Historia de los procesadores

Historia de los procesadores
El primer procesador comercial, el Intel 4004, fue presentado el 15 de noviembre de 1971. Los
diseñadores fueron Ted Hoff y Federico Faggin de Intel, y Masatoshi Shima de Busicom (más
tarde ZiLOG).
Los microprocesadores modernos están integrados por millones de transistores y otros
componentes empaquetados en una cápsula cuyo tamaño varía según las necesidades de las
aplicaciones a las que van dirigidas, y que van desde el tamaño de un grano de lenteja hasta el
de casi una galleta. Las partes lógicas que componen un microprocesador son, entre otras:
unidad aritmético-lógica, registros de almacenamiento, unidad de control, Unidad de
ejecución, memoria caché y buses de datos control y dirección.
Existen una serie de fabricantes de microprocesadores, como IBM, Intel, Zilog, Motorola, Cyrix
y AMD. A lo largo de la historia y desde su desarrollo inicial, los microprocesadores han
mejorado enormemente su capacidad, desde los viejos Intel 8080, Zilog Z80 o Motorola 6809,
hasta los recientes Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad, Intel Xeon, Intel Itanium II, Transmeta
Efficeon o Cell.
Ahora los nuevos microprocesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bits, habiendo
pasado por los de 128, 64, 32, 16, 8 y 4 bits. Desde la aparición de los primeros computadores
en los años cuarenta del siglo XX, Llevó décadas para que llegáramos a los modelos actuales de
procesadores. En realidad, demoramos algunos años para llegar también a la idea que
tenemos hoy de cómo funciona un procesador. Antiguamente, los programas no eran
compatibles con
todos los modelos de computadoras, ya que ellos eran desarrollados específicamente para
cada máquina.
Eso estaba relacionado al hecho de que cada computadora era como una plataforma
diferente. Muchas veces, existía incompatibilidad incluso de modelos de un mismo fabricante.
Por increíble que parezca, eso no llegaba a ser una barrera preocupante, visto que la
producción de programas todavía no era alta y no existían muchos programas disponibles
Antecedentes
Entre estas evoluciones podemos destacar estos hitos:
•ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Calculator) Fue un computador con procesador
multiciclo de programación cableada, esto es, la memoria contenía sólo los datos y no los
programas. ENIAC fue el primer computador, que funcionaba según una técnica a la que
posteriormente se dio el nombre de monociclo.
•EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) fue la primera máquina de Von
Neumann, esto es, la primera máquina que contiene datos y programas en la misma memoria.
Fue el primer procesador multiciclo.
•El IBM 7030 (apodado Stretch) fue el primer computador con procesador segmentado. La
segmentación siempre ha sido fundamental en Arquitectura de Computadores desde
entonces.
•El IBM 360/91 supuso grandes avances en la arquitectura segmentada, introduciendo la
detección dinámica de riesgos de memoria, la anticipación generalizada y las estaciones de
reserva.
•El CDC 6600 fue otro importante computador de microprocesador segmentado, al que se
considera el primer supercomputador.
•El último gran hito de la Arquitectura de Computadores fue la segmentación superescalar,
propuesta por John Cocke, que consiste en ejecutar muchas instrucciones a la vez en el mismo
microprocesador. Los primeros procesadores superescalares fueron los IBM Power-1.
Avances
Hay que destacar que los grandes avances en la construcción de microprocesadores se deben
más a la Arquitectura de Computadores que a la miniaturización electrónica. El
microprocesador se compone de muchos componentes. En los primeros procesadores gran
parte de estos estaban ociosos el 90% del tiempo.
Sin embargo hoy en día los componentes están repetidos una o más veces en el mismo
microprocesador, y los cauces están hechos de forma que siempre están todos los
componentes trabajando. Por eso los microprocesadores son tan rápidos y tan productivos.
Esta productividad tan desmesurada, junto con el gran número de transistores por
microprocesador (debido en parte al uso de memorias caché) es lo que hace que se necesiten
los inmensos sistemas de refrigeración que se usan hoy en día. Inmensos en comparación con
el microprocesador, que habitualmente consiste en una cajita de 2 centímetros de largo y de
ancho por 1 milímetro de altura, cuando los refrigeradores suelen tener volúmenes de al
menos 5 centímetros cúbicos.
Funcionamiento
El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios en la memoria
principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases:
•PreFetch, Pre lectura de la instrucción desde la memoria principal,
•Fetch, envío de la instrucción al decodificador,
•Decodificación de la instrucción, es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se
debe hacer,
•Lectura de operandos (si los hay),
•Ejecución,
•Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.
Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura
del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos
viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido
para realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal.
Velocidad
Actualmente se habla de frecuencias de Gigaherzios (GHz.), o de Megaherzios (MHz.). Lo que
supone miles de millones o millones, respectivamente, de ciclos por segundo. El indicador de
la frecuencia de un microprocesador es un buen referente de la velocidad de proceso del
mismo, pero no el único.
La cantidad de instrucciones necesarias para llevar a cabo una tarea concreta, así como la
cantidad de instrucciones ejecutadas por ciclo ICP, son los otros dos factores que determinan
la velocidad de la CPU. La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea depende
directamente del juego de instrucciones disponible, mientras que ICP depende de varios
factores, como el grado de supersegmentación y la cantidad de unidades de proceso o
"pipelines" disponibles, entre otros. La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una
tarea depende directamente del juego de instrucciones.
Bus de datos
El microproceador lee y escribe datos en la memoria principal y en los dispositivos de
entrada/salida. Estas transferencias se realizan a través de un conjunto de conductores que
forman el bus de datos. El número de conductores suele ser potencia de 2.
Hay buses de 4, 8, 16, 32, 64, ... conductores. Los modelos de la familia x86, a partir del 80386,
trabajan con bus de datos de 32 bits, y a partir del Pentium con bus de 64 bits. Pero los
microprocesadores de las tarjetas gráficas, que tienen un mayor volumen de procesamiento
por segundo, se ven obligados a aumentar este tamaño, y así tenemos hoy en día
microprocesadores gráficos que trabajan con datos de 128 ó 256 bits.
Estos dos tipos de microprocesadores no son comparables, ya que ni su juego de instrucciones
ni su tamaño de datos son parecidos y por tanto el rendimiento de ambos no es comparable
en el mismo ámbito.
La arquitectura x86 se ha ido ampliando a lo largo del tiempo a través de conjuntos de
operaciones especializadas denominadas "extensiones", las cuales han permitido mejoras en el
procesamiento de tipos de información específica. Este es el caso de las extensiones MMX y
SSE de Intel, y sus contrapartes, las extensiones 3DNow! de AMD. A partir de 2003, el
procesamiento de 64 bits fue incorporado en los procesadores de arquitectura x86 a través de
la extensión AMD64 y posteriormente con la extensión EM64T en los procesadores AMD e
Intel respectivamente.
Zócalos
El zócalo o socket es una matriz de pequeños agujeros ubicados en una placa madre, es la base
donde encajan, sin dificultad, los pines de un microprocesador. Esta matriz permite la conexión
entre el microprocesador y el resto del equipo. En las primeras computadoras personales el
microprocesador venía directamente soldado a la placa base, pero la aparición de una amplia
gama de microprocesadores llevó a la creación de los zócalos.
En general cada familia de microprocesadores requiere un tipo distinto de zócalo, ya que
existen diferencias en el número de pines, su disposición geométrica y la interconexión
requerida con los componentes de la placa base. Por tanto, no es posible conectar un
determinado microprocesador a una placa base diseñada para otro.
Puertos de entrada y salida
El microprocesador tiene puertos de entrada/salida en el mismo circuito integrado. El chipset
es un conjunto de circuitos integrados que se encarga de realizar las funciones que el
microprocesador delega en ellos. El conjunto de circuitos integrados auxiliares necesarios por
un sistema para realizar una tarea suele ser conocido como chipset, cuya traducción literal del
inglés significa conjunto de circuitos integrados. Se designa circuito integrado auxiliar al
circuito integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el funcionamiento del
mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar; sin
embargo, el término chipset se suele emplear en la actualidad cuando se habla sobre las placas
base de los IBM PCs.
Chipset
El chipset es un conjunto de circuitos integrados diseñado para trabajar conjuntamente y
generalmente vendido como un único producto. En el mundo de los computadores personales
se disponían muchos circuitos integrados como apoyo al microprocesador tales como el
controlador de interrupciones, controlador de acceso directo a memoria, controlador de reloj,
etc. Para reducir el número de circuitos se fueron creando circuitos más complejos que
incluían multiples funcionalidades en su interior.
Esos circuitos son los que actualmente se denominan chipset del computador y son
responsables en una medida importante del rendimiento global del mismo.
Se ha comparado al Chipset con la "médula espinal": "una persona puede tener un buen
cerebro, pero si la médula falla, todo el cuerpo no sirve para nada".
Las computadoras personales actuales tienen chipset formado por 2 circuitos auxiliares al
procesador principal:
•El puente norte que se utiliza como puente de enlace entre el microprocesador y la memoria,
controlando los accesos hacia y desde el microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico
y las comunicaciones con el puente sur.
•El puente sur que controla los dispositivos asociados, es decir se encarga de comunicar el
procesador con el resto de los periféricos. (los controladores de disco, puertos de entrada y
salida, como USB, etc.)
Arquitecturas
• 65xx
•MOS Technology 6502
•Western Design Center 65xx
•ARM
•Altera Nios, Nios II
•AVR (puramente microcontroladores)
•EISC
•RCA 1802 (aka RCA COSMAC, CDP1802)
•DEC Alpha
•Intel
•Intel 4556, 4040
•Intel 8970, 8085, Zilog Z80
•Intel Itanium
•Intel i860
•Intel i515
•LatticeMico32
•M32R
•MIPS
•Motorola 88000 (antecesor de la familia PowerPC con el IBM POWER)
•IBM POWER (antecesor de la familia PowerPC con el Motorola 88000)
•Familia PowerPC, G3, G4, G5
•NSC 320xx
•OpenRISC
•PA-RISC
•National Semiconductor SC/MP ("scamp"
•Signetics 2650
•SPARC
•SuperH family
•Transmeta Crusoe, Transmeta Efficeon (arquitectura VLIW, con emulador de la IA32 de 32-bit
Intel x86)
•INMOS Transputer
•x86
•Intel 8086, 8088, 80186, 80188 (arquitectura x86 de 16-bit con sólo modo real)
•Intel 80286 (arquitectura x86 de 16-bit con modo real y modo protegido)
•IA-32 arquitectura x86 de 32-bits
•x86-64 arquitectura x86 de 64-bits * Cambridge Consultants XAP
Evolución del microprocesador
1971: Intel 4004.
Nota: Fue el primer microprocesador comercial. Salió al mercado el 15 de noviembre de 1971.
El Intel 4004 (i4004), un CPU de 4bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así
como el primero disponible comercialmente. Aproximadamente al mismo tiempo, algunos
otros diseños de CPU en circuito integrado, tales como el militar F14 CADC de 1970, fueron
implementados como chipsets, es decir constelaciones de múltiples chips.
1974: Intel 8008
El Intel 8008 (i8008) es un microprocesador diseñado y fabricado por Intel que fue lanzado al
mercado en abril de 1972. Codificado inicialmente como 1201, fue pedido a Intel por
Computer Terminal Corporation para usarlo en su terminal programable Datapoint 2200, pero
debido a que Intel terminó el proyecto tarde y a que no cumplía con la expectativas de
Computer Terminal Corporation, finalmente no fue usado en el Datapoint 2200.
Posteriormente Computer Terminal Corporation e Intel acordaron que el i8008 pudiera ser
vendido a otros clientes.
El conjunto de instrucciones del i8008 y de todos los procesadores posteriores de Intel está
fuertemente basado en las especificaciones de diseño de Computer Terminal Corporation. El
i8008 emplea direcciones de 14 bits, pudiendo direccionar hasta 16 KB de memoria.
1975: MOS 6502
El MOS 6502 o MOS Technology 6502 fue un microprocesador de 8 bits diseñado por MOS
Technology en 1975. Cuando fue introducido fue, por un largo trecho, el más barato CPU con
características completas del mercado, en alrededor de un sexto del precio, o menos, que
diseños con los que competía de compañías más grandes como Motorola e Intel.
1976: Zilog Z80
Microprocesador de 8 bits cuya arquitectura se encuentra a medio camino entre la
organización de acumulador y de registros de propósito general. Si consideramos al Z80 como
procesador de arquitectura de registros generales, se sitúa dentro del tipo de registromemoria.
Fue lanzado al mercado en julio de 1976 por la compañía Zilog, y se popularizó en los años 80 a
través de ordenadores como el Amstrad CPC, el Sinclair ZX-Spectrum o los ordenadores de
sistema MSX. Es uno de los procesadores de más éxito del mercado, del cual se han producido
infinidad de versiones clónicas, y sigue siendo usado de forma extensiva en la actualidad en
multitud de dispositivos empotrados.
1978: Intel 8086, al 1979: Intel 8088
Los Intel 8086 e Intel 8088 (i8086, llamado oficialmente iAPX 86, e i8088) son dos
microprocesadores de 16 bits diseñados por Intel en 1978, iniciadores de la arquitectura x86.
La diferencia entre el i8086 y el i8088 es que este último utiliza un bus externo de 8 bits, para
poder emplear circuitos de soporte al microprocesador más económicos, en contraposición al
bus de 16 bits del i8086.
1982: Intel 80286
El Intel 80286 (llamado oficialmente iAPX 286, también conocido como i286 o 286) es un
microprocesador de 16 bits de la familia x86, que fue lanzado al mercado por Intel el 1 de
febrero de 1982. Las versiones iniciales del i286 funcionaban a 6 y 8 MHz, pero acabó
alcanzando una velocidad de hasta 25 MHz. El i286 fue el microprocesador más empleado en
los IBM PC y compatibles entre mediados y finales de los años 80 .
El i286 funciona el doble de rápido por ciclo de reloj que su predecesor (el Intel 8086) y puede
direccionar hasta 16 Mbytes de memoria RAM, en contraposición a 1 Mbyte del i8086.
1985: Intel 80386, AMD80386
El Intel 80386 (i386, 386) es un microprocesador CISC con arquitectura x86. Durante su diseño
se le llamó 'P3', debido a que era el prototipo de la tercera generación x86. El i386 fue
empleado como la unidad central de proceso de muchos ordenadores personales desde
mediados de los años 80 hasta principios de los 90.
Fabricado y diseñado por Intel, el procesador i386 fue lanzado al mercado el 16 de octubre de
1985. Intel estuvo en contra de fabricarlo antes de esa fecha debido a que los costes de
producción lo hubieran hecho poco rentable. Los primeros procesadores fueron enviados a los
clientes en 1986. Del mismo modo, las placas base para ordenadores basados en el i386 eran
al principio muy elaboradas y caras, pero con el tiempo su diseño se racionalizó.
El microprocesador AMD80386 fue creado por AMD en 1991. Era un procesador con
características semejantes al Intel 80386 y compatible 100% con este último, lo que le valió
varios recursos legales de Intel por copiar su tecnología. Tenía una velocidad de hasta 40 MHz
lo que superaba a su competidor que sólo llegó a los 33 MHz.
Fue la primera aparición de AMD en solitario en el mercado de los procesadores para el gran
público y tuvo un éxito aceptable teniendo en cuenta que el mercado estaba totalmente
ocupado por Intel.
1989: Intel 80486
Los Intel 80486 (i486, 486) son una familia de microprocesadores de 32 bits con arquitectura
x86 diseñados por Intel.
Los i486 son muy similares a sus predecesores, los Intel 80386. La diferencias principales son
que los i486 tienen un conjunto de instrucciones optimizado, una unidad de coma flotante y
un caché unificado integrados en el propio circuito integrado del microprocesador y una
unidad de interfaz de bus mejorada. Estas mejoras hacen que los i486 sean el doble de rápidos
que un i386 a la misma velocidad de reloj.
De todos modos, algunos i486 de gama baja son más lentos que los i386 más rápidos.
La velocidades de reloj típicas para los i486 eran 16 MHz (no muy frecuente), 20 MHz
(tampoco frecuente), 25 MHz, 33 MHz, 40 MHz, 50 MHz (típicamente con duplicación del
reloj), 66 MHz (con duplicación del reloj), 75 MHz (con triplicación del reloj), 100 MHz (también
con triplicación del reloj) y 120 MHz (con cuatriplicación de reloj en una variante de AMD, el
Am486-DX5).
1993: Intel Pentium, AMD K5,
Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86 producidos por la
compañía Intel.
El microprocesador Pentium se lanzó al mercado el 22 de marzo de 1993, sucediendo al
procesador Intel 80486. Intel no lo llamó 586 debido a que no es posible registrar una marca
compuesta solamente de números y a que la competencia utilizaba hasta ahora los mismos
números que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486, IBM 486...). También es
conocido por su nombre clave P54C.
El AMD K5 es un microprocesador tipo x86, rival directo del Intel Pentium - así como del
80586. Fue primer procesador propio que desarrollo AMD.
La arquitectura RISC86 del AMD K5 era más semejantemente a la arquitectura del Intel
Pentium Profesional del Pentium. El K5 es internamente un Procesador RISC con una Unidad
x86- decodificada que desmantela todos los comandos x86 de la aplicación en comandos RISC.
Este principio se usa hasta hoy en todos los CPUs x86.
En todos los aspectos era superior el K5 al Pentium, sin embargo AMD tenía los problemas
grandes con el desarrollo vs tiempo y con producción vs cosecha. Por esta razón fue necesario
esperar un año después de lo planeado para poderlo sacar al mercado. Fue lanzado el 27 de
marzo de 1996. Esta versión todavía era de tipo "provisional", y fue conocido como SSA/5, con
los errores en el L1-escondidos. En la siguiente fase se comercializó como 5K86 y después se
renombró como K5.
1995: Intel Pentium Pro
El Pentium Pro es la sexta generación de arquitectura x86 de los microprocesadores de Intel,
cuya meta era remplazar al Intel Pentium en toda la gama de aplicaciones, pero luego se
centró como chip en el mundo de los servidores y equipos de sobremesa de gama alta.
Posteriormente Intel lo dejó de lado a favor de su gama de procesadores de altas prestaciones
llamada Xeon.
A pesar del nombre, el Pentium Pro es realmente diferente de su procesador antecesor, el
Intel Pentium, ya que estaba basado en el entonces nuevo núcleo P6 (que se vería modificado
para luego ser usado en el Intel Pentium II, Intel Pentium III e Intel Pentium M).
Además utilizaba el Socket 8, en lugar del Socket 5 o 7 de los Pentium de la época. Las
características del núcleo del P6 era la ejecución desordenada, ejecución especulativa y una
tubería adicional para instrucciones sencillas. La ejecución especulativa (era la ejecución
provisional de código después de un salto que no se sabía si iba a ser realizado),
1997: Intel Pentium II, AMD K6
El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 diseñado por Intel, introducido en el
mercado el 7 de mayo de 1997. Está basado en una versión modificada del núcleo P6, usado
por primera vez en el Intel Pentium Pro.
Los cambios fundamentales respecto a éste último fueron mejorar el rendimiento en la
ejecución de código de 16 bits, añadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar la memoria
caché de segundo nivel del núcleo del procesador, colocándola en una tarjeta de circuito
impreso junto a éste.
El Pentium II se comercializó en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj de entre
166 y 450 MHz. La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz, pero en las versiones a
partir de los 333 MHz se aumentó a 100 MHz.
Poseía 32 KB de memoria caché de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros 16 KB
para instrucciones.
En 1997 AMD lanzó el microprocesador AMD K6.
Éste procesador estaba diseñado para funcionar en placas base Pentium. La principal ventaja
del AMD con respecto al Pentium era su precio, bastante más barato con las mismas
prestaciones. El K6 tuvo una gran aceptación en el mercado presentándose como un rival
fuerte para Intel. Su sucesor fue el microprocesador K6-2.
Con el K6, AMD no sólo consiguió hacerle la competencia a Intel en el terreno de los Pentium
MMX, sino que además amargó lo que de otra forma hubiese sido un placido dominio del
mercado, ofreciendo un procesador que casi se pone a la altura del mismísimo Pentium II.
En cuanto a potencia bruta, si comparamos sus prestaciones en la ejecución de software de 16
bits, vemos que la diferencia es escasa entre todos los procesadores, quedando como único
rezagado el Pentium Pro.
1999: Intel Pentium III, AMD K6-2,
El K6-2 es un microprocesador x86 manufacturado por AMD, disponible en velocidades desde
los 233 a los 550 MHz. Tiene un caché de nivel 1 de 64 KB (32 KB de instrucciones y 32 KB de
datos), funciona desde 2.2 a 2.4 voltios, fue manufacturado usando 0.25 micrometros, tiene
9.3 millones de transistores, y usa un socket Socket 7 o Super Socket 7.
El K6-2 fue diseñado como un competidor para el levemente más viejo y significantemente
más costoso Intel Pentium II. El funcionamiento de los dos procesadores era muy similar: el
anterior K6 tiende a ser más rápido para uso general, el producto de Intel era claramente
superior en las tareas de punto flotante. El K6-2 fue un procesador muy exitoso y proveyó a
AMD con la base del marketing y la estabilidad financiera necesaria para introducir al mercado
el Athlon.
El K6-2 fue el primer procesador de AMD en introducir un set de instrucciones de punto
flotante SIMD (llamado 3DNow! por AMD), que podía mejorar sustancialmente el rendimiento
de las aplicaciones 3D. Este batió el marcado en relación al similar, pero más complicado, set
de instrucciones SSE de Intel por varios meses.
El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel; el cual es una
modificación del Pentium Pro. Fue lanzado el 26 de febrero de 1999.
Las primeras versiones eran muy similares al Pentium II, siendo la diferencia más importante la
introducción de las instrucciones SSE. Al igual que con el Pentium II, existía una versión Celeron
de bajo presupuesto y una versión Xeon para quienes necesitaban de gran poder de cómputo.
Esta línea ha sido eventualmente reemplazada por el Pentium 4, aunque la línea Pentium M,
para equipos portátiles, esta basada en el Pentium III.
2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Duron.
El Pentium 4 (erróneamente escrito Pentium IV) es un microprocesador de séptima generación
basado en la arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primer microprocesador con un
diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995.
El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado en
noviembre de 2000.Para la sorpresa de la industria informática, el Pentium 4 no mejoró el
viejo diseño P6 según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el
proceso de enteros u operaciones de coma flotante.
La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor
cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE. Al igual que los demás
procesadores de Intel, el Pentium 4 se comercializa en una versión para equipos de bajo
presupuesto (Celeron), y una orientada a servidores de gama alta (Xeon).
Las distintas versiones son: Willamette, Northwood, Extreme Edition, Prescott y Cedar Mill.
El Itanium 2 es un procesador de arquitectura IA-64 que fue desarrollada conjuntamente por
Intel y Hewlett-Packard, introducida en julio de 2002.
Todos los procesadores Itanium 2 comparten una misma jerarquía de memoria caché. Todos
tenían una caché de nivel 1 de 16 KB para instrucciones y otra de 16 KB para datos. La caché de
nivel 2 está unificada (es la misma para datos e instrucciones) y tiene un tamaño de 256 KB.
La caché de nivel 3 también está unificada y varía el tamaño desde los 1,5 MB hasta los 9 MB.
En una elección interesante del diseño, la caché de nivel 2 contenía suficiente lógica para el
manejo de las operaciones de los semáforos (mecanismos de sincronización del kernel) sin
molestar a la ALU.
El bus del Itanium 2 tenía velocidades desde 200 MHz hasta los 333 MHz.
Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con la
arquitectura x86, diseñados por AMD.
El Athlon original, Athlon Classic, fue el primer procesador x86 de séptima generación y en un
principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores de Intel. AMD ha
continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octava generación Athlon 64.
AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con los Athlon, por
lo tanto con arquitectura x86. Fueron diseñados para competir con la línea de procesadores
Celeron de Intel.
La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64 KBytes de
memoria caché de segundo nivel (L2), frente a los 256 KBytes de los Athlon.
2004: Intel Pentium M
Introducido en marzo de 2003, el Intel Pentium M es un microprocesador con arquitectura x86
(i686) diseñado y fabricado por Intel. El procesador fue originalmente diseñado para su uso en
computadoras portátiles. Su nombre en clave antes de su introducción era "Banias". Todos los
nombres clave del Pentium M son lugares de Israel, la ubicación del equipo de diseño del
Pentium M.
El Pentium M representa un cambio radical para Intel, ya que no es una versión de bajo
consumo del Pentium 4, sino una versión fuertemente modificada del diseño del Pentium III
(que a su vez es una modificación del Pentium Pro).
Está optimizado para un consumo de potencia eficiente, una característica vital para ampliar la
duración de la batería de las computadoras portátiles.
2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition con hyper threading, Intel Core Duo, AMD Athlon
64, AMD Athlon 64 X2, AMD Sempron 128.
Los procesadores Pentium D fueron introducidos por Intel en el Spring 2005 Intel Developer
Forum. Un chip Pentium D consiste básicamente en dos procesadores Pentium 4 (de núcleo
Prescott) con pequeñas mejoras internas, metidos ambos en una única pieza de silicio con un
proceso de fabricación de 90 nm. El nombre en clave del Pentium D antes de su lanzamiento
era "Smithfield". Incluye una tecnología DRM (Digital rights management) para hacer posible
un sistema de protección anticopia de la mano de Microsoft.
Existen cinco variantes del Pentium D:
• Pentium D 805, a 2,6 GHz (el único Pentium D con FSB de 533 MHz)
• Pentium D 820, a 2,8 GHz con FSB de 800 MHz
• Pentium D 830, a 3,0 GHz con FSB de 800 MHz
• Pentium D 840, a 3,2 GHz con FSB de 800 MHz
• Pentium D Extreme Edition, a 3,2 GHz, con Hyper Threading y FSB de 800 MHz. Nota: no
confundir con el Pentium 4 Extreme Edition, a 3,73 GHz, que únicamente posee un único
núcleo Prescott)
Cada uno de ellos posee dos núcleos Smithfield que a su vez estan basados en el núcleo
Prescott, están fabricados en un proceso de 90 nm, con 1 MB de memoria caché L2 para cada
núcleo.
Todos los Pentium D incluyen la tecnología EM64T, que les permite trabajar con datos de 64
bits nativamente, incluyen soporte para la tecnología Bit NX, además de ser compatibles (a
partir del modelo 820) con la tecnología Intel VT (para Virtualización por hardware) e Intel
Viiv™.
Las placas base que los soportan son las que utilizan los chipsets 101, 102, 945, 946, 965 y 975.
Intel Core Duo Microprocesador con dos núcleos de ejecución, lanzado en enero del 2006. El
microprocesador Intel® Core Duo está optimizado para las aplicaciones de subprocesos
múltiples y para la multitarea.
Puede ejecutar varias aplicaciones exigentes simultáneamente, como juegos con gráficos
potentes o programas que requieran muchos cálculos, al mismo tiempo que puede descargar
música o analizar su PC con su antivirus en segundo plano.
Este microprocesador implementa 2Mb de caché compartida para ambos núcleos más un bus
frontal de 667Mhz; además implementa un nuevo juego de instrucciones para multimedia
(SSE3) y mejoras para las SSE y SSE2. Sin embargo, el desempeño con enteros es ligeramente
inferior debido a su caché con mayor latencia. También incluye soporte para la tecnología Bit
NX.
Intel® Core Duo es el primer microprocesador de Intel usado en las computadoras Apple
Macintosh.
El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generación que implementa el
conjunto de instrucciones AMD64, que fueron introducidas con el procesador Opteron.
Por primera vez en la historia de la informática, el conjunto de instrucciones x86 no ha sido
ampliado por Intel. De hecho Intel ha usado este mismo conjunto de instrucciones para sus
posteriores procesadores, como el Xeon Nocona. Intel llama a su implementación Extended
Memory Technology -Tecnología de Memoria Extendida- (EM64T), y es completamente
compatible con la arquitectura AMD64. La arquitectura AMD64 parece que será la arquitectura
informática dominante de la generación de 64 bits, al contrario que alternativas como la
arquitectura IA-64 de Intel.
El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado del
microprocesador y otras mejoras de arquitectura que le dan un mejor rendimiento que los
anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad, incluso ejecutando código
heredado de 32 bits.
El AMD Athlon 64 x2 es un microprocesador de 64 bits de doble núcleo producido por AMD.
Este microprocesador fue introducido para el socket 939 (en 90 nm SOI) y para el socket AM2
(en 90 nm y 65 nm SOI) con un bus HyperTransport de 2000 Mhz y un TDP de 110W-89W y
soporte de memoria DDR2 a partir de los modelos AM2 y conjunto de instrucciones SSE3.
Cada núcleo cuenta con una unidad de cache independiente, y tienen entre 154 a 233.2
millones de transistores dependiendo del tamaño de la cache. Los nuevos procesadores que
aparecieron en el mes de Julio del 2006 para el socket AM2 contaron con soporte para
memoria DDR2, fueron fabricados en 90 nm y 65nm SOI e incluyeron tecnologías de
virtualización y mejoras en el consumo de energía.
La principal característica de estos procesadores es que contienen dos núcleos y pueden
procesar varias áreas a la vez rindiendo mucho mejor que los procesadores de un único núcleo.
Además su arquitectura es de 64-bits.
El microprocesador AMD Turion 64 X2 es una versión de bajo consumo del procesador AMD
Athlon 64 X2 destinada a los ordenadores portátiles, y constituye la respuesta comercial de
AMD a la plataforma Centrino CORE DUO de Intel.
2006: Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Extreme, AMD Athlon FX.
El microprocesador Core 2 Duo de Intel es la continuación de los Pentium D y Core Duo.
El acceso a memoria inteligente optimiza el ancho de banda de datos. Su arquitectura se basa
en la del Pentium M, pues demostró ser mucho más eficiente que la arquitectura de Pentium
4.
Los procesadores han sido comparados con los más potentes procesadores hasta el momento
de AMD, que hasta la fecha de salida de Intel eran los procesadores más rápidos disponibles, y
los procesadores Conroe presumieron de una ejecución mucho más rápida de hasta un 40%
más potente que procesador Pentium 4, y con un consumo 40% menor que este.
El Core 2 Duo es un procesador con un pipeline de 14 etapas lo que le permite escalar más en
frecuencia que su antecesor directo: el Core 1, que tenía 12 etapas al igual que el Athlon 64.
Tiene, además, un motor de ejecución ancho con tres ALUs, cuatro FPUs, y tres unidades de
SSE de 128 bits. Estas dos características hacen que sea el procesador x86 que más
instrucciones por ciclo puede lograr.
2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMD Quad FX
Intel Core 2 Quad o Intel Core Quad son una serie de procesadores de Intel con 4 núcleos y de
64 bits. Según el fabricante, estos procesadores son un 70% más rápidos que los Core 2 Duo.
Intel tiene en mente lanzar los procesadores de 4 núcleos para portátiles en el primer
semestre de 2008, con el nombre de "Penryn" y será una actualización de los denominados
Intel Santa Rosa que se utilizan actualmente.
El AMD Quad Core es un microprocesador de la empresa AMD (Advanced Micro Devices Inc.)
con fecha de salida en los proximos meses. Es el primer procesador de 4 núcleos de AMD,
aunque no es el primero de 4 núcleos en la era de las computadoras. El nombre tecnico para
estos procesadores es AMD K10.
Los nombres claves revelados por AMD para esta nueva linea de procesadores de cuatro
núcleos para servidores y computadoras de sobremesa son:
Barcelona: Procesador de 4 núcleos para servidores que rondarán velocidades de reloj desde
los 1,7Ghz hasta los 2Ghz. Con este procesador AMD renueva la lista de procesadores para
servidores, estará disponible para socket AM2.
Phenom: Version de 4 núcleos para sobremesa y que va dirigida a entusiastas y usuarios
exigentes, pretende ser la competencia de los Core 2 Duo y de los Quad 2 Cores tendrá núcleos
Agena.
Rana: Version de 2 núcleos de computadoras de sobremesa su intencion es la de sustituir a la
línea Sempron, correran a una velocidad de 2,1 a 2,3Ghz.
Kuma: Version de 2 núcleos del Phenom para la gama media de procesadores, correran a
velocidades de 2,0 a 2,9Ghz.
Spica: Version mono-núcleo de la nueva linea de AMD. (Notese que AMD planea lanzar 2 líneas
de procesadores de gama media aún no se sabe si absorberan a los Sempron o coexistirán)
Para no quedarse atrás, AMD saca al mercado los procesadores de Plataforma AMD Quad FX
con Arquitectura de Conexión Directa de Doble Socket.
Esta serie tiene las siguientes versiones:
• FX-70 de velocidad: 2.6 GHz
• FX-72 de velocidad: 2.8 GHz
• FX-74 de velocidad: 3.0 GHz
Cada una de estas versiones cuenta con “3 enlaces de tecnología HyperTransport” por
procesador, a diferencia del AMD FX-62 que solo llega a tener 1 enlace.
También hubo una mejora en el “Cache de alto rendimiento integrado al procesador” que es
de:
• L1: Total 512 KB (256 KB por procesador
• L2: Total 4 MB (2 MB por procesador)
A pesar de todo este rendimiento AMD ya está pensando en algo más potente y seguramente
veremos muy pronto procesadores de 8 núcleos nativo.
2008: Procesadores Intel y AMD con más de 8 núcleos.
WEBGRAFÍA
http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/1872096/Historia-de-losProcesadores.html
http://procesadorescompu-jlvm.blogspot.com/p/historia.html