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Evolucion de los microprocesadores

En esta presentacion se mostrara como han ido avolucionando los microprocesadores desde su aparicion hasta la actualidad.
by

estudiante A

on 25 May 2011

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Transcript of Evolucion de los microprocesadores

En esta presentación nos vamos a limitar a la época de las PC, que podemos decir que comienza en el año 1.978, con la salida al mercado del procesador Intel 8086. Microprocesadores Evolución de los 8086 y 8088 (de 1.978 a 1.982) 8086 y 8088 (1978-1982) La diferencia entre los 8086 y los 8088 estaba en su frecuencia, que en el caso del 8086 era de unos 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. 80186 y 80188 (de 1982) Se trata de una evolución de los modelos 8086 y 8088.

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 (1982-1986) 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. Más conocido como i286, 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. 80386 (1986-1994) 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.
Se trata del primer procesador para PC con una arquitectura CISC 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.
La conexión a la placa base en las primeras
versioneses mediante socket de 68 pines, 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. 80486 (1989 a 1995) 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, que se trataba del procesador de mayor rendimiento de su época), lo que lo convirtió en uno de los procesadores más rápidos 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.

Los procesadores i486 utilizaron a lo largo su existencia varios tipos diferentes de socket 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). Pentium (1993-1997) Los primeros Pentium tenían una frecuencia de entre 60Mhz, 66Mhz, 75Mhz y 133Mhz,
Los 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. 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.

Utilizaban para las funciones multimedia las instrucciones MMX, que se habían convertido en el estándar de la época. Pentium Pro (1995-
1998) 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 en programas e instrucciones de 16 bits. Pentium II (1997- 1999) Se trata de un procesador basado en la arquitectura x86, con el núcleo P6, que fue utilizado por primera vez en los Pentium Pro.

Este sistema se empleó por dos motivos. Uno fué el facilitar la refrigeración del procesador, pero el otro fue la necesidad de espacio para poder dotar de una serie de características a los Pentium II.
Un tercer motivo fue puramente comercial.
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. Intel Celeron (1998) En agosto de 1.998 Intel saca al mercado una
nueva gama de procesadores económicos,
denominados Intel Celeron, denominación que
llega hasta nuestros días. 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. A principios de 1.999, Intel saco al mercado el sustituto del Celeron Covington, el Celeron Mendocino.
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. AMD K6-2 (Mayo de 1998) Este procesador siguió utilizando el socket 7 en las versiones de hasta 550Mhz y el socket Súper7, que permitía el uso de AGP.

Mejoras: 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 y sobre todo mejorando sustancialmente el problema de no ser posible la utilización de instrucciones de coma flotante cuando se utilizaban las instrucciones MMX.

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). 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: Pentium III (1999-2003) 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. 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.

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. Coppermine: 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 Pentium III-S (versión para servidores), con 512Kb. Tualatin: Durante este período, 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.
Se fabricaron en velocidades que iban desde los 533Mhz a los 766Mhz.

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, 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. Celeron Tuatalin: 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 Posteriormente se sacaron al mercado versiones de 1.2Ghz, 1.3Ghz y 1.4Ghz. AMD K7 ATHLON (agosto de 1999) La primera serie de Athlon, conocidos también como Athlon 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 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: 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 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 (mediados del 2000) 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. En noviembre del año 2000 Intel saca al mercado
el procesador Intel Pentium 4, que trabajaba
a 1.4 y 1.5 GHz donde se había quedado el
Pentium III, posterirmente salieron los de
3.8Ghz llamados Prescott; que es lo más rápido
que ha salido en un procesador comercial Pentium 4 (noviembre del 2000) Luego en el 2003 vino en el Procesador Pentium M, este fue originalmente diseñado para su uso en computadoras portátiles venían desde los 1.5Ghz hasta los 1.7Ghz, luego vino una segunda generación desde los 1.6Ghz hasta los 2.26Ghz Pentium M (2003) Para 2005 vinieron los Pentium D que consisten básicamente en dos procesadores Pentium 4 ubicados en una única pieza de silicio, con velocidades desde los 2.66Ghz hasta 3.2Ghz, luego vinieron variantes desde los 2.8Ghz hasta 3.6Ghz, esta última velocidad conocida como la velocidad tope (con excepción de los P4 de 3.8Ghz). Pentium D (2005) Para 2006 Intel lanza los Intel Pentium
Dual-Core que utilizan la tecnología de doble núcleo, fue llamado Pentium Dual-Core; con velocidades desde los 1.3Ghz hasta los 3.06Ghz. Pentium Dual-Core (2006) Par este mismo año se lanza el Intel Core 2, que comenzaron con velocidades desde los 1.06Ghz hasta los 3.33Ghz. La marca Core 2, abarca las líneas Solo (un núcleo), Duo (doble núcleo), Quad (quad-core), y Extreme (CPUs de dos o cuatro núcleos). Core 2 Son una familia de procesadores de cuatro núcleos con velocidades desde los 1.06Ghz hasta los 2.66Ghz para portátiles; para PC de escritorios van desde los 2.93Ghz hasta los 3.46Ghz, fabricación en 32 nanómetros, que equivale a un menor consumo y un menor calor generado como principal característica. Core i3, i5, i7 ( 2008-2009) Es el primer procesador de la serie
i9 de Intel con seis núcleos, con velocidades desde los 3.2Ghz hasta
3.7Ghz. Core i7 980x (2010) Pentium MMXss (enero de 1997) K5 (1996) DESDE 1978 HASTA
1999 DESDE 1999 HASTA
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