Presente el historial de desarrollo de la CPU Intel. ¿Hasta qué punto se ha desarrollado ahora? Además de Intel y AMD, ¿qué otras CPU hay en el mundo?
La compañía es una de las más grandes en la historia de TI, especialmente en el campo de los procesadores. Incluso se puede decir que la historia de desarrollo de Intel de más de 30 años es la evolución de los procesadores para PC. Desde la primera memoria (en la que Intel inició su negocio) hasta la última tecnología de chip de nivel billón, Intel ha lanzado innumerables procesadores, algunos de los cuales han florecido en el mercado y otros, lamentablemente, lo han abandonado. Después de clasificar la línea de productos de procesadores Intel, extrajimos 15 procesadores X86 clásicos (sin considerar los procesadores en el campo integrado por el momento). Mirar hacia atrás en la historia de estos procesadores no es sólo mirar hacia atrás, sino también aprender algo nuevo. Vemos que los procesadores son cada vez más potentes, pero el consumo de energía va disminuyendo poco a poco. Se espera que los futuros procesadores sigan este camino y se puede decir que serán "mejores y más potentes". ¡Echemos un vistazo a los momentos gloriosos del procesador 15!
1, 8086: el primer procesador de PC
8086 es la primera CPU X86; antes de esto, Intel había lanzado 4004, 8008, 8080, 8085 y otras CPU. El 8086 puede gestionar 1 MB de memoria mediante un bus de direcciones externo de 20 bits. Pero la velocidad de 4,77 MHz elegida por IBM es de hecho un poco baja, y la velocidad puede alcanzar los 10 MHz antes de que finalmente se elimine de la lista.
El procesador utilizado en el primer PC del mundo era un derivado del 8086-8088, que sólo contaba con un bus de datos (externo) de 8 bits. Curiosamente, el sistema de control del transbordador espacial estadounidense utiliza el procesamiento 8086. En 2002, la NASA compró varios 8086 en eBay porque Intel ya no los suministraba.
2.80286: Admite 16 MB de memoria, aún de 16 bits.
El rendimiento del 80286 lanzado en 1982 era tres veces mayor que el del procesador 8086 de la misma frecuencia. Puede admitir 16 MB de memoria, pero sigue siendo un procesador de 16 bits. Fue el primer procesador en tener un módulo MMU (Unidad de gestión de memoria), que le permitía gestionar la memoria virtual. Al igual que el 8086, no existe una unidad de punto flotante (FPU), pero se puede utilizar un coprocesador X87. Su frecuencia máxima es de 12,5 MHz, en comparación con las velocidades de 25 MHz de la competencia.
3, 80386: caché de 32 bits
El 80386 de Intel es el primer procesador X86 de 32 bits. Existen varias versiones, las más famosas son el 386 SX (externo de una sola palabra) con un bus de datos de 16 bits y el 386 DX (externo de doble palabra) con un bus de datos de 32 bits. Las otras dos versiones no merecen ser mencionadas: 386SL ofrece por primera vez capacidades de gestión de caché (externa), 386 SL.
4.486: Por primera vez cuenta con una APU (unidad de punto flotante) y un multiplicador (multiplicador).
La aparición del 486 es un signo de los tiempos. Durante mucho tiempo, 486 DX2/66 fue la configuración mínima para los jugadores. Lanzada en 1989, esta CPU trajo varias características nuevas e interesantes: una APU integrada, caché de datos y multiplicador de primer reloj. La combinación de APU integrada y coprocesador x87 conforma la serie 486 DX (no SX). Hay un caché L1 de 8 KB dentro del procesador (la velocidad de reescritura es ligeramente más rápida que la velocidad de escritura), lo que también permite integrar un caché L2 en la placa base (que funciona a la frecuencia del bus).
El 486 de segunda generación empezó a tener un multiplicador de CPU. Con el lanzamiento de las series DX2 (2 multiplicadores) y DX4 (3 multiplicadores), la frecuencia del procesador comenzó a ser más alta que el FSB (bus lateral frontal). También hay una pequeña historia. El 487SX vendido como APU del 486SX es en realidad un 486DX con algunos núcleos bloqueados.
5. Pentium: ERROR problemático
Pentium, que salió a la luz en 1993, llama la atención por muchas razones: abandonó el método tradicional de denominación numérica porque Intel fue prohibido. Lo que pasa con el uso de números como marca registrada es un ERROR.
Ciertas operaciones de división en procesadores Pentium de primera generación produjeron resultados incorrectos. Aunque Intel reemplazó rápidamente estos procesadores, los efectos negativos ya estaban hechos. Este raro ERROR alguna vez causó abrumadores informes en los medios de TI.
Pentium* * *, existen tres versiones diferentes. La primera versión no tenía multiplicador de CPU, la segunda versión tenía multiplicador (incluido el famoso Pentium 166) y finalmente comenzó a admitir el conjunto de instrucciones SIMD de la arquitectura X86: MMX. Pentium MMX también aumenta el tamaño de la caché L1 y realiza ligeras mejoras. Esta es la primera CPU X86 de Intel que puede ejecutar dos instrucciones simultáneamente. Su caché L2 está integrada en la placa base y funciona a una frecuencia igual a la frecuencia del FSB.
Aquí explicamos el ERROR de Pentium: algunos cálculos utilizando la FPU darán resultados incorrectos. La probabilidad de que se produzca un error de este tipo es muy pequeña e Inel reemplazó rápidamente el producto problemático de forma gratuita. El siguiente es un ejemplo de un error de Pentium:
4195835.0/3145727.0 = 1.333 820 449 136 241 002 (resultado correcto) 4195835.0/3145728.
6. Pentium Pro: admite memoria superior a 4 GB por primera vez.
El Pentium Pro lanzado en 1995 fue el primer procesador que admitía más de 4 GB de memoria. Al utilizar la tecnología de extensión de dirección física (PAE) de 36 bits, puede admitir hasta 64 GB de memoria. Esta CPU también es el primer procesador que utiliza la arquitectura P6 (el núcleo Core 2 también se deriva de esta), y también es la primera vez que integra una caché L2 dentro de la CPU. De hecho, el caché de 256 KB a 1 MB se coloca al lado del núcleo de la CPU, que tiene la misma velocidad que la CPU y ya no está en la placa.
Esta CPU también tiene un problema de rendimiento. El rendimiento de ejecutar programas de 32 bits es muy bueno, pero ejecutar programas de 16 bits (como los sistemas Windows 95) es mucho más lento, porque el uso de registros de 16 bits para administrar registros de 32 bits puede causar algunos problemas, contrarrestando las ventajas de la arquitectura de ejecución desordenada del Pentium Pro.
7. Pentium II y III: hermanos de una misma familia
El Pentium II, lanzado en 1997, es el producto del Pentium Pro que empezó a llegar al gran público (Pentium). Pro no es popular). En general es similar al Pentium Pro, excepto por algunas diferencias en el caché. La caché L2 ya no mantiene la misma velocidad que los núcleos de la CPU (lo cual es costoso). El caché de 512 KB del P II funciona a la mitad de la velocidad de la CPU. Además, Intel abandonó el método de empaquetado tradicional y comenzó a empaquetar la caché L2 dentro de la carcasa en lugar de integrarla en la placa base o el procesador como antes.
En comparación con Pentium Pro, Pentium II admite de forma nativa instrucciones MMX (SIMD) y tiene cachés L2 duales. El Pentium III (núcleo Katmai) lanzado en 1999 es igual que el Pentium II excepto que admite instrucciones SSE (SIMD).
Tanto el Pentium II como el III tienen un caché L2 de 512 KB, pero la versión móvil del Pentium II, que se fabrica utilizando el proceso de 180 nm, solo tiene un caché L2 de 256 KB, pero este procesador funciona mucho más rápido que la versión de escritorio. .
8. Celeron y Xeon: Apuntan a la gama baja/alta.
A finales de los años 90, Intel lanzó dos marcas muy conocidas: Celeron y Xeon. El primero apunta al mercado de nivel básico, mientras que el segundo pretende ingresar al campo de servidores y estaciones de trabajo. El Celeron de primera generación era en realidad el Pentium II con el caché L2 castrado. En ese momento, su rendimiento era muy pobre en comparación con los procesadores Xeon con cachés L2 más grandes. Hasta el día de hoy, estas dos marcas todavía existen: Celeron de nivel básico (generalmente caché L2 y velocidad FSB más bajas) y Xeon en el campo de servidores (alta frecuencia, alta velocidad FSB y caché grande).
Intel añadió posteriormente caché L2 (sólo 128 KB) al Celeron. Entre ellos, el Celeron 300A ha sido durante mucho tiempo el producto estrella más popular del mercado con un rango de overclocking del 50%.
Al igual que PII, hay un caché L2 externo en el shell Xeon, con una capacidad que oscila entre 512 KB y 2 MB, y el número de transistores que oscila entre 31 M y 124 M.
9. El impacto del Pentium III de 1GHz.
El núcleo Pentium de Coppermine fue el primer procesador X86 en la historia de Intel en alcanzar 1Ghz. Incluso lanzó un modelo de 1,13GHz, pero fue rápidamente retirado del mercado debido a la inestabilidad. La nueva versión del Pentium III ha aumentado la capacidad de caché L2 en el núcleo y es más rápida que los modelos anteriores con un caché L2 externo de 512 KB. Intel afirma que también puede acelerar la navegación web. * * * Se han lanzado tres versiones: nivel de servidor (Xeon), nivel de entrada (Celeron) y versión móvil (la tecnología de habilidades SpeedStep se presenta por primera vez).
En 2002, se lanzó una versión mejorada del Tualatin Pentium III, que tiene una caché L2 de 512 KB y está fabricado mediante un proceso más avanzado de 130 nm. Inicialmente, Intel lo utilizó para los mercados de servidores y dispositivos móviles, por lo que fue algo pasajero y no muy conocido en el mercado de consumo.
10. Pentium 4: sinónimo de alto ruido y bajo rendimiento
En el año 2000, Intel anunció el lanzamiento de una nueva generación de procesadores: el Pentium 4. Aunque tiene una velocidad de reloj más alta (la velocidad mínima alcanza los 1,4 GHz), el rendimiento a la misma frecuencia es muy inferior al de la competencia. El Athlon de ADM (e incluso su propio Pentium III) corren más rápido que él a la misma frecuencia. Lo más importante es que Intel decidió abandonar las especificaciones de memoria convencionales y solo admitir memoria RAMBUS RDRAM (la única memoria que podía cumplir con los requisitos de ancho de banda de Pentium 4 en ese momento), pero finalmente falló. A pesar de su alto precio y su alta generación de calor, Pentium 4 ha sobrevivido en el mercado durante varios años con muchas mejoras técnicas (como agregar caché L3 y admitir tecnología Hyper-Threading).
Hay tres procesadores P4 en el mercado: Mobile (añade un conjunto de multiplicadores variables), Clerlon (simplifica la caché L2) y Xeon (añade caché L3). La tecnología Hyper-Threading y L3 aparecieron por primera vez en el mercado de servidores y luego se introdujeron en procesadores normales (la caché L3 apareció solo en los modelos EE Extreme).
Este es el FSB, impulsado por una tecnología llamada QDR (Quadruple Data Transfer), que es cuatro veces más rápida que la frecuencia nominal del reloj. La velocidad del bus de 400MHz es en realidad de solo 100MHz, y la velocidad real de 533MHz es de solo 133MHz. En 2005, Intel también lanzó el procesador P4 de 64 bits, del que hablaremos más adelante.
11. Pentium M: Comienza a hacer esfuerzos en el mercado de las computadoras portátiles.
En 2003, el mercado de PC portátiles comenzó a crecer explosivamente. En ese momento, Intel solo tenía dos CPU para elegir: las rezagadas Tualatin P3 y P4, pero el enorme calor generado por la P4 determinó que no podía ser adecuada para el procesamiento de computadoras portátiles. En ese momento, llegó un salvador al laboratorio israelí: Baniyas (también conocido como Pentium M). Este procesador basado en la arquitectura P6 (como Pentium Pro) tiene un mayor rendimiento y un consumo de energía ultrabajo que el P4. Se convirtió en el procesador de la plataforma Centrino de Intel y fue reemplazado por el núcleo Dothan más rápido en 2004. Pentium M ha dejado una profunda huella en la plataforma móvil y Stealey (A100) todavía utiliza la arquitectura Dothan (solo que con menor frecuencia y menor consumo de energía).
Al igual que la versión de escritorio de P4, su FSB también es 4 veces la frecuencia nominal (QDR) y el zócalo utiliza el zócalo 479. De hecho, sólo hay 478 pines, pero cada pin está definido de manera diferente a los 478 zócalos del P4 de escritorio.
12. Pentium 4: Comienza a soportar 64 bits y pasa a dual-core.
En 2005, Intel mejoró el procesador P4 dos veces: primero, trajo el Prescott-2M y luego lanzó el producto principal Smithfield. El primero es un procesador de 64 bits basado en Proscott y el segundo es un procesador de doble núcleo.
Son muy similares a P4, pero sufren los mismos problemas: cálculos de IPC (instrucciones por ciclo) bajos y dificultad para aumentar la frecuencia. Estos dos procesadores ya no son el foco de Intel (su foco es el futuro Core 2. Además, se dice que el Pentium D es un procesador de doble núcleo, pero en realidad sólo incluye dos núcleos Proscott en una carcasa).
Curiosamente, el P4 para el mercado de consumo no soporta la tecnología PAE (utiliza 36 bits en lugar de 32 bits para gestionar la memoria), por lo que la memoria máxima soportada está limitada a 4 GB, pero puede superar este límite. De hecho, el bus de direcciones todavía está limitado a 36 bits (40 bits en Xeon), pero la tecnología PAE es cosa del pasado: los programas de 64 bits pueden utilizar completamente toda la memoria.
La tecnología Hyper-threading (Xeon y EE Extreme Edition) puede ser compatible con algunos modelos específicos. Intel lanzó posteriormente la serie P4 de 65 nm 9x0, pero no hubo ninguna mejora obvia.
13, la primera versión móvil de doble núcleo
En 2006, Intel lanzó el procesador Core Duo. Este es el primer procesador de doble núcleo diseñado para computadoras portátiles y tiene un rendimiento excelente, al menos mucho más rápido que el P4. Este es también el primer procesador X86 de doble núcleo que disfruta del diseño de caché. El anterior Pentium D de doble núcleo se parecía más a dos procesadores empaquetados en una sola carcasa. Los procesadores centrales son una parte importante de la plataforma Centrino de Intel y han logrado un gran éxito en el mercado. El único inconveniente es que sigue siendo un procesador de 32 bits y no admite tecnología de 64 bits como el P4.
También aparece en el mercado Core Solo de un solo núcleo. Este producto que busca un bajo consumo de energía tiene su velocidad FSB reducida de 667 MHz a 533 MHz y se aplica a servidores (con nombre en código Sossaman). Esta es también la primera vez que una CPU diseñada específicamente para dispositivos móviles se utiliza en el campo de los servidores. De hecho, los procesadores Core no utilizan la arquitectura de los procesadores Core 2 y fueron rápidamente reemplazados por el Core 2 de Merom Core en el mercado de PC portátiles. Además, el Socket 479 del núcleo Yonah es diferente del Socket 479 del Pentium M (aunque el nombre es el mismo).
14. El pilar actual: Core 2
En 2006, Intel lanzó el procesador Core 2, que posteriormente se convirtió en un producto de moda en el mercado. Este procesador basado en Pentium M tiene una nueva arquitectura central. Anteriormente, Intel tenía dos líneas de productos: P4 enfocada en el mercado de computadoras de escritorio y Pentium M enfocada en el mercado móvil. También construyeron conjuntamente una línea de productos de servidores. Ahora, Intel sólo necesita una microarquitectura para satisfacer todas las líneas de productos. Un Core 2 de 64 bits se puede utilizar en todos los campos, desde los de gama baja hasta los de gama alta, desde los de escritorio hasta los portátiles y los servidores.
Existen muchos modelos de arquitectura Core 2 en el mercado, que se clasifican según diferentes configuraciones, incluyendo diferentes números de núcleo (de 1 a 4, de un solo núcleo a cuatro núcleos), tamaño de caché (de 512 KB a 12 MB ), velocidad FSB (de 400MHz a 1600MHz).
La siguiente tabla muestra números brutos para Core 2, pero también se aplicará la última versión de 45 nm.
Las especificaciones de la versión móvil de Merom son básicamente las mismas, excepto que el FSB es ligeramente más bajo y la versión EE Express es más rápida. Core 2 también es de cuatro núcleos, que en realidad son solo dos núcleos empaquetados juntos. El Core 2 de 45 nm (Penryn) tiene un caché más grande y una menor generación de calor, pero la arquitectura básica es similar a la anterior.
15. El futuro: Nehalem, Atom, etc.
Por supuesto, estos son sólo una parte de este artículo. Próximamente llegará la segunda parte sobre los procesadores AMD (incluidas las tarjetas gráficas AMD-ATI). La historia de Intel Y se revela que Larrabee, la entrada de Intel al mercado de las tarjetas gráficas, también se basa en el núcleo del procesador X86.
Además de Intel y AMD, también están VIA y Loongson en China.