

生产时间 |
1989年 |
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频率 |
60~66MHz |
晶体管数 |
310万个 |
寻址能力 |
4GB |
内部总线 |
32位 |
外部总线 |
64位 |
Intel Pentium A80501-60的FDIV浮点除错误是1994年震惊全球的硬件缺陷事件,其根源可追溯至处理器浮点运算单元(FPU)的设计漏洞。
1. 技术根源:查找表的致命缺陷
FDIV Bug源于Pentium浮点单元采用的SRT除法算法,该算法依赖一个包含2048个条目的硬件查找表,通过晶体管的存在与否编码-2到2的值。2024年硬件历史学家Ken
Shirriff通过显微镜分析发现:
• 五个关键晶体管缺失:表中五项本应编码为2的条目因晶体管缺失被默认设为0,导致特定除法运算结果错误。
• 偶然性与运气:Shirriff还发现额外11个缺失数据点未引发错误,这种“设计不完美”因未被触发而未扩大影响。
• 数学表现:例如,计算4195835 ÷
3145727时,正确结果应为1.333739068,但受影响处理器给出1.333739017,误差在小数点后第七位。
2. 发现历程:从学术研究到全球危机
1994年10月,美国林奇堡学院数学教授Thomas
Nicely在研究孪生素数倒数和时,发现使用Pentium处理器的计算机在计算1/824633702441时结果异常:
• 逆向工程与复现:挪威工程师Terje Mathisen用汇编语言编写测试用例,德国开发者Andreas
Kaiser找到20多个触发错误的数值,最终Vitesse工程师Tim Coe逆向出SRT算法的漏洞。
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媒体风暴:CNN于1994年11月22日报道此事,引发公众信任危机。NASA喷气推进实验室暂停采购Pentium计算机,《纽约时报》《波士顿环球报》等主流媒体跟进,将事件升级为“国民级新闻”。
3. 英特尔的应对与行业震动
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初期轻视与傲慢:英特尔最初认为错误概率为90亿分之一(相当于700年一遇),仅向“高精度需求用户”提供更换。其发言人声称“普通用户根本不会用到”,这一言论被媒体广泛引用,加剧了公众愤怒。
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被迫召回与经济代价:1994年12月19日,英特尔宣布为所有用户更换处理器,直接损失达4.75亿美元(按2025年汇率约合10亿美元),成为硬件史上首次大规模召回事件。
• 技术修复:后续Pentium版本通过填充未使用表项为2解决问题,既纠正了错误,又节省了芯片空间。软件层面,数学家Cleve
Moler(MATLAB创始人之一)开发了动态缩放算法,通过调整操作数避免错误触发。
4. 步进版本与修复状态
• 量产版步进差异:
◦ B1步进(如SX753):未修复FDIV Bug,故障率高。
◦ C1步进(如SX835):部分修复,但仍有残留风险。
◦ D1步进(如SX948):彻底修复,采用金色顶盖设计,成为收藏者首选。
• 工程样品(ES):Q0352、Q0394等编号的ES版本因未经过完整验证,可能存在更严重的缺陷。
5. 历史意义与技术遗产
• 质量控制里程碑:FDIV事件促使英特尔建立更严格的测试流程,并推动行业引入**百万小时无故障(MTBF)**标准。
• 文化符号:事件成为技术傲慢的典型案例,被写入《纽约时报》专栏、纪录片,甚至Weird Al Yankovic的歌曲《It's All
About the Pentiums》中。
• 现代启示:Ken Shirriff的研究表明,尽管现代处理器晶体管数量激增,但类似设计疏漏仍需警惕。例如,生成式AI工具可能因算法不完善产生偏差,与FDIV
Bug的“微小缺陷引发重大影响”具有相似逻辑。
6. 收藏与验证建议
• 步进识别:通过处理器顶盖丝印(如SX948为D1步进)或软件(如CPU-Z)确认版本,优先选择D1步进以确保稳定性。
• 功能测试:运行FDIV测试程序(如Mathisen的汇编脚本)验证浮点运算准确性,避免使用受影响芯片进行高精度计算。
• 历史价值:全新盒装A80501-60(尤其是D1步进)在二手市场价格可达$150-$200,ES版本因稀有性溢价50%以上。
总结
FDIV
Bug不仅是技术缺陷的典型案例,更是企业危机管理的反面教材。它揭示了早期硬件设计的脆弱性,同时推动了行业质量标准的提升。对于收藏者而言,A80501-60的FDIV
Bug版本是x86历史的重要见证,但需谨慎验证其步进与功能状态。这一事件至今仍在警示:技术创新需与严谨的可靠性验证并重,否则微小疏漏可能引发全球性信任危机。
Intel
Pentium第一代P60和P66在浮点运算上出错,就是常说的FDIV-BUG。虽然CPU的设计有纠错的功能,但也没有办法100%修正错误,所以,INTEL为弥补这个缺陷,对投放市场的这类型CPU进行回收并免费为用户更换新版本的CPU,为此,INTEL在这里损失了近5亿元。
Pentium初期的CPU价格算是高昂的,所以,如此的错误自然造成一阵用户恐慌,加上市免费更换,所以,基本上没有什么用户是没有选择不作更换的,为此,现在能够找到FDIV-BUG版本的老奔腾,机率是很小的,可见收藏老奔相对于其它,FDIV-BUG版的收藏价值是可想而知的。
FDIV缺陷识别方法:FPU单元有严重缺陷的产品,主要影响的是FDIV(浮点除法运算)指令,也因此被人们称为FDIV缺陷。这个问题是由一些数学家发现并公开的,如果您手里还有这种产品并不知道有没有缺陷的话,可以做一个简单的除法运算来验证一下。方法如下:(结果取后十位)
正确结果:962306957033÷11010046=87402.6282027341
带有FDIV缺陷的结果:962306957033÷11010046=87339.5805831329
Intel Pentium 60 Mhz (1x60), 5 Volt Sockel 4.
1993年,全面超越486的新一代586 CPU问世,为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰,英特尔公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以区别AMD和Cyrix的产品。AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86微处理器来对付芯片巨人,但是由于奔腾微处理器 的性能最佳,英特尔逐渐占据了大部分市场。
Pentium最初级的CPU是Pentium 60和Pentium 66,分别工作在与系统总线频率相同的60MHz和66MHz两种频率下,没有我们现在所说的倍频设置。令英特尔最为尴尬的是最初Pentium 60和Pentium 66的一部分产品还有浮点运算错误,因此它并没有受到人们的欢迎,英特尔还因此回收了大批CPU。奔腾最初的起始主频为50Mhz,其后发布了55Mhz、60Mhz、65Mhz、70Mhz、75Mhz然后直接跳到90Mhz、100Mhz、120Mhz、133Mhz。
Pentium级别的CPU也有自己的代号,以区别不同工艺的CPU。有以下这几种型号(注意:586级CPU在CPU的工作频率中,前一数字为内部频率,后一数字为总线频率):
1.P5(这是Pentium家族的第一代产品),它们的工作频率分别为50/50MHz(工程样品),60/60MHz和66/66 MHz。
2.P54C,该型号的CPU不需进行电压调节,但CPU有两种电压,在CPU针脚的那面能够看到“SXXXX/VMU”之类的标记,斜杠后的V代表VRE,如果是S就代表S规格,并可以支持两个微处理器同时使用。它们的工作频率分别为:75/50MHz、90/60MHz、100/50MHz、100/66MHz、120/60MHz、133/66MHz、150/60MHz、166/66MHz、180/60MHz、200/66MHz。
3.P54CM,这是升级版的CPU。 4.P54CQS,这类CPU不须进行电压调节,可以两个微处理器同时使用。它们的工作频>率:75/50MHz,100/66MHz,120/60MHz,133/66MHz,166/66MHz,200/66MHz。
5.P54LM,这是给笔记本电脑使用的CPU,电压2.9V,支持电压调节,没有APIC,可以两个微处理器同时使用,工作频率为:75/50MHz,120/60MHz, 133/66MHz,150/60MHz
早期的奔腾75MHz~120MHz使用0.5微米的制造工艺,后期120MHz频率以上的奔腾则改用0.35微米工艺。经典奔腾的性能相当平均,整数运算和浮点运算都不错。由于经典奔腾采用的是单电压供电,从这方面来看,Pentium系列CPU的可升级性一般。
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