Microprocesador





Un microprocesador es un conjunto de circuitos electrónicos altamente integrado para cálculo y control computacional. El microprocesador es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistema microordenador y en otros dispositivos electrónicos complejos como cámaras fotográficas e impresoras, y como añadido en pequeños aparatos extraíbles de otros aparatos más complejos como por ejemplo equipos musicales de automóviles o televisores.
Parámetros significativos de un procesador son su ancho de bus (medido en bits), la frecuencia de reloj a la que trabajan (medida en hercios), y el tamaño de memoria caché (medido en kilobytes). Generalmente, el microprocesador tiene circuitos de almacenamiento (o memoria caché) y puertos de entrada/salida en el mismo circuito integrado (o chip). Vale acotar que existen dos tipos de memoria caché cuyo funcionamiento es análogo:

(a) L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso aún más rápido y aún más cara). La caché de primer nivel contiene muy pocos kilobytes (unos 32 ó 64 Kb)
(b) L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM).

Los tamaños típicos de la memoria caché L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 4 Mb. La memoria caché L2 es ligeramente más lenta y con más latencias que la L1, pero es más barata y de mayor cantidad de datos. En los primeros microprocesadores, sólo la memoria caché L1 estaba integrada en el CPU, la caché L2 estaba en la placa madre, hoy en día todos los procesadores tienen la memoria caché L2 integrada dentro de el mismo.

El socket es una matriz de pequeños agujeros (zócalo) existente en una placa base donde encajan, sin dificultad, los pines de un microprocesador; dicha matriz permite la conexión entre el microprocesador y dicha placa base. En los primeros ordenadores personales, el microprocesador venía directamente soldado a la placa base, pero la aparición de una amplia gama de microprocesadores llevó a la creación del socket.
En general, cada familia de microprocesador requiere un tipo distinto de zócalo, ya que existen diferencias en el número de pines, su disposición geométrica y la interconexión requerida con los componentes de la placa base. Por tanto, no es posible conectar un microprocesador a una placa base con un zócalo no diseñado para él.

Generalmente, el microprocesador tiene puertos de entrada/salida en el mismo circuito integrado (o chip). El chipset es un conjunto de circuitos integrados que se encarga de realizar las funciones que el microprocesador delega en ellos. El conjunto de circuitos integrados auxiliares necesarios por un sistema para realizar una tarea suele ser conocido como chipset, cuya traducción literal del inglés significa conjunto de circuitos integrados. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar; sin embargo, el término chipset se suele emplear en la actualidad cuando se habla sobre las placas base de los IBM PCs.

En los procesadores habituales el chipset está formado por 2 circuitos auxiliares al procesador principal:

* El puente norte se usa como puente de enlace entre dicho procesador y la memoria. El NorthBridge controla las funciones de acceso hacia y entre el microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico AGP, y las comunicaciones con el SouthBridge.

* El SouthBridge controla los dispositivos asociados como son la controladora de discos IDE, puertos USB, Firewire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR, puertos infrarrojos, disquetera, LAN y una larga lista de todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. El puente sur es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos).

Este término fue usado frecuentemente en los años 70 y 90 para designar los circuitos integrados encargados de las tareas gráficas de los ordenadores domésticos de la época: el Commodore Amiga y el Atari ST. Ambos ordenadores tenían un procesador principal, pero gran cantidad de sus funciones gráficas y de sonido estaban incluidas en coprocesadores separados que funcionaban en paralelo al procesador principal.
Cierto libro compara al Chipset con la médula espinal: una persona puede tener un buen cerebro, pero si la médula falla, todo lo de abajo no sirve para nada.

El primer microprocesador comercial, el Intel 4004, fue desarrollado el 15 de noviembre de 1971. Los diseñadores jefe fueron Ted Hoff y Federico Faggin de Intel, y Masatoshi Shima de Busicom (más tarde de ZiLOG).
Los microprocesadores modernos están integrados por millones de transistores y otros componentes empaquetados en una cápsula cuyo tamaño varía según las necesidades de las aplicaciones a las que van dirigidas, y que van actualmente desde el tamaño de un grano de lenteja hasta el de casi una galleta. Las partes lógicas que componen un microprocesador son, entre otras: unidad aritmético-lógica, registros de almacenamiento, unidad de control, Unidad de ejecución, memoria caché y buses de datos control y dirección.

Existen una serie de fabricantes de microprocesadores, como IBM, Intel, Zilog, Motorola, Cyrix, AMD. A lo largo de la historia y desde su desarrollo inicial, los microprocesadores han mejorado enormemente su capacidad, desde los viejos Intel 8080, Zilog Z80 o Motorola 6809, hasta los recientes Intel Itanium, Transmeta Efficeon o Cell. Ahora los nuevos micros pueden tratar instrucciones de hasta 256 bits, habiendo pasado por los de 128, 64, 32, 16, 8 y 4.

Antecedentes históricos

Desde la aparición de los primeros computadores en los años cuarenta del siglo XX, muchas fueron las evoluciones que tuvieron los procesadores antes de que el microprocesador surgiera por simple disminución del procesador. Entre esas evoluciones podemos destacar estos hitos:

* ENIAC fue un computador con procesador multiciclo de programación cableada, esto es, la memoria contenía solo los datos y no los programas. ENIAC fue el primer computador, que funcionaba según una técnica a la que posteriormente se dio el nombre de monociclo.
* EDVAC fue la primera máquina de Von Neumann, esto es, la primera máquina que contiene datos y programas en la misma memoria. Fue el primer procesador multiciclo.
* El IBM 7030 (apodado Stretch) fue el primer computador con procesador segmentado. La segmentación siempre ha sido fundamental en Arquitectura de Computadores desde entonces.
* El IBM 360/91 supuso grandes avances en la arquitectura segmentada, introduciendo la detección dinámica de riesgos de memoria, la anticipación generalizada y las estaciones de reserva.
* El CDC 6600 fue otro importante computador de microprocesador segmentado, al que se considera el primer supercomputador.
* El último gran hito de la Arquitectura de Computadores fue la segmentación superescalar, propuesta por John Cocke, que consiste en ejecutar muchas instrucciones a la vez en el mismo microprocesador. Los primeros procesadores superescalares fueron los IBM Power-1.

Hay que destacar que los grandes avances en la construcción de microprocesadores se deben más a la Arquitectura de Computadores que a la miniaturización electrónica. El microprocesador se compone de muchos componentes. En los primeros procesadores gran parte de los componentes estaban ociosos el 90% del tiempo. Sin embargo hoy en día los componentes están repetidos una o más veces en el mismo microprocesador, y los cauces están hechos de forma que siempre están todos los componentes trabajando. Por eso los microprocesadores son tan rápidos y tan productivos. Esta productividad tan desmesurada, junto con el gran número de transistores por microprocesador (debido en parte al uso de memorias cache) es lo que hace que necesiten los inmensos sistemas de refrigeración que se usan hoy en día. Inmensos en comparación con el microprocesador, que habitualmente consiste en una cajita de 2 centímetros de largo y de ancho por 1 milímetro de altura, cuando los refrigeradores suelen tener volúmenes de al menos 5 centímetros cúbicos.

HISTORIA DE LOS MICROPROCESADORES

1971: MICROPROCESADOR 4004

Los 4004 fueron el primer microprocesador de Intel. Esta invención del descubrimiento impulsó la calculadora de Busicom y pavimentó la manera por empotrar inteligencia en objetos inanimados así como la computadora personal.

1972: MICROPROCESADOR 8008

Los 8008 eran dos veces tan poderosos como los 4004. Según la Electrónica de Radio de revista, Don Lancaster, un hobbyist de la computadora especializados, acostumbró los 8008 a crear a un predecesor a la primera computadora personal, una Electrónica de Radio de dispositivo dobló una "máquina de escribir de la TELEVISIÓN". Se usó como un término mudo.

1974: MICROPROCESADOR 8080

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

1978: MICROPROCESADOR 8086-8088

Una venta del giro a la nueva división de la computadora personal de IBM hizo los cerebros del nuevo producto del golpe de IBM a los 8088--el IBM PC. El 8088's éxito propulsó Intel en las líneas de la Fortuna 500, y la revista de Fortuna nombró la compañía uno del "los Triunfos Comerciales del Seventies."

1982: MICROPROCESADOR 286

Los 286, también conocidos como los 80286, eran el primer procesador de Intel que podría ejecutar todo el software escrito para su predecesor. Esta compatibilidad del software sigue siendo un sello de la familia de Intel de microprocesadores. Dentro de 6 años de él sueltan, había un estimó 15 millones de 286-based computadoras personales instalados alrededor del mundo.

1985: EL MICROPROCESADOR INTEL 386(TM)

El Intel 386TM microprocesador ofreció 275,000 transistores--más de 100times tantos como el original 4004. Fue una 32-bit astilla y era "atareando multi," significándolo podrían ejecutar programas múltiples al mismo tiempo.

1989: EL DX CPU MICROPROCESADOR INTEL 486(TM)

La 486TM generación realmente significó usted va de una computadora orden-nivelada en punto-y-pulse el botón computando. Yo podría tener una computadora colorida la primera vez para y podría hacer desktop que publica a una velocidad significante," la tecnología de las llamadas historiador David K. Allison del el Museo Nacional de Smithsonian de Historia americana. El Intel 486TM procesador fue el primero en ofrecer un construir-en coprocesador de matemática que acelera computando porque ofrece que el matemática complejo funciona del procesador central.

1993: PROCESADOR DE PENTIUM®

El procesador de Pentium® les permitió a las computadoras incorporar "mundo real" más fácilmente los datos como discurso, parezca, letra y imágenes fotográficas. El nombre Pentium®, mencionó en las historietas y en charla de la televisión muestra, se volvió una palabra de la casa poco después la introducción.

1995: PROCESADOR PENTIUM® PROFESIONAL

Soltado por el otoño de 1995 el Pentium® En pro del procesador se diseña a combustible 32-bit servidor y las aplicaciones workstation-niveladas y habilita rápidamente computadora--ed el plan, ingeniería mecánica y cómputo científico. Cada Pentium® En pro del procesador se empaqueta junto con una segunda astilla de memoria de escondite velocidad-reforzando. El Pentium® poderoso En pro del procesador alardea 5.5 millones de transistores.

1997: PROCESADOR PENTIUM® II

El 7.5 millón-transistor Pentium® II procesador incorpora Intel tecnología de MMXTM que se diseña para procesar video, audio y datos de los gráficos eficazmente específicamente. Se introdujo en Solo Contacto del Borde innovador (S.E.C) Cartucho que también incorporó una astilla de memoria de escondite de gran velocidad. Con esta astilla, los usuarios de PC pueden capturar, pueden revisar y pueden compartir fotografías digitales con amigos y familia vía el Internet; revise y agregue texto, música o transiciones del entre-escena a las películas de la casa; y, con un teléfono video, envíe video encima de las líneas del teléfono normales y los Internet.

1998: EL PROCESADOR PENTIUM® II XEON (TM)

El Pentium® que se diseñan II procesadores de XeonTM para reunir los requisitos de la actuación de medio-rango y servidores más altos y workstations. Consistente con la estrategia de Intel para entregar único targeted de productos de procesador para los segmentos de los mercados específicos, el Pentium® II procesadores de XeonTM ofrecen innovaciones técnicas diseñadas para los workstations y servidores que utilizan aplicaciones comerciales exigentes como servicios de Internet, almacenaje de los datos corporativo, creación satisfecha digital, y la automatización del plan electrónica y mecánica específicamente. Pueden configurarse sistemas basados en el procesador para descascarar a cuatro o ocho procesadores y más allá de.

1999: EL PROCESADOR CELERON (TM)

Continuando la estrategia de Intel de procesadores en vías de desarrollo para los segmentos del mercado específicos, el Intel que el procesador de CeleronTM se diseña para el Valor el PC mercado segmento. Proporciona consumidores la gran actuación a un valor excepcional, y entrega actuación excelente para los usos como juego por dinero y el software educativo.

1999: PROCESADOR PENTIUM® III

El Pentium® III procesador ofrece 70 nuevas instrucciones--Internet Streaming las extensiones de SIMD--que dramáticamente refuerza la actuación de imaging avanzado, 3-D, vertiendo audio, video y aplicaciones de reconocimiento de discurso. Fue diseñado para reforzar Internet significativamente experimenta y les permite a los usuarios hacer tales cosas como vistazo a través de los museos del online realistas y tiendas y transmitir video de alto-calidad. El procesador incorpora 9.5 millones de transistores, y se introdujo usando 0.25-micron tecnología.

1999: EL PROCESADOR PENTIUM® III XEON (TM)

El Pentium® III procesador de XeonTM extiende las ofrendas de Intel a los workstation y segmentos de mercado de servidor y mantiene actuación adicional las aplicaciones del e-comercio y la informática comercial avanzada. Los procesadores incorporan el Pentium® las 70 instrucciones de SIMD de III procesador que refuerzan multimedios y vertiendo aplicaciones videas. El Pentium® la tecnología de escondite de adelanto de III procesador de XeonTM acelera información del autobús del sistema al procesador, empujando actuación significativamente. Se diseña para los sistemas con configuraciones del multiprocessor.

Evolución del microprocesador

- 1971: Intel 4004: El primer microprocesador comercial fue el Intel 4004, que salió al mercado el 15 de noviembre de 1971.
- 19xx: Intel 8008
- 1978: Intel 8086, Motorola 68000
- 1979: Intel 8088
- 1982: Intel 80286, Motorola 68020
- 1985: Intel 80386, Motorola 68020, AMD80386
- 1989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD80486
- 1993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPS R10000
- 1995: Intel Pentium Pro
- 1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC (versiones G3 y G4), MIPS R120007
- 1999: Intel Pentium III, AMD K6-2
- 2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Durom, PowerPC G4, MIPS R14000
- 2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition con hyper threading, Intel Core Duo, IMac con Procesador Intel Core Duo, AMD Athlon 64, AMD Athlon X2, AMD Athlon FX.
- 2006: Intel Core 2 Duo Su distribución comenzó el 27 de julio de 2006

¿QUÉ ES UN MICROPROCESADOR?

Un microprocesador es un circuito integrado construido en un pedazo diminuto de silicón. Contiene miles, o incluso millones, de transistores que se interconectan vía los rastros extrafinos de aluminio. Los transistores trabajan guardar y manipular datos juntos para que el microprocesador pueda realizar una variedad ancha de funciones útiles. El particular funciona un microprocesador realiza es dictado por software. El primer microprocesador de Intel fue los 4004. Se introdujo en 1971, y contuvo 2,300 transistores. El Pentium ® de hoy II procesador, por contraste, contiene 7.5 millones de transistores. Uno de los microprocesadores de las tareas más comunes realiza es servir como los "cerebros" dentro de las computadoras personales, pero ellos entregan "inteligencia" a los otros dispositivos innumerables también. Por ejemplo, ellos pueden dar su velocidad-dial del teléfono y opciones del redial, automáticamente pueden bajar el termostato de su casa por la noche, y pueden hacer su automóvil más seguro y más energía eficaz.

Arquitectura de computadores

El concepto de Arquitectura de computadores se define como las características visibles para el usuario de una computadora relativas a las funcionalidades o prestaciones que una determinada configuración, organización o estructura de computadoras puede brindar, por ejemplo aspectos relacionados con formato de instrucción, modo de direccionamiento, conjunto de instrucciones, entre otros.

Arquitectura del hardware - Refiriéndose únicamente al tipo de procesador

* ARM
StrongARM
* DEC Alpha
* IA32, x86 o i386
IA64
AMD64
* MIPS
* PowerPC
* PA-RISC
* Sparc
UltraSparc
* Motorola 68000

IA32

IA32 es la arquitectura de microprocesadores de 32 bits de Intel (Intel Architecture 32). Son los microprocesadores más usados en los ordenadores personales (PC).
Esta gama de microprocesadores comenzó con el 80386, conocido luego popularmente como 386 o x86 para denominar a toda la gama. Los procesadores de Intel que siguieron y mantuvieron la compatibilidad son el 486, Pentium (o 586), Pentium II (o 686), Pentium III y Pentium IV.
La novedad de estos procesadores con respecto a sus predecesores es que incluyen gestión de memoria avanzada (segmentación, paginación, soporte de memoria virtual), unidad de punto flotante, y a partir del Pentium MMX, soporte para operaciones matriciales complejas, muy usadas en aplicaciones gráficas y multimedia.

X86

x86 es la denominación genérica dada a ciertos procesadores de la familia Intel, sus compatibles y a la arquitectura básica de estos procesadores, por la terminación de sus nombres: 8086, 80286, 80386 y 80486. Los sucesores del 80486 pasarán a ser llamados por nombres no numéricos, bajo la denominación Pentium, sin embargo todavía se los llama procesadores de la familia x86.

Es la arquitectura más popular comercialmente, siendo producidos por fabricantes como AMD, Cyrix, NEC Corporation y Transmeta.

La arquitectura es notablemente no limpia, por mantener compatibilidad con la línea de procesadores de 16 bits de Intel, que a su vez también eran compatibles con una familia de procesadores de 8 bits. Existen dos sucesores de 64 bits para esta arquitectura:

IA64, empleada en los procesadores Itanium de Intel y no compatible con X86, excepto bajo emulación.

AMD64 o x86-64, de AMD, que es básicamiente una extensión de 64 bits de la familia x86.
Técnicamente, la arquitectura es denominada IA32 (Intel Architecture 32 bits).

Historia

Intel inició sus operaciones siendo un fabricante de memoria para computadoras. En 1971 fue la primera compañía en lograr la integración de suficientes transistores como para vender un microprocesador programable completo con un juego de instrucciones de 4 bits, que se volvería muy común en calculadoras de bolsillo: El Intel 4004.
Al 4004 lo sucedieon el 8008 en 1972 y en 1974 el 8080, cada vez logrando mayor capacidad. En 1978, Intel comenzó a comercializar el procesador 8086, un ambicioso chip de 16 bits potencialmente capaz de ser el corazón de computadoras de propósito múltiple. El 8086 se comercializó en versiones desde 5 y hasta 10MHz.
IBM adoptó al hermano menor del 8086 (el 8088, un procesador con un bus de datos interno de 16 bits, pero con el bus externo de 8 bits, lo que permitía aprovechar diseños y circuitos para sistemas de 8 bits) para basarse en él y lanzar la línea de computadoras más exitosa de la historia: el IBM PC (1981) y el IBM PC/XT (eXtended Technology) (1983).
El éxito de esta serie fue tal que a partir de ese momento, todos los CPUs de Intel mantuvieron una estricta política de compatibilidad hacia atrás - Todo CPU fabricado por Intel desde ese momento y hasta el 2001 es capaz de ejecutar código compilado para cualquiera de sus predecesores.

Al 8086 lo sucedió el 80286 en 1982 (en el cual se basó la IBM PC/AT, 1985). Este chip, de 24/16 bits, implementó el modo protegido de ejecución, sentando las bases para la aparición de los verdaderos sistemas multitarea de escritorio. El 80286 apareció a 6MHz, y a lo largo de los años llegó hasta los 12MHz. Hubo varios sistemas operativos que aprovecharon su modo protegido para ofrecer multitarea real, tales como las primeras versiones de OS/2, o Xenix.

Pero el verdadero boom de la multitarea no llegó hasta el nacimiento del 80386 (1985) - Un avance tan fuerte que hoy en día es común referirse como i386 a toda la línea de procesadores que le siguieron (también es común la referencia IA32, Intel Arquitecture of 32 bits). El 386 fue el primer procesador de Intel de 32 bits, y -magníficas noticias para los desarrolladores- utilizarlo para aplicaciones de multitarea sería ya mucho más fácil de lo que lo fue con el 80286. El 80386 maneja velocidades de 16 a 33MHz.

El 80486 apareció en 1989. Fue un cambio relativamente menor frente al 80386 - Hasta su aparición, todas las computadoras PC tenían la opción de comprar un -bastante caro- coprocesador numérico - para las XT, el 8087. Para las AT, el 80287. Para las 386, el 80387. A partir del 80486, el coprocesador numérico, así como la memoria caché fueron integrados al CPU, trayendo como resultado un gran aumento en la velocidad percibida por los usuarios, sin cambios arquitectónicos de fondo importantes. El 486 existe en versiones desde 25 y hasta 100MHz.

En 1993 apareció el Pentium. ¿Por qué ya no se llamó 80586? Porque muchas empresas competidoras de Intel comenzaron a producir CPUs con el mismo nombre que los de Intel. Ante el fallo de que un número no puede ser tomado como marca registrada, a partir de entonces los procesadores llevan un nombre propio. Este procesador incorporaba bastantes novedades, entre ellas un coprocesador muy mejorado y un doble sistema de prefetch, lo que le permitía en ciertas situaciones ejecutar dos instrucciones simultáneas, con el consiguiente aumento de rendimiento (desgraciadamente, esto solo era posible bajo ciertas combinaciones muy estrictas de instrucciones, con lo que el aumento de rendimiento sólo era apreciable en aplicaciones compiladas específicamente para él). El Pentium llegó desde los 60 hasta los 233MHz.
Poco después hizo su aparición el Pentium Pro, una versión orientada a servidores que incluía la caché de segundo nivel en el mismo encapsulado que el procesador. Desgraciadamente su elevado precio supuso un freno a su expansión.

Desde entonces, la tendencia al aparecer el Pentium II (1997), Pentium III (1999) y Pentium 4 (2000) ha sido la integración de más componentes, la adición de instrucciones específicas de multimedia y a elevar la velocidad de reloj tanto como sea posible. El Pentium II llegó desde 233 hasta 450MHz. El Pentium III desde 450 a 1200 (1.2GHz). El Pentium 4 debutó a 1.3GHz y actualmente (noviembre del 2005) llega ya a los 3.80 GHz. Con todo, la carrera de los Mhz se vio frenada debido al creciente consumo de energía y generación de calor producida por los microprocesadores a altas frecuencias de reloj, que en los últimos Pentium 4 superó fácilmente los 100W.

Paralelamente al Pentium II dos familias de CPUs fueron anunciadas: El Celeron, que es similar a los Pentium pero con menos memoria caché y, por consiguiente, menor precio y velocidad, y el Xeon, orientado a servidores, con más memoria caché - y claro está, mucho mayor costo.

En 2001, tras una muy larga etapa de desarrollo, fue anunciado el Itanium. Éste es el primer CPU desde 1978 que produce Intel que no es compatible con la arquitectura x86 - esta nueva arquitectura de 64 bits es denominada IA64. Esta nueva arquitectura no ha tenido el efecto que se vaticinaba en un principio, en parte por la carencia de software listo para ser utilizado y en parte porque la velocidad es ligeramente menor a la de la arquitectura i386. Hoy en día, la competencia se pone más difícil aún para Intel, pues AMD -compañía rival de Intel- anunció la arquitectura x86-64, que es una extensión a la i386 (compatible con todo el software ya existente) permitiéndole ejecutar código de 64 bits.

La tendencia actual de los fabricantes es presentar diseños que integren múltiples núcleos dentro de un mismo chip, buscando así conjurar las ventajas de los sistemas multiprocesador. De esta manera, tanto Intel, con Pentium D, como AMD, con Athlon, ya presentan al mercado modelos de dos núcleos, lo cual pronto aumentará a cuatro y más (Intel proyecta lograr microprocesadores de 10 núcleos hacia el año 2010).

x86 de 32 bits

Intel 80386

El Intel 80386 (i386, 386) es un microprocesador CISC con arquitectura x86. Durante su diseño se le llamó 'P3', debido a que era el prototipo de la tercera generación x86. El i386 fue empleado como la unidad central de proceso de muchos ordenadores personales desde mediados de los años 80 hasta principios de los 90.

Diseñado y fabricado 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 producción 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 diseño se racionalizó.

El procesador i386 fue una evolución importante en la línea de procesadores que se remonta al Intel 8008. El predecesor del i386 fue el Intel 80286, un procesador de 16 bits con un sistema de memoria segmentada. El i386 añadió una arquitectura de 32 bits y una unidad de translación de páginas, lo que hizo mucho más sencillo implementar sistemas operativos que emplearan memoria virtual.
Intel introdujo posteriormente el i486, pero ni éste ni sus sucesores han introducido tantos cambios en la arquitectura x86 como el i386 con sus sistema de direccionamiento plano de 32 bits. Otros microprocesadores, como el Motorola 68000 tenían direccionamiento plano desde mucho antes.

La mayoría de las aplicaciones diseñadas para ordenadores personales con un procesador x86 posterior al i386 funcionarán en un i386, debido a que los cambios del conjunto de instrucciones desde el i386 ha sido mínimo. Además el uso de las nuevas instrucciones puede ser evitado fácilmente. Adaptar un programa para el i286 es mucho más difícil.
Debido al alto grado de compatibilidad, la arquitectura del conjunto de procesadores compatibles con el i386 suele ser llamada arquitectura i386. El conjunto de instrucciones para dicha arquitectura se conoce actualmente como IA-32.

Después de que comenzara la producción del 80386, Intel introdujo el Intel 80386SX. El i386SX fue diseñado como un versión económica del i386. Los i386SX, como todos los i386, tienen una arquitectura de 32 bits, pero se comunican con el exterior mediante un bus externo de 16 bits. Esto hace que sean el doble de lentos al acceder al exterior, pero por el contrario el diseño los circuitos auxiliares del microprocesador es mucho más sencillo. El i386 original fue renombrado a Intel 80386DX para evitar la confusión. Además, aprovechando el diseño del i386SX, Intel sacó al mercado una versión del i386SX llamada SX Now! que era compatible pin a pin con el i286, haciendo que los poseedores de ordenadores con el i286 pudieran actualizarse el i386SX sin cambiar de placa base.
Desde un punto de vista comercial, el i386 fue importante debido a que fue el primer microprocesador disponible desde una única fuente. Anteriormente, la dificultad de producir los circuitos integrados y la poca fiabilidad para producir una cantidad suficiente hacían que necesariamente hubiera más de un fabricante de los circuitos de más éxito comercial, que licenciaban la tecnología al diseñador original. El hecho de que Intel no licenciara el diseño del i386 hizo que tuviera más control sobre su desarrollo y que tuviera mayores beneficios. De todos modos, AMD introdujo su procesador Am386 compatible con el i386 en Marzo de 1991, después de solventar varios obstáculos legales. Esto rompió el monopolio de Intel sobre la arquitectura i386.

IA-64

IA-64 (Intel Arquitecture-64) es una arquitectura de 64 bits desarrollada por Intel en cooperación con Hewlett-Packard para su línea de procesadores Itanium e Itanium 2. Usa direcciones de memoria de 64 bits y está basada en el modelo EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing, procesamiento de instrucciones explícitamente en paralelo).

El proyecto tenia por fin rediseñar totalmente la manera de programar y procesar las aplicaciones. Para ello realizo varios cambios de fondo:
-Extendió los registros de 32 a 64 bits.
-Extendió la cantidad de registros enteros de 8 a 128. (Register Stack o pila de registros). Además era compatible con instrucciones MMX.
-Extendió la cantidad de registros de coma flotante de 8 a 128. (Register Stack o pila de registros). Compatible con SSE.
-Agregó 64 registros de predicado, de 1 bit que pueden ser usados para condiciones de salto.
-Agregó 8 registros usados en saltos.
-Extendio el contador de programa de 32 a 64 bits.
-Retorno a la ejecución en orden de la instrucciones.
-Sobre código ensamblador puede decirse explícitamente cuando, hasta 3 instrucciones, se ejecutan el paralelo y en que sector del procesador hacerlo (esto es, unidad de enteros, punto flotante, memoria, etc).
-Extendió la capacidad de direccionamiento del procesador de 32 a 64 bits, logrando un direccionamiento teórico de hasta 2 Exabytes (16 Exabits). Esto es 2.305.843.009.213.693.952 bytes.

Aplicaciones actuales como bases de datos están hace algún tiempo rozando el límite superior de los 4Gb (que en la realidad se suelen reducir a 3,5Gb después de que el sistema operativo ha reservado páginas para el kernel, usadas para mapeos que necesitan estar en determinada posición de memoria) direccionables actualmente. Además con el advenimiento de los DVD a valores accesibles, no es raro que aparezcan archivos de varios Gb, lo que se transforma en un dolor de cabeza en el esquema de archivos memory-mapped. Si bien existen implementaciones de los proveedores de hardware que permiten acceder más de 3Gb de memoria, estas normalmente caen en el terreno de la emulaciones, que forzosamente implican un golpe al rendimiento.

Tanto los registros enteros como los flotantes, tenian la propiedad de poderse usar como registros rotativos. A partir del registro 32 tanto como para enteros como para flotantes, si en un código, los registros estaban referenciados por un identificador y no por su nombre (los registros eran r0, r1... r128, pero podia referenciarlos con letras, ra, rb y el itanum se encargaba de asosiarlos a un registro real) en una ejecución de un ciclo era posible trabajar con los registros siguientes, como si la pila de registros fuese una rueda numerada y cuando se llega al último registro, volvia a referirse al primero.

En las intrucciones de salto, sobre el código del itanium se le podía especificar cual era la decisión que le "recomendabamos" tomar (estas son saltar o no hacerlo).

El procesador Itanium y su predecesor Itanium II fueron un fracaso, producto de la tremenda dificultad para cualquier programador el aprender una nueva forma de hacerlo y a su vez, generar programas que aprovechen todo el potencial del procesador.
Recientemente Intel revivió el proyecto, usando su tecnología core duo, proporcionando 2 cpu dentro del mismo encapsulado de itanium.
IA64 El origen de la arquitectura IA64 viene dado por tres necesidades que se vean acercarse: 1. Una nueva plataforma para servidores high-end que reemplazara y evolucionara las arquitecturas de ese segmento como HP-PA y DEC Alpha.


MIPS

MIPS es el acrónimo de "millones de instrucciones por segundo". Es una forma de medir la potencia de los procesadores. Sin embargo, esta medida sólo es útil para comparar procesadores con el mismo juego de instrucciones y usando benchmarks que fueron compilados por el mismo compilador y con el mismo nivel de optimización. Esto es debido a que la misma tarea puede necesitar un número de instrucciones diferentes si los juegos de instrucciones también lo son; y por motivos similares en las otras dos situaciones descritas. En las comparativas, usualmente se representan los valores de pico, por lo que la medida no es del todo realista. La forma en que funciona la memoria que usa el procesador también es un factor clave para la potencia de un procesador, algo que no suele considerarse en los cálculos con MIPS. Debido a estos problemas, los investigadores han creado pruebas estandardizadas tales como SpecInt para medir el funcionamiento real, y las MIPS han caído en desuso.

En el mundo de GNU/Linux se suelen referir a los MIPS como 'bogoMIPS'.
El equivalente en la aritmética de punto flotante de los MIPS son los flops.
Muchos microprocesadores de 8 y 16 bits han sido medidos con KIPS (kiloinstrucciones por segundo), que equivale a 0'001 MIPS. El primer microprocesador de propósito general, el Intel 8080 ejecutaba 640 KIPS. El Intel 8086 (16 bits), el primer microprocesador usado en PC 800 KIPS. El Pentium 4 llega aproximadamente a 1'700 MIPS.
Los PC actuales realizan un máximo de 18.000 millones de operaciones lógicas por segundo. Si se ejecutan 6 instrucciones por ciclo y hay 3 billones de ciclos por segundo, se tienen 18.000 MIPS.

Evolución en el tiempo de las instrucciones por segundo



Hay que tener en cuenta que el Xenon de la Xbox 360 contiene 3 núcleos, capaces de 11500 MIPS, mientras que el dato de la tabla es la capacidad de uno solo de los núcleos

Motorola 68000

El Motorola 68000 (MC68000), que debe su nombre al número de transistores de los que se compone, es un microprocesador desarrollado por Motorola y utilizado, entre otros, en los Commodore Amiga, los Atari ST y los primeros Macintosh. El MC68000 fue lanzado al mercado en 1980 y es el primero de una familia de microprocesadores que está formada por el Motorola 68010, Motorola 68020, Motorola 68030, Motorola 68040 y el Motorola 68060. Esta familia de procesadores a menudo es designada por el término genérico 680x0, m68k o familia 68000. Motorola desarrolló también a un sucesor de los 680x0: el Coldfire. Los microprocesadores de la familia 68000 son de tipo CISC


Utilización del procesador 68000

Por Apple
Apple utilizó los procesadores 68000 en el Lisa y después en los primeros Macintosh (Macintosh 128, Mac 512, Mac Plus, Mac SE y Classic).
Los Macintosh siguientes (serie LC) utilizaron procesadores 68020, posteriormente los Macintosh IIcx, IIci, IIfx, LCIII y SE/30 utilizaron los 68030.
Por último, el Quadra y último LC (LC475, LC630) tuvieron procesadores 68040 (estos últimos LC utilizaban una versión sin unidad de coma flotante denominada 68LC040).
Con la llegada de la nueva generación de Macintosh, conocidos bajo el nombre de PowerMacintosh, Apple dotó a sus máquinas de procesadores PowerPC, fabricados por Motorola e IBM.

Por Atari
En su gama Atari ST.

Por Commodore
En su gama Amiga.

Commodore utilizó los procesadores 68000 en el primer modelo de Amiga, el Amiga 1000 y más tarde en sus sucesores Amiga 500, Amiga 2000 y Amiga 600. También fué utilizado en el CDTV, la incursión de Commodore en el video digital interactivo doméstico.
Posteriores modelos como el Amiga 3000, Amiga 1200, Amiga 4000 y CD32 utilizaron distintos procesadores de la familia, como el 68020, 68030 y 68040.

Por Sinclair
El Sinclair QL utiliza la variante 68008, con un bus de 8 bits.

Por Sega
En la consola Megadrive.

Por Silicon Graphics
En sus estaciones de trabajo, antes de pasarse a los microprocesadores MIPS.

Por SNK
Para la consola Neo Geo.

Por Sun Microsystems
Para sus estaciones de trabajo, antes de pasarse a los microprocesadores SPARC.

Por Texas Instrument
Para sus calculadoras TI-89, TI-89 Titanium, TI-92, TI-92+ y Voyage 200.

Por NeXT
Las máquinas NeXT utilizaban procesadores 68030 y 68040.

Por Palm
El procesador Dragonball de la primera generación de PDAs de Palm (y de otros dispositivos bajo PalmOS producidos por Handspring, IBM, Sony, TRGPro, Qualcomm, Symbol...) se deriva del 68000. Los PDAs de Palm más recientes utilizan procesadores ARM.

Clases de Microprocesadores

Intel 4004

El Intel 4004 (i4004), un CPU de 4 bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así como el primero disponible comercialmente. Aproximadamente al mismo tiempo, algunos otros diseños de CPU en circuito integrado, tales como el militar F14 CADC de 1970, fueron implementados como chipsets, es decir constelaciones de múltiples chips.

Historia y descripción

El 4004 fue lanzado en un paquete de 16 pines CERDIP el 15 de noviembre de 1971. El 4004 fue el primer procesador de computadora diseñado y fabricado por el fabricante de chips Intel, quien previamente hacía semiconductores de chips de memoria. Los principales diseñadores del chip fueron Marcian "Ted" Hoff y Federico Faggin de Intel y Masatoshi Shima de Busicom (posteriormente de ZiLOG).
Originalmente diseñado para la compañía japonesa Busicom para ser usado en su línea de calculadoras, el 4004 también fue proporcionado con una familia de chips de soporte especialmente diseñados para él. Por ejemplo, cada "ROM de programa" internamente guardaba para su propio uso los 12 bit de dirección de programa del 4004, lo que permitía, si las 16 ROM fueron instaladas, acceso de 4 KB de memoria desde el bus de direcciones de 4 bits. El circuito 4004 fue construido con 2.300 transistores, y fue seguido el año siguiente por el primer microprocesador de 8 bits, el 8008, que contenía 3.300 transistores, y el 4040, que era una versión revisada del 4004.
Como su cuarta entrada en el mercado de microprocesadores, Intel lanzó el CPU que comenzó la revolución del microcomputador, el 8080, usado en el Altair 8800.

Especificaciones técnicas

-Microprocesador de 4 bits
-Contiene 2.300 transistores
-Encapsulado CERDIP de 16 pines
-Máxima velocidad del reloj 740 KHz
-Usa Arquitectura Harvard, es decir, almacenamiento separado de programas y datos. Contrario a la mayoría de los diseños con arquitectura de Harvard, que utilizan buses separados, el 4004, con su necesidad de mantener baja la cuenta de pines, usaba un bus de 4 bits multiplexado para transferir:
-12 bits de direcciones (direccionando hasta 4 KB)
-Instrucciones de 8 bits de ancho, que no deben ser colocadas en la misma memoria de
-Datos de 4 bits de ancho
-El conjunto de instrucciones está formado por 46 instrucciones (de las cuales 41 son de 8 bits de ancho y 5 de 16 bits de ancho)
-16 registros de 4 bits cada uno
Stack interno de llamadas a subrutinas de tres niveles de profundidad
Chipset (circuitos auxiliares) para crear sistemas basados en el 4004

Artículo de colección

El Intel 4004, naturalmente, es uno los chips coleccionables/antiguos más codiciados del mundo. De valor más alto están los 4004 de color oro y blanco, con los llamados 'trazos grises' visibles en su porción blanca (el tipo original del paquete). En el 2004, cada uno de esos chips alcanzaron alrededor de US$400 en eBay. Los levemente menos valiosos chips de color blanco y oro sin rastros grises alcanzan típicamente $200 a $300. Esos chips sin un 'código de fecha' debajo son versiones anteriores, y por lo tanto valen un poco más. Otras chips valiosos incluyen el Intel 4040.


Intel 8008

(i8008) es un microprocesador primitivo diseñado y fabricado por Intel que fue lanzado al mercado en abril de 1972. Su diseño fue pedido a Intel por Computer Terminal Corporation para usarlo en su terminal programable Datapoint 2200, pero debido a que Intel terminó el proyecto tarde y a que no cumplía 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 está fuertemente basado en las especificaciones de diseño de Computer Terminal Corporation.
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 encapsulado DIP, tiene un un bus compartido de datos y direcciones de 8 bits, por lo que necesita una gran cantidad de circuitería externa para poder ser utilizado. El i8008 puede acceder a 8 puertos de entrada y 24 de salida.

Aunque un poco más lento que los microprocesadores Intel 4004 e Intel 4040 de 4 bits en cuanto a la cantidad de millones de instrucciones por segundo ejecutadas, el hecho de que el i8008 procesara 8 bits de datos al tiempo y de que pudiera acceder a mucha más memoria hacen que el i8008 sea en la práctica unas tres o cuatro veces más rápido que sus predecesores de 4 bits.
El i8008 era un diseño aceptable para utilizarlo como el controlador de un terminal, pero no para el resto de tareas, por lo que pocos ordenadores se basaron en él. La mayoría de los ordenadores de la época emplearon el mejorado Intel 8080.

Intel 8086 y 8088

Los Intel 8086 e Intel 8088 (i8086, llamado oficialmente iAPX 86, e i8088) son dos microprocesadores de 16 bits diseñados por Intel en 1978, iniciadores de la arquitectura x86. La diferencia entre el i8086 y el i8088 es que el i8088 utiliza un bus externo de 8 bits, para poder emplear circuitos de soporte al microprocesador más económicos, en contraposición al bus de 16 bits del i8086.

Microordenadores que usan el i8086 o i8088

El primer microordenador que usó el i8086 fue el Mycron 2000. También fue usado por el procesador de texto IBM Displaywriter. Por el contrario, el microordenador más importante de todos, el IBM PC, usó el Intel 8088.

Motorola 68000

El Motorola 68000 (MC68000), que debe su nombre al número de transistores de los que se compone, es un microprocesador desarrollado por Motorola y utilizado, entre otros, en los Commodore Amiga, los Atari ST y los primeros Macintosh. El MC68000 fue lanzado al mercado en 1980 y es el primero de una familia de microprocesadores que está formada por el Motorola 68010, Motorola 68020, Motorola 68030, Motorola 68040 y el Motorola 68060. Esta familia de procesadores a menudo es designada por el término genérico 680x0, m68k o familia 68000. Motorola desarrolló también a un sucesor de los 680x0: el Coldfire. Los microprocesadores de la familia 68000 son de tipo CISC.
Intel 80286

El Intel 80286 (llamado oficialmente iAPX 286, también 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. Las versiones iniciales del i286 funcionaban a 6 y 8 MHz, pero acabó alcanzando una velocidad de hasta 20 MHz. El i286 fue el microprocesador más empleado en los IBM PC y compatibles entre mediados y finales de los años 80 .
El i286 funciona el doble de rápido por ciclo de reloj que su predecesor (el Intel 8086) y puede direccionar hasta 16 Mbytes de memoria RAM, en contraposición a 1 Mbyte del i8086. En máquinas DOS, esta memoria adicional solo podía ser accedida a través de la memoria extendida o de emulación de memoria expandida previamente habilitada mediante software la memoria extendida. De todos modos, pocos ordenadores basados en el i286 tuvieron más de 1 Mbyte de memoria.

El i286 fue diseñado para ejecutar aplicaciones multitarea, incluyendo comunicaciones (como centralitas automatizadas), control de procesos en tiempo real y sistemas multiusuario. Para ello se le añadió un modo protegido, en el cual existían cuatro anillos de ejecución y división de memoria mediante tablas de segmentos. 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, y que además ofrecía protección entre aplicaciones para evitar la escritura de datos accidental (o malintencionada) fuera de la zona de memoria asignada. Sin embargo, una vez que el procesador entraba en el modo protegido, no podía volver al modo real sin resetear el procesador.
A pesar de su gran popularidad, hoy en día quedan pocos ordenadores con el i286 funcionando.
El sucesor del i286 fue el Intel 80386, de 32 bits.

Motorola 68020

Motorola 68020 es un microprocesador de Motorola. Sucesor del 68010, y a su vez sucedido por el 68030.


Intel 80386

El Intel 80386 (i386, 386) es un microprocesador CISC con arquitectura x86. Durante su diseño se le llamó 'P3', debido a que era el prototipo de la tercera generación x86. El i386 fue empleado como la unidad central de proceso de muchos ordenadores personales desde mediados de los años 80 hasta principios de los 90.

Diseñado y fabricado 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 producción 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 diseño se racionalizó.

El procesador i386 fue una evolución importante en la línea de procesadores que se remonta al Intel 8008. El predecesor del i386 fue el Intel 80286, un procesador de 16 bits con un sistema de memoria segmentada. El i386 añadió una arquitectura de 32 bits y una unidad de translación de páginas, lo que hizo mucho más sencillo implementar sistemas operativos que emplearan memoria virtual.
Intel introdujo posteriormente el i486, pero ni éste ni sus sucesores han introducido tantos cambios en la arquitectura x86 como el i386 con sus sistema de direccionamiento plano de 32 bits. Otros microprocesadores, como el Motorola 68000 tenían direccionamiento plano desde mucho antes.

AMD Am386

El microprocesador Am386 fue creado por AMD en 1991. Era un procesador con características semejantes al Intel 80386 y compatible 100% con este último, lo que le valió varios recursos legales de Intel por copiar su tecnología. Tenía una velocidad de hasta 40 MHz lo que superaba a su competidor que sólo llegó a los 33 MHz.
Fue la primera aparición de AMD en solitario en el mercado de los procesadores para el gran público y tuvo un éxito aceptable teniendo en cuenta que el mercado estaba totalmente copado por Intel.

Intel 80486

Los Intel 80486 (i486, 486) son una familia de microprocesadores de 32 bits con arquitectura x86 diseñados por Intel.
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 caché 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 rápidos que un i386 a la misma velocidad de reloj. De todos modos, algunos i486 de gama baja son más lentos que los i386 más rápidos.

Hay varias variantes del diseño básico del i486, entre las que se encuentran:

* 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 suministrada por el reloj externo, a la que funcionan el resto de dispositivos del sistema.
* 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 80486DX4 - como un i486DX2 pero triplicando la velocidad interna.
* Intel 80487 o 80487-SX - una versión del i486DX diseñado para ser usado como unidad de coma flotante del i486SX. El i487 se instala en el zócalo de coprocesador que se encuentra al efecto en las placas base para i486SX.
* Intel 80486 OverDrive (486SX, 486SX2, 486DX2 o 486DX4) - variaciones 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.
La velocidades de reloj típicas para los i486 eran 16 MHz (no muy frecuente), 20 MHz (ídem), 25 MHz, 33 MHz, 40 MHz, 50 MHz (típicamente con duplicación del reloj), 66 MHz (con duplicación del reloj), 75 MHz (con triplicación del reloj), 100 MHz (ídem) y 120 MHz (con cuatriplicación de reloj en una variante de AMD (Am486-DX5)).

Los procesadores 486 han sido licenciados o diseñados mediante ingeniería inversa por otras empresas como IBM, Texas Instruments, AMD, Cyrix y Chips and Technologies. Algunos de estos 486 son duplicados idénticos a los de Intel mientras que otros no.
El sucesor del microprocesador i486 es el Intel Pentium.

Motorola 68040

El Motorola 68040 es un microprocesador de Motorola, lanzado en 1990. Fue el sucesor del 68030 y a su vez fue sucedido por el 68060 (el 68050 fue un proyecto abandonado y nunca presentado, el cual era una mejora del 68040, presentando una reducción en tamaño y en caché). Manteniendo las denominaciones de Motorola, el 68040 es llamado a veces sólo 040.

En los ordenadores Macintosh el 68040 fue usado principalmente en los Quadra de gama alta. El 68040 más rápido tiene el reloj a 40 MHz y fue utilizado únicamente en el Quadra 840AV. Los modelos más caros en la gama media-alta Centris, la cual duró poco, también usó el 68040, mientras que los Centris más económicos y los Performa usaban el 68LC040. El 68040 también fue empleado en otros ordenadores personales como el Commodore Amiga 4000, al igual que en algunas estaciones de trabajo y en las últimas versiones de los ordenadores NeXT.
El 68040 es el primer miembro de la familia 68000 con una FPU incluida en el chip. Esto resulta en la integración en el mismo chip de funcionalidades anteriormente externas al chip, como la propia FPU y la MMU, la cual fue añadida en el 030. También separa la caché en dos bloques de 4 kilobytes, uno de instrucciones y el otro de datos. Así mismo consta de segmentación de instrucciones de seis etapas.
Otras versiones

Freescale/Motorola 68LC040

El 68LC040, también conocido como LC40, es una versión barata (Low Cost) del 68040 al cual se le ha eliminado la FPU. Esto permite reducir el precio y el consumo. Aunque la CPU entra así en una pastilla normal, al igual que el 68020, sigue teniendo las mismas cachés y segmentación que el 040, siendo así significativamente más rápido que el 020.
Algunas revisiones de la máscara del 68LC040 contenían un error que impide que varios emuladores por software funcionen correctamente. Estas revisiones se encuentran normalmente en los Apple Macintosh que incorporan el 68LC040. El error se presenta si la instrucción de la FPU que debería disparar una excepción reside al final de una página y la siguiente página es enviada a la memoria virtual. En ese caso, la CPU presentará un error de paginación con el PC apuntando a esa instrucción de la FPU, fallando al disparar la excepción de la FPU, provocando una variedad de errores.


Freescale 68EC040

El 68EC040, también llamado EC40, es una versión del 68040 pensado para controladores integrados (Embedded Controllers). Se diferencia del 68040 en no tener FPU ni MMU. Esto lo hace más barato y reduce el consumo.

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86 producidos por Intel.
El procesador Pentium se lanzó al mercado el 22 de marzo de 1993, sucediendo al procesador Intel 80486. Intel no lo llamó 586 debido a que no es posible registrar una marca compuesta solamente de números y a que la competencia utilizaba hasta ahora los mismos números que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486, IBM 486, etc). También es conocido por su nombre clave P54C.

Características técnicas

El procesador Intel Pentium está formado por 3,1 millones de transistores y direcciona memoria con 64 bits. Integra dos memorias caché de 8 KBytes (una para datos y otra para código) y tiene dos unidades aritmético lógicas (ALU), lo que le permite hacer tratamiento paralelo. Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones por ciclo de reloj. Está optimizado para ejecutar código de 16 bits.
El Pentium se produjo en distintas versiones. Funcionaba a una velocidad de reloj de 60 MHz o 66 MHz en su lanzamiento, que se aumentó hasta los 233 MHz del último modelo producido.
Las primeras versiones utilizaban el el zócalo Socket 5, mientras que las posteriores el de los Pentium MMX, el Socket 7.

Evolución del Pentium

Las primeras series, funcionaban a 60 y a 66 MHz, y debido a que trabajaban a 5 V tenían problemas de sobrecalentamiento. Además trabajaban a la misma velocidad que el propio bus. Estos modelos se pueden actualizar mediante el Overdrive de Intel a 120 o a 133 MHz, que duplica la velocidad del bus, e incorpora un reductor de 5 a 3,3 V. A partir del modelo de 75 MHz ya se empieza a trabajar con multiplicadores de frecuencia internos para que el rendimiento de los procesadores sea mayor que el bus y la memoria permiten. Además se soluciona el problema del sobrecalentamiento rebajando la tensión de funcionamiento de los nuevos modelos a 3,52 V, con lo que se consigue un menor consumo. De esta serie de microprocesadores poco se puede decir que no se sepa. Fue famoso en ellos un bug detectado que en unas circunstancias muy concretas provocaba un error de cálculo. Aquellos que dispongan de una unidad de este tipo aún pueden ponerse en contacto con Intel para que se la cambie.

En 1997, Intel presentó una evolución de su procesador Pentium, llamado Pentium MMX. Este se basaba en el mismo núcleo del Pentium original, pero se le añadió una memoria caché L1 de 32 KBytes (frente a los 16 KBytes del Pentium común), siendo 16 KB para datos y 16 KB para instrucciones, ordenadas en 4 vías de 4 KB cada una, y 57 nuevas instrucciones multimedia (de coma flotante), llamadas MMX, con el fin de ejecutar más rápidamente las futuras aplicaciones interactivas. Este procesador funcionaba entre 166 y 233 MHz..
El nombre Pentium fue conservado por Intel para las generaciones siguientes de sus procesadores (Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium 4 y actualmente Pentium D), aunque hay una evolución importante en las arquitecturas.

Procesadores competidores

Los principales competidores de los procesadores Pentium son el procesador 6x86 MI (Cyrix, IBM y SGS-Thomson), el Nx686 (NexGen) y el K6 (AMD).

AMD K5

El AMD K5 es un microprocesador tipo x86, rival directo del Intel Pentium - así como del 80586. Fue primer procesador propio que desarrollo AMD.
La arquitectura RISC86 del AMD K5 era más semejantemente a la arquitectura del Intel Pentium Profesional del Pentium. El K5 es internamente un Procesador RISC con una Unidad x86- decodificada que desmantela todos los comandos x86 de la aplicación en comandos RISC. Este principio se usa hasta hoy en todos los CPUs x86.
En todos los aspectos era superior el K5 al Pentium, sin embargo AMD tenía los problemas grandes con el desarrollo vs tiempo y con producción vs cosecha. Por esta razón fue necesario esperar un año después de lo planeado para poderlo sacar al mercado. Fue lanzado el 27 de marzo de 1996. Esta versión todavía era de tipo "provisional", y fue conocido como SSA/5, con los errores en el L1-escondidos. En la siguiente fase se comercializó como 5K86 y después se renombró como K5.
Debido a la tardía entrada al mercado y la lenta producción así como las bajas cantidades de producción, el K5 más rápido fue un PR166 con 116 MHz. De este modo, AMD no pudo convencer a los fabricantes de PCs para que montaran el K5. También la prensa y el comercio dieron por hecho que el K5 era peor. El K5 puede considerase como un fracaso para AMD: "Demasiado tarde". El procesador K6, sucesor del K5, cambió las cosas.

Modelos

SSA/5
Nombre de venta: 5K86 P75S, P90, P100,; después K5 PR75, PR90, PR100,
El L1-cache: 8 + 16 KBS, datos + las instrucciones,
Socket 5 y Socket 7 con 50, 60 y 66 MHz,
Voltaje (VCore): 3.52V
Fecha de salida: 27. El 1996 de marzo
Método de Producción: 0,50 µms y 0,35 µms
Medida: 251 mm², 0,50 µms, y 161 mm²s (0,35 µms) con 4,3 millones de transistores
Velocidad de Transmisión: 75 a 100 MHz
*5K86 P75S, K5 PR75,: 75 MHz
*5K86 P90S, K5 PR90,: 90 MHz
*5K86 P100S, K5 PR100,: 100 MHz
*5k86

Nombre de venta: K5 PR120, PR133, PR150, PR166
Caché de nivel 1: 8 + 16 KBS, datos + las instrucciones,
Socket 5 y Socket 7 con 60 y 66 MHz
Voltaje (VCore): 3.52V
Fecha de aparición: El 7 de octubres de 1996
Método de producción: 0,35 µms
Medida: 181 mm²s (0,35 µms) con 4,3 millones de transistores
Velocidad de Transmisión: 90 a 133 MHz
*PR120: 90 MHz
*PR133: 100 MHz
*PR150: 105 MHz
*PR166: 116,6 MHz
*PR200: 133 MHz, se planeó originalmente, pero su venta se demoró demasiado tiempo.

Intel Pentium II

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.
Como novedad respecto al resto de procesadores de la época, el Pentium II se presentaba en un encapsulado SEC, con forma de cartucho. El cambio de formato de encapsulado se hizo para mejorar la disipación de calor. Este cartucho se conecta a las placas base de los equipos mediante una ranura Slot 1.
El Pentium II integra 7,5 millones de transistores.

AMD K6

En 1997 AMD lanzó el microprocesador AMD K6. Éste procesador estaba diseñado para funcionar en placas base Pentium. La principal ventaja del AMD con respecto al Pentium era su precio, bastante más barato con las mismas prestaciones. El K6 tuvo una gran aceptación en el mercado presentándose como un rival fuerte para Intel. Su sucesor fue el microprocesador K6-2.
Con el K6, AMD no sólo consiguió hacerle la competencia a Intel en el terreno de los Pentium MMX, sino además amargo lo que de otra forma hubiese sido un placido dominio del mercado, ofreciendo un procesador que casi se pone a la altura del mismísimo Pentium II.
En cuanto a potencia bruta, si comparamos sus prestaciones en la ejecución de software de 16 bits, vemos que la diferencia es escasa entre todos los procesadores, quedando como único rezagado el Pentium Pro.
Si pasamos a los programas de 32 bits, aquí es al revés, y el que se lleva la palma es el Pentium Pro (El Pentium II puede vencerle sólo si lo comparamos con versiones a mayor velocidad), quedando el K6 algo por debajo del Pentium II, pero muy por encima del Pentium MMX e incluso del Cyrix 6x86.
En cálculos en coma flotante, el K6 también queda por debajo del Pentium II, pero por encima del Pentium MMX y del Pro, y aquí el que se queda más rezagado como siempre es el Cyrix.
El K6 cuenta con una gama que va desde los 166 hasta los 300 Mhz y con el juego de instrucciones MMX, que ya se han convertido en estandar.

Modelos

K6 (Model 6)
• 8.8 millones de transistores en 350 nm
• L1-Cache: 32 + 32 KB (Datos + Instrucciones)
• MMX
• Socket 7
• Front Side Bus: 66 MHz
• Fecha de lanzamiento: 2 de abril, 1997
• Voltaje: 2.9 V (166/200) 3.2/3.3V (233)
• Velocidad de reloj: 166, 200, 233 MHz

K6 "Little Foot" (Model 7)
• 8.8 millones de transistores en 250 nm
• L1-Cache: 32 + 32 KB (Datos + Instrucciones)
• MMX
• Socket 7
• Front Side Bus: 66 MHz
• Fecha de lanzamiento: 6 de enero, 1998
• Voltaje: 2.2 V
• Velocidad de reloj: 200, 233, 266, 300 MHz

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel. 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 esta basada en el Pentium III.
Existen tres versiones de Pentium III: Katmai, Coppermine y Tualatin.

Katmai

La primera versión era muy similar al Pentium II (usaba un proceso de fabricación de 250 nanómetros), con la introducción de SSE como principal diferencia. Además, se había mejorado el controlador del caché L1, lo cual aumentaba ligeramente el desempeño. Los primeros modelos tenían velocidades de 450 y 500 MHz. El 17 de mayo de 1999 se introdujo el modelo de 550 MHz y el 2 de agosto del mismo año el de 600 MHz.

Coppermine

Esta versión tenía memoria caché L2 de 256 KB integrada, lo cual mejoró significativamente el rendimiento en comparación con Katmai. Estaba construido con un proceso de 180 nanómetros. El 25 de octubre de 1999, se empezaron a vender los microproces