chipszám megemelését 112-ről 199-re.
Az Nx586 processzor maga nem támogatta a CPUID-t, az alaplapi BIOS-nak kellett betöltenie ezt a mikrokódot. Ez sajnos nem működött az öregebb BIOS-okban. A CPU sebességének kiderítésében csak a feliratok, vagy az alaplapi jumperek segíthettek. Viszont néhány program megkövetelte, hogy tudja, milyen CPU-n fut. Például a Windows 95, ami így nem volt hajlandó feltelepülni. A Windows "félrevezetése" céljából a NexGen kiadott egy kis programot (IDON.COM), ami megmondta a windows-os CPU-detektáló rutinnak, hogy az Nx586-os egy 586-osztályú CPU. A későbbi processzorokban, a P120-ban és a csak terv formájában létezett P133-ban, már implementálták a CPUID-t.
1995 augusztusában a NexGen beszüntette az Nx586-P75 és a P80 gyártását és forgalmazását. Az igények a magasabb órajelek felé fordultak, és a NexGen az erőforrásait kénytelen volt a P120 és a P133 kiadására fordítani. A P120-at már az IBM új CMOS 5S eljárásával, 0,44 mikronos csíkszélességgel gyártották. Az árait ismételten csökkentette: $299-ről $245-re a P90, és $399-ről $340-re a P100 esetében. Az alaplapok gyártására is szerettek volna további jelentkezőket találni: addig a chipsetet csak a Fujitsu, az alaplapokat csak az Alaris gyártotta.
Az első NxPCI AT alaplapokat egy évvel a bejelentésük után, 1995 szeptemberében szállították le. Támogatták a Fast Page és az EDO RAM-ok használatát, akár 768 MB-ig is, négy IDE-eszköz használatát tették lehetővé, és volt még alaplapi floppy-kontrollerük, két soros portjuk és egy párhuzamos portjuk. Négy ISA és három PCI bővítőréssel rendelkeztek. Egy komplett CPU/MoBo/hűtő kombináció ára $339 volt Nx586-P90-essel és $439 a P100-assal.
A nyolcadik Microprocessor Forum konferencián, októberben, a NexGen először engedett pillantást vetni a világnak az új, következő generációs processzorára, az Nx686-ra. Az Intel Pentium Pro direkt versenytársaként mutatta be. Az Nx686 6,5 millió tranzisztorból állott volna, ami csaknem a duplája az Nx586-nak. A kezdeti sebesség 180 MHz lett volna, és az IBM gyártotta volna az Nx686-ost a továbbfejlesztett, ötrétegű, 0,35 mikronos CMOS eljárásával. A jövő ígéretes volt a NexGen számára, azt tervezték, hogy hamarosan másik gyártót is találnak a CPU-k gyártására, és leszerződtek a Samsunggal az alaplapi chipsetek gyártására.
Aztán 1995 október 30-án az AMD bejelentette abbéli szándékát, hogy megvásárolja a NexGen-t $850 millióért. Az AMD-nek problémái voltak saját 586-osztályú CPU-jával, a K5-tel, és így egy csaknem kész, 686-osztályú chiphez juthatott. A két cég egyesülését 1996 január 17-én véglegesítették.
Egy éven keresztül, egészen eddig a NexGen csak FPU nélküli chipeket szállított, de ennek most vége lett. 1995 novemberében bejelentették az integrált FPU-s Nx586-PF100-at és a gyorsabb Nx586-PF120-at. Az Nx586-PF100 decembertől volt, a PF120 1996 első negyedévétől lett volna elérhető.
De az egyesülés után a NexGen körül nagy csend lett. Sem új sebességű CPU-k, sem új vásárlók, forgalmazók, egyáltalán semmi nem került napvilágra. Nem túl dicső vég egy olyan CPU számára, ami annyi technológiai újdonságot tartalmazott. De végülis, ahogy az lenni szokott, a pénz beszélt. Az a sajnálatos tény, hogy az Nx586-osnak dedikált alaplap kellett, alaposan lelassította a felhasználók átállását. Az eladásai alapján az Nx586 nem volt sikeres.
Miután az AMD átvette a hatalmat a NexGen háza táján, megváltoztatták az Nx686 terveit, hogy az kompatibilis legyen az Intel platformokkal. Ennek eredménye az lett, hogy a K6 szép piaci sikert ért el. És ebben az a tény játszott nagy szerepet, hogy számos különböző, elérhető árú alaplapban működött, értelmes választást kínálva így az embereknek.
Forgalomba került Nx586 modellek
Nx586 P75, 70MHz, 2 x 35MHz
Nx586 P80, 75MHz, 2 x 37.5MHz
Nx586 P90, 84MHz, 2 x 42MHz
Nx586 P100, 93MHz, 2 x 46.5MHz
Nx586 P110, 102MHz, 2 x 51MHz
Nx586 P120, 111MHz, 2 x 55.5MHz
Nx586 PF100, 93MHz, 2 x 46.5MHz
Nx586 PF110, 102MHz, 2 x 51MHz
... a trip back in time is all I need ...