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- 1. Universidad popular del cesar
Evolucin de los microprocesadores
HOLMAN DAVID VILLAFAE ANGULO
ALGORITMO Y FUNDAMENTACION DE PROGRAMACION
2. HISTORIA DE LOS MICROPROCESADORES
Han pasado ms de 25 aos desde que Intel diseara el primer
microprocesador, siendo la compaa pionera en el campo de la
fabricacin de estos productos, y que actualmente cuenta con ms del
90 por ciento del mercado. Un tiempo en el que todo ha cambiado
enormemente, y en el que desde aquel 4004 hasta el actual Pentium
II hemos visto pasar varias generaciones de mquinas que nos han
entretenido y nos han ayudado en el trabajo diario.
Dicen que es natural en el ser humano querer mirar constantemente
hacia el futuro, buscando informacin de hacia dnde vamos, en lugar
de en dnde hemos estado. Por ello, no podemos menos que asombrarnos
de las previsiones que los cientficos barajan para dentro de unos
quince aos. Segn el Dr. Albert Yu, vicepresidente de Intel y
responsable del desarrollo de los procesadores desde el ao 1984,
para el ao 2011
3. Intel 4004
El Intel 4004 (i4004), un CPU de 4bits, fue el primer
microprocesador en un simple chip, as como el primero disponible
comercialmente. Aproximadamente al mismo tiempo, algunos otros
diseos de CPU en circuito integrado, tales como el militar F14 CADC
de 1970, fueron implementados como chipsets, es decir
constelaciones de mltiples chips
4. Intel 8008
El Intel 8008 (i8008) es un microprocesador diseado y fabricado por
Intel que fue lanzado al mercado en abril de 1972. Codificado
inicialmente como 1201, fue pedido a Intel por Computer Terminal
Corporation para usarlo en su terminal programable Datapoint 2200,
pero debido a que Intel termin el proyecto tarde y a que no cumpla
con la expectativas de Computer Terminal Corporation, finalmente no
fue usado en el Datapoint 2200. Posteriormente Computer Terminal
Corporation e Intel acordaron que el i8008 pudiera ser vendido a
otros clientes.
El conjunto de instrucciones del i8008 y de todos los procesadores
posteriores de Intel est fuertemente basado en las especificaciones
de diseo de Computer Terminal Corporacin.
El i8008 emplea direcciones de 14 bits, pudiendo direccionar hasta
16 KB de memoria. El circuito integrado del i8008, limitado por las
18 patillas de su encapsuladoDIP, tiene un un bus compartido de
datos y direcciones de 8 bits, por lo que necesita una gran
cantidad de circuitera externa para poder ser utilizado. El i8008
puede acceder a 8 puertos de entrada y 24 de salida.
5. Intel 8086 y 8088
El Intel 8086 y el Intel 8088 (i8086, llamados oficialmente iAPX
86, y i8088) son los primeros microprocesadores de 16 bits diseados
por Intel. Fueron el inicio y los primeros miembros de la
arquitecturax86, actualmente usada en la mayora de los
computadores. El trabajo de desarrollo para el 8086 comenz en la
primavera de 1976 y el chip fue introducido al mercado en el verano
de 1978. El 8088 fue lanzado en 1979.
El 8086 y el 8088 ejecutan el mismo conjunto de instrucciones.
Internamente son idnticos, excepto que el 8086 tiene una cola de 6
bytes para instrucciones y el 8088 de solo 4. Exteriormente se
diferencian en que el 8086 tiene un bus de datos de 16 bits y el
del 8088 es de solo 8 bits, por ello, el 8086 era ms rpido,
mientras que el 8088 poda usar menos y ms econmicos circuitos
lgicos de soporte, lo que permita la fabricacin de sistemas ms
econmicos.
6. Intel 80286
El Intel 80286 (llamado oficialmente iAPX 286, tambin conocido como
i286 o 286) es un microprocesador de 16 bits de la familia x86, que
fue lanzado al mercado por Intel el 1 de febrero de 1982. Cuenta
con 134.000 transistores. Al igual que su primo contemporneo, el
80186, puede correctamente ejecutar la mayor parte del software
escrito para el Intel 8086 y el Intel 8088. Las versiones iniciales
del i286 funcionaban a 6 y 8 MHz, pero acab alcanzando una
velocidad de hasta 25 MHz. Fue el microprocesador elegido para
equipar al IBM Personal Computer/AT, introducido en 1984, lo que
caus que fuera el ms empleado en los compatibles AT hasta
principios de los 1990.
7. Intel 80386
El Intel 80386 (i386, 386) es un microprocesadorCISC con
arquitecturax86. Durante su diseo se lo llam 'P3', debido a que era
el prototipo de la tercera generacinx86. El i386 fue empleado como
la unidad central de proceso de muchos ordenadores personales desde
mediados de los aos 80 hasta principios de los 90.
Fabricado y diseado por Intel, el procesador i386 fue lanzado al
mercado el 16 de octubre de 1985. Intel estuvo en contra de
fabricarlo antes de esa fecha debido a que los costes de produccin
lo hubieran hecho poco rentable. Los primeros procesadores fueron
enviados a los clientes en 1986. Del mismo modo, las placas base
para ordenadores basados en el i386 eran al principio muy
elaboradas y caras, pero con el tiempo su diseo se
racionaliz.
8. Intel 80486
Los Intel 80486 (i486, 486) son una familia de microprocesadores de
32 bits con arquitecturax86 diseados por Intel Corporation.
Los i486 son muy similares a sus predecesores, los Intel 80386. La
diferencias principales son que los i486 tienen un conjunto de
instrucciones optimizado, una unidad de coma flotante y un cach
unificado integrados en el propio circuito integrado del
microprocesador y una unidad de interfaz de bus mejorada. Estas
mejoras hacen que los i486 sean el doble de rpidos que un i386 e
i387 a la misma frecuencia de reloj. De todos modos, algunos i486
de gama baja son ms lentos que los i386 ms rpidos.
9. Intel Pentium
Intel Pentium es una gama de microprocesadores de quinta generacin
con arquitecturax86 producidos por Intel Corporation.
El primer Pentium se lanz al mercado el 22 de marzo de 1993, con
velocidades iniciales de 60 y 66 MHz, 3.100.000 transistores, cache
interno de 8 KiB para datos y 8 KiB para instrucciones; sucediendo
al procesador Intel 80486. Intel no lo llam 586 debido a que no es
posible registrar una marca compuesta solamente de nmeros.
Pentium tambin fue conocido por su nombre clave P54C. Se
comercializ en velocidades entre 60 y 200 MHz, con velocidad de bus
de 50, 60 y 66 MHz. Las versiones que incluan instrucciones MMX no
slo brindaban al usuario un mejor manejo de aplicaciones
multimedia, como por ejemplo, la lectura de pelculas en DVD sino
que se ofrecan en velocidades de hasta 233 MHz, incluyendo una
versin de 200 MHz y la ms bsica proporcionaba unos 166 MHz de
reloj.
10. Pentium Pro
El Pentium Pro es la sexta generacin de arquitecturax86 de los
microprocesadores de Intel, cuya meta era remplazar al Intel
Pentium en toda la gama de aplicaciones, pero luego se centr como
chip en el mundo de los servidores y equipos de sobremesa de gama
alta. Posteriormente Intel lo dej de lado a favor de su gama de
procesadores de altas prestaciones llamada Xeon.
Fue puesto a la venta en noviembre de 1995. En su lanzamiento usaba
un enorme Socket 8 de forma rectangular
11. Pentium II
El Pentium II es un microprocesador con arquitecturax86 diseado por
Intel, introducido en el mercado el 7 de mayo de 1997. Est basado
en una versin modificada del ncleo P6, usado por primera vez en el
Intel Pentium Pro.
Los cambios fundamentales respecto a ste ltimo fueron mejorar el
rendimiento en la ejecucin de cdigo de 16 bits, aadir el conjunto
de instruccionesMMX y eliminar la memoria cach de segundo nivel del
ncleo del procesador, colocndola en una tarjeta de circuito impreso
junto a ste.
El Pentium II se comercializ 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 aument a 100 MHz.
Posea 32 KiB de memoria cach de primer nivel repartida en 16 KiB
para datos y otros 16 KiB para instrucciones. La cach de segundo
nivel era de 512 KiB y trabajaba a la mitad de la frecuencia del
procesador, al contrario que en el Pentium Pro, que funcionaba a la
misma frecuencia.
Como novedad respecto al resto de procesadores de la poca, el
Pentium II se presentaba en un encapsuladoSECC, con forma de
cartucho. El cambio de formato de encapsulado se hizo para mejorar
la disipacin de calor. Este cartucho se conecta a las placas base
de los equipos mediante una ranura Slot 1.
12. Intel Pentium III
El Pentium III es un microprocesador de arquitecturai686 fabricado
por Intel; el cual es una modificacin del Pentium Pro. Fue lanzado
el 26 de febrero de 1999.
Las primeras versiones eran muy similares al Pentium II, siendo la
diferencia ms importante la introduccin de las instrucciones SSE.
Al igual que con el Pentium II, exista una versin Celeron de bajo
presupuesto y una versin Xeon para quienes necesitaban de gran
poder de cmputo. Esta lnea ha sido finalmente reemplazada por el
Pentium 4, aunque la lnea Pentium M, para equipos porttiles, esta
basada en el Pentium III.
Existen tres versiones de Pentium III: Katmai, Coppermine y
Tualatin
13. Intel Pentium 4
El Pentium 4 es un microprocesador de sptima generacin basado en la
arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primer
microprocesador con un diseo completamente nuevo desde el Pentium
Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette,
trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado el 20 de noviembre de
2000.[1] El 8 de agosto de 2008 se realiza el ltimo envo de Pentium
4,[2] siendo sustituido por los Intel Core Duo
Para la sorpresa de la industria informtica, la nueva
microarquitectura NetBurst del Pentium 4 no mejor el viejo diseo de
la microarquitectura Intel P6 segn las dos tradicionales formas
para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u
operaciones de coma flotante.
14. Intel Pentium M
El Pentium M representa un cambio radical para Intel, ya que no es
una versin de bajo consumo del Pentium 4, sino una versin
fuertemente modificada del diseo del Pentium III (que a su vez es
una modificacin del Pentium Pro). Est optimizado para un consumo de
potencia eficiente, una caracterstica vital para ampliar la duracin
de la batera de las computadoras porttiles. Funciona con un consumo
medio muy bajo y desprende mucho menos calor que los procesadores
de ordenadores de sobremesa, el Pentium M funciona a una frecuencia
de reloj ms baja que los procesadores Pentium 4 normales, pero con
un rendimiento similar (por ejemplo un Pentium M con velocidad de
reloj de 1,73 GHz normalmente puede igualar el rendimiento de un
Pentium 4 a 3,2 GHz.
Los procesadores Intel Pentium M forman parte integral de la
plataforma Intel Centrino.
15. Intel Core 2
La marca Core 2 se refiere a una gama de CPUs comerciales de Intel
de 64 bits de doble ncleo y CPUs 2x2 MCM (Mdulo Multi-Chip) de
cuatro ncleos con el conjunto de instrucciones x86-64, basado en el
Core microarchitecture de Intel, derivado del procesador porttil de
doble ncleo de 32 bitsYonah.[Nota 1] El CPU 2x2 MCM de cuatro
ncleos[1] tena dos dies separados de dos ncleos (CPUs) -uno junto
al otro- en un paquete MCM de cuatro ncleos. El Core 2 releg la
marca Pentium a un mercado de gama medio-bajo, y reunific las lneas
de sobremesa y porttiles, las cuales previamente haban sido
divididas en las marcas Pentium 4, D, y M.
16. El Intel Core Nehalem
Intel Core i7 es una familia de procesadores de cuatro ncleos de la
arquitectura Intel x86-64. Los Core i7 son los primeros
procesadores que usan la microarquitectura Nehalem de Intel y es el
sucesor de la familia Intel Core 2. FSB es reemplazado por la
interfaz QuickPath en i7 e i5 (zcalo 1366), y sustituido a su vez
en i7, i5 e i3 (zcalo 1156) por el DMI eliminado el northBrige e
implementando puertos PCI Express directamente. Memoria de tres
canales (ancho de datos de 192 bits): cada canal puede soportar una
o dos memorias DIMM DDR3. Las placa base compatibles con Core i7
tienen cuatro (3+1) o seis ranuras DIMM en lugar de dos o cuatro, y
las DIMMs deben ser instaladas en grupos de tres, no dos. El
Hyperthreading fue reimplementado creando nucleos lgicos. Est
fabricado a arquitecturas de 45 nm y 32 nm y posee 731 millones de
transistores su versin ms potente. Se volvi a usar frecuencias
altas, aunque a contrapartida los consumos se dispararon.
17. Intel Core Sandy Bridge
Llegarn para remplazar los chips Nehalem, con Intel Core i3, Intel
Core i5 e Intel Core i7 serie 2000 y Pentium G.
Intel lanzar sus nuevos procesadores que se conocen con el nombre
clave Sandy Bridge. Estos procesadores Intel Core que no tienen
sustanciales cambios en arquitectura pero si los necesarios para
hacerlos ms eficientes y rpidos que los modelos anteriores. Es la
segunda generacin de los Intel Core con nuevas instrucciones de 256
bits, duplicando el rendimiento, mejorando el desempeo en 3D y todo
lo que se relacione con operacin en multimedia. Se esperan para
Enero del 2011. Incluye nuevo conjunto de instrucciones denominado
AVX y una GPU integrada de hasta 12 unidades de ejecucin
Ivy Bridge es la mejora de Sandy bridge, se estima para 2012 y
promete una mejora de la GPU, as como procesadores de sexdcuple
ncleo en gams ms altas y cudruple ncleo en la ms bsica, eliminando
as los procesadores de ncleo doble.
18. Microprocesadores AMD
AMD K6.
Podramos definir al K6 como un Pentium II para Socket-7.
El AMD K6 inclua un conjunto de instrucciones multimedia MMX y tena
una cach de nivel 1 de 64 Kb, frente a los 32 Kb de un Pentium II.
A igual velocidad de reloj, por ejemplo, 233 MHz, un K6 233 era ms
rpido que un Pentium MMX 233 y ligeramente ms lento que un Pentium
II a 233.
19. AMD K6-III.
Su principal novedad radicaba en incluir en el propio encapsulado
una cach de nivel 2 de 256 Kb funcionando a la misma velocidad que
el microprocesador, lo que elevaba sus prestaciones
considerablemente. De esta forma, la cach que pudiera llevar
integrada la placa base pasaba a ser una cach de nivel 3, con lo
que situamos el sistema con tres niveles de cach, frente a los dos
habituales. Tenemos as, una cach de nivel 1 de 64 Kb, con 32 Kb
para datos y 32 Kb para instrucciones, una cach de nivel 2 de 256
Kb y una cach de nivel 3 del tamao que incorpore la placa
base.
20. AMD Athlon.
Una de las principales armas con las que cuenta el Athlon es una
unidad de clculo en coma flotante extremadamente potente,
considerada como una de las ms avanzadas en arquitectura x86.
Adems, tambin se han mejorado considerablemente las unidades de
proceso MMX y 3Dnow! A estas ltimas se le aadieron inicialmente 19
nuevas instrucciones orientadas a un mejor tratamiento en la
codificacin de voz y vdeo, as como el tratamiento orientado a
Internet y multimedia. Tambin se le incorpor un segundo grupo de
cinco instrucciones orientadas al procesamiento de sonido digital y
decodificacin de sonido Dolby Digital AC-3, relacionado con el DVD
y el formato de audio MP3.
En el aspecto de la memoria cach hay que destacar que el Athlon
cuenta con 128 Kb de cach de nivel 1, de las cuales 64 Kb son para
instrucciones y 64 Kb para datos, un tamao cuatro veces mayor que
el de un Pentium III. En cuanto a la cach de nivel 2, los primeros
modelos de Athlon contaban inicialmente con 512 Kb, tamao que
disminuy a 256 Kb en los modelos posteriores basados en Socket-A,
en los cuales esta cach se integra en el ncleo del microprocesador,
siendo este el motivo de la disminucin de su tamao. El Athlon se
fabric inicialmente con una tecnologa de integracin de 0,25 micras
e integraba 22 millones de transistores.
Posteriormente, en los modelos actuales se baj el nivel de
integracin a las 0,18 micras y a fecha de publicacin de este libro
ya existen modelos Athlon XP fabricados en 0,13 micras.
21. AMD Athlon XP.
Las versiones ms actuales de AMD Athlon son las denominadas XP.
Este microprocesador comenz con versiones de 1,3 GHz y ha ido
aumentando progresivamente hasta el momento actual, en que ya est
disponible el modelo Athlon XP 3000+ basado en el nuevo ncleo
denominado Barton.
Una caracterstica significativa es que las denominaciones
comerciales aaden el sufijo +, lo que indica la equivalencia en
prestaciones con los modelos equivalentes de Intel. As, un Athlon
XP 3000+ tericamente ofrece el mismo rendimiento que un Pentium 4 a
3 Ghz. Este cambio en la denominacin fue bautizado por AMD con el
nombre QuantiSpeed. QuantiSpeed es tambin el nombre que AMD le
asign a la arquitectura en que estn basados sus microprocesadores
Athlon XP. Esta arquitectura ofrece, las siguientes
caractersticas:
Una microarquitectura x86 superescalar y superpipelined que incluye
9 etapas de ejecucin.
Incluye decodificadores para mltiples instrucciones x86 en
paralelo.
Dispone de tres unidades de ejecucin de coma flotante con capacidad
para ejecutar instrucciones x97 (de coma flotante), tanto MMX como
3Dnow!.
Dispone de tres unidades de enteros superescalares y otras tres
unidades de clculo de direcciones de memoria.
Dispone tambin de una potente unidad hardware de prelectura de
datos (hardware data prefetch). Esta tecnologa permite anticipar
datos que el microprocesador va a necesitar basndose en el flujo de
instrucciones que se est ejecutando, lo que redunda en un
importante aumento de velocidad.
22. AMD Athlon MP.
Esta es la versin del microprocesador Athlon de AMD con capacidades
para multiproceso, es decir, el empleo de varios procesadores sobre
la misma placa, trabajando conjuntamente. AMD desarroll su propio
chipset, el AMD-760 MP.
23. AMD Duron.
Es la versin de Athlon destinado al mercado de gama media y baja,
como una opcin econmica, al igual que Intel hiciera en su momento
con su procesador Celaron. Todos los modelos Duron estn basados
nicamente en Socket-A. el microprocesador Duron difiere de su
hermano mayor el Athlon en una serie de caractersticas, entre ellas
las siguientes