15 noviembre, 2011
El 15 de noviembre de 2011 se cumplieron 40 años desde la aparición comercial del procesador 4004 de Intel. Pero AMD no se quiso quedar fuera de los festejos y nos envió este documento para que veamos la evolución de este componente vital de cualquier producto tecnológico.
AMD celebra los primeros 40 años del microprocesador
Los microprocesadores no sólo cambiaron para siempre las interacciones de la vida cotidiana; su evolución fue la más veloz de los últimos tiempos: en apenas cuatro décadas se pasó de transmitir 4 bits a lograr el Récord Guinness de velocidad de un procesador y la fusión de las funcionalidades de las CPU y GPU
Si bien AMD presentó el Am2501 logic counter en 1970, la fecha de nacimiento del microprocesador data de 1971.
En sus inicios, los microprocesadores contenían 2.300 transistores, transmitían con un bus de 4 bits y podían realizar 60.000 operaciones por segundo; todo un logro para la época. Los primeros desarrollos o clones siguieron las pautas de los microprocesadores iniciales, sin embargo AMD hizo su ingreso al mercado con modelos propios, priorizando la calidad de realización de los mismos.
Evolución de los microprocesadores:
La prehistoria del microprocesador tiene en su ADN la fusión de componentes; puede decirse que es producto de la evolución de la computación y de la tecnología semiconductora y remontar sus inicios al invento de tubo de vacío, descubierto por Lee De Forest a comienzos del siglo XX. Este dispositivo denominado “el efecto Edison” de Forest hizo posible la radio, la telefonía inalámbrica e impulsó el desarrollo comercial e industrial de la electrónica.
Después vino la revolución del transistor, desarrollado en los laboratorios de Bell Telephone en 1948 y utilizado a partir de 1950 a escala industrial. La mitad del siglo XX fue también el momento en el cual aparecieron las primeras computadoras digitales de propósito general (es decir: no militar). Se fabricaron utilizando tubos al vacío o bulbos como componentes electrónicos activos; las tarjetas o módulos de tubos al vacío componían los circuitos lógicos básicos, tales como compuertas y flip-flops y el ensamblado de ambos circuitos permitió construir la primera computadora electrónica. Posteriormente se logró que los datos fueran almacenados en una memoria (como una forma de palabra digital) y en paralelo, la utilización de silicio -de bajo costo- permitió dejar atrás al tubo de vacío y reemplazarlo por el transistor.
A principios de la década de 1960, el estado de arte en la construcción de computadoras de estado sólido sufrió un notable avance: surgieron las tecnologías en circuitos digitales como RTL (Lógica Transistor Resistor), DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor Transistor) y ECL (Lógica Complementada Emisor). A mediados de los ´60 se producen las familias de circuitos de lógica digital y a finales de los años 1960 y principios de los ´70 aparecieron los sistemas a alta escala de integración o LSI. La tecnología LSI permitió aumentar la cantidad de componentes en los circuitos integrados.
El paso final (o inicial) en esta primera evolución fue dado cuando se logró reducir la arquitectura de la computadora a un circuito integrado simple, logrando así un procesador más pequeño. Es decir: un microprocesador.
1ª Generación:
En 1973 surgió el primer microprocesador útil para cualquier tipo de operación, funcionaba a 1 MHz con un ancho de 8 bits, lo cual le permitía manejar 64KB de RAM. En 1978 llegaron los procesadores a 16 bits de ancho de bus que permitían manejar 1MB de RAM.
2ª Generación:
En 1982, los procesadores podían ejecutar más de una instrucción por ciclo.
3ª Generación:
En 1985, los procesadores trabajaban a velocidades entre 16 y 33 MHz.
4ª Generación:
En 1989, los procesadores tenían 32 bits de ancho y por primera vez se utilizó una memoria cache L1. Este avance tuvo una larga evolución tecnológica que fue comercializada con gran éxito por AMD, Intel y Cyrix. Los modelos DX2 fueron los primeros que a través de la opción de turbo permitía doblar la velocidad interna de trabajo de la CPU respecto a la velocidad externa para comunicarse con la RAM de esta manera la CPU podía trabajar a 66MHz mientras que la memoria RAM trabajaba a 33MHz. El 486DX5 de AMD fue el más rápido que salió al mercado trabajando a una velocidad de 166MHz.
5ª Generación:
En 1993 se incorporaron dos unidades de procesamiento trabajando en paralelo, por lo que era posible ejecutar dos instrucciones por ciclo de reloj. El ancho del bus FSB se incrementó a 64 bits y la frecuencia subió de 33 a 66MHz.
6ª Generación:
En 1995, los desarrollos se orientaron a satisfacer necesidades dentro de un entorno profesional, desarrollando servidores y equipos de gama alta, preparados para trabajar en multiproceso, incrementando notablemente el rendimiento, junto con la integración de caché L2 en su núcleo. Ya se podían manejar hasta 64 GB de RAM.
7 Generación:
Athlon 1999 de AMD supera en rendimiento a un Pentium III de su misma velocidad. Los Athlon no necesitaban de tanta velocidad como un Pentium 4 para conseguir el mismo rendimiento, ya que la CPU tenía un diseño más eficaz. Esta arquitectura de CPU que incorporaba el Athlon se llamó Quanti-Speed y estaba integrada por: cache L1 de 128KB (64 datos, 64 instrucciones), tres decodificadores de Cisc a Risc, tres unidades ALU, tres unidades de FPU de alto rendimiento que ejecutaban tres instrucciones a la vez, permitiendo ejecutar nueve instrucciones por ciclo frente a las seis que podía ejecutar el Pentium4, Pipeline de 10 etapas y soporte total del juego de instrucciones SSE. CORE frecuencia FSB Juego de instrucciones Tecnología Fabricación Cache L2.
AMD incorporaba también un sistema de ahorro de energía para momentos de poca claridad, denominado “Cool ‘N’ Quiet”. Por su parte, el desarrollo NxBit impedía a los virus acceder a determinadas zonas de la memoria.
Los procesadores para portátiles aparecen durante esta etapa, aunque con prestaciones reducidas, menos velocidad, menos cache L2 y menos FSB.
Los Procesadores Profesionales, por su parte, proveían de altas prestaciones y eran utilizados en el mundo del cine, animación, grandes servidores y para supercomputación.
Con esta generación de procesadores de 64 bits fue posible obtener un mayor rendimiento, siempre que los datos procesados fueran de gran tamaño, una ventaja y desventaja a la vez, dado que los datos a procesar no siempre son de gran tamaño y –en esos casos- la mejora no resultaba visible.
AMD diseña una nueva arquitectura a la que llamó HAMMER, articulado en tres grandes familias: los Athlon64, Athlon 64 FX y los Opteron, siendo estos últimos los destinados a servidores y equipos de gama alta.
9ª generación:
Fusión de funciones de CPU y GPU. AMD lanza APU, marcando quizás el mayor avance en el procesamiento desde la introducción de la arquitectura x86 más de 40 años y batiendo el récord Guinness de velocidad de un procesador.
