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  • 1. EVOLUCION DE LOS PROCESADORES DESDE EL INTEL 8086 HASTA EL INTEL PENTIUM III Y AMD K-7. En este tutorial, que espero que no se os haga muy pesado, vamos a ver un poco la historia de los procesadores y a dar un repaso por lo que estos nos ofrecen en la actualidad. Hablar de procesadores es, sobre todo, hablar de Intel y de AMD, ya que son las empresas que han soportado el peso del desarrollo de estos, ya sea colaborando ambas empresas como en su fase de desarrollos independientes. Aunque la historia de los ordenadores comienza bastante antes, la historia de los microprocesadores comienza en el año 1.971, con el desarrollo por parte de Intel del procesador 4004, para facilitar el diseño de una calculadora. Al mismo tiempo, la empresa Texas Instruments (conocida por el diseño y fabricación de calculadoras) también trabajaba en un proyecto similar, por lo que aun se discute quien fue el creador del primer microprocesador, si Texas Instruments o Intel. aquí nos vamos a limitar a la época de los PC (Personal Computer), que podemos decir que comienza en el año 1.978, con la salida al mercado del procesador Intel 8086. Hablando de la historia de los ordenadores personales y sus procesadores no podemos olvidar a Apple y su Macintosh, ni a Motorola y su Power PC, pero en este tutorial nos vamos a centrar en los procesadores que utilizan los juegos de instrucciones x86 y x64 (los actuales procesadores de 64 bits). 8086 y 8088 (de 1.978 a 1.982) Son los primeros procesadores utilizados en PC. Muy poco tienen que ver con lo que hoy en día estamos acostumbrados. Ni tan siquiera la forma o el tipo de conexión con la placa base... y sin embargo, como se suele decir en las películas, fueron el principio de todo. La diferencia entre los 8086 y los 8088 estaba en su frecuencia, que
  • 2. en el caso del 8086 era de unos ''sorprendentes'' 4.77Mhz, pasando en los 8088 a una frecuencia de entre 8 y 10Mhz, pudiendo gestionar 1Mb de memoria. Usaban un socket de 40 pines (paralelos 20 + 20) y tenían un bus externo de entre 8 y 16 bits. Carecían de instrucciones de coma flotante, pero para implementar estas se podían complementar con el coprocesador matemático 8087, que era el más utilizado, aunque no el único, ni tan siquiera el que ofrecía un mejor rendimiento. De los dos modelos, el más utilizado sin duda fue el 8088, que además fue el utilizado por IBM en su IBM PC. El modelo 8086 aun es utilizado en algunos dispositivos y calculadoras. 80186 y 80188 (de 1.982 hasta nuestros días) Se trata de una evolución de los modelos 8086 y 8088. Si bien su uso como procesadores para ordenador tuvo muy poco uso e incidencia, siendo utilizado como tal por tan solo un par de fabricantes de PC, no se puede decir lo mismo sobre su importancia, ya que se siguen utilizando en nuestros días (en su versión CMOS), sobre todo por su capacidad de desarrollar las funciones que de otra forma tendrían que estar distribuidas entre varios circuitos. En lugar de socket utilizaban una presentación tipo chip (la misma que utilizan hoy como CMOS), con una frecuencia de 6Mhz. 80286 (de 1.982 a 1.986)
  • 3. Más conocido como i286 o simplemente como 286, se trata de un procesador en el que ya aparece la forma definitiva que llega hasta hoy (cuadrado, con los pines en una de sus caras), insertado en un socket de 68 pines, si bien también hubo versiones en formato chip de 68 contactos. Los primeros 80286 tenían una frecuencia de 6 y 8Mhz, llegando con el paso del tiempo a los 25Mhz. Funcionaban al doble de velocidad por ciclo de reloj que los 8086 y podían direccionar 16Mb de memoria RAM. Los 80286 fueron desarrollados para poder trabajar en control de procesos en tiempo real y sistemas multiusuario, para lo que se le añadió un modo protegido. En este modo trabajaban las versiones de 16 bits del sistema operativo OS/2. En este modo protegido se permitía el uso de toda la memoria directamente, ofreciéndose además una protección entre aplicaciones para evitar la escritura de datos accidental fuera de la zona de memoria asignada (un sistema en buena parte similar al actual Bit de desactivación de ejecución de datos en su funcionamiento). Los procesadores 80286 fueron fabricados bajo licencia de Intel por varios fabricantes además de la propia Intel, como AMD, Siemens, Fujitsu y otros. 80386 (de 1.986 hasta 1.994) La aparición en el año 1.986 de los procesadores 80386 (más conocido como i386) supuso el mayor avance hasta el momento en el desarrollo de los procesadores, no solo por lo que supusieron de mejora sobre los 80286 en cuanto a rendimiento, sino porque es precisamente con este procesador con el que se sientan las bases de la informática tal como la conocemos. Esto llega hasta el punto de que si no fuera por el rendimiento y frecuencias, cualquier programa actual podría funcionar perfectamente en un 80386 (cosa que no ocurre con los procesadores anteriores). Se trata del primer procesador para PC con una arquitectura CISC
  • 4. de 32bits e instrucciones x86 de direccionamiento plano (IA32), que básicamente es la misma que se utiliza en nuestros días. Al tratarse de procesadores de 32bits podían manejar (en teoría) hasta 4Gb de RAM. Fueron también los primeros procesadores a los que se adaptó un disipador para su refrigeración. Aclaro lo de ''para PC'' porque Motorola, con su Motorola 68000 para Mac hacia tiempo que ya utilizaba el direccionamiento plano. La conexión a la placa base en las primeras versiones es mediante socket de 68 pines, igual al de los 80286 pero no compatibles, por lo que también significó el desarrollo de placas base específicas para este procesador, pasando posteriormente a un socket de 132 pines. Con unas frecuencias de entre 16 y 40Mhz, se fabricaron en varias versiones. 80386 - A la que nos hemos referido hasta el momento. i386SX - Diseñado como versión económica del 80386. Seguía siendo un procesador de 32bits, pero externamente se comunicaba a 16bits, lo que hacía que fuera a la mitad de la velocidad de un 80386 normal. i386SX Now - Versión del 80386SX, pero con el patillaje compatible pin a pin con los procesadores 80286, desarrollado por Intel para poder actualizar los 80286 sin necesidad de cambiar de placa base. i386DX - Es la denominación que se le dio a los 80386 para distinguirlos de los 80386SX cuando estos salieron al mercado. Este procesador supuso la ruptura de la colaboración de Intel con otros fabricantes de procesadores, lo que tuvo como consecuencia que la gran mayoría de ellos dejaran de fabricar estos. La gran excepción fue AMD, que en 1.991 sacó al mercado su procesador Am386, totalmente compatible con los i386, lo que terminó con el monopolio de Intel en la fabricación de estos. Aunque no se utilizan en ordenadores, este procesador sigue en producción por parte de Intel, habiendo anuncio el fin de esta para mediados de 2.007.
  • 5. 80486 (de 1.989 a 1.995) Más conocidos como i486, es muy similar al i386DX, aunque con notables diferencias. De este tipo de procesador han habido muchas versiones, tanto de Intel como de otros fabricantes a los que les fue licenciado. En ocasiones se trataba de procesadores iguales a los de Intel y en otras de diseños propios, como fue el caso de los Am486 de AMD. Las frecuencias de estos procesadores fueron creciendo con el tiempo, llegando al final de su periodo de venta a los 133Mhz (en el caso del Am486 DX5 133), lo que lo convirtió en uno de los procesadores más rápidos de su época (y hay que tener en cuenta que los Pentium ya estaban en el mercado). Las más frecuentes fueron 25Mhz, 33Mhz, 40Mhz, 50Mhz (con duplicación del reloj), 66Mhz (con duplicación del reloj), 75Mhz (con triplicación del reloj), 100Mhz (con triplicación del reloj) y en el caso de AMD (en los Am486DX5) 120Mhz y 133Mhz. En un primer momento también salieron con unas frecuencias de 16Mhz y de 20Mhz, pero estas versiones son muy raras. Con respecto a los Am486DX5 133 (también conocidos como Am5x86 133), hay que señalar que se trataba del procesador de mayor rendimiento de su época. Las novedades en estos procesadores i486 fueron muchas, como por ejemplo un conjunto de instrucciones muy optimizado, unidad de coma flotante integrada en el micro (fueron los primeros en no necesitar el coprocesador matemático), una caché integrada en el propio procesador y una interface de bus mejorada. Esto hacia que a igualdad de frecuencia que un i386 los i486 fueran al doble de velocidad. En cuanto a las versiones de los i486, podemos destacar:
  • 6. Intel 80486-DX - La versión modelo, con las características indicadas anteriormente. Intel 80486-SX - Un i486DX con la unidad de coma flotante deshabilitada, para reducir su coste. Intel 80486-DX2 - Un i486DX que internamente funciona al doble de la velocidad del reloj externo. Intel 80486-SX2 - Un i486SX que funciona internamente al doble de la velocidad del reloj. Intel 80486-SL - Un i486DX con una unidad de ahorro de energía. Intel 80486-SL-NM - Un i486SX con una unidad de ahorro de energía. Intel 80486-DX4 - Un i486DX2 pero triplicando la velocidad interna. Intel 80486 OverDrive (486SX, 486SX2, 486DX2 o 486DX4) - variantes de los modelos anteriores, diseñados como procesadores de actualización, que tienen un patillaje o voltaje diferente. Normalmente estaban diseñados para ser empleados en placas base que no soportaban el microprocesador equivalente de forma directa. Los procesadores i486 utilizaron a lo largo su existencia varios tipos diferentes de socket (para más información sobre los diferentes tipos de socket, consulte el tutorial Tipos de sockets y slots para procesadores), desde el socket 486 (de 168 pines) hasta el socket 2 (de 238 pines), finalizando por el socket 3 (de 237 pines, trabajando a 3.3v o a 5v). Como ya hemos comentado, estos procesadores (en sus últimas versiones, sobre todo de AMD y de Cyrix) estuvieron durante un tiempo en el mercado junto con los primeros Pentium (desde marzo de 1.993 hasta 1.995, prácticamente hasta la salida del Pentium Pro y en el caso de los AMD hasta 1.996). Pentium (de 1.993 a 1.997) Este procesador fue creado para sustituir al i486 en los PC de alto rendimiento, si bien compartió mercado con ellos hasta el año 1.995, siendo precisamente estos su gran rival, ya que tuvieron que pasar algunos años (y versiones del Pentium) para que superara a
  • 7. los i486 DX4 en prestaciones, siendo además mucho más caros. Los primeros Pentium tenían una frecuencia de entre 60Mhz, 66Mhz, 75Mhz y 133Mhz, y a pesar de las mejoras en su estructura, entre las que destaca su arquitectura escalable, no llegaban a superar a los i486 de Intel que en ese momento había en el mercado, y mucho menos a los Cyrix y Am486 DX4. Para empeorar esta situación, en 1.994 se descubrió un error de división presentado en la unidad de coma flotante (FPU) de los Pentium. Los primeros Pentium de 60Mhz y 66Mhz utilizaban el socket 4, de 273 pines y 5v, siendo rápidamente sustituido por el socket 5, de 320 pines y 3.3v, utilizado por los Intel Pentium a partir de 75Mhz y por los AMD 5k86 y los primeros K5 de hasta 100Mhz, que también podían utilizar el socket 7. En enero de 1.997 salió al mercado una evolución de los Pentium llamada Pentium MMX (Multimedia Extensions), al añadírsele a los Pentium un juego de instrucciones multimedia que agilizaba enormemente el desarrollo de estos, con unas frecuencias de entre 166Mhz y 200Mhz. Este juego de instrucciones presentaba no obstante un serio inconveniente. Cuando se habilitaba no se podía utilizar el FPU (coma flotante), y al deshabilitarlo se producía una gran pérdida de velocidad. Los Intel Pentium MMX utilizaban los socket 7, de 321 pines y entre 2.5 y 5v. Estos socket son los que también utilizaban los procesadores de la competencia de Intel, tanto los AMD K5 y K6 como los Cyrix 6x86.
  • 8. Los primeros K5 aparecieron en 1.996. Se trataba de unos procesadores basados en la arquitectura RISC86, más próximos a lo que después serían los Pentium PRO y con un nivel de prestaciones desde un principio muy superior a los Pentium de Intel, pero con una serie de problemas, más de fabricación que del propio procesador, que hicieron que los K5 fueran un fracaso para AMD, y si bien los problemas se solucionaron totalmente con la salida de los K6, Intel supo aprovechar muy bien esta circunstancia para imponerse en el mercado de los procesadores para PC. Utilizaban para las funciones multimedia las instrucciones MMX, que se habían convertido en el estándar de la época. En 1.997 salen al mercado los AMD K6. Diseñados para trabajar en placas base de Pentium dotadas de socket 7 y con unas frecuencia de entre 166 y 300Mhz, tuvieron una pronta aceptación en el mercado, ya que no solo tenían un precio bastante inferior a los Pentium MMX de Intel, sino también unas prestaciones muy superiores a estos y a los Cyrix 6x86, que se quedaron bastante descolgados. Tal era la velocidad de los K6 que superaban incluso a los Pentium Pro en ejecución de software de 16 bits y solo por debajo del Pentium Pro en ejecución de programas de 32 bits y del Pentium II en ejecución de instrucciones de coma flotante (hay que tener en cuenta que los rivales naturales del AMD K6 NO son ni el Pentium Pro ni el Pentium II, sino los Pentium MMX). En cuanto al Cyrix 6x86, si bien se trataba de un procesador bastante rápido (más que los MMX de Intel, aunque sin llegar a los
  • 9. K6 de AMD), fue un procesador que desde un principio adoleció de una serie de debilidades e incompatibilidades que hizo que no llegara en ningún momento a ser un serio rival de ninguno de ellos, llegando incluso a poner en peligro la supervivencia de la propia Cyrix, que a finales de 1.997 tuvo que fusionarse con Nationals Semiconductor. Hay que decir que este es el último socket que tanto Intel como AMD utilizaron conjuntamente, produciéndose con la salida al mercado de los Pentium II el definitivo divorcio entre ambas compañías, hasta el punto de ser incompatibles las placas base para uno u otro. Pentium Pro (de 1.995 hasta 1.998) El Pentium PRO no fue diseñado como sustituto de ningún procesador, sino como un procesador para ordenadores de altas prestaciones destinados a estaciones de trabajo y servidores. Basado en el nuevo núcleo P6, que más tarde seria adoptado por los Pentium II y Pentium III, utilizaba el socket 8, de forma rectangular y 387 pines, desarrollado exclusivamente para este procesador. Con una frecuencia de reloj de 133 y 200Mhz, incorpora por primera vez un sistema de memoria caché integrada en el mismo encapsulado. Esta cache podía ser de 256Kb, 512Kb o de 1Mb. Sobresalían en el manejo de instrucciones y software de 32 bits, en máquinas trabajando bajo Windows NT o Unix, pero casi siempre resultaban más lentos que un Pentium (y no digamos que un AMD
  • 10. K6) en programas e instrucciones de 16 bits. Estos procesadores no llegaron nunca a incorporar instrucciones MMX. En 1.998 Intel abandonó su producción en favor de una nueva serie de procesadores para servidores y estaciones de trabajo, conocida con el nombre de Intel Xeon, que es la denominación que llega hasta nuestros días para ese tipo de procesadores, tras pasar por denominaciones tales como Intel Pentium II Xeon o Intel Pentium III Xeon. Pentium II (de comienzos de 1.997 a mediados de 1.999). A comienzo de 1.997 Intel saca al mercado a bombo y platillo, y con una campaña de propaganda nunca antes vista para el lanzamiento de un procesador, el Pentium II. Se trata de un procesador basado en la arquitectura x86, con el núcleo P6, que fue utilizado por primera vez en los Pentium Pro. Con el lanzamiento de este procesador se produce la separación definitiva entre Intel y AMD... y llega la incompatibilidad de placas base entre ambos. También se produce por parte de Intel el abandono de los socket, en favor de instalar los procesadores en Slot, en este caso Slot 1, de 242 contactos y de entre 1.3 y 3.3 voltios, que por cierto, sería abandonado posteriormente ante los problemas que este sistema genera. Este sistema se empleó por dos motivos. Uno fué el facilitar la
  • 11. refrigeración del procesador, pero el otro (bastante más real y no confesado) fue la necesidad de espacio (estamos en 1.997, hace diez años, toda una vida en informática) para poder dotar de una serie de características a los Pentium II. Un tercer motivo fue puramente comercial. Intel se vio superada tanto en prestaciones como en precio por AMD, lo que le llevo a intentar con el lanzamiento de los Pentium II monopolizar el mercado, ya que la patente del Slot 1 es de su propiedad y no tiene porque licenciarla, por lo que en un principio se convirtió también en el único fabricante de placas base para Pentium II, pero este intento tuvo que ser rápidamente abandonado por razones comerciales, ya que los demás fabricantes de placas base respondieron potenciando la fabricación de placas base para los K6 y K6-2 de AMD y para los Syrix, mejorando incluso las prestaciones del socket 7 con la salida al mercado del socket Súper 7. Estos procesadores, que como ya hemos dicho estaban basados más en los Pentium Pro que en los Pentium originales, contaban con memoria caché, tanto de nivel L1 (32Kb) como de nivel L2 (512Kb), pero a diferencia de lo que ocurría en los Pentium Pro no estaba integrada en el encapsulado del procesador, sino unida a este por medio de un circuito impreso. Para complicar más el tema, se les dota de instrucciones MMX y se les mejora el rendimiento en ejecuciones de 16bits. Las frecuencias de reloj de estos Pentium II iban desde los 166Mhz a los 450Mhz, con una velocidad de bus de 66Mhz y de 100Mhz para las versiones superiores a los 333Mhz. Por primera vez se utilizaron nomenclaturas para definir las diferentes versiones, tales como Klamath y Deschutes o Tonga y Dixon en dispositivos móviles. Klamath: A la venta desde mayo de 1.997, con un FSB de 66Mhz y frecuencias de 233Mhz, 266Mhz y 300Mhz. Deschutes: Sustituye a la serie Klamath en enero de 1.998. Se comercializa con dos frecuencias de FSB diferentes y con velocidades de entre 266Mhz y 450Mhz. - FSB 66Mhz - 266Mhz, 300Mhz y 333Mhz.
  • 12. - FSB 100Mhz - 350Mhz. 400Mhz y 450Mhz. También, y en un intento por dominar totalmente el mercado cubriendo el espectro de ordenadores más económicos, Intel introduce en 1.998 la gama Celeron. En agosto de 1.998 Intel saca al mercado una nueva gama de procesadores económicos, denominados Intel Celeron, denominación que llega hasta nuestros días. La principal finalidad de esta gama fue y es la de ofrecer procesadores al bajo precio para frenar el avance de AMD. En esta fecha, Intel lanza el primer Celeron, denominado Covington. Este procesador no era otra cosa que un Pentiun II a 266 o a 300Mhz, pero sin memoria Caché L2. Tenían una velocidad superior a los MMX, pero su rendimiento efectivo era bastante pobre, por lo que después de un éxito inicial (basado sobre todo en la fuerza de la marca, más que en las cualidades del producto), Intel se planteó su sustitución. A primeros de 1.999, Intel saco al mercado el sustituto del Celeron Covington, el Celeron Mendocino. Aquí sí que Intel hizo bien los deberes, sacando al mercado uno de los mejores procesadores de su época, ofreciendo sobre todo una relación calidad/prestaciones/precio hasta el momento reservada a AMD, ya que si bien los Pentium II tenían unas prestaciones bastante superiores a los AMD, sobre todo en el desempeño de coma flotante, no es menos cierto que su precio era muy superior. Los primeros Mendocino salieron con una velocidad de 300Mhz, conservando el FSB a 66Mhz, pero incorporando por primera vez en un procesador una memoria caché L2 (en este caso de 128Kb) incorporada en el mismo microprocesador y a la misma velocidad de este, en vez de llevarla exterior, como es el caso de los Pentium II. Esto hacía que las prestaciones de los Mendocino, sobre todo en velocidades de hasta 433Mhz, fueran realmente buenas, llegando a
  • 13. competir seriamente con sus hermanos mayores, los Pentium II, lo que a la larga se convirtió en un problema para la propia Intel. En las versiones superiores, debido sobre todo a la limitación que suponía el FSB a 66Mhz, las prestaciones reales no eran tan buenas, dejando de ser un gran procesador para convertirse simplemente en un procesador competitivo, siendo en muchos casos superado ampliamente por los AMD K6-2. Por su parte , AMD no respondió a la salida de los Intel Pentium II hasta mayo de 1.998, con la salida al mercado del nuevo AMD K6-2. Este procesador siguió utilizando el socket 7 en las versiones de hasta 550Mhz y el socket Súper7, que permitía el uso de AGP. El uso de este tipo de socket fue todo un acierto comercial por parte de AMD, ya que permitía actualizar los Pentium que utilizaban este mismo socket a unas prestaciones incluso superiores a las ofrecidas por los Mendocino, e incluso en algunos casos a las ofrecidas por los Pentium II de menores velocidades, pero con un desembolso económico muchísimo menor. A esto hay que sumarle una serie de mejoras introducidas por AMD, tales como caché L1 incorporada en el microprocesador y un nuevo juego de instrucciones de coma flotante y multimedia exclusivo de AMD, denominada 3DNow!, que ofrecía un rendimiento superior a las instrucciones MMX (si bien es perfectamente compatible con estas), y sobre todo mejorando sustancialmente el problema de no ser posible la utilización de instrucciones de coma flotante cuando se utilizaban las instrucciones MMX. En general, los Mendocinos eran más rápidos en accesos a caché y tenían un excelente rendimiento en operaciones de coma flotante frente a los K6-2, pero estos tenían una mayor velocidad de acceso a memoria y un mejor desempeño multimedia, debido sobre todo a la utilización de un FSB a 100Mhz y al conjunto de instrucciones
  • 14. 3DNow!, que con las debidas actualizaciones y mejoras sigue utilizando AMD en la actualidad. La gama de AMD K6-2 iba desde los 233Mhz hasta los 550Mhz, con una caché L1 de 64Kb (32 para instrucciones y 32 para datos, en acceso exclusivo). Este procesador, de un gran éxito comercial, afianzó las bases de AMD y permitió el posterior desarrollo de los AMD Athlon. Pentium III (de 1.999 hasta 2.003) En febrero de 1.999 Intel lanza el sustituto del Pentium II, el Pentium III. Entre 1.999 y 2.003 se produjeron Pentium III en tres modelos diferentes: Katmai: De diseño muy similar al Pentium II, introduce el juego de instrucciones SSE, que ya no implica la deshabilitación de la unidad de coma flotante para poder realizar las funciones multimedia, tal como ocurría con MMX, así como un controlador mejorado de caché. El Pentium III Katmai utilizaba el mismo Slot 1 que los Pentium II, pero se fabricaron con unos FSB de 100Mhz y de 133Mhz. En un principio sus frecuencias eran de 450Mhz y 500Mhz, y en mayo de 1.999 salieron al mercado los Katmai de 550Mhz y 600Mhz. Coppermine:
  • 15. A finales de 1.999 sale al mercado la versión Coppermine. Esta versión incluye un aumento de caché L2 hasta los 256Kb. Esta serie utiliza tanto el Slot 1 como el nuevo Socket 370, introducido en el mercado para estos procesadores. Incluso existía un adaptador para poder utilizar los Coppermone 370 en slot 1. Se fabricaron con unas velocidades de 500Khz, 533Mhz, 550Mhz, 600Mhz, 650Mhz, 667Mhz, 700Mhz y 733Mhz. En el año 2.000 salieron las versiones de 750Mhz, 800Mhz, 850Mhz, 866Mhz, 933Mhz y 1Ghz. Esta versión no ha muerto, ya que los primeras consolas Xbox lo utilizan en una versión especial de 900Mhz. Tualatin: Introducida en el año 2.001, se trata de la última serie de Pentium III, ya desarrollada solo para socket 370, con unas velocidades de 1.13Ghz, 1.2Ghz, 1.26Ghz y 1.4Ghz y un FSB de 133Mhz. Estos procesadores contaban con 256Kb de caché, y en la versión
  • 16. Pentium III-S (versión para servidores), con 512Kb. Durante este periodo, Intel también potenció la Gama Celeron, con una serie de mejoras introducidas en este, así como una serie de modelos diferentes: Celeron Coppermine-128: En Marzo de 2.000, Intel pone finalmente a la venta los nuevos Celeron Coppermine-128, conocidos también como Celeron II. Estos procesadores estaban basados en los Pentium III Coppermine, pero con un FSB de 66Mhz y tan solo 128Kb de caché. Estos Celeron no destacaban precisamente por su rendimiento, que no supuso una gran mejora sobre el Mendocino. Se fabricaron en velocidades que iban desde los 533Mhz a los 766Mhz. Para solucionar esta falta de rendimiento, en enero de 2.001 Intel renovó la gama de los Celeron Coppermine-128, aumentando su velocidad de FSB hasta los 100Mhz y ofreciendo unas velocidades de 800Mhz (el primero que se fabricó con un FSB de 100Mhz), 850Mhz, 900Mhz, 950Mhz, 1Ghz y 1.1Ghz. Esta mejora en el rendimiento los seguía dejando bastante lejos de los Pentium III, pero les permitía defenderse bastante bien frente a los AMD K6-2, a los que superaba en prestaciones. Nunca fueron unos procesadores que destacaron en nada en concreto, pero debido a su precio eran una buena opción para aquellas maquinas en las que no se necesitara un gran rendimiento. Celeron Tuatalin:
  • 17. En 2.002 se introducen los Celeron Tuatalin, basados en los Pentium III del mismo nombre, a los que se les había reducido el FSB a 100Mhz, con la misma caché que los Pentium III, es decir, 256Kb. Las primeras versiones de este nuevo Celeron tenían una velocidades de 1Ghz y 1.1Ghz, y se les denomina como Celeron A para diferenciarlos de los Celeron Coppermine de esas velocidades. Posteriormente se sacaron al mercado versiones de 1.2Ghz, 1.3Ghz y 1.4Ghz. Estos nuevos Celeron no tuvieron un gran éxito, ya que a pesar de las mejoras no alcanzaban un rendimiento destacable, y si bien tenían un buen precio, ya no se tenían que enfrentar a los K6-2, sino a los nuevos AMD Duron, contra los que no tenían nada que hacer. Todos los nuevos Celeron se fabricaron en socket 370, teniéndose que recurrir a los adaptadores para poderlos montar en placas con slot 1. Tanto los Pentium III como los Celeron estuvieron unos años junto con los Pentium 4, de los que hablaremos en otro tutorial. Bien, hasta aquí hemos visto que pasaba en Intel con los Pentium III y los Celeron, pero... ¿qué estaba pasando en este periodo en AMD?. Pues bien, AMD parecía conformarse con participar (eso sí, con bastante éxito) en el segmento de ordenadores de gama media y baja, con procesadores con un buen rendimiento, pero enfrentados a la gama Celeron de Intel, con unos rendimientos superiores a estos con la gamaAMD K6-2, al menos hasta la salida de los Celeron Coppermine-128. Pero esto iba a cambiar totalmente en agosto de 1.999 con la salida de los nuevos AMD K7 ATHLON. La primera serie de Athlon, conocidos también como Athlon
  • 18. Classic salen al mercado en agosto de 1.999, presentando una amplia serie de novedades y luchando no ya contra los Celeron, sino directamente contra los Pentium III de Intel, a los que por cierto superaron ampliamente. Dadas las peculiaridades de los procesadores AMD, estos no eran compatibles con las prestaciones ni estructura de los chipset de Intel, por lo que AMD colaboró con otras empresas (en especial en esta época con VIA) para el desarrollo de chipset que soportaran las características y rendimientos de los procesadores AMD. Athlon Classic: Aunque basado en parte en el K6-2, se le mejora notablemente el rendimiento de coma flotante al incorporar 3 unidades que pueden funcionar simultáneamente, incorporando también las instrucciones 3DNow!. También se eleva la caché L1 a 128Kb (64 para instrucciones y 64 para datos) y se le incorporan 512Kb de caché L2, montados externamente (al igual que los P-II y los P-III de slot 1). Pero quizás la mayor diferencia la marca la utilización del FSB compatible con el protocolo EV6 de Alpha. Este bus funciona en esta versión a 100Mhz DDR (Dual Data Rate), lo que lo convierte en 200Mhz efectivos. Esto hace que el rendimiento a igualdad de frecuencia sea muy superior, por lo que no es comparable un Pentium III a 850Mhz con un Athlon a la misma frecuencia. Se comercializaron en un principio a unas velocidades de entre 500Mhz y 650Mhz, saliendo posteriormente versiones de 750Mhz, 800Mhz, 850Mhz, 900Mhz, 950Mhz y 1Ghz. La memoria caché trabajaba a la mitad de frecuencia del procesador en los modelos inferiores, a 2/5 en los modelos de entre 750Mhz y 850Mhz y a 1/3 en los de 900mhz, 950mhz y 1Ghz. los Athlon Classic utilizaban el Slot A, que físicamente era exactamente igual al Slot 1 utilizado por Intel, pero
  • 19. electrónicamente eran incompatibles. Athlon Thunderbird: Comercializados a partir de junio de 2.000, la principal diferencia es que abandonan el Slot A para utilizar el denominado Socket A, de 462 pines. Mantienen el FSB EV6, 128Kb de caché L1 (64 + 64) y 256Mb de caché L2, pero funcionando a la misma frecuencia que el núcleo del procesador. De esta serie hay dos versiones. Las primeras tenían un FSB de 100Mhz DDR (200Mhz efectivos), y la segunda, comercializada a partir de primeros de 2.001 y denominada Athlon C, con un FSB de 133Mhz DDR (266Mhz efectivos). Desde su salida al mercado, los Athlon se convirtieron en los procesadores más rápidos del mercado, superando siempre a todas las versiones del Pentium III e incluso a las primeras versiones del Pentium 4, presentando tan solo en inconveniente de unas temperaturas excesivamente elevadas, tema que se solucionó con la salida al mercado del Athlon XP. Pero AMD no se conformó con esta situación, ya que en la gama baja los procesadores K6-2 habían perdido competitividad frente a los nuevos Celeron Tuatalin. Para solucionar esto, a mediados de 2.000 AMD saca su nueva gama de procesadores económicos Duron. AMD Duron:
  • 20. La primera serie de AMD Duron, denominada Spitfire, sale al mercado a mediados de 2.000 para competir en el mercado de los procesadores económicos con los Intel Celeron, batiendo a estos en prestaciones desde el primer momento. Esta primera serie no es otra cosa que un Athlon Thunderbird al que se le ha reducido la caché L2 a 64Kb, en lugar de los 256Kb de los Athlon, pero manteniendo el resto de especificaciones, incluido el FSB EV6 de 100Mhz DDR (200Mhz efectivos). Tenían en esta versión una frecuencia de entre 600Mhz y 1.2Mhz, un extraordinario rendimiento en operaciones de coma flotante y contaban con las instrucciones 3DNow!. Todo esto los convierte en los procesadores más rápidos en el segmento de procesadores económicos, al igual que sus hermanos los Athlon lo son el el segmento superior. Esta supremacía en prestaciones la mantendrán durante bastante tiempo, prácticamente hasta la salida al mercado de la última generación de Pentium 4, pero de estos hablaremos en la segunda parte de este tutorial. En noviembre del año 2.000 Intel saca al mercado el procesador Intel Pentium 4, que estuvieron durante unos años compartiendo mercado con los Pentium III y AMD Athlon y Athlon XP. En la segunda parte de este tutorial (Modelos de procesadores y su evolución (2ª parte)) hablaremos de las diferentes series de Pentium 4 y Celeron, así como de los procesadores de AMD que compiten en el mercado con ellos.
  • 21. Procesador [editar] Es la cabeza del computador, se encarga de convertir la materia prima de éste y dar un producto que puede ser sometido a otro procesamiento o ser el producto final del sistema o maquina. Realiza càlculos matemáticos a altísimas velocidades . Capacidad [editar] Dependiendo del tipo de procesador y su velocidad, se obtendrá un mejor o peor rendimiento. La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHZ = millones de ciclos por segundo), este parámetro indica el número de ciclos de instrucciones que el procesador realiza por segundo, pero solo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo, por ejemplo un procesador 586 de 133 MHz no es más rápido que un pentium de 100 MHz. Inicios [editar] Comenzó siendo del tamaño de un armario, posteriormente se redujo al de una gran caja, después se construyó en un placa de unos 15 por 15,00 pulgadas. Finalmente se construyó en un solo circuito integrado, encapsulado en un "chip", que se inserta en un zócalo de la placa-base (0). La historia de los procesadores, ha pasado por diferentes situaciones siguiendo la lógica evolución de este mundo. Desde el primer procesador 4004 del año 1971, hasta el actual Core i7 del presente año ha llovido mucho en el campo de los procesadores. Aquel primer procesador presentado en el mercado el día 15 de noviembre, poseía unas características únicas para su tiempo. Para empezar, la velocidad del reloj sobrepasaba por poco los 100 KHz (Kilo hertzio) disponía de un ancho de bus de 4 bits. Fue expuesto por Roberto Pineda 2002 en la U.E.V.A.A Máximo de 640 bytes de memoria. Realmente una auténtica joya, que para entonces podía realizar gran cantidad de tareas pero que no tiene punto de comparación con los actuales micros, entre sus aplicaciones podemos destacar su presencia en la calculadora Busicom, así como dotar de los primeros tintes de inteligencia a objetos inanimados. Sin embargo el 1º de Abril de 1972 Intel anunciaba una versión mejorada de su procesador. se trataba del 8008,que contaba como pricipal novedad un bus de 8 bytes y la memoria direccionable se ampliaba a los 16 Kb. Además, llegaba a la cifra de los 3500 transistores, casi el doble que su predecesor, y se le puede considerar como el antecedente del procesador que serviría de corazón a la primera computadora personal. Justo 2 años después Intel anunciaba esa tan esperada computadora personal, de nombre Altair, cuyo nombre proviene de un destino de la nave Enterprise, en uno de los capítulos de la popular serie de televisión Star Trek, la semana en la que se creó la computadora. Esta computadora tenía un costo alrededor de los 400 dólares de la época, y el procesador suponía multiplicar por 10 el rendimiento del anterior, gracias a sus 2 MHz de velocidad (por primera vez se utiliza esta medida) con una memoria de 64 Kb. en unos meses logró vender decenas de miles de unidades en lo que supónia la aparición de la primera computadora que la gente podía comprar, y no ya simplemente utilizar. Intel al cual se le ocurrió que su procesador 586 se llamara PENTIUM, por razones de mercado. Tiene varios como son: Pentium, Pentium II, Pentium III y Pentium IV ,
  • 22. AMD tiene el AMD586, K5 y el K6. Los 586 (Pentium) ya son prácticamente obsoletos. Ley de Moore [editar] El Dr. Gordon Moore, uno de los fundadores del Intel Corporation, formuló en el año de 1965 una ley que se ha venido a conocer como la " Ley de Moore". La citada ley nos viene a decir, que el número de transistores contenido en un microprocesador se duplica más o menos cada 18 meses. Esta afirmaciôn que en principio estaba destinada a los dispositivos de memoria, pero también los microprocesadores han cumplido la ley. Una ley que significa para el usuario que cada 18 meses, de forma continua pueda disfrutar de una mejor tecnología, algo que se ha venido cumpliendo durante los últimos 30 años, y se espera siga vigente en los próximos 15 o 20 años. De modo que el usuario puede disponer de mejores equipos, aunque también signifique la necesidad de cambiar de equipo cada poco tiempo, algo que no todo el mundo se puede permitir. y eso que el precio aumenta de forma obsoleta pero no relativa, puesto que la relación MIPS-dinero está decreciendo a velocidad vertiginosa. Algo que sin embargo no sucede con la industria del automóvil por ejemplo, ya que la potencia de los coches no se ha multiplicado de la misma forma que los precios, en cualquier caso, queda claro que en los próximos años nos espera una auténtica revolución en lo que a rendimiento de los procesadores se refiere, como ya predijera Moore hace más de 30 años. Nuevas tecnologías [editar] Los procesadores ahora se pueden fabricar en mayor cantidad por Waffer de silicio utilizado, esto le da una ventaja al fabricante: menores costos. Pero no todo se reduce a eso, ahora es posible poner dos núcleos del procesador en el mismo espacio que antes ocupaba uno sólo. Así pues el siguiente paso es el llamado Dual Core, es decir, un mismo procesador tiene, en realidad, dos cerebros, dos procesadores con sus respectivas memorias Caché pero la misma cantidad de conectores.El proceso a seguir fue achicar aún más todo y además cambiar materiales, AMD e Intel pasaron entonces a los 90nm, más pequeño aún, y a nuevas tecnologías de proceso (SOI, por ejemplo: Silicon On Insulator), esto trae dos ventajas: menos calor, menos energía necesaria para mover el mismo electrón a la misma velocidad y más espacio. La ventaja de AMD sobre Intel está en el multiprocesamiento debido a que cada núcleo posee su conector HyperTransport y su controlador de memoria, Intel resolvió en cierta manera esto, pero AMD tiene, al poseer el controlador de memoria y el HT incluidos, la posibilidad no de Dual Core solamente... si no de N núcleos es decir, el paso que le sigue para el año que viene es meter 4 procesadores en un mismo envase, y luego 8. Actualmente, ya hay disponibles procesadores de 4 núcleos a un precio asequible (alrededor de 300 €). Estos procesadores son los Intel Core 2 Quad y sus velocidades de proceso oscilan entre 2.400 y 2.666Mhz, aunque su principal ventaja es la elevada cantidad de memoria caché de segundo nivel: 8 Mb. La memoria caché de un ordenador es la que almacena las operaciones que más se repiten, por lo que se almacenan en esa memoria en concreto para acelerar el proceso. Por otro lado tenemos los procesadores multinúcleo de AMD, principal competidor de Intel. Próximamente lanzará al mercado sus procesadores de 3 y 4 núcleos - con los
  • 23. nombres de Phenom y Opteron, respectivamente - aunque los precios todavía son una incógnita. En cuanto a lo que se aproxima, lo lógico es pensar que los fabricantes buscarán la manera de ir "sumando núcleos" y no tanto en aumentar la velocidad de reloj del procesador. Otro factor que se sigue trabajando en cuanto a las CPU se refiere, es la velocidad del FSB. Mientras que AMD ha llegado a los 2000 Mhz gracias al Hyper Transport, los últimos procesadores de Intel ya soportan velocidades de 1366 Mhz. Futuro de los microprocesadores [editar] 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 medida del 33% con respecto a la generación del anterior. es decir, el mismo procesador usando esta nueva tecnología puede ir un 33% más rápido que el anterior. Para los que no podamos hacer una idea de este tamaño de tecnología, el valor de 0.25 micras es unas 400 veces más pequeño que un cabello de cualquier persona. Y este tamaño es el que tienen transistores que componen el procesador. El transistor, como muchos sabemos, 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). Dicha corriente eléctrica circula entre dos puntos de modo que cuanto menor sea esta distancia, más cantidad de veces podrá pasar, pues el tiempo es menor. Aunque estamos hablando de millonésimas de segundo, 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 importante. De modo que la tecnología que se utilice puede dar resultados totalmente distintos, incluso utilizando el mismo procesador. en un futuro cercano además de contar con la arquitectura de 0.25 micras podremos disfrutar de una de 0.07, para el año 2011, lo que supondrá la introducción en el procesador de mil millones de transistores, alcanzando una velocidad de reloj cercana a los diez mil MHz, es decir, diez GHz. Han pasado más de 25 años desde que Intel diseñara el primer microprocesador, que actualmente cuenta con más del 90% del mercado. Un tiempo en el que todo ha cambiado enormemente, y en el hemos visto pasar varias generaciones de maquinas que nos han entretenido y ayudado en el trabajo diario. Dicen que es natural en el ser humano queres mirar constantemente hacia el futuro, buscando información de hacia donde vamos, en lugar de en donde hemos estado. Por ello no podemos menos que asombrarnos de las previsiones que los científicos barajan para dentro de unos 15 años. Según el Dr. Albert Yu, vicepresidente de Intel y responsable del desarrollo de los procesadores desde el año 1984, para el año 2011, utilizaremos procesadores cuyo reloj ira a una velocidad de 10 GHz (10,000 MHz) contendrán mil millones de transistores y será capaz de procesar cerca de 100 mil millones de instrucciones por segundo. Un futuro prometedor, permitirá realizar tareas nunca antes pensadas. Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Procesadores"
  • 24. 3 El procesador §1 Presentación En realidad "procesador" es un término relativamente moderno. Se refiere a lo que en los grandes ordenadores de antaño se conocía como Unidad Central de Proceso UCP (CPU "Central Processin Unit" en la literatura inglesa). Comenzó siendo del tamaño de un armario, posteriormente se redujo al de una gran caja, después se construyó en una placa de unas 15 x 15 pulgadas. Finalmente se construyó en un solo circuito integrado encapsulado en un "chip" que se inserta en un zócalo de la placa-base [0]. En los primeros tiempos de la informática personal, que podemos suponer se inicia con la introducción del PC ("Personal Computer") por IBM a mediados de 1981 [1], el mercado de microprocesadores para el PC estaba copado por Intel, que arrancando con el 8088 [2], un modesto procesador de 16 bits a 4.77 MHz de velocidad de reloj ( H2), fue sufriendo sucesivas mejoras; principalmente en lo que respecta a la velocidad (que en el 2001 ha alcanzado más de 1 GHz. para equipos comerciales); capacidad de procesamiento en paralelo; capacidad de los registros; cache interna y facilidades hardware para multiprogramación. En la imágen adjunta sendas vistas, superior e inferior, de un procesador Intel 80386 de 16 MHz junto con el primitivo 8088. Nota: En la actualidad existen procesadores fabricados por otras compañías (IBM, AMD, Cyrix, Etc.) que son compatibles a nivel ensamblador con el juego de instrucciones Intel, lo que permite que no todos los PCs sean necesariamente "Intel inside". §2 Galería de procesadores "Ilustres" El cuadro adjunto (referido exclusivamente a los productos Intel), comprende un resumen de urgencia de la historia de los procesadores utilizados en la informática personal. Modelo año Registros bus Bus de Memoria Frecuencia Frecuencia Modo internos de direcc. (4) externa (2) interna (bits) datos (bits) máxima (3) (bits) (1) 8088 1979 16 8 20 1 MB. 4.77 MHz 14 MHz. Real 80286 1982 16 16 24 16 MB. 12.5 MHz. Real/Prot 80386 1985 32 32 32 4 GB. 20 MHz. Protegido 80486 1989 32 32 32 4 GB. 25 MHz. Protegido Pentium 1993 32 64 4 GB. 60 MHz. Protegido Pentium- 1995 32 64 64 GB. 66 MHz 200 MHz Protegido pro Pentium 1997 32 64 64 GB. 66/100 MHz 266 MHz Protegido
  • 25. II Pentium 1999 32/128 64 64 GB. 550 MHz Protegido III Pentium 2001 32/128 64 64 GB. 400 MHz. 2 GHz Protegido 4 Pentium 2003 M ? ? Nota: Por razones eminentemente comerciales, casi todos los modelos aparecieron en diversas versiones, que se diferenciaban en la frecuencia interna, tamaño de la caché, etc. (1) Se refiere al bus "externo", que utiliza el procesador para comunicar con el exterior. Internamente el procesador dispone de buses que son de 2 a 4 veces esta anchura. (2) Los valores indicados para las frecuencias externas son típicos de los modelos de la época (por tanto aproximados) (3) Los valores de frecuencia interna máxima son los correspondientes al momento de la aparición del modelo. (4) Se refiere a la máxima memoria accesible directamente. Es significativo señalar que todos son compatibles hacia atrás con sus predecesores, de forma que pueden ejecutar el código objeto escrito para el 8086, el primer ejemplar de esta prolífica saga aparecido en 1978 (no incluido en el cuadro). En la tabla adjunta se muestran las características principales de los procesadores más utilizados en el 2004. Modelo Transistores Velocidad del núcleo Caché L2 Velocidad bus frontal Celeron 7,500,000 1.06 GHz - 2 GHz 256 KB 133 MHz y 400 MHz Pentium II 7,500,000 233 MHz - 450 MHz 512 KB 100 MHz Pentium III 9,500,000 450 MHz - 1 GHz 256 KB 133 MHz Pentium III Xeon 28,100,000 500 MHz - 1 GHz 256 KB - 2 MB 100 MHz Pentium 4 55,000,000 1.4 GHz - 3.4 GHz 256 KB 800 MHz K6-II 9,300,000 500 MHz - 550 MHz N/A 100 MHz K6-III 21,300,000 400 MHz - 450 MHz 256 KB 100 MHz Athlon (K7) 22,000,000 850 MHz - 1.2 GHz 256 KB 200 MHz y 266 MHz Athlon XP 37,500,000 1.67 GHz 384 KB 266 MHz Duron N/A 700-800 MHz 64 KB 200 MHz PowerPC G3 6,500,000 233 MHz - 333 MHz 512 KB, 1 MB 100 MHz PowerPC G4 10,500,000 400 MHz - 800 MHz 1 MB 100 MHz Athlon 64 105,900,000 800 MHz 1 MB 1.6 GHz §3 Evolución En esta mini-historia, podemos destacar varios hitos importantes: §3.1 Soporte para memoria virtual
  • 26. La introducción en 1982 del procesador Intel 80286 marcó un hito importante por varios motivos: Por primera vez el procesador podía acceder más rápidamente a sus propios registros que a la RAM más rápida existente; desde entonces esta ventaja no ha hecho sino aumentar en favor del procesador. Desde el punto de vista del software, el verdadero avance fue la implementación en el micro de un dispositivo que permitía el manejo de memoria virtual ( H5a). Hasta entonces, el manejo de este tipo de memoria había que realizarlo a nivel del Sistema Operativo, pero el 286 permitía ya manejarlo de forma nativa mediante el procesador [3], con las consiguientes mejoras del rendimiento y la seguridad. §3.2 Introducción del coprocesador matemático integrado Los procesadores del tipo 8086 solo podían realizar operaciones aritméticas con números enteros. Para los fraccionarios debían utilizar complicados artificios, por lo que desde el principio se crearon procesadores específicos para operaciones aritméticas con números fraccionarios. Conocidos como coprocesadores de punto flotante o coprocesadores matemáticos, eran una opción instalable en un zócalo vacío preparado al efecto en la placa-base, enlazado mediante líneas especiales con el procesador principal. Estos procesadores aligeraban grandemente los cálculos en las aplicaciones que eran capaces de sacar partido de su existencia, y no solo realizaban operaciones de números fraccionarios (de coma flotante 2.2.4a), también operaciones como raíz cuadrada, e implementanban funciones trascendentes como cálculo del seno, coseno, tangente, arcotangente, logaritmos y exponenciación. A partir de la introducción del 80486, Intel incorporó el coprocesador matemático junto con el principal, con lo que su existencia dejó de ser opcional, convirtiéndose en estándar. §3.3 Capacidad de procesar varias instrucciones en paralelo La ejecución de cada instrucción ensamblador no se realiza en un solo ciclo de reloj. Cada instrucción puede contener varias microinstrucciones, de forma que en general el rendimiento del procesador no equivale a una instrucción en cada ciclo. Una forma de aumentar la eficiencia es procesar varias instrucciones en paralelo, de forma que, en la medida de lo posible, varias instrucciones se encuentran en diversas fases de ejecución simultanea de su microcódigo. Utilizando un número conveniente de estas vías de ejecución paralela se consiguen rendimientos que actualmente han excedido la relación 1:1, de forma que la arquitectura súper escalar [4] del Pentium Pro proporciona rendimientos del orden de tres instrucciones por ciclo de reloj. El primero en implementar esta arquitectura en el PC fue el 80386 de Intel, que incluye seis de estas vías de ejecución: 1. La unidad de interfaz del bus ("Bus Interface Unit") accede a memoria y a otros dispositivos de E/S. 2. La unidad de precarga de instrucciones ("Code Prefetch Unit") recibe objetos desde la unidad de bus y la sitúa en una cola de 16 bytes. 3. La unidad de decodificación de instrucciones ("Instruction Decode Unit") decodifica el código objeto recibido en la unidad de precarga y lo traduce a microcódigo.
  • 27. 4. La unidad de ejecución ("Execution Unit") ejecuta las instrucciones del microcódigo. 5. La unidad de segmento ("Segment Unit") traduce direcciones lógicas en direcciones absolutas, y realiza comprobaciones de protección. 6. La unidad de paginación ("Paging Unit") traduce las direcciones absolutas en direcciones físicas; realiza comprobaciones de protección de página, y dispone de una cache con información de las 32 últimas páginas accedidas. §3.4 Introducción de soporte para sistemas multiporcesador Esta capacidad, originaria del mundo de los mainframe, se introdujo en el procesador Intel 80486, permitiendo así el desarrollo de auténticos sistemas multiproceso en la informática personal. Este procesador también incluyó por primera vez dispositivos de ahorro de energía, incluyendo que el procesador redujese su velocidad, o incluso suspendiese la ejecución manteniendo su estatus, de forma que pudiera ser reiniciado en el mismo punto de la "hibernación". §3.5 Movilidad y conectividad En el primer trimestre del 2003 Intel materializa bajo una sola denominación las tendencias más significativas del momento en el mundo de la computación: movilidad y conectividad (la palabra de moda es "Wireless"). A este efecto anuncia Centrino; más que un procesador es un compendio de tecnología móvil con el que el gigante del hardware se posiciona en el cada vez más importante segmento de los dispositivos móviles [5]. Bajo estas siglas se integran un procesador Pentium M, la familia de chipset Intel 855 y las funciones de red inalámbrica del dispositivo Intel Pro/Wireless 2100 Network Connection para el estándar 802.11. §3.6 Multinúcleo A lo largo de 2005 se comienzan a popularizar los procesadores de doble núcleo en los ordenadores personales. Parece que, una vez agotadas las posibilidades de procesamiento de instrucciones en paralelo en un solo procesador ("multi-threading"), los pasos se orientan hacia los procesadores de doble núcleo, en realidad dos procesadores en un mismo chip, cada uno con su propia cache, con lo que el multiproceso cobra un significado real en las máquinas que los montan ("Hyper-threading""). Los equipos personales, incluso portátiles tienen ahora capacidades de proceso que hasta hace poco estaban restringidas a servidores de gama alta con dos procesadores. Por ejemplo, máquinas Intel con dos procesadores Xeon. Nota: no confundir una máquina con dos o más procesadores independientes (multiprocesador) con un procesador de doble núcleo. En general, una máquina con dos procesadores es más rápida que una de doble núcleo, pero en ambos casos, para sacar provecho de sus posibilidades, es necesario que el Sistema Operativo sea capaz de reconocer el "hyperi-threading", y que el software de aplicación también sea capaz de usar procesos multi-hebra SMT ("Simultaneous Multi-threading Technology"). En caso contrario, será detectado y utilizado un solo núcleo [6]. En este año los equipos personales de gama alta montan procesadores de doble nucleo. Por ejemplo, Intel Pentium D, con discos SATA; grabador DVD+/-RW doble capa, y distintas configuraciones de tarjetas gráficas de altas prestaciones.
  • 28. En Noviembre de 2006 Intel presenta en Ginebra, Suiza, su primer procesador con cuatro núcleos (“quad-core”) en un mismo chip. La prensa especializada destaca que su capacidad multiplica por miles de millones la del primero que salió al mercado en 1971. El nuevo procesador contiene 2.000 Millones de transistores frente a 2.300 del primero y su frecuencia de reloj es de 2.66 GHerzios, frente a los 740 KHerzios del anterior. Además presentan la ventaja de consumir un 50% menos que la serie precedente. Los portavoces de Intel recuerdan que si la industria del automóvil se hubiese desarrollado tan rápido como la electrónica digital, a la fecha (2006) un automóvil podría atravesar Estados Unidos de costa a costa en menos de 10 segundos. Además señalan que, en vista del éxito alcanzado por los de doble núcleo, sus planes incluyen estar fabricando procesadores de 80 núcleos en un plazo de 5 años. Inicio. [0] Parece ser que los primeros en integrar todos los elementos de una UCP en un solo chip fueron los ingenieros de Texas Instruments, que en Junio de 1971 anunció la primera "CPU on a chip". Se trataba de un desarrollo hecho por encargo de una empresa denominada Computer Terminal Corporation (que luego sería Datapoint). El primer microprocesador comercial, el 4004, una UCP de 4 bits fue desarrollado por Intel en 1970; inicialmente fue también un desarrollo por encargo para una compañía Japonesa de calculadoras (Busicom), aunque más tarde, en Noviembre de 1971, fue comercializado como MCS-4 ("Microcomputer System 4-bit"). [1] En realidad el asunto había empezado un poco antes, aunque en círculos restringidos, cuando a mediados de los 70 algunos fanáticos de la electrónica comenzaron a hacer desarrollos caseros sobre un kit del tipo "Hágalo Usted mismo" fabricado por una empresa llamada Micro Instrumentation Telemetry Systems, que utilizando un microprocesador Intel 8080 comercializó el ahora legendario Altair. Rápidamente siguieron los Tandy de Charles Tandy, y los Apple de Wozniak y Jobs, que sin darse cuenta escribieron páginas imborrables de la historia de la tecnología. [2] El procesador Intel 8088, elegido por IBM para su primer modelo de PC era una versión "simplificada" de un procesador más potente, el 8086, que tenía registros y bus de datos de 16 bits. Sin embargo, por razones de simplificación y economía se eligió el 8088 con registros de 16 bits, pero bus de datos de 8 (coincidente con el bus de datos la placa-base que era también de 8 bits). No solo el ancho del bus, otros muchos detalles de diseño (que lo hacían parecer a un jovencito Frankestein) han hecho especular largamente acerca de que nadie en IBM parecía tener mucha fe en el futuro del recién nacido. [3] Este micro tenía un bus de datos de 24 bits, que le permitía acceder directamente más de 16 MB de memoria física, y hasta 1 GB de memoria virtual. Implementaba también un mecanismo de multitarea, denominado "modo protegido", que le permitía conmutar entre varias aplicaciones, cada una de las cuales parecía correr en "modo real" (como si estuviese en un 8088), pero el sistema tenía algunas deficiencias, que fueron subsanadas en el 80386. [4] El término "súper escalar" significa que existen vías de procesamiento paralelo en el procesador. Por ejemplo, se dice que el Pentium Pro utiliza una arquitectura súper escalar de tres vías, lo que supone que su rendimiento equivale tres instrucciones por cada ciclo de reloj. Esta arquitectura también se conoce como "Pipeline", y ha sido comparada con las cadena de montaje de automóviles, en las que en la misma cadena existen unidades (aquí serían instrucciones) con diverso grado de terminación. El resultado es un mayor número de unidades terminadas que si se esperase a terminar completamente un automóvil antes de iniciar la construcción del siguiente.
  • 29. [5] En este año (2003) se estima que para el 2006 habrá en Europa 13 millones de portátiles, y la tecnología inalámbrica crece de forma imparable. [6] Puede obtener abundante y puntual información sobre esta tecnología en el sitio de Intel. Puede empezar por un magnífico artículo que describe esta tecnología; los beneficios que aporta, y como preparar el código para poder beneficiarse de ella: "Advanced Multi-Threaded Programming", de Intel Software Network
  • 30. HISTORIA DE LA EVOLUCIÓN DE LOS PROCESADORES RENDIMIENTO BUS INT/EXT PROCESADOR VELOCIDAD TRANSISTORES FECHA APARICIÓN Mips(*) Bit/Mhz 4004 108 Khz 2.300 0.06 / 15.11.71 8008 200 Khz 3.500 0.06 / 04.1972 8080 2 Mhz 6.000 0.64 / 04.1974 8085 5 Mhz 6.500 0.37 16 / 8 03.1976 0.33 58 8086 (1) 29.000 0.66 16 / 8 08.06.78 10 Mhz 0.75 5 0.33 8088 (1) 29.000 16 / 8 06.1979 8 Mhz 0.75 6 0.9 80286 (1), (2) 10 134.000 1.5 16 / 16 02.1982 12 Mhz 2.66 16 5.5 17.10.85 20 6.5 06.02.87 80386 DX (3) 275.000 32 / 16 25 8.5 / 49 04.04.88 33 Mhz 11.4 / 68 10.04.88 16 2.5 / 22 16.06.88 20 2.5 / 32 25.02.89 80386 SX 275.000 32 / 16 25 2.7 / 39 16.06.88 33 Mhz 2.9 / 136 26.10.92 20 4.21 15.10.89 80386 SL 855.000 32 / 16 25 Mhz 5.3 / 41 30.09.91 25 20 / 122 10.04.89 80486 DX (3) 33 1.200.000 27 / 166 32 / 32 07.07.90 50 Mhz 41 / 249 24.06.91 16 13 / 63 16.09.91 20 16.5 / 78 80486 SX 1.185.000 32 / 32 22.04.91 25 20 / 100 16.06.91 33 Mhz 27 / 136 80486 SL 20 1.400.000 15.4 32 / 32 09.11.92
  • 31. 25 19 33 Mhz 25 80486 SX2 50 - 180 - - 50 41 / 231 03.03.92 80486 DX2 (3) 1.200.000 33 /40 / 32 66 Mhz 54 / 297 10.08.92 75 53 / 319 80486 DX4 (3), (4) 1.600.000 33 / 40/ 50 / 32 07.03.94 100 Mhz 70.7 / 435 60 3.100.000 100 / 510 22.03.93 66 3.100.000 112 / 567 22.03.93 75 3.200.000 126.5 / 610 / 67 10.10.94 90 3.200.000 149.8 / 735 / 81 07.03.94 100 3.200.000 166.3 / 815 / 90 07.03.94 PENTIUM (5) 50 / 66 / 32 120 3.200.000 203 / 1000 / 100 27.03.95 133 3.200.000 218.9/ 1110 / 111 06.95 150 3.200.000 1176 / 114 04.01.96 166 3.200.000 1308 / 127 04.01.96 200 Mhz 3.300.000 142 10.06.96 75 90 AMD K5 100 4.300.000 120 02. 97 133 02. 97 150 166 PENTIUM PRO 5.500.000 66 / 32 01.11.95 180 197 200 150 144 166 180 32/50 PENTIUM MMX 180 4.500.000 08.02.97 - 32/66 200 182 233 AMD K-6 (6) 200 - - 32/66 -
  • 32. 233 266 300 300 32/66 333 350 380 400 AMD K-6 2 3D 9.000.000 - NOW (7) 450 32/100 475 500 12.99 533 05. 00 550 05.00 233 32/66 266 300 PENTIUM II 333 7.500.000 - - 350 32/100 400 450 CELERON 266 - - 32/66 300 333 300 A 333 366 400 433 466 500 566
  • 33. 06. 00 600 06.00 633 06. 00 PENTIUM XEON 400 - - 32/100 03.99 450 28.02.99 500 28.02.99 550 600 650 700 PENTIUM III 9.500.000 - 32 /100 750 800 20.12.99 850 20.03. 00 900 03. 00 950 03. 00 1000 08.03.00 400 AMD K-6 3 3D 21.300.000 - 32 /100 - NOW 450 533 600 667 733 PENTIUM III 800 - - 32/133 COPERMINE 866 20.03.00 933 03.00 950 03. 00 1000 03. 00 AMD ATHLON 450 - - 32 /100 500 550 600 650
  • 34. 700 750 800 06.01.00 850 11.02.00 900 06.03.00 950 06.03.00 1000 06.03.00 OTROS DATOS DE INTERÉS (*) Diferentes sistema de mediciones, como por ejemplo el SPECint95 (test). (1) Aún se puede encontrar en algunas tiendas de electrónica, o por lo menos hasta hace poco. (2) Superventas, instalado en 15 millones de procesadores, teniendo en cuenta que no fue un prodigio de la ciencia (problemas con el modo extendido). (3) De estos procesadores, también hay modelos clónicos de las marcas AMD y CYCIX. -Este procesador era 100 veces mas rápido que el primer procesador, el 4004. -En el modelo 80386 AMD sacó procesadores mas rápidos que Intel, por lo que esta fué la primera vez que le dio quebraderos de cabeza a la Súper poderosa INTEL. -En el 80486, una vez que en el mercado ya dominaba el PENTIUM, AMD estuvo sacando procesadores a 120 y mayores velocidades, que superaban en rendimiento a los Pentium mas lentos. (4) AMD sacó el DX5, con 133 Mhz, mas rápido que los Pentium de gama baja. (5) Intel consiguió registrar el procesador Pentium (puesto que los tribunales no le autorizaron anteriormente registrar los procesadores con denominación numérica (por ser un numero sin mas).
  • 35. Al conseguirlo, las demás marcas como AMD con su K-5 PR-75, 100, 133 (procesadores que no alcanzaban a los de su competencia) y Cyrix, debieron utilizar la construcción de sus procesadores con tecnología inversa, pero al fin y al cabo eran CLÓNICOS de los procesadores de Intel. (6) Compatible MMX. (7) Compatible MMX mas 21 nuevas instrucciones aceleradoras multimedia (MMX) (8) (9) (10) Existen otras versiones (igual de destacadas e importantes) que no se han reflejado en la tabla. Ejem los AMD con multiplicadores dx2, dx4 y dx5, y de Intel con diferentes cantidades de cache. GLOSARIO Herzio: Unidad basica, equivale a un ciclo Khz:(kilohercio) Mil ciclos por segundo. Mhz: (megahercio) Millon de ciclos por segundo. SX: Sin Coprocesador matemático DX: Con Coprocesador matématico DX2 /3 /4 , etc: Multiplica la frecuencia de la placa base (ejemplo la placa base funciona a 20, 33 o 50 Mhz x2 = 40, 66, 100 Mhz) SL: Mips: (Millones de intrucciones por segundo) Rendimiento de un procesador (aplicable tambien a procesadores graficos) MMX.- Conjunto de 57 instrucciones de aceleración multimedia, añadidas fisicamente en el interior del procesador. 3D NOW.- MMX + 21 nuevas instrucciones aceleradoras multimedia.