EVOLUCIÓN DE LOS MICROPROCESADORE

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FAMILIA INTEL

Han pasado más de 25 años desde que Intel diseñó el primer microprocesador, siendo la compañía pionera en el campo de la fabricación de estos productos, y que actualmente cuenta con más del 90 por ciento del mercado. Un tiempo en el que todo ha cambiado enormemente.

HISTORIA

El día 15 de noviembre de1971 INTEL crea su primer procesador el 4004, fue el primer procesador del mundo. Se trataba de un controlador programable de 4 bits. Era capaz de direccionar 4096 posiciones de memoria de 4 bits de ancho (1 nibble). El set de instrucciones del 4004 contenía solo 45 instrucciones. La tasa de ejecución de instrucciones era de 50 KIPs (kilo-instrucciones por segundo).

MICROPROCESADOR 4004

Principal ventaja del 4004: Era que su peso no superaba los 30 gramos.

Principal problema del 4004: que tenía este procesador de 4 bits era su velocidad, el largo de la palabra (4 bits) y el tamaño de la memoria.

La evolución de los procesadores de 4 bits finalizó con el lanzamiento del 4040, una mejora del primer 4004. El 4040 operaba a mayor velocidad que el 4004, sin embargo no había mejoras en cuanto al tamaño de la palabra y a la memoria.

MICROPROCESADOR 4040

Fue creado el 1 de abril de 1972 una versión extendida a 8 bits del 4004. Este procesador podía direccionar a un espacio de memoria expandido a 16 Kbytes. Además contenía instrucciones adicionales (un total de 48) que permitía su uso en aplicaciones más avanzadas.

MICROPROCESADOR 8008

Alrededor de 1973, el reducido tamaño de la memoria del 8008, su escaza velocidad y su limitado set de instrucciones, condujeron al lanzamiento del 8080, el primer microprocesador moderno de 8 bits. Ejecutaba a una velocidad 10 veces mayor que el 8008. Una operación de suma requería solo 2m s (500.000 instrucciones por segundo). El 8080 podía, además, direccionar el cuádruple de memoria, es decir 64 Kbytes.

MICROPROCESADOR 8080

Fue creado En 1977. Este fue el último procesador de propósito general de 8 bits que desarrolló Intel. Aunque el 8085 era apenas más avanzado que el 8080, ejecutaba software a una velocidad aún mayor. La operación de adición requería 1.3 ms (769.230 instrucciones por segundo).

MICROPROCESADOR 8085

Principal ventaja:

Las principales ventajas del 8085 decidían en el generador de clock interno, el controlador de sistema interno y la mayor frecuencia del clock. Este mayor grado de integración posibilitó que se redujera el costo del 8085 y que aumentara su utilidad. Intel vendió más de 100 millones de copias del 8085.

Sin embargo, el ordenador personal no pasó a ser tal hasta la aparición de IBM, el gigante azul, en el mercado. Algo que sucedió en dos ocasiones en los meses de junio de 1978 y de 1979. Fechas en las que respectivamente, hacían su aparición los microprocesadores 8086 y 8088, que pasaron a formar el denominado IBM PC.

La introducción de IBM

En 1978, Intel lanzó el microprocesador 8086 y un año después el 8088. Ambos eran procesadores de 16 bits, que eran capaces de ejecutar instrucciones en 400 ns (2.5 MIPs o 2.5 millones de instrucciones por segundo). El 8086 y el 8088 direccionaban 1 Mbyte de memoria, 16 veces más memoria que su predecesor. Esta mayor velocidad de ejecución y el mayor tamaño de memoria permitieron que el 8086 y el 8088 reemplazaran a las pequeñas minicomputadores en muchas aplicaciones.

MICROPROCESADORES 8086 y 8088

El 1 de febrero de 1982, Intel daba un nuevo vuelco a la industria con la aparición de los primeros 80286. Como principal novedad, cabe destacar el hecho de que por fin se podía utilizar la denominada memoria virtual, que en el caso del 286 podía llegar hasta 1 Giga. el 80286, una versión mejorada y totalmente compatible del 8086.

MICROPROCESADOR 80286

El 80286 también tenía arquitectura de 16 bits y era prácticamente idéntico al 8086 y 8088, excepto que podía direccionar 16 Mbytes de memoria (16 veces más). El set de instrucciones sólo tenía unas pocas instrucciones nuevas, principalmente orientadas a administrar los 15 Mbytes de memoria extra. La frecuencia del clock fue aumentada en el 80286, así que ejecutaba algunas instrucciones en 250 ns (4.0 MIPs) en la versión original de 8.0 MHz.

El año de 1985 es clave en la historia de los procesadores. El 17 de octubre Intel anunciaba la aparición del procesador 80386DX, el primero en poseer una arquitectura de 32 bits. Dicho procesador contenía en su interior en torno a los 275000 transistores, más de 100 veces los que tenía el primer 4004 después de tan sólo 14 años.

MICROPROCESADOR 80386

En 1988, Intel desarrollaba un poco tarde un sistema sencillo de actualizar los antiguos 286 gracias a la aparición del 80386SX. El 80386SX era una versión especial del 386 diseñada para ser instalada en un motherboard de 80286, permitiendo una actualización parcial de las máquinas basadas en este último procesador.

MICROPROCESADOR 80386SX

El 10 de abril de 1989 apareciera el Intel 80486DX novedades principales, la incorporación del caché de nivel 1 (L1) en el propio chip La estructura interna del 486 fue modificada para que alrededor de la mitad de las instrucciones redujeran su tiempo de ejecución de dos ciclos de clock a uno solo. La mejora en promedio de la velocidad de ejecución para una mezcla típica de instrucciones era del 50 % sobre el 80386, operando ambos a la misma frecuencia de clock.

MICROPROCESADOR 80486

Introducido en 1993. Conocidos por P5 en el mundillo de la informática. Estos procesadores pasarán a la historia por ser los primeros a los que Intel no los bautizó con un número, y sí con una palabra. Estos procesadores que partían de una velocidad inicial de 60 MHz, han llegado hasta los 200 MHz. El Pentium contiene una cache para instrucciones de 8 Kbytes y una para datos, también de 8 Kbytes. El sistema de memoria tiene un máximo de 4 Gbytes, con un bus de datos de 64 bits. La tasa de transferencia del bus es superior a los 60 MHz.

LLEGA EL PENTIUM

La característica más notable del Pentium es su procesador entero dual. El Pentium ejecuta dos instrucciones, no dependientes entre sí, simultáneamente debido a que utiliza un tecnología superescalar (contiene dos unidades de aritmética entera). Igual que el 486, el Pentium contiene una unidad de punto flotante interna, pero 5 veces más rápida.

El Pentium Pro fue creado el 27 de marzo de 1995. Este procesador contiene 21 millones de transistores, 3 unidades enteras y una de punto flotante para mejorar la performance de la mayor parte del software. Además de la cache interna de 16 Kbytes (nivel 1, L1), también contiene una cache de nivel 2 de 256 Kbytes. Otro cambio significativo es que utiliza 3 motores de ejecución, lo cual le permite ejecutar hasta 3 instrucciones a la vez. También puede direccionar tanto 4 Gbytes como 64 Gbytes debido a su bus de direcciones de 36 bits.

PENTIUM PRO

En el año 1998 fue creado el Pentium II, que viene a ser simplemente un nuevo ingenio que suma las tecnologías del Pentium Pro con el MMX. El Pentium II es el procesador más rápido de cuantos ha comercializado Intel. diseñada para procesar eficientemente audio, video y gráficos.Su encapsulado en formato cartucho Single Edge Contact (S.E.C) Cartridge, conectaba directamente la cache externa de nivel 2 al procesador.

PENTIUM II

A finales de 1999 surgió el Pentium III. Las novedades que incluyó fueron las siguientes: Fabricado en la tecnología de 0.18 µ con 256 Kb de caché de segundo nivel (L2) integrada, funcionando a la misma velocidad de reloj.Este hecho por sí solo hace que el nuevo Pentium III fuese una solución “en un solo chip”, con la CPU, el controlador de caché L2 y la propia caché. Seguiría habiendo Coppermine para Slot1 porque Intel lo quiso así.

PENTIUM III

Creado en al año 2000. El Pentium 4 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. Se estreno la arquitectura NetBurst, la cual no daba mejoras considerables respecto a la anterior P6. Intel sacrificó el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE.

PENTIUM IV

Creado en el año 2001. Cuando Intel sacó el Pentium 4 a 1,7 GHz se vio que el Athlon Thunderbird no estaba a su nivel. Además no era práctico para el overclocking, entonces para seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadores x86, AMD tuvo que diseñar un nuevo núcleo, por eso sacó el Athlon XP. Compatibilizaba las instrucciones SSE y las 3DNow! Entre las mejoras respecto al Thunderbird podemos mencionar la prerrecuperación de datos por hardware, conocida en inglés como prefetch, y el aumento de las entradas TLB, de 24 a 32.

ATHLON XP

A principios de febrero de 2004, Intel introdujo una nueva versión de Pentium 4 denominada 'Prescott'. Primero se utilizó en su manufactura un proceso de fabricación de 90 nm y luego se cambió a 65nm. Su diferencia con los anteriores es que éstos poseen 1 MB o 2 MB de caché L2 y 16 KB de caché L1 (el doble que los Northwood), Prevención de Ejecución, SpeedStep, C1E State, un HyperThreading mejorado, instrucciones SSE3, manejo de instrucciones AMD64, de 64 bits creadas por AMD, pero denominadas EM64T por Intel.

PENTIUM IV (PRESCOTT)

Fue creado en el año 2004. Presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado del microprocesador y otras mejoras de arquitectura. También presenta una tecnología de reducción de la velocidad del procesador llamada Cool'n'Quiet,. Cuando el usuario está ejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador, la velocidad del mismo y su tensión se reducen.

ATHLON 64

Creados en el año 2006. Intel lanzó ésta gama de procesadores de doble núcleo y CPUs 2x2 MCM (Módulo Multi-Chip) de cuatro núcleos con el conjunto de instrucciones x86-64. La microarquitectura Core regresó a velocidades de CPU bajas y mejoró el uso del procesador de ambos ciclos de velocidad y energía. provee etapas de decodificación, unidades de ejecución, caché y buses más eficientes, reduciendo el consumo de energía de CPUs Core 2, mientras se incrementa la capacidad de procesamiento.

INTEL CORE Y CORE 2 DUO

Creado en el año 2007. Primera generación de procesadores de tres y cuatro núcleos basados en la microarquitectura K10. tienen tecnología de 65 nanómetros lograda a través de tecnología de fabricación Silicon on insulator (SOI). Tiene caché L3 compartida para un acceso más rápido a los datos. Poseen características como controlador de memoria DDR2 integrado, tecnología HyperTransport y unidades de coma flotante de 128 bits, para incrementar la velocidad y el rendimiento de los cálculos de coma flotante.

AMD PHENOM

Creado en el año 2008. Los Core i7 son los primeros procesadores que usan la microarquitectura Nehalem. FSB es reemplazado por la interfaz QuickPath en i7 e i5 (socket 1366), y sustituido a su vez en i7, i5 e i3 (socket 1156) por el DMI eliminado el northBrige e implementando puertos PCI Express directamente. Memoria de tres canales (ancho de datos de 192 bits): cada canal puede soportar una o dos memorias DIMM DDR3. Las placa base compatibles con Core i7 tienen cuatro (3+1) o seis ranuras DIMM en lugar de dos o cuatro, y las DIMMs deben ser instaladas en grupos de tres, no dos.

INTEL CORE NEHALEM

Creados en el 2008. Phenom II es el nombre dado por AMD a una familia de microprocesadores o CPUs multinúcleo (multicore) fabricados en 45 nm, la cual sucede al Phenom original y dieron soporte a DDR3. Una de las ventajas del paso de los 65 nm a los 45 nm, es que permitió aumentar la cantidad de cache L3. De hecho, ésta se incrementó de una manera generosa, pasando de los 2 MB del Phenom original a 6 MB.

AMD PHENOM II Y ATHLON II

2010: INTEL CORE SANDY BRIDGE Los próximos procesadores de Intel de la familia core

2011: AMD BULLDOZER Los próximos procesadores de AMD de la familia Fusion

FRANKLIN MARIN PAYARES

UPC

ALGORITMOS 02