Microprocesador
La evolución del microprocesador
El microprocesador es producto surgido de la evolución de distintas
tecnologías predecesoras, básicamente, de la computación y de la tecnología de
semiconductores.
El inicio de esta última data de mitad de la década de 1950; estas tecnologías
se fusionaron a principios de los años 70, produciendo el primer
microprocesador. Dichas tecnologías iniciaron su desarrollo a partir de la
segunda guerra mundial;.
Breve historia
El pionero de los actuales microprocesadores: el 4004 de
Intel.
Motorola 6800.
Zilog Z80 A.
Intel 80286, más conocido como 286.
Intel 80486, conocido también como 486SX de 33Mhz.
IBM PowerPC 601.
Parte posterior de un Pentium Pro. Este chip en particular
es de 200 MHz, con 256 KiB de cache L2.
AMD K6 original.
Intel Pentium II; se puede observar su estilo de zócalo
diferente.
Intel Celeron "Coppermine 128" de 600 MHz.
Intel Pentium III.
En
1971 la
compañía
Intel
consiguió por primera vez poner todos los transistores que constituían un
procesador sobre un único circuito integrado, el
"4004 "',
nacía el microprocesador.
Seguidamente se expone una lista ordenada cronológicamente de los
microprocesadores más populares que fueron surgiendo.
El 4004 fue el primer microprocesador del mundo, creado en un simple chip, y
desarrollado por Intel. Era un CPU de 4 bits y también fue el primero
disponible comercialmente.
1972: El Intel 8008
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.
Posteriormente Computer Terminal Corporation e Intel acordaron que el i8008
pudiera ser vendido a otros clientes.
Cuando Intel sacó el
Pentium 4 a 1,7 GHz en abril de 2001 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, y sacó el
Athlon XP.
Este compatibilizaba las instrucciones
SSE y las 3DNow! Entre
las mejoras respecto al Thunderbird se puede mencionar la prerrecuperación de
datos por hardware, conocida en inglés como
prefetch, y el aumento de
las entradas TLB, de 24 a 32.
- 2004:
El Intel Pentium 4 (Prescott)
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 MiB o 2 MiB de caché L2 y 16 KiB 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, sin
embargo por graves problemas de temperatura y consumo, resultaron un fracaso
frente a los Athlon 64.
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. 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 que el
Athlon XP funcionando a la misma velocidad, incluso ejecutando código heredado
de 32 bits.El Athlon 64 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, baja la
velocidad del mismo y su tensión se reduce.
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, basado
en el la nueva arquitectura Core de Intel. La
microarquitectura
Core regresó a velocidades de CPU bajas y mejoró el uso del procesador de ambos
ciclos de velocidad y energía comparados con anteriores NetBurst de los CPU
Pentium 4/D2. La microarquitectura Core provee etapas de decodificación,
unidades de ejecución, caché y buses más eficientes, reduciendo el consumo de
energía de CPU Core 2, mientras se incrementa la capacidad de procesamiento.
Los CPU de Intel han variado muy bruscamente en consumo de energía de acuerdo a
velocidad de procesador, arquitectura y procesos de semiconductor, mostrado en
las tablas de disipación de energía del CPU. Esta gama de procesadores fueron
fabricados de 65 a 45 nanómetros.
Phenom fue el nombre dado por Advanced Micro Devices (AMD) a la primera
generación de procesadores de tres y cuatro núcleos basados en la
microarquitectura K10. Como característica común todos los Phenom tienen
tecnología de 65 nanómetros lograda a través de tecnología de fabricación
Silicon on insulator (SOI). No obstante, Intel, ya se encontraba fabricando
mediante la más avanzada tecnología de proceso de 45 nm en 2008. Los
procesadores Phenom están diseñados para facilitar el uso inteligente de
energía y recursos del sistema, listos para la virtualización, generando un
óptimo rendimiento por vatio. Todas las CPU Phenom poseen características tales
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. La arquitectura
Direct Connect asegura que los cuatro núcleos tengan un óptimo acceso al
controlador integrado de memoria, logrando un ancho de banda de 16 Gb/s para
intercomunicación de los núcleos del microprocesador y la tecnología
HyperTransport, de manera que las escalas de rendimiento mejoren con el número
de núcleos. Tiene caché L3 compartida para un acceso más rápido a los datos (y
así no depende tanto del tiempo de latencia de la RAM), además de
compatibilidad de infraestructura de los zócalos AM2, AM2+ y AM3 para permitir
un camino de actualización sin sobresaltos. A pesar de todo, no llegaron a
igualar el rendimiento de la serie Core 2 Duo.
Intel Core i7 es una familia de procesadores de cuatro núcleos de la
arquitectura Intel
x86-64. Los Core i7 son los primeros
procesadores que usan la microarquitectura Nehalem de Intel y es el sucesor de
la familia Intel Core 2. FSB es reemplazado por la interfaz QuickPath en i7 e
i5 (zócalo 1366), y sustituido a su vez en i7, i5 e i3 (zócalo 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. El
Hyperthreading
fue reimplementado creando núcleos lógicos. Está fabricado a arquitecturas de
45 nm y 32 nm y posee 731 millones de transistores su versión más potente. Se
volvió a usar frecuencias altas, aunque a contrapartida los consumos se
dispararon.
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 MiB del Phenom original a 6
MiB.
Entre ellos, el Amd Phenom II X2 BE 555 de doble núcleo surge como el
procesador binúcleo del mercado. También se lanzan tres Athlon II con sólo
Cache L2, pero con buena relación precio/rendimiento. El Amd Athlon II X4 630
corre a 2,8 GHz. El Amd Athlon II X4 635 continua la misma línea.
AMD también lanza un triple núcleo, llamado Athlon II X3 440, así como un
doble núcleo Athlon II X2 255. También sale el Phenom X4 995, de cuatro
núcleos, que corre a más de 3,2GHz. También AMD lanza la familia Thurban con 6
núcleos físicos dentro del encapsulado
Llegan para remplazar los chips Nehalem, con Intel Core i3, Intel Core i5 e
Intel Core i7 serie 2000 y Pentium G.
Intel lanzó sus procesadores que se conocen con el nombre en clave Sandy
Bridge. Estos procesadores Intel Core que no tienen sustanciales cambios en
arquitectura respecto a nehalem, pero si los necesarios para hacerlos más
eficientes y rápidos que los modelos anteriores. Es la segunda generación de
los Intel Core con nuevas instrucciones de 256 bits, duplicando el rendimiento,
mejorando el desempeño en 3D y todo lo que se relacione con operación en
multimedia. Llegaron la primera semana de Enero del 2011. Incluye nuevo
conjunto de instrucciones denominado AVX y una GPU integrada de hasta 12
unidades de ejecución
Ivy Bridge es la mejora de sandy bridge a 22 nm. Se estima su llegada para
2012 y promete una mejora de la GPU, así como procesadores de sexdécuple núcleo
en gamas más altas y cuádruple núcleo en las más bajas, abandonándose los
procesadores de núcleo doble.
AMD
Fusion es el nombre clave para un diseño futuro de microprocesadores
Turion, producto de la fusión entre
AMD y
ATI, combinando con la ejecución general del
procesador, el proceso de la geometría 3D y otras funciones de GPUs actuales.
La
GPU (procesador
gráfico) estará integrada en el propio microprocesador. Se espera la salida
progresiva de esta tecnología a lo largo del 2011; estando disponibles los
primeros modelos (Ontaro y Zacate) para ordenadores de bajo consumo entre
últimos meses de 2010 y primeros de 2011, dejando el legado de las gamas medias
y altas (Llano, Brazos y Bulldozer para mediados o finales del 2011)