C:\B_retro\Ausgabe_45\: Wie AMD mit dem Am5x86 das P-Rating einführte

tl;dr: Im November 1995 präsentierte AMD mit dem Am5x86 – oder auch Am486DX5 – den einzig „echten“ 80486DX4 und positionierte ihn gegen den seinerzeit übermächtigen ersten Intel Pentium. Als einziger Prozessor auf Basis der 80486-Architektur verfügt der Am5x86 über einen 4-fachen Multiplikator und bis zu 160 MHz Taktfrequenz.

Jeden Sonntag wirft diese Serie einen unterhaltsamen Blick zurück auf drei Jahrzehnte voller bewegter Geschichten und interessanten Entwicklungen der Computerszene. Mythen, Meilensteine und Meisterwerke: C:\B_retro\.

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AMD Am5x86

Wenngleich die dritte Generation der Zen-Prozessoren der Serie Ryzen 3000 (Test) in Sachen Spiele auf Augenhöhe mit Intel operiert, sowie vor allem in stark parallelisierten Anwendungen den aktuellen Benchmark darstellt, war AMD in der Vergangenheit nicht immer in einer so guten Ausgangsposition.

Vier Jahre, bevor dem Unternehmen mit dem legendären K7 der ganz große Wurf gelingen sollte, positionierte AMD den ersten echten 80486DX4 unter der nicht ganz korrekten Modellbezeichnung Am5x86 alias Am486DX5 gegen die damals auf breiter Front dominierenden Pentium-Prozessoren der ersten Generation. Ein Unterfangen, welches nicht von Erfolg gekrönt sein sollte und AMD später einen anderen Weg einschlagen ließ. Dennoch war der Am5x86 in vielerlei Hinsicht einzigartig.

So führte AMD mit den drei Modellen der Am5x86-Serie beispielsweise eine neue Leistungseinstufung – das sogenannte P-Rating – ein, mit deren Hilfe ab diesem Zeitpunkt die Geschwindigkeit der eigenen Prozessoren und später auch derer von Cyrix mit der eines entsprechend getakteten Pentium-Prozessors verglichen wurde.

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Die Geschichte

Nachdem Intel Ende des Jahres 1992 verlauten ließ, mit dem bereits für die CeBIT 1993 angekündigten Nachfolger ihres äußerst erfolgreichen Prozessors i486, der auch von anderen Unternehmen – wie AMD, Cyrix und IBM – unter Lizenz hergestellt wurde, erstmals mit dem 1982 durch den 80286 etablierten Namensschema zu brechen, positionierten AMD und Cyrix ihre CPUs gegen den übermächtigen Pentium.

Als dem AMD Am486 und dem Cyrix Cx486 langsam die Luft ausging, versuchte vor allem AMD mit dem Enhanced Am486 mit erweiterten Stromsparmodi, einem Write-Back-Verfahren beim L1-Cache und bis zu 120 MHz noch einmal dagegen zu halten. Gegen den Intel Pentium, der bereits im Juni 1995 in den drei Ausbaustufen P5, P54C sowie P54CS und mit bis zu 200 MHz auftrumpfen konnte, stand aber auch der „Enhanced“ 486er von AMD auf verlorenem Posten.

Im September 1995 präsentiere AMD schlussendlich insgesamt drei Modelle des Am5x86, welche auch unter den Bezeichnungen Am486DX5 sowie X5 firmierten und als erste Prozessoren überhaupt das bekannte „Pentium-Rating“ einführten.

Der Widersacher

Der Am5x86 zielte auf die erste Generation der Pentium-Prozessoren P5 für den Sockel 4 und deren Ausbaustufen P54C sowie P54CS für den Sockel 5 sowie den Sockel 7, die ihrerseits bereits am März 1994 über Intels hauseigene MMX-Befehlserweiterung verfügten und damit vor allem in Spielen und Multimedia überlegen waren.

Bereits Ende 1995 war Intel mit dem Pentium so breit aufgestellt, dass die drei Modelle des AMD Am5x86 in einen hart umkämpften Wettbewerb einsteigen mussten – in dem seinerzeit auch Cyrix noch ein gehöriges Wörtchen mitreden wollte.

	P5	P54C	P54CS	P55C
L1-Cache (Daten + Instruktionen)	8 kB + 8 kB	8 kB + 8 kB	8 kB + 8 kB	16 kB + 16 kB
Fertigungsverfahren	800 nm	600 nm 350 nm	350 nm	350 nm 280 nm
Transistoren	3,1 Millionen	3,3 Millionen	3,3 Millionen	4,5 Millionen
Die-Größe	294 mm²	148 mm² 91 mm²	91 mm²	141 mm² 128 mm²
Sockel	Sockel 4	Sockel 5 Sockel 7	Sockel 5 Sockel 7	Sockel 7
Taktfrequenz	60 MHz 66 MHz	75 MHz 90 MHz 100 MHz 120 MHz	133 MHz 150 MHz 166 MHz 200 MHz	166 MHz 200 MHz 233 MHz
Front Side Bus	60 MHz 66 MHz	50 MHz 60 MHz 66 MHz	60 MHz 66 MHz	60 MHz 66 MHz
TDP	14,6 Watt 16,0 Watt	8,0 Watt 9,0 Watt 10,1 Watt 12,8 Watt	11,2 Watt 11,6 Watt 14,5 Watt 15,5 Watt	13,1 Watt 15,7 Watt 17,0 Watt
Marktstart	03/1993	03/1994	06/1995	01/1997

Angesichts der Pentium-Offensive und den ebenfalls überlegenen Kontrahenten wie dem Cyrix 5x86 sowie dem baugleichen IBM 5x86 waren die Rahmenbedingungen für den Am5x86 nicht besonders günstig.

Dennoch stieg AMD im November 1995 in den Kampf um die CPU-Krone ein und präsentierte insgesamt drei Modelle seines Am5x86, von denen am Ende allerdings lediglich zwei Modelle überhaupt den Markt und damit die Kunden erreichen sollten.

Die Modelle

Weiterhin für den bereits seit langem etablierten Sockel 3 aufgelegt und mit 16 kB L1-Cache ausgestattet, besaßen die drei in 350 nm gefertigten Modelle des Am5x86 die folgenden Spezifikationen:

• L1-Cache: 16 kB (unified)
• L2-Cache: abhängig vom verwendeten Mainboard bzw. Chipsatz
• Sockel 3 mit einem FSB von 33, 40 oder 50 MHz
• Betriebsspannung (VCore): 3,45 und 3,3 V
• Erscheinungsdatum: November 1995
• Fertigungstechnik: 0,35 µm
• Transistoren: 1,6 Millionen
• Die-Größe: 43 mm²

Das daraus resultierende Portfolio an Desktop- und Embedded-CPUs sollte später laut AMD schlussendlich wie folgt aussehen:

• Am5x86-P75 mit 133 MHz (4× 33 MHz FSB)
• Am5x86-P75+ mit 150 MHz (3× 50 MHz FSB)
• AM5x86-P90 mit 160 MHz (4× 40 MHz FSB)

Zudem gilt es zu erwähnen, dass es am Ende die einzige in großen Mengen verfügbare CPU der Prozessor-Familie, den Am5x86-P75 – den AMD auch X5-133 nannte – in insgesamt drei Versionen gab, die sich hinsichtlich ihrer maximal zulässigen Prozessorgehäuseoberflächentemperatur unterscheidet:

• AMD-X5-133ADW für bis zu +55 °C
• AMD-X5-133ADY für bis zu +75 °C
• AMD-X5-133ADZ für bis zu +85 °C

Auch wenn die Namensgebung des Am5x86 etwas anderes suggeriert, besaß die CPU, anders als sein Namensvetter Cyrix 5x86, keinerlei weitergehende Modifikationen oder Merkmale der 5. Generation und war schlussendlich „nur“ ein 486er.

Dieser Umstand hielt AMD jedoch Ende 1995 nicht davon ab, den speziell für das Betriebssystem Windows 95 entwickelten Prozessor auf seiner offiziellen Website durchaus vollmundig anzupreisen.

So versprach AMD unter anderem „Performance Superior to Pentium-75“ und „Lower Power than Pentium-75 or iDX4-100“, negierte aber den Umstand, dass es sich beim Pentium 75 um das mehr als zwei Jahre alte Einsteigermodell der Pentium-Serie handelte.

Auch die offiziellen Datenblätter (PDF) zur „Am5X86™ Microprocessor Family“ – so der offizielle Name – konnte archiviert und für die Nachwelt festgehalten werden. In ausgewählten Benchmarks wollte AMD zudem die Überlegenheit des Am5x86 verdeutlichen.

Schlussendlich sollte zumindest die Embedded-Version des Am5x86-P75 für einen Teilerfolg sorgen und sich vergleichsweise häufig an Industriepartner im Enterprise-Bereich verkaufen.

Im Bereich der Endanwender konnten sich die Prozessoren nie durchsetzen, weshalb AMD bereits im März 1996 mit dem weitaus erfolgreicheren K5 gegensteuerte, der zeitnah seine eigene Ausgabe von C:\B_retro\ erhalten wird.

Durch die Einführung des P-Ratings, für dessen Vergleich „normale“ Büroanwendungen herangezogen wurden, hat der Am5x86 aber seinen Platz in der CPU-Historie sicher.

Es darf nicht verschwiegen werden, dass die Gleitkommaleistung im Regelfall weit darunter und die Leistung der Pentium-Prozessoren weit darüber lag.

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