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Este artículo trata sobre microprocesadores. Para unidades centrales de procesamiento en general, consulte Unidad central de procesamiento .
Ver también: Procesador (desambiguación) , Sistema en un chip , Microcontrolador y Procesador de señal digital
Texas Instruments TMS1000
Intel 4004
Motorola 68000 (MC68000)
Un moderno procesador x86_64 de 64 bits (AMD Ryzen 5 2600, basado en Zen + , 2017)
Procesador AMD Ryzen 7 1800X (2016, basado en Zen ) en un zócalo AM4 en una placa base
Procesador Intel Core i5

Un microprocesador es un procesador de computadora donde la lógica y el control del procesamiento de datos se incluyen en un solo circuito integrado , o en una pequeña cantidad de circuitos integrados. El microprocesador es un circuito integrado digital multipropósito, controlado por reloj , basado en registros , que acepta datos binarios como entrada, los procesa de acuerdo con las instrucciones almacenadas en su memoria y proporciona resultados (también en forma binaria) como salida. Los microprocesadores contienen lógica combinacional y lógica digital secuencial . Los microprocesadores operan con números y símbolos representados en elsistema numérico binario .

La integración de una CPU completa en uno o unos pocos circuitos integrados mediante la integración a gran escala (VLSI) redujo en gran medida el costo de la potencia de procesamiento. Los procesadores de circuitos integrados se producen en grandes cantidades mediante procesos de fabricación de semiconductores de óxido de metal (MOS) altamente automatizados , lo que da como resultado un precio unitario relativamente bajo . Los procesadores de un solo chip aumentan la confiabilidad porque hay muchas menos conexiones eléctricas que podrían fallar. A medida que mejoran los diseños de microprocesadores, el costo de fabricación de un chip (con componentes más pequeños construidos en un chip semiconductor del mismo tamaño) generalmente permanece igual de acuerdo con la ley de Rock .

Antes de los microprocesadores, las computadoras pequeñas se construían usando racks de placas de circuitos con muchos circuitos integrados de pequeña y mediana escala , típicamente del tipo TTL . Los microprocesadores combinaron esto en uno o algunos circuitos integrados a gran escala . El primer microprocesador disponible comercialmente fue el Intel 4004 .

Desde entonces, los continuos aumentos en la capacidad de los microprocesadores han dejado otras formas de computadoras casi completamente obsoletas (consulte la historia del hardware informático ), con uno o más microprocesadores utilizados en todo, desde los sistemas integrados más pequeños y dispositivos portátiles hasta las computadoras centrales y supercomputadoras más grandes .

Estructura [ editar ]

Un diagrama de bloques de la arquitectura del microprocesador Z80 , que muestra la sección de aritmética y lógica , el archivo de registro , la sección de lógica de control y los búferes para direcciones externas y líneas de datos.

La complejidad de un circuito integrado está limitada por limitaciones físicas en la cantidad de transistores que se pueden colocar en un chip, la cantidad de terminaciones de paquetes que pueden conectar el procesador a otras partes del sistema, la cantidad de interconexiones que es posible realizar. en el chip y el calor que el chip puede disipar . La tecnología avanzada hace que los chips más complejos y potentes sean factibles de fabricar.

Un microprocesador hipotético mínimo podría incluir solo una unidad aritmética lógica (ALU) y una sección de lógica de control . La ALU realiza sumas, restas y operaciones como AND u OR. Cada operación de la ALU establece una o más banderas en un registro de estado , que indican los resultados de la última operación (valor cero, número negativo, desbordamiento u otros). La lógica de control recupera los códigos de instrucción de la memoria e inicia la secuencia de operaciones requeridas para que la ALU lleve a cabo la instrucción. Un solo código de operación puede afectar muchas rutas de datos individuales, registros y otros elementos del procesador.

A medida que avanzaba la tecnología de circuitos integrados, era factible fabricar procesadores cada vez más complejos en un solo chip. El tamaño de los objetos de datos se hizo más grande; permitir más transistores en un chip permitió que el tamaño de las palabras aumentara desde las palabras de 4 y 8 bits hasta las palabras actuales de 64 bits . Se agregaron características adicionales a la arquitectura del procesador; más registros en chip aceleraban los programas y se podían usar instrucciones complejas para hacer programas más compactos. La aritmética de coma flotante , por ejemplo, a menudo no estaba disponible en microprocesadores de 8 bits, pero tenía que llevarse a cabo en software . Integración de la unidad de coma flotante, primero como un circuito integrado separado y luego como parte del mismo chip de microprocesador, aceleró los cálculos de punto flotante.

En ocasiones, las limitaciones físicas de los circuitos integrados hacían necesarias prácticas tales como un enfoque de trozos de bits . En lugar de procesar toda una palabra larga en un circuito integrado, varios circuitos en paralelo procesan subconjuntos de cada palabra. Si bien esto requería una lógica adicional para manejar, por ejemplo, acarreo y desbordamiento dentro de cada segmento, el resultado fue un sistema que podía manejar, por ejemplo, palabras de 32 bits utilizando circuitos integrados con una capacidad de solo cuatro bits cada uno.

La capacidad de colocar una gran cantidad de transistores en un chip hace que sea factible integrar la memoria en el mismo dado que el procesador. Esta memoria caché de la CPU tiene la ventaja de un acceso más rápido que la memoria externa y aumenta la velocidad de procesamiento del sistema para muchas aplicaciones. La frecuencia del reloj del procesador ha aumentado más rápidamente que la velocidad de la memoria externa, por lo que la memoria caché es necesaria si el procesador no se va a retrasar por una memoria externa más lenta.

Diseños especiales [ editar ]

Un microprocesador es una entidad de propósito general. Han seguido varios dispositivos de procesamiento especializados:

  • Un procesador de señales digitales (DSP) está especializado para el procesamiento de señales .
  • Las unidades de procesamiento de gráficos (GPU) son procesadores diseñados principalmente para la reproducción de imágenes en tiempo real .
  • Existen otras unidades especializadas para procesamiento de video y visión artificial . (Ver: Aceleración de hardware ).
  • Los microcontroladores integran un microprocesador con dispositivos periféricos en sistemas embebidos .
  • Los sistemas en chip (SoC) a menudo integran uno o más núcleos de microprocesadores o microcontroladores con otros componentes, como módems de radio, y se utilizan en teléfonos inteligentes y tabletas.

Consideraciones de velocidad y potencia [ editar ]

Intel core i9

Los microprocesadores se pueden seleccionar para diferentes aplicaciones según el tamaño de las palabras, que es una medida de su complejidad. Los tamaños de palabra más largos permiten que cada ciclo de reloj de un procesador realice más cálculos, pero corresponden a matrices de circuitos integrados físicamente más grandes con un mayor consumo de energía en espera y en funcionamiento . [1] Los procesadores de 4, 8 o 12 bits están ampliamente integrados en microcontroladores que operan sistemas integrados. Cuando se espera que un sistema maneje mayores volúmenes de datos o requiera una interfaz de usuario más flexible , se utilizan procesadores de 16, 32 o 64 bits. Se puede seleccionar un procesador de 8 o 16 bits sobre un procesador de 32 bits para el sistema en un chipo aplicaciones de microcontroladores que requieren electrónica de potencia extremadamente baja , o son parte de un circuito integrado de señal mixta con electrónica analógica en chip sensible al ruido , como convertidores analógicos a digitales de alta resolución, o ambos. Ejecutar aritmética de 32 bits en un chip de 8 bits podría terminar consumiendo más energía, ya que el chip debe ejecutar software con múltiples instrucciones. [2]

Aplicaciones integradas [ editar ]

Miles de elementos que tradicionalmente no estaban relacionados con las computadoras incluyen microprocesadores. Estos incluyen electrodomésticos , vehículos (y sus accesorios), herramientas e instrumentos de prueba, juguetes, interruptores / atenuadores de luz y disyuntores eléctricos , alarmas de humo, paquetes de baterías y componentes audiovisuales de alta fidelidad (desde reproductores de DVD hasta tocadiscos de fonógrafo ). . Productos tales como teléfonos móviles, sistema de video DVD y HDTVLos sistemas de transmisión requieren fundamentalmente dispositivos de consumo con microprocesadores potentes y de bajo costo. Las normas de control de la contaminación cada vez más estrictas exigen que los fabricantes de automóviles utilicen sistemas de gestión de motores con microprocesadores para permitir un control óptimo de las emisiones en las condiciones de funcionamiento ampliamente variables de un automóvil. Los controles no programables requerirían una implementación voluminosa o costosa para lograr los resultados posibles con un microprocesador.

Se puede adaptar un programa de control de microprocesador ( software integrado ) para adaptarse a las necesidades de una línea de productos, lo que permite mejoras en el rendimiento con un rediseño mínimo del producto. Se pueden implementar características únicas en los diversos modelos de la línea de productos a un costo de producción insignificante.

El control por microprocesador de un sistema puede proporcionar estrategias de control que no sería práctico implementar utilizando controles electromecánicos o controles electrónicos especialmente diseñados. Por ejemplo, el sistema de control de un motor de combustión interna puede ajustar el tiempo de encendido en función de la velocidad del motor, la carga, la temperatura y cualquier tendencia observada a golpear, lo que permite que el motor funcione con una variedad de grados de combustible.

Historia [ editar ]

Ver también: cronología del microprocesador

El advenimiento de computadoras de bajo costo en circuitos integrados ha transformado la sociedad moderna . Los microprocesadores de propósito general en computadoras personales se utilizan para computación, edición de texto, visualización multimedia y comunicación a través de Internet . Muchos más microprocesadores forman parte de sistemas integrados , que brindan control digital sobre una miríada de objetos, desde electrodomésticos hasta automóviles, teléfonos celulares y control de procesos industriales . Los microprocesadores realizan operaciones binarias basadas en la lógica booleana, que llevan el nombre de George Boole. La capacidad de operar sistemas informáticos usando lógica booleana fue probada por primera vez en una tesis de 1938 del estudiante de maestría Claude Shannon , quien luego se convirtió en profesor. Shannon es considerado "el padre de la teoría de la información".

El microprocesador tiene su origen en el desarrollo del MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico o transistor MOS), [3] que fue demostrado por primera vez por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng de Bell Labs en 1960. [4] Tras el desarrollo de chips de circuitos integrados MOS a principios de la década de 1960, los chips MOS alcanzaron una densidad de transistores más alta y costos de fabricación más bajos que los circuitos integrados bipolares en 1964. Los chips MOS aumentaron aún más en complejidad a un ritmo predicho por la ley de Moore , lo que llevó a una integración a gran escala(LSI) con cientos de transistores en un solo chip MOS a fines de la década de 1960. La aplicación de chips MOS LSI a la informática fue la base de los primeros microprocesadores, ya que los ingenieros comenzaron a reconocer que un procesador de computadora completo podía estar contenido en varios chips MOS LSI. [3] Los diseñadores a fines de la década de 1960 se esforzaban por integrar las funciones de la unidad central de procesamiento (CPU) de una computadora en un puñado de chips MOS LSI, llamados conjuntos de chips de unidad de microprocesador (MPU).

El primer microprocesador producido comercialmente fue el Intel 4004 , lanzado como un solo chip MOS LSI en 1971. [5] El microprocesador de un solo chip fue posible con el desarrollo de la tecnología de puerta de silicio MOS (SGT). [6] Los primeros transistores MOS tenían puertas de metal de aluminio , que el físico italiano Federico Faggin reemplazó con puertas autoalineadas de silicio para desarrollar el primer chip MOS de puerta de silicio en Fairchild Semiconductor en 1968. [6] Faggin más tarde se unió a Intel y usó su silicio -Tecnología MOS de compuerta para desarrollar el 4004, junto con Marcian Hoff , Stanley Mazor y Masatoshi Shima en 1971. [7] El 4004 fue diseñado para Busicom , que había propuesto anteriormente un diseño de múltiples chips en 1969, antes de que el equipo de Faggin en Intel lo cambiara por un nuevo diseño de un solo chip. Intel introdujo el primer microprocesador comercial, el Intel 4004 de 4 bits , en 1971. Pronto fue seguido por el microprocesador Intel 8008 de 8 bits en 1972.

Poco después siguieron otros usos integrados de microprocesadores de 4 y 8 bits, como terminales , impresoras , varios tipos de automatización , etc. Los asequibles microprocesadores de 8 bits con direccionamiento de 16 bits también dieron lugar a las primeras microcomputadoras de uso general a partir de mediados de la década de 1970.

El primer uso del término "microprocesador" se atribuye a Viatron Computer Systems [8], que describe el circuito integrado personalizado utilizado en su pequeño sistema informático System 21 anunciado en 1968.

Desde principios de la década de 1970, el aumento de la capacidad de los microprocesadores ha seguido la ley de Moore ; esto originalmente sugirió que el número de componentes que se pueden instalar en un chip se duplica cada año. Con la tecnología actual, en realidad es cada dos años, [9] [ fuente obsoleta ] y, como resultado, Moore luego cambió el período a dos años. [10]

Primeros proyectos [ editar ]

Estos proyectos entregan un microprocesador o menos al mismo tiempo: Garrett AiResearch 's de aire central de datos del ordenador (CADC) (1970), Texas Instruments ' TMS 1802NC (septiembre de 1971) y de Intel 's 4004 (noviembre de 1971, basado en una anterior 1969 Busicom diseño). Podría decirse que el microprocesador AL1 de Four-Phase Systems también se entregó en 1969.

Sistemas de cuatro fases AL1 (1969) [ editar ]

El sistema de cuatro fases AL1 era un chip de segmento de 8 bits que contenía ocho registros y una ALU. [11] Fue diseñado por Lee Boysel en 1969. [12] [13] [14] En ese momento, formaba parte de una CPU de nueve chips y 24 bits con tres AL1, pero luego se llamó microprocesador cuando , en respuesta al litigio de la década de 1990 de Texas Instruments , se construyó un sistema de demostración en el que un solo AL1 formaba parte de un sistema informático de demostración en la sala de audiencias, junto con RAM, ROM y un dispositivo de entrada y salida. [15]

Garrett AiResearch CADC (1970) [ editar ]

Más información: Central Air Data Computer

En 1968, Garrett AiResearch (que empleó a los diseñadores Ray Holt y Steve Geller) fue invitado a producir una computadora digital para competir con los sistemas electromecánicos que estaban en desarrollo para la computadora principal de control de vuelo del nuevo caza F-14 Tomcat de la Armada de los Estados Unidos . El diseño se completó en 1970 y utilizó un chipset basado en MOS como CPU central. El diseño era significativamente (aproximadamente 20 veces) más pequeño y mucho más confiable que los sistemas mecánicos contra los que competía, y se usó en todos los primeros modelos de Tomcat. Este sistema contenía "un 20-bit, pipeline , paralelo multi-microprocesador ". La Marina se negó a permitir la publicación del diseño hasta 1997. Publicado en 1998, la documentación sobre el CADC y el chipset MP944 son bien conocidos. La historia autobiográfica de Ray Holt sobre este diseño y desarrollo se presenta en el libro: The Accidental Ingeniero. [16] [17]

Ray Holt se graduó de la Universidad Politécnica de California en 1968 y comenzó su carrera de diseño de computadoras en el CADC. Desde su inicio, estuvo envuelto en secreto hasta 1998 cuando, a pedido de Holt, la Marina de los Estados Unidos permitió que los documentos pasaran al dominio público. Holt ha afirmado que nadie ha comparado este microprocesador con los que vinieron después. [18] Según Parab et al. (2007),

Los artículos científicos y la literatura publicados alrededor de 1971 revelan que el procesador digital MP944 utilizado para el avión F-14 Tomcat de la Marina de los Estados Unidos califica como el primer microprocesador. Aunque interesante, no era un procesador de un solo chip, como tampoco lo era el Intel 4004; ambos eran más como un conjunto de bloques de construcción paralelos que se podían usar para hacer un formulario de propósito general. Contiene una CPU, RAM , ROM y otros dos chips de soporte como el Intel 4004. Fue fabricado con la misma tecnología de canal P , operado con especificaciones militares.y tenía chips más grandes: un excelente diseño de ingeniería informática para todos los estándares. Su diseño indica un gran avance sobre Intel y dos años antes. Realmente funcionó y estaba volando en el F-14 cuando se anunció el Intel 4004. Indica que el tema actual de la industria de DSP convergente - arquitecturas de microcontroladores se inició en 1971. [19]

Esta convergencia de arquitecturas DSP y microcontrolador se conoce como controlador de señal digital . [20]

Pico / Instrumento general [ editar ]

El chip PICO1 / GI250 introducido en 1971: fue diseñado por Pico Electronics (Glenrothes, Escocia) y fabricado por General Instrument de Hicksville NY.

En 1971, Pico Electronics [21] y General Instrument (GI) introdujeron su primera colaboración en circuitos integrados, un circuito integrado completo de calculadora de un solo chip para la calculadora Monroe / Litton Royal Digital III. Este chip también podría decirse que es uno de los primeros microprocesadores o microcontroladores que tienen ROM , RAM y un conjunto de instrucciones RISC en el chip. El diseño de las cuatro capas del proceso PMOS se dibujó a mano a escala x500 en una película de mylar, una tarea importante en ese momento dada la complejidad del chip.

Pico fue un producto derivado de cinco ingenieros de diseño de GI cuya visión era crear circuitos integrados de calculadora de un solo chip. Tenían una experiencia previa significativa en diseño en múltiples conjuntos de chips de calculadoras con GI y Marconi-Elliott . [22] Elliott Automation había encargado originalmente a los miembros clave del equipo que crearan una computadora de 8 bits en MOS y habían ayudado a establecer un Laboratorio de Investigación MOS en Glenrothes , Escocia en 1967.

Las calculadoras se estaban convirtiendo en el mercado único más grande de semiconductores, por lo que Pico y GI tuvieron un éxito significativo en este mercado floreciente. GI continuó innovando en microprocesadores y microcontroladores con productos que incluyen el CP1600, IOB1680 y PIC1650. [23] En 1987, el negocio de GI Microelectronics se convirtió en el negocio de microcontroladores Microchip PIC .

Intel 4004 (1971) [ editar ]

Artículo principal: Intel 4004
El 4004 con la cubierta quitada (izquierda) y como se usa realmente (derecha)

El Intel 4004 se considera generalmente como el primer microprocesador verdadero construido en un solo chip, [24] [25] con un precio de 60 dólares (equivalente a 378,78 dólares en 2019) [26] El primer anuncio conocido del 4004 está fechado el 15 de noviembre de 1971 y apareció en Electronic News . El microprocesador fue diseñado por un equipo formado por el ingeniero italiano Federico Faggin , los ingenieros estadounidenses Marcian Hoff y Stanley Mazor , y el ingeniero japonés Masatoshi Shima . [27]

El proyecto que produjo el 4004 se originó en 1969, cuando Busicom , un fabricante japonés de calculadoras, pidió a Intel que construyera un chipset para calculadoras de escritorio de alto rendimiento . El diseño original de Busicom requería un conjunto de chips programables que constaba de siete chips diferentes. Tres de los chips iban a hacer una CPU de propósito especial con su programa almacenado en la ROM y sus datos almacenados en la memoria de lectura-escritura del registro de desplazamiento. Ted Hoff, el ingeniero de Intel asignado para evaluar el proyecto, creía que el diseño de Busicom podría simplificarse utilizando almacenamiento RAM dinámico para datos, en lugar de memoria de registro de desplazamiento y una arquitectura de CPU de uso general más tradicional. A Hoff se le ocurrió una propuesta arquitectónica de cuatro chips: un chip ROM para almacenar los programas, un chip RAM dinámico para almacenar datos, un dispositivo de E / S simple y una unidad central de procesamiento (CPU) de 4 bits. Aunque no es un diseñador de chips, sintió que la CPU podría integrarse en un solo chip, pero como carecía de los conocimientos técnicos, la idea seguía siendo solo un deseo por el momento.

Primer microprocesador de Intel, el 4004

Si bien la arquitectura y las especificaciones del MCS-4 provienen de la interacción de Hoff con Stanley Mazor , un ingeniero de software que depende de él, y con el ingeniero de Busicom Masatoshi Shima , durante 1969, Mazor y Hoff pasaron a otros proyectos. En abril de 1970, Intel contrató al ingeniero italiano Federico Faggin como líder del proyecto, una medida que finalmente hizo realidad el diseño final de la CPU de un solo chip (mientras tanto, Shima diseñó el firmware de la calculadora Busicom y ayudó a Faggin durante los primeros seis meses de implementación). Faggin, quien desarrolló originalmente la tecnología de puerta de silicio (SGT) en 1968 en Fairchild Semiconductor [28]y diseñó el primer circuito integrado comercial del mundo que utiliza SGT, el Fairchild 3708, tenía los antecedentes adecuados para llevar el proyecto a lo que se convertiría en el primer microprocesador comercial de uso general. Dado que SGT fue su propio invento, Faggin también lo usó para crear su nueva metodología para el diseño lógico aleatorio que hizo posible implementar una CPU de un solo chip con la velocidad, disipación de energía y costo adecuados. El gerente del Departamento de Diseño MOS de Intel fue Leslie L. Vadászen el momento del desarrollo de MCS-4, pero la atención de Vadász estaba completamente centrada en el negocio principal de las memorias de semiconductores, por lo que dejó el liderazgo y la gestión del proyecto MCS-4 en manos de Faggin, quien en última instancia fue el responsable de llevar el proyecto 4004 a su destino. realización. Las unidades de producción del 4004 se entregaron por primera vez a Busicom en marzo de 1971 y se enviaron a otros clientes a fines de 1971. [ cita requerida ]

Texas Instruments TMX 1795 (1970-1971) [ editar ]

Junto con Intel (que desarrolló el 8008 ), Texas Instruments desarrolló en 1970-1971 un reemplazo de CPU de un chip para el terminal Datapoint 2200 , el TMX 1795 (más tarde TMC 1795). Al igual que el 8008, fue rechazado por el cliente Datapoint. Según Gary Boone, el TMX 1795 nunca llegó a producirse. Dado que fue construido con la misma especificación, su conjunto de instrucciones era muy similar al Intel 8008. [29] [30]

Texas Instruments TMS 1802NC (1971) [ editar ]

El TMS1802NC se anunció el 17 de septiembre de 1971 e implementó una calculadora de cuatro funciones. El TMS1802NC, a pesar de su designación, no formaba parte de la serie TMS 1000 ; Más tarde fue redesignado como parte de la serie TMS 0100, que se utilizó en la calculadora TI Datamath. Aunque se comercializaba como una calculadora en un chip, el TMS1802NC era completamente programable, incluido en el chip una CPU con una palabra de instrucción de 11 bits, 3520 bits (320 instrucciones) de ROM y 182 bits de RAM. [29] [31] [30] [32]

Gilbert Hyatt [ editar ]

Gilbert Hyatt recibió una patente que reivindica un invento anterior a TI e Intel, que describe un "microcontrolador". [33] La patente fue posteriormente invalidada, pero no antes de que se pagaran regalías sustanciales. [34] [35]

Diseños de 8 bits [ editar ]

El Intel 4004 fue seguido en 1972 por el Intel 8008 , el primer microprocesador de 8 bits del mundo. Sin embargo, el 8008 no fue una extensión del diseño del 4004, sino la culminación de un proyecto de diseño separado en Intel, que surgió de un contrato con Computer Terminals Corporation , de San Antonio TX, por un chip para un terminal que estaban diseñando. [36] los Datapoint 2200 aspectos -fundamental del diseño no provenían de Intel, sino de CTC. En 1968, Vic Poor y Harry Pyle de CTC desarrollaron el diseño original para el conjunto de instrucciones y el funcionamiento del procesador. En 1969, CTC contrató a dos empresas, Intel y Texas Instruments, para hacer una implementación de un solo chip, conocida como CTC 1201. [37] A fines de 1970 o principios de 1971, TI abandonó el programa al no poder fabricar una pieza confiable. En 1970, cuando Intel aún no había entregado la pieza, CTC optó por usar su propia implementación en el Datapoint 2200, utilizando la lógica TTL tradicional en su lugar (por lo tanto, la primera máquina que ejecutó el "código 8008" no era en realidad un microprocesador y se entregó el año anterior). La versión de Intel del microprocesador 1201 llegó a fines de 1971, pero llegó demasiado tarde, fue lenta y requirió varios chips de soporte adicionales. CTC no tenía ningún interés en utilizarlo. CTC había contratado originalmente a Intel por el chip y les habría debido 50.000 dólares (equivalente a 315.653 dólares en 2019) por su trabajo de diseño. [37]Para evitar pagar por un chip que no querían (y no podían usar), CTC liberó a Intel de su contrato y les permitió el uso gratuito del diseño. [37] Intel lo comercializó como el 8008 en abril de 1972, como el primer microprocesador de 8 bits del mundo. Fue la base del famoso kit de computadora " Mark-8 " anunciado en la revista Radio-Electronics en 1974. Este procesador tenía un bus de datos de 8 bits y un bus de direcciones de 14 bits. [38]

El 8008 fue el precursor del exitoso Intel 8080 (1974), que ofreció un rendimiento mejorado sobre el 8008 y requirió menos chips de soporte. Federico Faggin lo concibió y diseñó utilizando MOS de canal N de alta tensión. El Zilog Z80 (1976) también fue un diseño de Faggin, utilizando canal N de bajo voltaje con carga de agotamiento y procesadores Intel de 8 bits derivados: todos diseñados con la metodología que Faggin creó para el 4004. Motorola lanzó el 6800 competidor en agosto de 1974, y el MOS Technology 6502 similar se lanzó en 1975 (ambos diseñados en gran parte por las mismas personas). La familia 6502 rivalizó en popularidad con la Z80 durante la década de 1980.

Un bajo costo general, poco empaquetado, requisitos simples de bus de computadora y, a veces, la integración de circuitos adicionales (por ejemplo, los circuitos de actualización de memoria incorporados del Z80 ) permitieron que la "revolución" de las computadoras domésticas se acelerara drásticamente a principios de la década de 1980. Esto produjo máquinas tan económicas como la Sinclair ZX81 , que se vendió por 99 dólares (equivalente a 278,41 dólares en 2019). Una variación del 6502, el MOS Technology 6510 se usó en el Commodore 64 y otra variante, el 8502, impulsó el Commodore 128 .

El Western Design Center, Inc (WDC) introdujo el CMOS WDC 65C02 en 1982 y autorizó el diseño a varias empresas. Se utilizó como CPU en las computadoras personales Apple IIe y IIc , así como en marcapasos y desfibriladores médicos implantables , dispositivos automotrices, industriales y de consumo. WDC fue pionero en la concesión de licencias de diseños de microprocesadores, seguido más tarde por ARM (32 bits) y otros proveedores de propiedad intelectual (IP) de microprocesadores en la década de 1990.

Motorola introdujo el MC6809 en 1978. Era un diseño de 8 bits ambicioso y bien pensado que era compatible en origen con el 6800 , y se implementó utilizando lógica puramente cableada (los microprocesadores posteriores de 16 bits generalmente usaban microcódigo hasta cierto punto, como Los requisitos de diseño de CISC se estaban volviendo demasiado complejos para la lógica puramente cableada).

Otro microprocesador de 8 bits temprano fue el Signetics 2650 , que disfrutó de un breve aumento de interés debido a su innovadora y poderosa arquitectura de conjunto de instrucciones .

Un microprocesador seminal en el mundo de los vuelos espaciales era RCA 's RCA 1802 (también conocido como CDP1802, RCA COSMAC) (introducido en 1976), que fue utilizado a bordo del Galileo sonda a Júpiter (1989 puso en marcha, llegó 1995). RCA COSMAC fue el primero en implementar la tecnología CMOS . Se utilizó el CDP1802 porque podía funcionar a muy baja potencia y porque se disponía de una variante fabricada mediante un proceso de producción especial, silicio sobre zafiro (SOS), que proporcionaba una protección mucho mejor contra la radiación cósmica y la descarga electrostática que la de cualquier otro. procesador de la era. Por lo tanto, se dijo que la versión SOS del 1802 era la primeramicroprocesador endurecido por radiación .

El RCA 1802 tenía un diseño estático , lo que significa que la frecuencia del reloj podría hacerse arbitrariamente baja, o incluso detenerse. Esto permitió que la nave espacial Galileo utilizara un mínimo de energía eléctrica durante largos tramos sin incidentes de un viaje. Los temporizadores o sensores despertarían al procesador a tiempo para tareas importantes, como actualizaciones de navegación, control de actitud, adquisición de datos y comunicación por radio. Las versiones actuales del Western Design Center 65C02 y 65C816 tienen núcleos estáticos y, por lo tanto, retienen los datos incluso cuando el reloj está completamente detenido.

Diseños de 12 bits [ editar ]

La familia Intersil 6100 constaba de un microprocesador de 12 bits (el 6100) y una gama de circuitos integrados de memoria y soporte para periféricos. El microprocesador reconoció el conjunto de instrucciones de la minicomputadora DEC PDP-8 . Como tal, a veces se le conocía como CMOS-PDP8 . Dado que también fue producido por Harris Corporation, también se conocía como Harris HM-6100 . En virtud de su tecnología CMOS y los beneficios asociados, el 6100 se incorporó a algunos diseños militares hasta principios de la década de 1980.

Diseños de 16 bits [ editar ]

Parte de una serie sobre
Modos de microprocesador para la arquitectura x86
  • Modo real ( Intel 8086 )
  • Modo de emulación 8080 (solo NEC V20 / V30 )
  • Modo protegido ( Intel 80286 )
  • Modo irreal ( Intel 80286 )
  • Modo virtual 8086 ( Intel 80386 )
  • Modo de gestión del sistema ( Intel 386SL )
  • Modo largo ( AMD Opteron )
  • Virtualización x86 ( Intel Pentium 4 , modelos 6x2)
Primera plataforma compatible que se muestra entre paréntesis
  • v
  • t
  • mi

El primer microprocesador multichip de 16 bits fue el National Semiconductor IMP-16 , introducido a principios de 1973. En 1974 se introdujo una versión de 8 bits del chipset como IMP-8.

Otros microprocesadores de 16 bits de varios chips incluyen uno que Digital Equipment Corporation (DEC) utilizó en el conjunto de placas OEM LSI-11 y la minicomputadora PDP 11/03 empaquetada, y el Fairchild Semiconductor MicroFlame 9440, ambos introducidos en 1975–76. En 1975, National introdujo el primer microprocesador de un solo chip de 16 bits, el National Semiconductor PACE , al que siguió una versión NMOS , el INS8900 .

Otro microprocesador de un solo chip de 16 bits fue el TMS 9900 de TI , que también era compatible con su línea de miniordenadores TI-990 . El 9900 se usó en la minicomputadora TI 990/4, la computadora doméstica TI-99 / 4A de Texas Instruments y la línea TM990 de placas de microcomputadoras OEM. El chip estaba empaquetado en un paquete DIP de cerámica grande de 64 pines , mientras que la mayoría de los microprocesadores de 8 bits, como el Intel 8080, usaban el DIP de plástico de 40 pines, más común, más pequeño y menos costoso. Un chip de seguimiento, el TMS 9980, fue diseñado para competir con el Intel 8080, tenía el conjunto completo de instrucciones TI 990 de 16 bits, usaba un paquete de plástico de 40 pines, movía datos 8 bits a la vez, pero solo podía abordar 16  KB. Un tercer chip, el TMS 9995, fue un nuevo diseño. Posteriormente, la familia se expandió para incluir el 99105 y el 99110.

El Western Design Center (WDC) introdujo la actualización CMOS 65816 de 16 bits del WDC CMOS 65C02 en 1984. El microprocesador 65816 de 16 bits fue el núcleo de Apple IIgs y más tarde del Super Nintendo Entertainment System , lo que lo convierte en uno de los más diseños populares de 16 bits de todos los tiempos.

Intel "amplió" su diseño 8080 en el Intel 8086 de 16 bits , el primer miembro de la familia x86 , que alimenta la mayoría de las computadoras de tipo PC modernas . Intel introdujo el 8086 como una forma rentable de portar software de las líneas 8080 y logró ganar muchos negocios en esa premisa. El 8088 , una versión del 8086 que usaba un bus de datos externo de 8 bits, fue el microprocesador en la primera PC de IBM . Luego, Intel lanzó el 80186 y el 80188 , el 80286 y, en 1985, el 80386 de 32 bits., consolidando su dominio en el mercado de PC con la compatibilidad con versiones anteriores de la familia de procesadores. El 80186 y el 80188 eran esencialmente versiones del 8086 y el 8088, mejorados con algunos periféricos integrados y algunas instrucciones nuevas. Aunque Intel 80186 y 80188 no se utilizaron en diseños de tipo de IBM PC, [ dudoso - discutir ] versiones de segunda fuente de NEC, el V20 y V30 con frecuencia lo fueron. El 8086 y sus sucesores tenían un método innovador pero limitado de segmentación de la memoria , mientras que el 80286 introducía una unidad de gestión de memoria segmentada (MMU) con todas las funciones . El 80386 introdujo un modelo de memoria plana de 32 bits con administración de memoria paginada.

Los procesadores Intel x86 de 16 bits hasta el 80386 inclusive no incluyen unidades de punto flotante (FPU) . Intel introdujo los coprocesadores matemáticos 8087 , 80187 , 80287 y 80387 para agregar capacidades de función trascendental y de punto flotante de hardware a las CPU 8086 a 80386. El 8087 funciona con el 8086/8088 y 80186/80188, [39] el 80187 funciona con el 80186 pero no el 80188, [40] el 80287 funciona con el 80286 y el 80387 funciona con el 80386. La combinación de una CPU x86 y un coprocesador x87 forma un solo microprocesador de múltiples chips; los dos chips se programan como una unidad utilizando un único conjunto de instrucciones integrado. [41]Los coprocesadores 8087 y 80187 están conectados en paralelo con los buses de datos y direcciones de su procesador principal y ejecutan directamente las instrucciones destinadas a ellos. Los coprocesadores 80287 y 80387 están interconectados con la CPU a través de puertos de E / S en el espacio de direcciones de la CPU, esto es transparente para el programa, que no necesita conocer o acceder a estos puertos de E / S directamente; el programa accede al coprocesador y sus registros a través de códigos de operación de instrucciones normales.

Diseños de 32 bits [ editar ]

Capas de interconexión superiores en una matriz Intel 80486 DX2

Los diseños de 16 bits solo habían estado en el mercado brevemente cuando comenzaron a aparecer las implementaciones de 32 bits .

El más significativo de los diseños de 32 bits es el Motorola MC68000 , introducido en 1979. El 68k, como era ampliamente conocido, tenía registros de 32 bits en su modelo de programación, pero utilizaba rutas de datos internas de 16 bits, tres aritméticos de 16 bits. Unidades lógicas y un bus de datos externo de 16 bits (para reducir el número de pines), y direcciones de solo 24 bits admitidas externamente (internamente funcionaba con direcciones completas de 32 bits). En los mainframes compatibles con IBM basados en PC, el microcódigo interno MC68000 se modificó para emular el mainframe System / 370 de IBM de 32 bits. [42] Motorola generalmente lo describió como un procesador de 16 bits. La combinación de alto rendimiento, gran  espacio de memoria (16  megabytes o 2 de 24 bytes) y un costo bastante bajo lo convirtió en el más popular.Diseño de CPU de su clase. Los diseños de Apple Lisa y Macintosh hicieron uso del 68000, al igual que muchos otros diseños a mediados de la década de 1980, incluidos el Atari ST y el Commodore Amiga .

El primer microprocesador de un solo chip del mundo totalmente de 32 bits, con rutas de datos de 32 bits, buses de 32 bits y direcciones de 32 bits, fue el AT&T Bell Labs BELLMAC-32A , con las primeras muestras en 1980 y la producción general en 1982. . [43] [44] Después de la venta de AT&T en 1984, pasó a llamarse WE 32000 (WE para Western Electric ) y tuvo dos generaciones siguientes, WE 32100 y WE 32200. Estos microprocesadores se utilizaron en AT&T Miniordenadores 3B5 y 3B15; en el 3B2, el primer súper microordenador de escritorio del mundo; en el "Companion", el primer portátil de 32 bits del mundoordenador; y en "Alexander", la primera supermicrocomputadora del tamaño de un libro del mundo, con cartuchos de memoria ROM similares a las consolas de juegos actuales. Todos estos sistemas ejecutaban el sistema operativo UNIX System V.

El primer microprocesador comercial de un solo chip de 32 bits disponible en el mercado fue el HP FOCUS .

El primer microprocesador de 32 bits de Intel fue el iAPX 432 , que se introdujo en 1981, pero no fue un éxito comercial. Tenía una arquitectura orientada a objetos basada en la capacidad avanzada , pero un rendimiento deficiente en comparación con las arquitecturas contemporáneas como la 80286 de Intel (introducida en 1982), que era casi cuatro veces más rápida en las pruebas de referencia típicas. Sin embargo, los resultados del iAPX432 se debieron en parte a un compilador Ada apresurado y, por lo tanto, subóptimo . [ cita requerida ]

El éxito de Motorola con el 68000 llevó al MC68010 , que agregó soporte de memoria virtual . El MC68020 , introducido en 1984, agregó buses completos de direcciones y datos de 32 bits. El 68020 se hizo muy popular en el mercado de supermicrocomputadoras Unix , y muchas empresas pequeñas (por ejemplo, Altos , Charles River Data Systems , Cromemco ) produjeron sistemas del tamaño de una computadora de escritorio. El MC68030 se introdujo a continuación, mejorando el diseño anterior al integrar la MMU en el chip. El éxito continuo llevó al MC68040 , que incluía un FPUpara un mejor rendimiento matemático. El 68050 no logró sus objetivos de rendimiento y no fue lanzado, y el MC68060 de seguimiento fue lanzado a un mercado saturado por diseños RISC mucho más rápidos. La familia 68k dejó de utilizarse a principios de la década de 1990.

Otras grandes empresas diseñaron el 68020 y los siguientes en equipos integrados. En un momento, había más 68020 en equipos integrados que Intel Pentium en PC. [45] Los núcleos del procesador ColdFire son derivados del 68020.

Durante este tiempo (desde principios hasta mediados de la década de 1980), National Semiconductor introdujo un microprocesador interno de 32 bits y pinout de 16 bits muy similar llamado NS 16032 (luego renombrado 32016), la versión completa de 32 bits llamada NS 32032 . Más tarde, National Semiconductor produjo el NS 32132, que permitió que dos CPU residieran en el mismo bus de memoria con arbitraje integrado. El NS32016 / 32 superó al MC68000 / 10, pero el NS32332, que llegó aproximadamente al mismo tiempo que el MC68020, no tuvo suficiente rendimiento. El chip de tercera generación, el NS32532, era diferente. Tenía aproximadamente el doble de rendimiento que el MC68030, que se lanzó casi al mismo tiempo. La aparición de procesadores RISC como el AM29000 y el MC88000 (ahora ambos muertos) influyó en la arquitectura del núcleo final, el NS32764. Técnicamente avanzado, con un núcleo RISC superescalar, bus de 64 bits y overclockeado internamente, aún podía ejecutar instrucciones de la Serie 32000 a través de la traducción en tiempo real.

Cuando National Semiconductor decidió dejar el mercado de Unix, el chip fue rediseñado en el procesador Swordfish Embedded con un conjunto de periféricos en chip. El chip resultó ser demasiado caro para el mercado de las impresoras láser y fue eliminado. El equipo de diseño fue a Intel y allí diseñó el procesador Pentium, que es muy similar al núcleo NS32764 internamente. El gran éxito de la Serie 32000 fue en el mercado de las impresoras láser, donde la NS32CG16 con instrucciones BitBlt microcodificadas tenía muy buena relación precio / rendimiento y fue adoptada por grandes empresas como Canon. A mediados de la década de 1980, Sequent introdujo la primera computadora de clase servidor SMP que usaba el NS 32032. Esta fue una de las pocas victorias del diseño y desapareció a fines de la década de 1980. El MIPS R2000(1984) y R3000 (1989) fueron microprocesadores RISC de 32 bits de gran éxito. Fueron utilizados en estaciones de trabajo y servidores de alta gama por SGI , entre otros. Otros diseños incluyeron el Zilog Z80000 , que llegó demasiado tarde al mercado para tener una oportunidad y desapareció rápidamente.

El ARM apareció por primera vez en 1985. [46] Este es un diseño de procesador RISC , que desde entonces ha llegado a dominar el espacio del procesador de sistemas embebidos de 32 bits debido en gran parte a su eficiencia energética, su modelo de licenciamiento y su amplia selección de sistemas. herramientas de desarrollo. Los fabricantes de semiconductores generalmente otorgan licencias a los núcleos y los integran en su propio sistema en productos de chip ; solo unos pocos proveedores como Apple tienen licencia para modificar los núcleos ARM o crear los suyos propios. La mayoría de los teléfonos móviles incluyen un procesador ARM, al igual que una amplia variedad de otros productos. Hay núcleos ARM orientados a microcontroladores sin soporte de memoria virtual, así como multiprocesador simétrico Procesadores de aplicaciones (SMP) con memoria virtual.

De 1993 a 2003, las arquitecturas x86 de 32 bits se volvieron cada vez más dominantes en los mercados de equipos de escritorio , portátiles y servidores, y estos microprocesadores se volvieron más rápidos y más capaces. Intel había otorgado licencias de las primeras versiones de la arquitectura a otras empresas, pero se negó a otorgar la licencia del Pentium, por lo que AMD y Cyrix construyeron versiones posteriores de la arquitectura basadas en sus propios diseños. Durante este lapso, estos procesadores aumentaron en complejidad (recuento de transistores) y capacidad (instrucciones / segundo) en al menos tres órdenes de magnitud. La línea Pentium de Intel es probablemente el modelo de procesador de 32 bits más famoso y reconocible, al menos entre el público en general.

Diseños de 64 bits en computadoras personales [ editar ]

Si bien los diseños de microprocesadores de 64 bits se han utilizado en varios mercados desde principios de la década de 1990 (incluida la consola de juegos Nintendo 64 en 1996), a principios de la década de 2000 se introdujeron microprocesadores de 64 bits destinados al mercado de las PC.

Con la introducción de AMD de una arquitectura de 64 bits compatible con x86, x86-64 (también llamada AMD64 ), en septiembre de 2003, seguida de las extensiones de 64 bits casi totalmente compatibles de Intel (primero llamadas IA-32e o EM64T, luego renombradas Intel 64 ), comenzó la era del escritorio de 64 bits. Ambas versiones pueden ejecutar aplicaciones heredadas de 32 bits sin ninguna penalización de rendimiento, así como un nuevo software de 64 bits. Con sistemas operativos Windows XP x64 , Windows Vista x64, Windows 7 x64, Linux , BSD y macOSque se ejecutan de forma nativa de 64 bits, el software también está diseñado para utilizar plenamente las capacidades de dichos procesadores. El cambio a 64 bits es más que un aumento en el tamaño del registro del IA-32, ya que también duplica el número de registros de propósito general.

El cambio a 64 bits por parte de PowerPC se había planeado desde el diseño de la arquitectura a principios de los 90 y no era una causa importante de incompatibilidad. Los registros enteros existentes se amplían al igual que todas las rutas de datos relacionadas, pero, como fue el caso con IA-32, tanto las unidades de punto flotante como las vectoriales habían estado operando a 64 bits o por encima de ellos durante varios años. A diferencia de lo que sucedió cuando IA-32 se extendió a x86-64, no se agregaron nuevos registros de propósito general en PowerPC de 64 bits, por lo que cualquier rendimiento obtenido al usar el modo de 64 bits para aplicaciones que no usan el espacio de direcciones más grande es mínimo . [ cita requerida ]

En 2011, ARM introdujo una nueva arquitectura ARM de 64 bits.

RISC [ editar ]

Artículo principal: cálculo de conjunto de instrucciones reducido

A mediados de la década de 1980 y principios de la de 1990, apareció una cosecha de nuevos microprocesadores de computadora de conjunto de instrucciones reducidas ( RISC ) de alto rendimiento , influenciados por diseños de CPU discretos similares a RISC, como el IBM 801 y otros. Los microprocesadores RISC se utilizaron inicialmente en máquinas para fines especiales y estaciones de trabajo Unix , pero luego ganaron una amplia aceptación en otras funciones.

El primer diseño comercial de microprocesador RISC fue lanzado en 1984, por MIPS Computer Systems , el R2000 de 32 bits (el R1000 no fue lanzado). En 1986, HP lanzó su primer sistema con una CPU PA-RISC . En 1987, en las que no son UNIX computadoras de la bellota de 32 bits ', entonces caché-menos, ARM2 basados en Acorn Archimedes se convirtió en el primer éxito comercial utilizando la arquitectura ARM , entonces conocido como Acorn RISC Machine (ARM); primer ARM1 de silicio en 1985. El R3000 hizo que el diseño fuera realmente práctico, y el R4000 introdujo el primer microprocesador RISC de 64 bits disponible comercialmente en el mundo. Los proyectos en competencia resultarían en IBMArquitecturas POWER y Sun SPARC . Pronto, todos los proveedores importantes lanzaron un diseño RISC, incluidos AT&T CRISP , AMD 29000 , Intel i860 e Intel i960 , Motorola 88000 , DEC Alpha .

A fines de la década de 1990, solo se producían en volumen dos arquitecturas RISC de 64 bits para aplicaciones no integradas: SPARC y Power ISA , pero a medida que ARM se ha vuelto cada vez más poderoso, a principios de la década de 2010, se convirtió en la tercera arquitectura RISC en el mercado general. segmento de computación.

Diseños de varios núcleos [ editar ]

Artículo principal: procesador multinúcleo

Un enfoque diferente para mejorar el rendimiento de una computadora es agregar procesadores adicionales, como en los diseños de multiprocesamiento simétrico , que han sido populares en servidores y estaciones de trabajo desde principios de la década de 1990. Mantenerse al día con la ley de Moore se está volviendo cada vez más desafiante a medida que las tecnologías de fabricación de chips se acercan a sus límites físicos. En respuesta, los fabricantes de microprocesadores buscan otras formas de mejorar el rendimiento para poder mantener el impulso de las actualizaciones constantes.

Un procesador de múltiples núcleos es un solo chip que contiene más de un núcleo de microprocesador. Cada núcleo puede ejecutar simultáneamente instrucciones del procesador en paralelo. Esto multiplica efectivamente el rendimiento potencial del procesador por la cantidad de núcleos, si el software está diseñado para aprovechar más de un núcleo de procesador. Algunos componentes, como la interfaz de bus y la caché, pueden compartirse entre núcleos. Debido a que los núcleos están físicamente cerca unos de otros, pueden comunicarse entre sí mucho más rápido que los procesadores separados (fuera del chip) en un sistema multiprocesador, lo que mejora el rendimiento general del sistema.

En 2001, IBM presentó el primer procesador comercial de múltiples núcleos, el monolítico POWER4 de dos núcleos . Las computadoras personales no recibieron procesadores de múltiples núcleos hasta la introducción en 2005 del Intel Pentium D de dos núcleos . El Pentium D, sin embargo, no era un procesador multinúcleo monolítico. Se construyó a partir de dos troqueles, cada uno con un núcleo, empaquetado en un módulo de varios chips . El primer procesador monolítico de varios núcleos en el mercado de las computadoras personales fue el AMD Athlon X2 , que se introdujo unas semanas después del Pentium D. A partir de 2012, los procesadores de dos y cuatro núcleos se utilizan ampliamente en PC y portátiles domésticos, mientras que los procesadores de cuatro, seis, ocho, diez, doce y dieciséis núcleos son comunes en los mercados profesionales y empresariales con estaciones de trabajo y servidores. .

Sun Microsystems ha lanzado los chips Niagara y Niagara 2 , ambos con un diseño de ocho núcleos. El Niagara 2 admite más subprocesos y funciona a 1,6 GHz.

Los procesadores Intel Xeon de gama alta que se encuentran en los zócalos LGA 775 , LGA 1366 y LGA 2011 y los procesadores AMD Opteron de gama alta que están en los zócalos C32 y G34 son compatibles con DP (procesador dual), así como el Intel Core más antiguo 2 Extreme QX9775 también se utiliza en una Mac Pro más antigua de Apple y en la placa base Intel Skulltrail. Las placas base G34 de AMD pueden admitir hasta cuatro CPU y las placas base LGA 1567 de Intel pueden admitir hasta ocho CPU.

Las computadoras de escritorio modernas admiten sistemas con múltiples CPU, pero pocas aplicaciones fuera del mercado profesional pueden hacer un buen uso de más de cuatro núcleos. Tanto Intel como AMD ofrecen actualmente CPU de escritorio rápidas de cuatro, cuatro y ocho núcleos, lo que hace que los sistemas de múltiples CPU sean obsoletos para muchos propósitos. El mercado de las computadoras de escritorio ha estado en una transición hacia las CPU de cuatro núcleos desde que se lanzó el Core 2 Quad de Intel y ahora son comunes, aunque las CPU de doble núcleo siguen siendo más frecuentes. Es menos probable que las computadoras antiguas o móviles tengan más de dos núcleos que las computadoras de escritorio más nuevas. No todo el software está optimizado para CPU de varios núcleos, por lo que se prefieren menos núcleos más potentes.

AMD ofrece CPU con más núcleos por una cantidad determinada de dinero que las CPU Intel de precio similar, pero los núcleos AMD son algo más lentos, por lo que los dos intercambian golpes en diferentes aplicaciones dependiendo de qué tan bien ejecutados estén los programas en ejecución. Por ejemplo, las CPU de cuatro núcleos Sandy Bridge más baratas de Intel a menudo cuestan casi el doble que las CPU de cuatro núcleos Athlon II, Phenom II y FX más baratas de AMD, pero Intel tiene CPU de doble núcleo en los mismos rangos de precios que las de cuatro núcleos más baratas de AMD. CPU. En una aplicación que utiliza uno o dos subprocesos, las CPU Intel de doble núcleo superan a las CPU de cuatro núcleos de precio similar de AMD, y si un programa admite tres o cuatro subprocesos, las CPU baratas de AMD de cuatro núcleos superan a las CPU de doble núcleo de Intel de precio similar. .

Históricamente, AMD e Intel han cambiado de lugar varias veces como la empresa con la CPU más rápida. En 2012, Intel lideró el mercado de CPU de computadora de escritorio, con sus series Sandy Bridge e Ivy Bridge , mientras que, al mismo tiempo, los Opterons de AMD tenían un rendimiento superior por su precio. Por lo tanto, AMD fue más competitivo en servidores y estaciones de trabajo de gama baja a media que usaban menos núcleos e subprocesos de manera más efectiva.

Llevada al extremo, esta tendencia también incluye diseños de muchos núcleos, con cientos de núcleos, con arquitecturas cualitativamente diferentes.

Estadísticas de mercado [ editar ]

En 1997, alrededor del 55% de todas las CPU vendidas en el mundo eran microcontroladores de 8 bits , de los cuales se vendieron más de 2000 millones. [47]

En 2002, menos del 10% de todas las CPU vendidas en el mundo eran de 32 bits o más. De todas las CPU de 32 bits vendidas, aproximadamente el 2% se utiliza en computadoras personales de escritorio o portátiles. La mayoría de los microprocesadores se utilizan en aplicaciones de control integradas, como electrodomésticos, automóviles y periféricos de computadora. En conjunto, el precio medio de un microprocesador, microcontrolador o DSP es de poco más de 6 dólares estadounidenses (equivalente a 8,53 dólares en 2019). [48]

En 2003, se fabricaron y vendieron alrededor de $ 44 mil millones (equivalente a alrededor de $ 61 mil millones en 2019) en microprocesadores. [49] Aunque aproximadamente la mitad de ese dinero se gastó en CPU utilizadas en computadoras personales de escritorio o portátiles , solo representan alrededor del 2% de todas las CPU vendidas. [48] El precio ajustado por calidad de los microprocesadores para portátiles mejoró entre un -25% y un -35% por año en 2004-2010, y la tasa de mejora se redujo del -15% al ​​-25% por año en 2010-2013. [50]

En 2008 se fabricaron alrededor de 10 mil millones de CPU. La mayoría de las nuevas CPU que se producen cada año están integradas. [51]

Ver también [ editar ]

  • Comparación de arquitecturas de CPU
  • Arquitectura de Computadores
  • Ingeniería Informática
  • Lista de conjuntos de instrucciones
  • Lista de microprocesadores
  • Microarquitectura
  • Cronología del microprocesador

Notas [ editar ]

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Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Problemas de patentes
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