Microprocesadores

Arquitectura de computadores. Componentes. Placas. Pentium II. AMD

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publicidad

INTRODUCCION

A nuestro grupo le ha correspondido desarrollar el tema de LOS PROCESADORES, para lo cual realizamos una investigación sistemática tanto en libros del área como en páginas web relacionadas con el tema.

El primer punto que queremos mencionar es que el mayor salto en la evolución de los ordenadores lo introdujo el microprocesador: se trata de una unidad central de proceso contenida totalmente en un circuito integrado. Comenzaba así la gran carrera en busca de lo más rápido, más pequeño; rápidamente el mundo del ordenador empezó a ser accesible a pequeñas empresas e incluso en el ámbito doméstico: es el boom de los microordenadores personales. Aunque cuando entremos en la descripción de los microprocesadores objeto de nuestro estudio lo ampliaremos, haremos un pequeño comentario de las partes del microprocesador:



- Unidad aritmético-lógica: Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma, resta, y a veces producto y división) y lógicas (and, or, not, etc.).
- Decodificador de instrucciones: Allí se interpretan las instrucciones que van llegando y que componen el programa.
- Bloque de registros: Los registros son celdas de memoria en donde queda almacenado un dato temporalmente. Existe un registro especial llamado de indicadores, estado o flags, que refleja el estado operativo del microprocesador.
- Bloque de control de buses internos y externos: supervisa todo el proceso de transferencias de información dentro del microprocesador y fuera de él.

A manera de hacer más fácil la comprensión de este trabajo decidimos escribirlo en forma cronológica, y ahondando en los temas que consideramos de mayor interés.

Breve historia de los procesadores

1971

El desarrollo del primer microprocesador por Intel en este año, el 4004 (de 4 bits), supuso el primer paso hacia el logro de un PC personal, al reducir drásticamente la circuitería adicional necesaria. Sucesores de este procesador fueron el 8008 y el 8080, de 8 bits.

Microprocesadores

1974

Los 8080 se volvieron los cerebros de la primera computadora personal--el Altair, según se alega nombrado para un destino de la Empresa de Starship del programa de televisión de Viaje de Estrella. Los usuarios podrían comprar un equipo Altair por U$395. Dentro de meses, vendió miles y crea el primer PC.

1975-

En enero, apareció en la portada de la revista Popular Electronics un nuevo equipo que revolucionó la industria de los computadores: el Altair 8800, de la empresa estadounidense MITS, que se considera el primer microcomputador o computador personal (PC). El Altair fue creado por Ed Roberts, fundador de MITS.

En esa época los computadores eran máquinas enormes y costosas, que sólo estaban al alcance de las empresas; el Altair 8800, en cambio, costaba 397 dólares. Por primera vez era posible que una persona tuviera su propio computador.

Sin embargo, era necesario ser un experto para usar el Altair, y no era mucho lo que se podía hacer. El Altair, que usaba un procesador Intel 8080 de 2 MHz (el procesador es el cerebro del computador), tenía únicamente 256 bytes de memoria, suficientes para almacenar apenas 256 caracteres (luego MITS lanzó un modelo con 4.000 bytes). No tenía disco duro (no había), monitor ni teclado; el usuario se comunicaba con el Altair a través de los interruptores y luces de su panel frontal. El computador no venía armado,( si uno lo quería ensamblado tenía que pagar 500 dólares); el usuario recibía las partes y las instrucciones para ensamblarlo (lo mismo sucedió con los demás microcomputadores durante cerca de dos años). Además, era necesario gastar cerca de 2.000 dólares en periféricos para hacerlo funcionar. A pesar de ello, el Altair vendió 10.000 unidades, una cifra sobresaliente en esa época.

- Otra de las limitaciones del Altair era que no existía software para él. Pero dos jóvenes de Seattle aprovecharon esa oportunidad para cambiar sus vidas: Bill Gates, de 19 años, y Paul Allen, de 22. Durante varias semanas, ellos trabajaron en la creación de una versión del lenguaje de programación Basic para el Altair. Era muy difícil, pues no tenían un Altair, pero lograron crear el primer lenguaje de programación para un computador personal (Basic permitiría que los usuarios del Altair crearan sus propios programas). En febrero, Gates y Allen firmaron un contrato con MITS, y se incluyó ese lenguaje en el Altair. El Basic de Microsoft terminó por convertirse en el estándar de la naciente industria de los PC.

1976:

- En marzo, Stephen Wozniak, un ingeniero eléctrico que trabajaba en la empresa estadounidense Hewlett-Packard, terminó de construir un computador que más tarde se conoció como Apple I. Su amigo Steve Jobs, quien le ayudó con el diseño, le propuso crear una empresa para comercializar el computador, y ambos fundaron Apple Computer el primero de abril; inicialmente, la compañía funcionó en el garaje de la casa de los padres de Jobs. Wozniak tenía 26 años; Jobs, 21.

El Apple I se comenzó a vender en julio, por un precio de 666 dólares. Este computador se basaba en el procesador 6502 de 1 MHz (de la empresa MOS Technology) y tenía 8 KB de memoria RAM. No incluía monitor, teclado, ni fuente de poder, pero se vendieron 200 unidades en diez meses.

- En julio, la compañía Zilog lanzó el procesador Z80. Los procesadores Z80, MOS 6502 y Motorola 6800 fueron el corazón de la mayoría de los computadores creados en los primeros años de la computación personal.

1977

- Apple presentó el Apple II, uno de los computadores personales más exitosos en la década de los 70, y motor del ascenso de Apple en sus inicios (Apple entró a la lista de las 500 empresas más grandes de Estados Unidos cinco años después de su fundación). A diferencia de los demás computadores de la época, el Apple II venía completamente ensamblado, por lo cual era una máquina apta para todo el mundo. Tenía un procesador MOS 6502, 16 KB de memoria RAM (expandible a 48 KB), teclado, un monitor que podía manejar color (además, el computador podía usar un televisor como monitor), una caja de plástico (una rareza en esa época) y conexión para casete de cinta (para almacenar datos).Los cuales costaban 1.298 dólares.

- Se lanzaron otros dos computadores con muy buena acogida: el TRS-80, de Tandy Radio Shack, y el Commodore PET, de Commodore Business Machines. El TRS-80 usaba un procesador Z80 y tenía 4 KB de memoria RAM, monitor, teclado y almacenamiento en casete; en el primer mes se vendieron 10.000 unidades. El Commodore PET, que costaba 595 dólares, empleaba un procesador MOS 6502 y tenía 4 KB de memoria RAM, teclado, monitor, unidad de cinta incorporada y el Basic de Microsoft.

1979

- La compañía estadounidense Intel lanzó el procesador 8088, que sería utilizado dos años más tarde en el PC más importante de la historia (el IBM PC).

1980

- La empresa Seagate Technology creó el primer disco duro para microcomputadores. El disco tenía una capacidad de almacenamiento de datos de 5 megabytes (MB).

- Se lanzó un microcomputador que costaba menos de 200 dólares: el Sinclair ZX80, de la empresa Sinclair Research. Estaba basado en el procesador Z80 y tenía 1 KB de memoria RAM.

- Llegó al mercado el Commodore VIC-20, el primer computador que vendió más de un millón de unidades. Usaba un procesador MOS 6502A y ofrecía 5 KB de RAM, almacenamiento en casete, monitor a color, conexión para módem. Costaba 299 dólares.

  • Salió el Apple III, el sucesor del popular Apple II. Fue un desastre debido a la gran cantidad de fallas que tenía.

1981

- El 12 de agosto, IBM lanzó el IBM Personal Computer (IBM PC). Ese computador, que costaba 3.000 dólares, se convirtió en el estándar de la industria, y rápidamente desplazó a todos los microcomputadores rivales. Los PC actuales descienden de este computador; por ello a veces se le menciona como el primer PC. Aparece el IBM PC, basado en el Intel 8088 con una frecuencia de reloj de 4.773 MHz. La velocidad del reloj fue determinada para ser 1/3 de 14.31818 MHz. Esto permitió que pudiera ser dividido entre 4 en el Adaptador Gráfico de Color (Color Graphics Array, CGA) para proveer la frecuencia de destello de una TV de color (3.58 MHz) y entre 3 para estar bajo 5 MHz, ya que se usaban chips de 5 MHz. Este tenía 64 KB de memoria RAM (expandible a 256 KB). No tenía disco duro, sino una o dos unidades de disquete de 160 KB capacidad. En los primeros 18 meses se vendieron 136.000 unidades, y a finales de 1983 IBM era el líder del mercado de los PC. El 8086 llegó a alcanzar 10 MHz

Buena parte del éxito se debe a que, rompiendo su tradición, IBM construyó el IBM PC con componentes de terceros, estándares en la industria, y no con tecnologías de su propiedad. Gracias a ello, docenas de fabricantes comenzaron luego a construir PC basados en el modelo de IBM (clones), y eso creó una industria gigantesca.

- En 1981, el computador que la revista estadounidense PC Magazine recomendaba como el `PC Perfecto' tenía las siguientes características: un procesador Intel 8088 de 4,77 MHz, 64 KB de memoria RAM, una unidad de disquete de 5,25 pulgadas con una capacidad de 160 KB (no tenía disco duro), un monitor monocromático (blanco y negro) de 12 pulgadas y el sistema operativo DOS 1.0. Su precio aproximado en Estados Unidos: 2.880 dólares.

1982:

- En febrero, la compañía estadounidense Intel Corporation presentó el 80286 (o 286), el sucesor del procesador con el que nació el IBM PC (el Intel 8088).

- En junio, Columbia Data Products anunció el primer clon del IBM PC (una copia). En poco tiempo, docenas de fabricantes comenzaron a producir PC basados en el modelo de IBM.

- Commodore lanzó el Commodore 64, un computador basado en el procesador 6510, con 64 KB de RAM, un chip de sonido (el primer PC con esa característica) y gráficas a color.

1983:

- Se lanzó el IBM XT, una versión mejorada del IBM PC. Sus principales novedades: tenía un disco duro de 10 MB.

  • Apple Computer lanzó Lisa, un computador con una interfaz gráfica basada en íconos y ventanas. Lisa tenía un procesador Motorola 68000, 1 MB de RAM, un monitor blanco y negro de 12 pulgadas y un disco duro de 5 MB. Su elevado precio -10.000 dólares- y su lentitud hicieron que fracasara en el mercado.

La familia de los procesadores Motorola 68K

A continuación desarrollaremos un análisis más detallado de los procesadores Motorola, a manera de entregar algunas especificaciones técnicas sobre el tema:

A mediados de los años 70 Motorola comienza el diseño de un microprocesador de 16bit (proyecto que se conoció como MACSS: Motorola´s Advanced Computer System on Silicon) debiendo éste ser fácil de programar y capaz de aprovecharse del mercado existente de su antecesor de 8bit, el MC6800. Así nace en 1979 el MC68000, un procesador de 16bit con registros de 32bit que intercambia data de E/S en formatos de 8, 16 y 32 bit y opera con un reloj a 8Mhz.


16bit vs. 8bit

Primero conviene destacar las diferencias entre un procesador de 16bit con los de 8. Esto sobre todo porque el MC68000 viene a ser uno de los primeros procesadores de 16bit comerciales y tendrá que batirse con un mercado marcado por la tecnología en 8bit (como son los procesadores Z80, 6502, Intel 8086, MC6800).
En las tablas siguientes se muestra la codificación de un comando (op-code) para los procesadores MC6800 y MC68000. La mayor flexibilidad y también complejidad del caso 16bit se nota en la cantidad de registros accesibles, los diversos modos de direccionamiento y finalmente la capacidad de computar operandos de largo variable (8,16 y 32bit).

Op-Code

MC6800

1

0

1

0

1

1

0

1

registro (2)

modo de direccionamiento (4)

operación (12)

MC68000

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

0

operación (16)

registro dato (8)

a/de memoria

tamaño
operando (3)

dirección efectiva
(8 registros * 12 modalidades)

(los números entre corchetes indican la cantidad de posibilidades validas de la "variable" respectiva)

El resultado de esto es una cantidad abismante de instrucciones (mas de 10000) lo que hace de este procesador un claro representante de la tenología CISC.

Registros 68000

El MC68000 consta de 16 registros de propósito general. Primero cabe destacar los 8 registros de dirección (A0 - A7) de 32bit lo cual permite un manejo lineal de la memoria, de hecho se dispone de solo 24bit en forma cómoda, resultando accesibles 16MB directamente. Esto debía solucionar el problema que habían enfrentado los procesadores de 8bit con técnicas engorrosas como (paging/segmenting).
Para facilitar el intercambio los 8 registros de datos (D0 -D7) tambien se eligieron de 32bit. Contrasta con sus antecesores por definir todos los registros con la misma funcionalidad (no hay acumulador privilegiado).
Además tiene dos punteros de pila (stack-pointers) de 16bit, uno para el usuario y otro de sistema (USP/SSP) . La instrucción actual la señala el program counter (PC) que naturalmente es de 32bit.
Finalmente cabe mencionar el registro de flags de 16bit para completar los registros internos del MC68000.

Unidades Aritméticas 68000

No debe olvidarse que se trata (también) de un chip de 16bit, lo que se nota en el tamaño del bus de datos (16bit) y también por el hecho que una instrucción (op-code) se codifique en 16bit.
Sin embargo, al incluir a parte de la ALU principal dos unidades aritméticas exclusivamente dedicadas a calcular direcciones resulta un poder de cálculo de 48bit en paralelo, 16bit de datos y 32 para la dirección.

Destacable 68000

Implementa un sistema de colas (prefetch queue) que adelanta la obtención de instrucciones para su más inmediato procesamiento por parte de la CPU, método conocido también como pipeline.

El MC68000 fue uno de los primeros procesadores desarrollados con la tecnología de microprogramas, facilitando su diseño gracias a la modularidad del método.

El 68000 ordena los bytes de datos partiendo con el byte menos significativo "least-significant-byte first (LSB)", lo cual resulta más natural porque el ordenamiento de un byte en sí es LSB.

Modos de direccionamiento 68000

Como vimos, el 68000 es una máquina CISC y tiene 12 modos de direccionamiento. Estos pueden ser clasificados en 6 grupos.

  • Register Direct

  • Address Register Indirect

  • Absolute Data Register

  • Program Counter Relative

  • Inmediate Data

  • Implied Addressing

  • Procesador 68020

    68020 es un verdadero procesador de 32 bit y este es "object code" compatible con el 68000. Tiene muchos más registros. El PC es una verdadero registro de 32 bits y puede direccionar sobre 4GB de espacio de memoria. Hay nuevas instrucciones y nuevos modos de direccionamiento.

    Procesador 68030

    68030 es un procesador de memoria virtual basada en 68020. Este 68030 tiene una unidad administradora de memoria sobre el chip, lo cual mejora la administración de memoria con datos compaginados. Hay 4 nuevas instrucciones para la parte MMU de el procesador. Además tiene un cache de datos sobre el chip de 128 palabras de tamaño junto a la instrucción del cache.

    Procesador 68040

    68040 es una mejora implementada al 68030. Tiene caches de instrucciones y datos más grandes. Además tiene una unidad de punto flotante cobre el chip.

    El Microprocesador 68040 de Motorola

    En enero de 1990 Motorola anunció su procesador de 32 bit, el 68040. Manufacturado con tecnología CMOS de alta velocidad y 0.8 micra, el 68040 contiene 1.2 millones de transistores sobre un solo cubo de silicona. Con 900000 transistores extras comparado con su antecesor, el procesador 68030 , los diseñadores del 68040 añadieron nuevas características que mejoran su rendimiento:

    • Una unidad de enteros (Integer Unit) 68030 optimizada. Mientras retiene el código-objeto (object-code) compatible con los procesadores previos de la familia 68000, la IU ha sido optimizada para ejecutar instrucciones en menos ciclos (es decir, funciona más rápido). La ventaja alcanzada es tres veces la de un 68030.

    • Una unidad de punto flotante (Floating-Point Unit) completa. El 68020 y el 68030 requieren chips coprocesadores FPU externos para manipular matemática de punto flotante. El 69040, sin embargo, tiene una FPU construida en su interior, dando el poder de calcular números confiables. Como la IU, esta FPU interna ha sido optimizada para ejecutar instrucciones frecuentemente usadas usando menos ciclos de reloj.

    • Caches más grandes. Los accesos del procesador al bus del sistema son minimizados almacenando los datos o instrucciones recientemente usados en el chip, en caches de 4K-byte. Ambos caches operan independientemente pero pueden ser accesados al mismo tiempo. Un "Bus snoop logic" es usado para mantener coherencia (es decir, asegura que los contenidos del cache igualen a esas partes de memoria corespondientes al cache). El diseño del bus snooper es sintonizado para soportar sistemas multiprocesadores donde uno o más buses maestros o 68040 podrían compartir la misma sección de memoria.

    • Unidades de memoria separadas para instrucciones y datos. Cada unidad de memoria consiste de una unidad administradora de memoria (Memory Management Unit), un controlador de cache, y un "bus snoop logic". Las MMUs usan un subconjunto del conjunto de instrucciones de las MMUs del 68030. Ambas unidades de memoria funcionan independientemente de la otra para mejorar el "troughput" del procesador.

    El 68040 se montó con una velocidad de reloj inicial de 25 MHz, siendo superadas luego. El 68040 tiene una malla de 179 pines. Con la eliminación de líneas de la función coprocesadora (ahora que la MMU y la FPU están consolidadas dentro del procesador) y la suma de líneas de control "snoop", el 68040 no es compatible en pines con el 68030.

    Debido a al compatibilidad de software del 68040 con sus antecesores, puede intervenir dentro de la base de software existente de las aplicaciones 680x0. El 68040 ejecuta una instrucción por ciclo en promedio lo mismo que un procesador RISC.

    La FPU agrega 11 registros al conjunto de registros del 68040: 8 de ellos son registros de punto flotante, y 3 son registros de estado, control y dirección de instrucciones. La FPU tiene una unidad de ejecución de tres etapas que, como la IU, operan en forma simultánea. La carga y almacenamiento de instrucciones pueden ser mejoradas durante otras operaciones aritméticas, y una unidad de multiplicación de 64 a 8 bits acelera muchos cálculos. Sin embargo, la FPU sólo implementa un subconjunto de las instrucciones del 68882 sobre el chip. Las funciones trascendentales (trigonométricas y exponencial) son emuladas en software vía "software trap". Pero Motorola afirmó que aun esas instrucciones deberían ejecutarse 25 a 100 % más rápido sobre un 68040 de 25 MHz que sobre la FPU 68882 de 33 MHz.

    A continuación, siguiendo con el tema anterior

    • En 1983, el `PC Perfecto' recomendado por PC Magazine tenía un procesador Intel 8088 de 8 MHz, 256 KB de memoria RAM, una unidad de disquete de 5,25 pulgadas con 360 KB de capacidad, un disco duro de 10 MB, un monitor monocromático de 12 pulgadas (con una tarjeta gráfica Hercules) y el sistema operativo MS-DOS 2.0. Su precio aproximado en Estados Unidos: 5.000 dólares.

    1984

    - El Mac fue el único computador rival del IBM PC que tuvo éxito. El Macintosh, incompatible con el IBM PC, dividió en dos reinos el mundo de los PC. El Macintosh usaba un procesador Motorola 68000 de 8 MHz y tenía 128 KB de RAM, un monitor monocromático incorporado y una unidad de disquete de 3,5 pulgadas con 400 KB de capacidad (no tenía disco duro).

    - IBM lanzó el AT, otra versión mejorada de su PC. El AT era tres veces más rápido que el IBM PC original. Usaba el nuevo procesador de Intel -el 80286- en lugar del 8088. Tenía 256 KB de memoria RAM. Su precio: 5.469 dólares.

    En general, todos los equipos con procesador 286 o superior pueden catalogarse dentro de la categoría AT; el término XT hace referencia al 8088/8086 y similares. Finalmente, por PC (a secas) se entiende cualquiera de ambos; aunque si se hace distinción entre un PC y un AT en la misma frase, por PC se sobreentiende un XT, menos potente. El término PC ya digo, no obstante, es hoy en día mucho más general, referenciando habitualmente a cualquier ordenador personal.

    1985

    - En julio, Commodore presentó el Amiga 1000, el primer computador multimedia. Este PC, que costaba 1.300 dólares, usaba el procesador Motorola 68000. Manejaba gráficas, sonido y video, pero no era compatible con el IBM PC. Usaba un sistema operativo multitarea basado en ventanas (multitarea es la capacidad para realizar varias tareas al mismo tiempo). Este equipo se volvió muy popular entre profesionales de la televisión y los efectos especiales.

    - Salió en octubre el Intel 386, el procesador sucesor del 286.

    - AT&T lanzó el UNIX PC, un computador basado en el procesador Motorola 68010, que fracasó en su intento de establecer el sistema operativo UNIX como un estándar para los PC (UNIX es un poderoso sistema operativo para computadores de alto rendimiento). Costaba 5.600 dólares.

    1986

    - En enero, Apple lanzó una versión mejorada del Mac: el Macintosh Plus. Este modelo tenía 1 MB de memoria RAM (expandible a 4 MB) y ofrecía puertos SCSI para conectar dispositivos externos (periféricos). De esa forma se atacaron dos de las debilidades del Mac original: su poca memoria RAM y las limitadas capacidades de expansión.

    - Compaq, uno de los más prestigiosos fabricantes de clones, se le adelantó a IBM y lanzó el primer PC basado en el procesador Intel 386: el Deskpro 386. Ese movimiento dio a Compaq una imagen de liderazgo tecnológico que antes se asociaba con IBM.

    - En 1986, el `PC Perfecto' recomendado por PC Magazine tenía estas características: un procesador Intel 286 de 10 MHz, 640 KB de memoria RAM, una unidad de disquete de 5,25 pulgadas con 1,2 MB de capacidad (1.200 KB), un disco duro de 20 megabytes (MB), un monitor CGA a color de 14 pulgadas y el sistema operativo MS-DOS 3.2. Su precio aproximado en Estados Unidos: 4.000 dólares.

    1987

    - IBM ya no controlaba la industria creada por su estándar de PC. Intel, Microsoft y docenas de fabricantes de clones eran los que determinaban su rumbo. Por ello, lanzó el PS/2, un PC con un bus de expansión exclusivo de IBM, llamado Arquitectura de Microcanal (un bus es una vía por la cual viajan los datos en el interior del PC). Era un bus mucho más veloz y moderno; el problema era que no era compatible con las tarjetas de expansión del momento (tarjetas que controlan dispositivos o agregan capacidades a un computador). IBM también anunció que ese año se lanzaría el sistema operativo OS/2 (desarrollado por IBM y Microsoft), cuya intención era remplazar a MS-DOS.

    Pese a la superioridad tecnológica del PS/2 y de OS/2 (se vendieron dos millones de PS/2 en los primeros dos años), la industria generada en torno al IBM PC tenía ya demasiada fuerza; IBM no pudo desviar su rumbo. Los usuarios y fabricantes se mantuvieron fieles al estándar original y a MS-DOS.

    1988

    - En 1988, el `PC Perfecto' recomendado por PC Magazine tenía estas características: un procesador Intel 386 de 20 MHz, 2 MB de memoria RAM, un disco duro de 40 megabytes (MB), una unidad de disquete de 3,5 pulgadas con 1,44 MB de capacidad, un monitor EGA a color de 14 pulgadas y el sistema operativo MS-DOS 3.3. Su precio aproximado en Estados Unidos: 4.000 dólares.

    1989

    - Grid Systems lanzó un computador con capacidad para reconocer letra manuscrita. El equipo, similar a una agenda, no tenía teclado ni ratón, sino una pantalla sensible a los toques de un esfero electrónico. Todo lo que el usuario escribía sobre la pantalla era reconocido por un programa que lo convertía en caracteres de computador.

    - Intel presentó el 486, el procesador sucesor del 386. Por su parte, Motorola lanzó el procesador 68040 (el último de esa familia que se usó en los Macintosh).

    1991:

    • Se creó el Multimedia PC (MPC), un estándar que estableció los requisitos mínimos que debía cumplir un PC multimedia (los que tienen tarjeta de sonido, unidad de CD-ROM y parlantes, y permiten reproducir sonido y video). En 1991 ese mínimo era: procesador 386, 2 megabytes (MB) de memoria RAM, disco duro de 30 MB y una unidad de CD-ROM de velocidad sencilla.

    1993

    - El 22 de marzo, Intel presentó el Pentium, el sucesor del procesador 486 (Intel cambió la denominación de la familia; por ello ese procesador no se llamó 586). Los primeros dos modelos de Pentium ofrecían una velocidad de reloj de 60 y 66 MHz.

    - En 1993, el `PC Perfecto' recomendado por PC Magazine para el hogar tenía estas características: un procesador Intel 486DX de 33 MHz, 8 MB de memoria RAM, un disco duro de 300 megabytes (MB), una unidad de disquete de 3,5 pulgadas con 1,44 MB de capacidad, un módem con una velocidad de 9,6 kilobits por segundo (Kbps), un monitor VGA a color de 14 pulgadas y el sistema operativo MS-DOS 6.0 con Windows 3.1. Su precio aproximado en Estados Unidos: 2.500 dólares.

    1994

    - Los Macintosh, que durante diez años usaron la familia de procesadores Motorola 680x0 (68020, 68030, 68040, etc.), comenzaron a utilizar un procesador más poderoso: el PowerPC.

    - Se descubrió que una falla de fabricación del Pentium producía errores en ciertas operaciones matemáticas. Intel tuvo que remplazar todos los procesadores defectuosos que había despachado.

    1995

    - El primero de noviembre, Intel lanzó el Pentium Pro, el procesador sucesor del Pentium (se llamaría '686' con la denominación anterior).

    - En 1995, el `PC Perfecto' para el hogar debía tener las siguientes características, según la revista PC Magazine: un procesador Pentium de 75 MHz, 16 MB de memoria RAM, un disco duro de 720 megabytes (MB), una unidad de disquete de 3,5 pulgadas con 1,44 MB de capacidad, una unidad de CD-ROM de velocidad 4X, un módem con una velocidad de 14,4 Kbps, un monitor Super VGA a color de 15 pulgadas y el sistema operativo Windows 95. Su precio aproximado en Estados Unidos: 2.600 dólares.

    1997

    - El 8 de enero, Intel lanzó el Pentium MMX, una versión mejorada de ese procesador. La tecnología MMX incrementa el rendimiento del procesador al trabajar con programas multimedia. Cinco meses después salieron los primeros Pentium Pro con tecnología MMX: los Pentium II.

    - En 1997, el `PC Perfecto' recomendado por PC Magazine para el hogar debería tener: un procesador Pentium MMX de 233 MHz, 32 MB de memoria RAM, un disco duro de 3,5 gigabytes (GB) -3.500 MB-, una unidad de discos removibles (como la Zip), una unidad de disquete de 3,5 pulgadas con 1,44 MB de capacidad, una unidad de CD-ROM de velocidad 16X (o una unidad de DVD-ROM), un módem con una velocidad de 56 Kbps, tarjeta gráfica con 4 MB de memoria de video, un monitor a color de 17 pulgadas y el sistema operativo Windows 95. Su precio aproximado en Estados Unidos: 3.500 dólares.

    1998

    - En mayo, AMD lanzó el K6-2, un procesador rival de los chips de Intel. Tuvo gran acogida, al punto que logró despojar a Intel de buena parte del mercado en el segmento de los PC de bajo costo. Intel, que dominó prácticamente sin rivales el negocio de los procesadores para PC desde su nacimiento, tuvo por primera vez competencia fuerte.

    - En agosto, Apple lanzó el iMac, un computador Macintosh con un diseño futurista.

    1999

    - El 26 de febrero, Intel lanzó el procesador Pentium III, una versión mejorada del Pentium II (ofrece mejor rendimiento al trabajar con gráficas en 3D y programas de reconocimiento de voz).

    - El 23 de junio, AMD lanzó el procesador Athlon, con velocidades de 500, 550 y 600 MHz. Por primera vez, el procesador más poderoso para PC no era de la empresa Intel.

    - En 1999, el `PC Perfecto' recomendado por PC Magazine para el hogar debería tener: un procesador Intel Celeron de 466 MHz o AMD K6-2 de 400 MHz (Pentium III de 450 MHz sí es para juegos), 128 MB de memoria RAM, un disco duro de 10 gigabytes (GB), una unidad de discos removibles Zip de 100 o 250 MB, una unidad de DVD-ROM de velocidad 6X, una tarjeta aceleradora de gráficos en 3D con 16 MB de memoria de video, una tarjeta de sonido en 3D, un juego de tres parlantes, módem de 56 Kbps de velocidad y un monitor a color de 17 pulgadas. Precio aproximado en Estados Unidos: 1.500 dólares.

    - Intel anuncia la liberación de nueva tecnología para USB v2.0, con capacidad para 480Mb/s. IBM anuncia que su serie de mainframes S/390 corriendo con OS/390, VM/ESA o VSE/ESA ahora pueden actuar como servidores para clientes Linux, trabajar con un puerto Linux o trabajar con clientes Linux.

    - En la carrera por el chip de 1 GHz, Intel anuncia que el lanzamiento de la última versión del Pentium III, el Coopermine, será en versiones de 750 y 800 MHz.

    2000

    - Palm Computing presenta la Palm IIIc, primera versión con pantalla a color (256) de su popular serie de organizadores.

    - Advanced Micro Devices, Inc. lanza al mercado su versión del Athlon a 1 GHz.

    - Por primera vez, Intel lanza al mercado una nueva versión de sus procesadores después de que uno de sus competidores anunciara una versión más rápida. A dos días del anuncio de AMD, sale al mercado el Pentium III a 1 GHz.

    Especificaciones técnicas de los microprocesadores Intel

    Fecha de

    presentación

    Velocidad

    de reloj

    Ancho

    de bus

    Número de

    transistores

    Memoria

    direccionable

    Memoria

    virtual

    Breve

    descripción

    4004

    15/11/71

    108 KHz.

    4 bits

    2.300 (10 micras)

    640 byte

    Primer chip con manipulación aritmética

    8008

    1/4/72

    108 KHz.

    8 bits

    3.500

    16 KBytes

    Manipulación Datos/texto

    8080

    1/4/74

    2 MHz.

    8 bits

    6.000

    64 KBytes

    10 veces las (6 micras) prestaciones del 8008

    8086

    8/6/78

    5 MHz.

    8 MHz.

    10 MHz.

    16 bits

    29.000

    (3 micras)

    1 MegaByte

    10 veces las prestaciones del 8080

    8088

    1/6/79

    5 MHz.

    8 MHz.

    8 bits

    29.000

    Idéntico al 8086 excepto en su bus externo de 8 bits

    80286

    1/2/82

    8 MHz.

    10 MHz.

    12 MHz.

    16 Bits

    134.000

    (1.5 micras)

    16 Megabytes

    1 Gigabyte

    De 3 a 6 veces las prestaciones del 8086

    Microprocesador

    Intel 386 DX®

    17/10/85

    16 MHz.

    20 MHz.

    25 MHz.

    33 MHz.

    32 Bits

    275.000

    (1 micra)

    4 Gigabytes

    64 Terabytes

    Primer chip x86 capaz de manejar juegos de datos de 32 bits

    Microprocesador

    Intel 386 SX®

    16/6/88

    16 MHz.

    20 MHz.

    16 Bits

    275.000

    (1 micra)

    4 gigabytes

    64

    Terabytes

    Bus capaz de direccionar 16 bits procesando 32bits a bajo coste

    Microprocesador

    Intel 486 DX®

    10/4/89

    25 MHz.

    33 MHz.

    50 MHz.

    32 Bits

    (1 micra, 0.8 micras en 50 MHz.)

    4 Gigabytes

    64

    Terabytes

    Caché de nivel 1 en el chip

    Microprocesador

    Intel 486 SX®

    22/4/91

    16 MHz.

    20 MHz.

    25 MHz.

    33 MHz.

    32 Bits

    1.185.000

    (0.8 micras)

    4 Gigabytes

    64

    Terabytes

    Idéntico en diseño al Intel 486DX, pero sin coprocesador matemático

    Procesador

    Pentium®

    22/3/93

    60 MHz.

    66 MHz.

    75 MHz.

    90 MHz.

    100 MHz.

    120 MHz.

    133 MHz.

    150 MHz.

    166 MHz.

    200 MHz.

    32 Bits

    3,1 millones

    (0.8 micras)

    4 Gigabytes

    64

    Terabytes

    Arquitectura escalable. Hasta 5 veces las prestaciones del 486 DX a 33 MHz.

    Procesador

    PentiumPro®

    27/3/95

    150 MHz.

    180 MHz.

    200 MHz.

    64 Bits

    5,5 millones

    (0.32 micras)

    4 Gigabytes

    64

    Terabytes

    Arquitectura de ejecución dinámica con procesador de altas prestaciones

    Procesador

    PentiumII®

    7/5/97

    233 MHz.

    266 MHz.

    300 MHz.

    64 Bits

    7,5 millones

    (0.32 micras)

    4 Gigabytes

    64

    Terabytes

    S.E.C., MMX, Doble Bus Indep., Ejecución Dinámica

    Conclusión

    Podemos concluir entre muchas cosas que este trabajo nos ha permitido lograr un mayor conocimiento de los procesadores y su funcionamiento. Dado la evolución que están sufriendo los procesadores es algo que no parece escapar a la atención de millones de personas, cuyo trabajo depende de hasta dónde sean capaces de llegar los ingenieros a la hora de desarrollar nuevos chips. El último paso conocido ha sido la implementación de la nueva arquitectura de 0.25 micras, que viene a sustituir de forma rotunda la empleada hasta el momento, de 0.35 micras en los últimos modelos de procesador. Esto va a significar varias cosas en un futuro no muy lejano. Para empezar, la velocidad se incrementará una media del 33 por ciento con respecto a la generación de anterior. Es decir, el mismo procesador usando esta nueva tecnología puede ir un 33 por ciento más rápido que el anterior. Para que se pueda hacer una idea del tamaño de esta tecnología, podemos decir que el valor de 0.25 micras es unas 400 veces más pequeño que un pelo de cualquier persona. Y este tamaño es el que tienen los transistores que componen el procesador. El transistor, como muchos sabrán, permite el paso de la corriente eléctrica, de modo que en función de en qué transistores haya corriente, el ordenador realiza las cosas (esto es una simplificación de la realidad, pero se ajusta a ella más o menos). Dicha corriente eléctrica circula entre dos puntos, de modo que cuanto menor sea esta distancia, más cantidad de veces podrá pasar pues el tiempo de paso es menor. Aunque estamos hablando de millonésimas de segundo, hay que tener en cuenta que un procesador está trabajando continuamente, de modo que ese tiempo que parece insignificante cuando es sumado a lo largo de las miles de millones de instrucciones que realizar, nos puede dar una cantidad de tiempo bastante importante. De modo que la tecnología que se utilice puede dar resultados totalmente distintos incluso utilizando el mismo procesador. Por el momento, en un futuro cercano además de contar con la arquitectura de 0.25 micras, podremos disfrutar de duna de 0.07 para el año 2011, lo que supondrá la introducción en el procesador de mil millones de transistores y alcanzando una velocidad de reloj cercana a los 10000 MHz, es decir, 10 GHz.

    Bibliografía

  • http://www.ece.orst.edu/~sllu/471/68k.html

  • Revista Byte Enero 1993, pág. 32 y pág. 239

  • Revista Byte Febrero 1990, pág. 96A

  • Revista Byte Junio 1989, pág. 8

  • Revista Byte Noviembre 1989, pág. 323

  • Revista Byte Julio 1987, pág. 101

  • Revista Byte Julio 1977, pág. 42

  • Revista Byte Abril/Mayo 1983

  • M68000PM/AD: M68000 Family Programmer's Reference Manual

  • M68000UM/AD: M68000 8-/16-/32-bit Microprocessors User's Manual, Ninth Edition

  • http://www.intel.com

  • http://rd.lycos.de/fcgibin/RedirURL.fcg?url=http://www.canaldinamic.es/PCMANIA/PC058/IN/PROCE/pc058inproce4000.html

  • http://yoda.ccm.itesm.mx/~bguardia/cb008/clases/5b.htm

  • http://www.enter.com.co/central/central2.htm

  • http://www.ii.uam.es./~jgarrido/arq.html

  • http://itesocci.gdl.iteso.mx/~ia27563/basico.htm

  • http://atc.ugr.es/docencia/udigital/02.html

  • http://www.unicordoba.edu.co/crismatt/informatica/el_amdcyrix.html

  • http://www.spin.com.mx/~eravila/computer.html

  • http://www.svalero.es/~jcdlf/docs/hard/micros.html

  • Esta imagen corresponde al microprocesador Intel 4004

    Esta imagen corresponde al microprocesador 8008

    Esta imagen corresponde al microprocesador 8080

    Procesador Intel 386

    Procesador Intel 486

    Procesador Pentium Intel

    Procesador Pentium Pro Intel

    Procesador Pentium II Intel