Evolución de los microprocesadores.

1. Universidad Popular del CesarFacultad Ingenierías y Tecnológicas Evolución de los microprocesadores Presentado por: Jhon Jairo De la rosa Bueno (Ingeniería de Sistema) Eduardo Andrés Ortega Carmona (Ingeniería de Sistema) Deimer Pérez Montes (Ingeniería de Sistema) Algoritmos y Fundamentos de programación Grupo 01

4. El microprocesador de 4 bits En 1971, Intel corporation y el talento creativo de Marcian E. Hoff fabricaron el primer microprocesador comercial: el 4004, de 4 bits. Este procesador integrado programable fabricado con 2,300 triansistores en un solo encapsulado era insuficiente, según las normas actuales, por que sólo direccionaba 4096 localidades de memoria de 4 bits. El conjunto de instrucciones del 4004 era de sólo 45 diferentes lo cual limitaba el número de aplicaciones. Como consecuencia, el 4004 solo podía ser empleado en aplicaciones de recursos limitados, tales como los primeros juegos de vídeo. Cuando surgieron necesidades de aplicaciones mas complejas, el 4004 resultó inadecuado.

5. Los P de 8 bits Mas tarde, en 1971, al percatarse de que el microprocesador era un producto viable para la comercialización, Intel produjo el 8008, el primer microprocesador de 8 bits. El tamaño ampliado de la memoria a 16KBytes y las instrucciones adicionales (un total de 48) en este nuevo microprocesador ofrecieron la espectativa de muchas aplicaciones mas avanzadas. En 1973, Intel introdujo el 8080, el primero de los microprocesadores modernos de 8 bits. Pronto, otras empresas empezaron a lanzar al mercado sus propias versiones de los procesadores de 4 y 8 bits.

6. Características principales del 8080. El 8080 podia direccionar una cantidad mayor de memoria y ejecutaba las instrucciones con 10 veces mas velocidad que el 8008. Una suma que tardaba 20 S en el 8008, sólo requeria de 2.0 S en el 8080. El 8080 era compatible con logica TTL lo que significaba que podia interconectarse con un gran número de componentes estándar TTL.

7. Los P de 8 bits (continuación). En 1977, Intel introdujo una nueva versión del 8080: el 8085. Aunque solo ligeramente mas avanzado que su predecesor, el 8085 direccionaba la misma cantidad de memoria (64Kbytes), ejecutaba aproximadamente el mismo número de instrucciones y sumaba en 1.3 S en lugar de 2 .0 S, loque le premitia operar a 0.5 MIP. Las principales ventajas del 8085 son el generador de reloj y el controlador del sistema integrados, que eran componentes externos en le 8080. Tan sólo Intel ha vendido mas de 100 millones de piezas del microprocesador 8085. Otras empresas, como NEC, AMD, Toshiba y Hitachi tambien fabrican, bajo licencia, una versión del 8085.

8. Los P de 16 bits En 1978, Intel lanzó al mercado el microprocesador 8086 y casi un año mas tarde, el 8088. Ambos dispositivos son microprocesadore de 16 bits fabricados con 29,000 transistores, que ejecutan instrucciones en escasos 400 nS; esto es una gran mejoría en relación con la velocidad de ejecución del 8085. El 8086 y 8088 tienen capacidad para direccionar 1 Mbyte o una memoria de 512 Kpalabras (de 16 bits de ancho). Una necesidad improtante que aceleró la evolución del microprocesador de 16 bits fue la multiplicación y la división por hardware.

9. Los P de 16 bits (continuación). El 80286 es un procesador VLSI, construido con 130,000 transistores y es una versión mejorada del 8086, el cual contiene una unidad de administración de memoria y direcciona 16 Mbytes de espacio en lugar de 1 Mbyte. La velocidad del reloj se aumento tambíen a 16 Mhz, en las últimas versiones producidas por Intel. La versión básica del 8086 y 8088 ejecutaban hasta 2.5 MIP, entanto que la versión básica del 80286 ejecutaba hasta 8 MIP.

10. Los P de 32 bits. El 80386 fue el primer microprocesador de 32 bits fabricado con 275,000 transistores e introducido por Intel, cuyas principales ventajas son; una frecuencia de operación mucho mas alta (33 Mhz) y un espacio de memoria mayor (4 G bytes) que sus predecesores. El microprocesador 80486 fabricado con 1,200,000 transistores, contiene básicamente un 386 mejorado, un coprocesador aritmético (para la versión DX del 486) y una memoria caché interna de 8 Kbytes. La velocidad del reloj a 66 Mhz (80486DX2) permite que las instrucciones se ejecuten a 54MIP.

11. Los P de 64 bits. El Pentium hizo su aparición en 1993, fue el primer microprocesador de 64 bits, se emplearon 3,100,000 transistores para su construción y su capacidad de direccionamiento de memoria es de 4 Gbytes. En este microprocesadora las aplicaciones pueden ser ejecutadas hasta cinco veces mas rapidamente de lo que hasta entonces era posible con el 486 (270 MIP).

12. Los P de 64 bits (continuación). Pentium Overdrive fue intruducido al mercado de los microprocesadores de 64 bits en 1995, era un circuito integrado basado en tecnología del P Pentium pero que podia ser colocado en computadoras basdas en el 80486 que estuvieran provistas de un socket OverDrive. Pentium Pro fue comercializado a partir de 1995, para su construcción fueron necesarios 5,500,000 de transistores.

13. Los P de 64 bits (continuación). Pentium con MMX fue fabricado y comercializado a partir de 1997, fue diseñado con tecnología Pentium con un grupo de instrucciones especiales para un procesamiento multimedia mas acelerado. Pentium II comercializado a finales de 1997, su diseño requirio de 7,500,000 transistores. Celeron con tecnología de Pentium II introducido por intel en 1998 pero diseñado para computadoras personales de bajo costo. Pentium II Xeon introducido al mercado de los microprocesadores en 1998. 8,500,000 transistores fueron necesarios para la fabricación de su circuiteria.

14. Los P de 64 bits (continuación). Pentium III hizo su aparición a principios de 1999, su diseño requirio de 9,500,000 transistores. Pentium III Xeon comercializado en 1999. Su poder de procesamiento se debe a los 28,100,000 transistores que lo componen.

16. Procesadores AMD

17. Comienzos de AMD Fundada en 1969, AMD es uno de los proveedores de procesadores más importantes del mercado. Al finalizar su primer año contaba con 53 empleados y 18 productos. Productos que fueron sacados de otras compañías para obtener mayor velocidad y eficiencia.

18. Cronología AMD En 1976 AMD e Intel firman el contrato de la patente de la licencia cruzada. En 1981 AMD e Intel renuevan y expande su contrato de explotación mutua de derechos de patente original. En 1982 AMD e Intel firman el acuerdo de cambio de tecnología que se centraba en la familia de procesadores iAPx86. En 1987 se inicia la acción de arbitraje contra Intel. En 1991 AMD se introduce al mercado la familia de procesadores AM-386, rompiendo el monopolio de Intel. En 1992 los derechos son completamente concedidos a AMD para hacer y vender la familia entera de AM-386.

19. Cronología AMD En 1993 AMD introduce los primeros miembros de la familia AM-486 y nace el proyecto de AMD-K5. En 1997 AMD introduce al mercado el AMD-K6. En 1998 AMD revela el AMD-Athlon, siendo lanzado al mercado en 1999.

20. Productos AMD

21. AMD-K5 Primer Procesador de la gama Pentium de 64 bits. AMD adoptó en estos procesadores al marcado de velocidad por comparación con el equivalente de Intel, y no por la velocidad real interna del proceso y se lanzaron versiones K5 PR-75 a K5 PR-166 con los mismos estadios intermedios de velocidad que los procesadores Intel. Las prestaciones de este procesador son inferiores a las de los procesadores Pentium sin MMX, aunque mejores que la de los CYRIX 6x86 en operaciones de coma flotante (Coprocesador matemático).

22. AMD K-6 El AMD-K6 es un chip socket 7, es decir, se instala en un zócalo de dicho tipo, el mismo que usa el Pentium MMX. Ambos chips incorporan las extensiones MMX. En cuanto a velocidades, el AMD-K6 existe en versiones desde 166 a 300 MHZ.

23. AMD K6-2 Más rápido y polivalente que el AMD-K6, al que aventaja gracias a que utiliza 100 MHZ para la memoria y la caché y además incorpora las nuevas instrucciones, las 3D Now!, que aceleran los juegos 3D que incorporen soporte para este chips o se jueguen bajo las DirectX 6 o tengan drivers de vídeo optimizados para el chip. El rendimiento del K6-2 es prácticamente idéntico al de un Pentium II de su misma velocidad de reloj e incluso superior en juegos 3D optimizados, como la última versión de Quake II.

24. AMD K6-III Ofrece desempeño líder en Windows 98 y Windows NT y supera al procesador móvil Pentium II más rápido de Intel por un índice de 45% según la prueba de performance CPUMark 99 de Ziff-Davis Inc. Incorpora, además, el diseño de TriLevel Caché de AMB, que da lugar a un rendimiento de alta calidad.

25. AMD K7-Athlon Bus Alpha de 200 MHZ que se insertará en un SLOT, llamado SLOT A. Sus velocidades iniciales de 500 MHZ, 550 MHZ, 600MHZ y 650 MHZ. 128 KB de caché de primer nivel (L1). 512 KB a 8 MB de caché de segundo nivel (L2). Las capacidades de desempeño del procesador AMD Athlon a 700 MHZ, unidas a una innovadora tecnología 3D Now! de AMD, prometen a los usuarios un aumento de productividad en aplicaciones tanto comerciales como del consumidor, imágenes visuales de gran calidad, sonido excepcional y una experiencia en Internet mejorada.

26. AMD-Athlon XP Arquitectura QuantiSpeed para mayor rendimiento. Microarquitectura de procesador x86. Tecnología 3DNow! Professional para la ejecución avanzada de 3D. Tamaño de la pastilla: aproximadamente 37.5 millones de transistores en 128mm2. Fabricado utilizando la tecnología vanguardista de proceso de cobre de 0.18 micras de AMD.

27. AMD Duron Los procesadores AMD-Duron están específicamente diseñados para ofrecer una solución optimizada para proteger los usuarios residenciales y empresariales más exigentes, sin comprometer su presupuesto. El procesador AMD Duron se deriva de las características principales del procesador AMD Athlon e incluye memoria cache incorporada a toda velocidad, un bus frontal de 200 MHZ y tecnología optimizada 3DNow!

28. Algunas comparaciones

35. INTEL INTEL CELERON D, la gama baja y con un rendimiento muchísimo peor de lo que se espera de los GHz que tienen, pues tienen muy poca memoria caché para poder ser tan baratos. Además, son sólo de 32 bits. Actualmente de 2'533 a 3'333 GHz. Hay de dos tipos, núcleo Prescott con 256 Kb de caché y núcleo Cedar Mill, con 512 Kb. Los segundos son mejores.

36. INTEL PENTIUM 4, la gama media. Actualmente todos poseen extensiones EMT 64, por lo que son micros de 64 bits. Es importante que te des cuenta que ya no indican el nº de GHz, sino un modelo. Por tanto, es muy importante que averigües la velocidad real del micro. Existen dos cores: Prescott: de 531 / 3'0 GHz hasta 541 / 3'2 GHz, con 1024 kB de caché Cedar Mill: de 631 / 3'0 GHz hasta 661 / 3'6 GHz, con 2048 kB de caché. Es evidente que los segundos son mejores, los que empiezan por "600“.

37. INTEL PENTIUM D, la gama alta. Similares a los anteriores pero de doble core. Es decir, que es como si estuvieras comprando dos micros y los colocaras en el mismo espacio, duplicando (idealmente) el rendimiento. Sólo se aprovechan al 100% si el software está optimizado, pero son muy recomendables dada la facilidad con que permiten trabajar con varios programas a la vez. Fíjate bien en los precios porque hay Pentium D por el mismo dinero que un Pentium 4 de los mismos GHz (de 3'2 a 3'6 GHz) por lo que estarías comprando el doble por el mismo dinero. También son micros de 64 bits. Ejemplo: Smithfield: 805 y 2'666 GHz. Sólo 1024 Kb de caché por core. Muy malos, dado que tienen sólo 533 MHz de bus.

38. Intel Pentium MMX es un Conjunto de instrucciones SIMD diseñado por Intel e introducido en 1997 en sus microprocesadores Pentium MMX. Fue desarrollado a partir de un set introducido en el Intel i860. Ha sido soportado por la mayoría de fabricantes de micros x86 desde entonces. Se ha presentado como un acrónimo de MultiMediaeXtension o MultipleMath o MatrixMatheXtension, pero oficialmente sólo es un juego de consonantes sin significado, usado con la única intención de poder poner cortapisas legales de marca registrada a los desarrollos de terceros que trataran de usarlo. MMX agregó 8 nuevos registros a la arquitectura, conocidos como MM0 al MM7 (en adelante llamados MMn). En realidad, estos nuevos registros son meros alias de los registros de la pila de la FPU x87. Por ello cualquier cosa que se haga con la pila de la FPU afecta a los registros MMX. A diferencia de la pila de coma flotante, los registros MMn son fijos en vez de relativos, por lo que pueden accederse aleatoriamente. Cada uno de los registros MMn es un número entero de 64 bits. Sin embargo, uno de los conceptos principales del juego de instrucciones MMX es el concepto del tipo de datos compactados (packed data types), que significa en lugar de usar el registro completo para un solo número entero de 64 bits (palabra cuádruple o quadword), se puede usar para almacenar dos enteros de 32 bits (palabra doble o doubleword), cuatro enteros de 16 bits (palabra o word) u ocho enteros de 8 bits (byte u octeto).

39. El Pentium Pro es la sexta generación de arquitectura x86 de los microprocesadores de Intel, cuya meta era remplazar al Intel Pentium en toda la gama de aplicaciones, pero luego se centró como chip en el mundo de los servidores y equipos de sobremesa de gama alta. Posteriormente Intel lo dejó de lado a favor de su gama de procesadores de altas prestaciones llamada Xeon. El Pentium Pro al principio tenía una caché desde 256 KB hasta 512 KB en el encapsulado, hasta la versión de 1MB introducida posteriormente. Todas las versiones eran caras, particularmente aquellas que tenían más de 256KB de caché

40. El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 diseñado por Intel, introducido en el mercado el 7 de mayo de 1997. Está basado en una versión modificada del núcleo P6, usado por primera vez en el Intel Pentium Pro. Los cambios fundamentales respecto a éste último fueron mejorar el rendimiento en la ejecución de código de 16 bits, añadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar la memoria caché de segundo nivel del núcleo del procesador, colocándola en una tarjeta de circuito impreso junto a éste. El Pentium II se comercializó en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj de entre 166 y 450 MHz. La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz, pero en las versiones a partir de los 333 MHz se aumentó a 100 MHz.Poseía 32 KB de memoria caché de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros 16 KB para instrucciones. La caché de segundo nivel era de 512 KB y trabajaba a la mitad de la frecuencia del procesador, al contrario que en el Pentium Pro, que funcionaba a la misma frecuencia.

41. El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel; el cual es una modificación del Pentium Pro. Fue lanzado el 26 de febrero de 1999. Las primeras versiones eran muy similares al Pentium II, siendo la diferencia más importante la introducción de las instrucciones SSE. Al igual que con el Pentium II, existía una versión Celeron de bajo presupuesto y una versión Xeon para quienes necesitaban de gran poder de cómputo. Esta línea ha sido eventualmente reemplazada por el Pentium 4, aunque la línea Pentium M, para equipos portátiles, esta basada en el Pentium III. Existen tres versiones de Pentium III: Katmai, Coppermine y Tualatin. Producción: Desde 1999 hasta 2003 Fabricante: Intel Velocidad de CPU: 450 MHz a 1.4 GHz Velocidad de FSB: 100 MHz a 133 MHz Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0.25 µm a 0.13 µm Conjunto de instrucciones: x86 (686) Microarquitectura: Intel P6 Sockets: * Slot 1 * Socket 370 Cores: * Katmai* Coppermine* Coppermine-T * Tualatin

42. El procesador Intel Pentium Dual Core es parte de la familia de microprocesadores creados por la empresa Intel, que utilizan la tecnología de doble núcleo, y fue lanzado después de la serie de procesadores Pentium D y primeras ediciones del Core 2 Duo. Posee una memoria de cache de 2° nivel de 1 MB (L2 Cache), un bus frontal de 533 MHz para equipos portátiles y 800 MHz para desktops. Tiene la posibilidad de trabajar a 64 bits. Velocidad de CPU: 1.46 GHz a 2.20 GHz Velocidad de FSB: 533 MT/s a 800 MT/s Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0.065 µm Conjunto de instrucciones: x86 Socket: LGA775

43. Intel Core 2 Quad es una serie de procesadores de Intel con 4 núcleos, lanzados el 2 de Noviembre de 2006, asegurando ser un 65% más rápidos que los Core 2 Duo disponibles en ese entonces. Para poder crear este procesador se tuvo que incluir 2 núcleos Conroe bajo un mismo empaque y comunicarlos mediante el Bus del Sistema, para así totalizar 4 núcleos reales, a diferencia del AMD Phenom X4 que se jacta de ser un procesador monolítico. Velocidad de CPU: 2.40 GHz a 3.20 GHz Velocidad de FSB: 1066 MT/s a 1600 MT/s Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0.065 / 0.045 µm Conjunto de instrucciones: EM64T Microarquitectura: Intel CoreMicroarchitectureSockets: * LGA 775 * Socket P Cores: * Kentsfield* Yorkfield

44. Procesadores para servidores INTEL

45. Gracias!!!