Pero antes ,tendremos que entender como funciona un procesador. Como dije antes, los procesadores o microprocesadores desempeñan un papel parecido a nuestro cerebro,ya que son los encargados de realizar las operaciones aritméticas necesarias para ejecutar cualquier acción de las computadoras.
Es la unidad central de procesamiento(CPU)y está compuesto por un circuito integrado central muy complejo,con millones de componentes electrónicos.
GÉNESIS Y EVOLUCIÓN DE LOS PROCESADORES
Hasta los primeros años de la década de 1970 los diferentes componentes que formaban un procesador no podían ser un único circuito integrado, sino que era necesario utilizar dos o tres "chips" para hacer una CPU (uno era el ''ALU'' - Arithmetical Logic Unit,otro el " Control Unit",el "Register Bank", etc..). En 1971 la compañía Intel consiguió por primera vez poner todos los transistores que constituían un procesador sobre un único circuito integrado, el"4004'', así nacía el microprocesador.
He elaborado una lista ordenada cronológicamente de los microprocesadores más populares que fueron surgiendo,e intentado hacerla lo más amena posible ,pero hay mucha historia que contar.En la URSS se realizaron otros sistemas que dieron lugar a la serie Microprocesadores Elbrus (que no nombraré en este artículo).
1971: El INTEL 4004
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. Este impulsó la calculadora de Busicom e inició el camino para dotar de «inteligencia» a objetos inanimados y asimismo, a la computadora personal.
Codificado inicialmente como ''1201'', fue pedido a Intel por Computer Terminal Corporation para usarlo en su terminal programable Datapoint 2200, pero como Intel terminó el proyecto tarde, y finalmente no fue usado en el Datapoint. Posteriormente Computer Terminal Corporation e Intel acordaron que el i8008 pudiera ser vendido a otros clientes.
1974: El SC/MP más conocido como SCAMP
El SC/MP desarrollado por National Semiconductor, fue uno de los primeros microprocesadores, y estuvo disponible desde principios de 1974. El nombre SC/MP (popularmente conocido como «Scamp») es el acrónimo de Simple Cost-effective Micro Processor (Microprocesador simple y rentable). Estaba formado por un bus de direcciones de 16 bits y un bus de datos de 8 bits.Una característica, avanzada para su tiempo, es la capacidad de liberar los buses a fin de que puedan ser compartidos por varios procesadores. Este microprocesador fue muy utilizado, por su bajo costo, y provisto en kits, para propósitos educativos, de investigación y para el desarrollo de controladores industriales diversos.
1974: EL INTEL 8080
1975: MOTOROLA 6800
El Motorola MC6800, más conocido como 6800 fue lanzado al mercado poco después del Intel 8080 por la empresa Motorola. Su nombre se inspira en los aproximadamente 6.800 transistores que posee. Varias de las primeras microcomputadoras de los años 70 usaron el 6800 como procesador. Entre ellas se encuentran la SWTPC 6800, que fue la primera en usarlo, y la muy conocida Altair 680. Este microprocesador se utilizó profusamente como parte de un kit para el desarrollo de sistemas controladores en la industria. Partiendo del 6800 se crearon varios procesadores derivados, siendo uno de los más potentes el Motorola 6809.
1976: EL Z80
Fue uno de los procesadores de más éxito del mercado, del cual se han producido numerosas versiones clónicas, y se sigue usando de forma extensiva en la actualidad en multitud de sistemas embebidos.
La compañía Zilog fue fundada en 1974 por Federico Faggin, quien fue diseñador jefe del microprocesador Intel 4004 y posteriormente del Intel 8080.
1978: LOS INTEL 8086 y 8088
Una venta realizada por Intel a la nueva división de computadoras personales de IBM, hizo que las PC de IBM dieran un gran golpe comercial con el nuevo producto el ''8088'', el llamado IBM PC. El éxito del 8088 propulsó a Intel en la lista de las 500 mejores compañías, en la prestigiosa revista Fortune, y la misma nombró la empresa como uno de los triunfos comerciales de los sesenta.
1982: El INTEL 80286
El 80286, popularmente conocido como ''286'', fue el primer procesador de Intel que podría ejecutar todo el software escrito para su predecesor. Esta compatibilidad del software sigue siendo un sello de la familia de microprocesadores de Intel. A los 6 años de su fabricación ya habia más de 15 millones de PC que portaban el microprocesado 286.
1985: El INTEL 80386
Este procesador Intel, popularmente llamado 386, se integró con 275.000 transistores, añadió una arquitectura de 32 bits, con capacidad para multitarea y una unidad de traslación de páginas, lo que hizo mucho más sencillo implementar sistemas operativos que usarán memoria virtual.
El microprocesador VAX 78032 (también conocido como DC333), es de un único chip y de 32 bits, y fue desarrollado y fabricado por la empresa DEC. Este microprocesador contenía 125000 transistores, fue fabricado en tecnología ZMOS de DEC. Los sistemas VAX y los basados en este procesador fueron los preferidos por la comunidad científica y de ingeniería durante la década del 1980.
1989: El INTEL 80486
Estas mejoras hicieron que los i486 fueran el doble de rápidos que el par i386 - i387.El procesador Intel 486 fue el primero en ofrecer un coprocesador matemático o FPU integrado; con él que se aceleraron notablemente las operaciones de cálculo. Usando una unidad FPU las operaciones matemáticas más complejas son realizadas por el coprocesador de manera prácticamente independiente a la función del procesador principal.
1991: El AMD AMx86
Estos procesadores fueron fabricados por AMD y eran 100% compatible con los códigos de Intel de ese momento. Llamados ''clones de Intel'', llegaron incluso a superar la frecuencia de reloj de los procesadores de Intel y a precios significativamente menores. Aquí se incluyen las series Am286, Am386, Am486 y Am586.
1993: PowerPC 601
En 1991,IBM busca una alianza con Apple y Motorola para impulsar la creación de este microprocesador, así surge la alianza AIM (Apple, IBM y Motorola) cuyo objetivo fue quitar el dominio que Microsoft e Intel tenían en sistemas basados en los 80386 y 80486.
PowerPC (abreviada PPC o MPC) es el nombre original de la familia de procesadores de arquitectura de tipo RISC, que fue desarrollada por la alinza AIM.Los procesadores de esta familia son utilizados principalmente en computadores Macintosh de Apple Computer y su alto rendimiento se debe fuertemente a su arquitectura tipo RISC.
1993: El INTEL PENTIUM
El microprocesador de Pentium poseía una arquitectura capaz de ejecutar dos operaciones a la vez, gracias a sus dos ''pipeline de datos'' de 32 bits cada uno, uno equivalente al 486DX(u) y el otro equivalente a 486SX(u). Además, estaba dotado de un bus de datos de 64 bits, y permitía un acceso a memoria de 64 bits.
Las versiones que incluían instrucciones MMX no sólo brindaban al usuario un más eficiente manejo de aplicaciones multimedia, sino que también se ofrecían en velocidades de hasta 233 MHz. Se incluyó una versión de 200 MHz y la más básica trabajaba a alrededor de 166 MHz de frecuencia de reloj. El nombre Pentium, se mencionó mucho en los medios de comunicación, lo que provocó que se volviera una palabra muy popular poco después de su introducción.
1994: EL PowerPC 620
En este año IBM y Motorola desarrollan el primer prototipo del procesador PowerPC de 64 bit,la implementación más avanzada de la arquitectura PowerPC estuvo disponible al año próximo. El 620 fue diseñado para su utilización en servidores, y especialmente optimizado para usarlo en configuraciones de cuatro y hasta ocho procesadores en servidores de aplicaciones de base de datos y vídeo. Este procesador incorpora siete millones de transistores y corre a 133 MHz. Era ofrecido como un puente de migración para aquellos usuarios que querían utilizar aplicaciones de 64 bits, sin tener que renunciar a ejecutar aplicaciones de 32 bits. 1995: EL INTEL PENTIUM PRO
Lanzado al mercado en otoño de 1995, el procesador Pentium Pro (profesional) se diseñó con una arquitectura de 32 bits. Se usó en servidores,programas y aplicaciones para estaciones de trabajo(de redes),éstos impulsaron rápidamente su integración en las computadoras.
El rendimiento del código de 32 bits era excelente, pero el Pentium Pro a menudo era más lento que un Pentium cuando ejecutaba código o sistemas operativos de 16 bits,estaba compuesto por alrededor de 5'5 millones de transistores.
1996: El AMD K5
Habiendo abandonado los clones, AMD sacó al mercado su primer procesador propio, el K5, rival del Pentium. La arquitectura RISC86 del AMD K5 era más semejante a la arquitectura del Intel Pentium Pro que a la del Pentium. El K5 es internamente un procesador rRISC con una Unidad x86- decodificadora, transforma todos los comandos x86 (de la aplicación en curso) en comandos RISC. Este principio se usa hasta hoy en todas las CPU x86.
1996: Los AMD K6 y AMD K6-2
Con el K6, AMD no sólo consiguió hacerle seriamente la competencia a los Pentium MMX de Intel, sino que además amargó lo que de otra forma hubiese sido un plácido dominio del mercado, ofreciendo un procesador casi a la altura del Pentium II pero por un precio muy inferior.
El K6 contó con una gama que va desde los 166 hasta los más de 500 Mhz y con el juego de instrucciones MMX, que ya se han convertido en estándares.
Más adelante se lanzó una mejora de los K6, los K6-2 de 250 nanómetros, para seguir compitiendo con los Pentium II, siendo éste último superior en tareas de coma flotante, pero inferior en tareas de uso general. 1997: El INTEL PENTIUM II
Este procesador cuenta con 7'5 millones de transistores,entre los cambios fundamentales con respecto a su predecesor, mejora el rendimiento en la ejecución de código de 16 bits, añade el conjunto de instrucciones MMX y elimina la memoria caché de segundo nivel del núcleo del procesador, colocándola en una tarjeta de circuito impreso junto a éste.
Gracias al nuevo diseño de este procesador, los usuarios de PC pueden capturar, revisar y compartir fotografías digitales vía Internet; revisar y agregar texto, música y otros.
1998: El INTEL PENTIUM II XEON
Los procesadores Pentium II Xeon se diseñarón para cumplir con los requisitos de desempeño en computadoras de medio-rango, servidores más potentes y estaciones de trabajo (workstations).
1999: El INTEL CELERON
Continuando la estrategia, Intel, en el desarrollo de procesadores para el segmento de mercados específicos,crea el procesador Celeron ,que es el nombre que lleva la línea de de bajo costo de Intel. El objetivo fue poder, mediante ésta segunda marca, penetrar en los mercados impedidos a los Pentium, de mayor rendimiento y precio.
Proporcionó a los consumidores una gran actuación a un bajo coste, y entregó un desempeño destacado para usos como juegos y el software educativo.
1999: El AMD ATHLON K7 (Classic y Thunderbird)
Son procesador totalmente compatible con la arquitectura x86. Internamente el Athlon es un rediseño de su antecesor, pero se le mejoró substancialmente el sistema de coma flotante (ahora con 3 unidades de coma flotante que pueden trabajar simultáneamente) y se le incrementó la memoria caché de primer nivel (L1) a 128 KB (64 Kb para datos y 64 Kb para instrucciones). Además incluye 512 Kb de caché de segundo nivel (L2). El resultado fue el procesador x86 más potente del momento.
El procesador Athlon con núcleo Thunderbird apareció como la evolución del Athlon Classic.El proceso de fabricación usado para todos estos microprocesadores es de 180 nanómetros. El Athlon Thunderbird consolidó a AMD como la segunda mayor compañía de fabricación de microprocesadores, ya que gracias a su excelente rendimiento (superando siempre al Pentium III y a los primeros Pentium IV de Intel a la misma frecuencia de reloj) y bajo precio, la hicieron muy popular tanto entre los entendidos como en los iniciados en la informática.
1999: El INTEL PENTIUM III
El procesador Pentium III ofrece 70 nuevas instrucciones Internet Streaming, las extensiones de SIMD que refuerzan dramáticamente el desempeño con imágenes avanzadas ,3D, añadiendo una mejor calidad de audio, video y desempeño en aplicaciones de reconocimiento de voz.
Fue diseñado para reforzar el área del desempeño en Internet,ya que permite a los usuarios navegar a través de páginas pesadas, tiendas virtuales y transmitir archivos vídeo de alta calidad.
El procesador se integra con 9,5 millones de transistores, y se introdujo usando en él tecnología 250 nanómetros.
1999: El INTEL PENTIUM III XEON
El procesador Pentium III Xeon amplía las fortalezas de Intel en cuanto a las estaciones de trabajo (workstation) y segmentos de mercado de servidores, y añade una actuación mejorada en las aplicaciones del comercio electrónico e informática comercial avanzada. Los procesadores incorporan mejoras que refuerzan el procesamiento multimedia, particularmente las aplicaciones de vídeo. La tecnología del procesador III Xeon acelera la transmisión de información a través del bus del sistema al procesador, mejorando el desempeño significativamente. Se diseña pensando principalmente en los sistemas con configuraciones de multiprocesador.
2000: EL INTEL PENTIUM 4
Este es un microprocesador de séptima generación basado en la ARQUITECTURA X86 y fabricado por Intel. Es el primero que presenta un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro.
Se estrenó 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
2001: El AMD ATHLON XP
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'', 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 pre-recuperación 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)
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2004: El AMD 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.
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.
2006: EL INTEL CORE DUO 2
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 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 descodificación, unidades de ejecución, caché y buses más eficientes, reduciendo el consumo de energía de CPU Core 2, mientras se incrementa la capacidad de procesamiento.
Así los CPU de Intel han variado muy bruscamente en consumo de energía de acuerdo a velocidad de procesador, arquitectura y procesos de semiconductor.Esta gama de procesadores fueron fabricados de 65 a 45 nanómetros.
2007: El AMD PHENOM
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 el 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.
2008: El INTEL CORE NEHALEM
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. Posee 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 Hyprthtreading fue re-implementado creando núcleos lógicos.
Está fabricado en 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.
2008: Los AMD PHENOM II Y ATHLON II
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 caché 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 Caché 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
2011: El INTEL CORE SANDY BRIDGE
Llegan para remplazar los chips Nehalem, con Intel Core i3, Intel Core i5 e Intel Core i7 serie 2000 y Pentium G.Intel lanzó los procesadores que se conocen con el nombre en clave Sandy Bridge.
Estos procesadores Intel Core 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. Incluyen un nuevo conjunto de instrucciones denominado AVX y una GPU integrada de hasta 12 unidades de ejecución
2011: El AMD FUSION
El 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) está integrada en el propio microprocesador.Los primeros modelos (Ontaro y Zacate) para ordenadores de bajo consumo salieron en el 2010- 2011, dejando el legado de las gamas medias y altas (Llano, Brazos y Bulldozer para mediados o finales del 2011)
2012: El INTEL CORE IVY BRIDGE
Ivy Bridge es el nombre en clave de los procesadores conocidos como Intel Core de tercera generación. Son por tanto sucesores de los micros que aparecieron a principios de 2011, cuyo nombre en clave es Sandy Bridge. Pasamos de los 32 nanómetros de ancho de transistor en Sandy Bridge a los 22 de Ivy Bridge.
Esto le permite meter el doble de ellos en la misma área. Un mayor número de transistores significa que puedes poner más bloques funcionales dentro del chip. Es decir, este será capaz de hacer un mayor número de tareas al mismo tiempo.
2013: EL INTEL CORE HASWELL
Haswell es el nombre clave de los procesadores de cuarta generación de Intel Core. Son la corrección de errores de la tercera generación e implementan nuevas tecnologías gráficas para el gamming y el diseño gráfico, funcionando con un menor consumo y teniendo un mejor rendimiento a un buen precio.
Continua como su predecesor en 22 nanómetros pero funciona con un nuevo socket con clave 1150.
Tienen un costo elevado a comparación con los APU's y FX de AMD pero tienen un mayor rendimiento.
Este microprocesador es el producto surgido de la evolución de distintas tecnologías predecesoras, básicamente de la computación y de la tecnología de semiconductores.
Su estructura interna
Dentro de la arquitectura del microprocesador se diferencian distintos componentes específicos como la memoria caché, encargada de procesar datos con un alto rango de predictibilidad, apoyándose en una memoria auxiliar; un bus de datos por donde se da el tránsito de la información que es capaz de enviar y recibir datos; y una línea de lectura y otra de escritura, que es la que le indica a la memoria las instrucciones necesarias para ubicar la dirección de los datos requeridos. De la misma manera todos los procesos realizados se escriben en la memoria para ser posteriormente usados de acuerdo a los registros de cada uno.
En 1948 en los laboratorios Bell crearon el transistor.
No se si conoceréis la Ley de Moore ,habla de que aproximadamente cada veinticuatro meses se duplica el número de transistores de un chip. Dicha Ley fue formulada por Gordon Moore en 1965 .Durante años se ha dicho que la Ley de Moore estaba llegando a su fin,si nos fijamos en el dato de que el primer procesador ,el Intel 4004 contenía unos 2.300 transistores, una cifra minúscula ,y la comparamos con los 1.000 millones de transistores (un billón americano) que caben en unos pocos milímetros cuadrados actualmente , nos daremos cuenta de que ciertamente llegaremos al límite en pocos años.(Fijaros en la gráfica situada arriba).
Como podréis comprobar en los últimos 30 años las cosas han cambiado mucho, gracias a la nanotecnología y los nuevos materiales semiconductores,cada vez podemos construir dispositivos electrónicos más diminutos y rápidos,por lo que seguramente en unos cuantos años la tecnología de la computación supere con creces el cerebro humano en su totalidad.
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