El documento proporciona una historia de los microprocesadores, desde el primero comercializado por Intel en 1971 hasta modelos recientes. Detalla importantes hitos como el Intel 4004 de 1971, el Zilog Z80 de 1976, el Intel 8086 de 1978, el Intel 80386 de 1985 y el Intel Pentium de 1993. Explica conceptos clave como la segmentación y el aumento de la velocidad medida en gigahertz.

1. MICROPROCESADOR

2. Historia
El primer procesador comercial, el Intel 4004, fue presentado el 15 de
noviembre de 1971.
Existen una serie de fabricantes de microprocesadores, como IBM, Intel,
Zilog, Motorola, Cyrix y 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 Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad, Intel Xeon, Intel Itanium
II etc.
Ahora los nuevos microprocesadores pueden tratar instrucciones de hasta
256 bits, habiendo pasado por los de 128, 64, 32, 16, 8 y 4 bits. Desde la
aparición de los primeros computadores en los años cuarenta del siglo XX.

3. Intel 4004 Zilog Z80
MICROPROCESADORES
Motorola 6800 Intel 80486DX2

4. AVANCES
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.
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 productivos.
Esta productividad tan desmesurada, junto con el gran número de transistores por
microprocesador (debido en parte al uso de memorias caché) es lo que hace que
se 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.

5. FUNCIONAMIENTO
El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados
secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en
varias fases:
o Preselecciona (PreFetch): pre-lectura de la instrucción desde la memoria principal.
o Selecciona (Fetch): envío de la instrucción al decodificador.
o Decodificación (Decode) de la instrucción: determinar qué instrucción es y por tanto
qué se debe hacer.
o Ejecución (Execute): lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el
procesamiento.
o Escritura (Store) de los resultados en la memoria principal o en los registros.
Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura del
procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene
determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar
la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se
conecta a un oscilador, normalmente un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo
constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo.

6. INSTRUCCIONES
Para que un programa pueda ser ejecutado por una computadora, ha de estar almacenado en la
memoria central (memoria RAM). El microprocesador tomará una a una las instrucciones que lo
componen e irá realizando las tareas correspondientes.

7. VELOCIDAD
Actualmente se habla de frecuencias de Gigaherzios (GHz.), o de Megaherzios
(MHz.). Lo que supone miles de millones o millones, respectivamente, de ciclos
por segundo.
El indicador de la frecuencia de un microprocesador es un buen referente de la
velocidad de proceso del mismo, pero no el único.
La cantidad de instrucciones necesarias para llevar a cabo una tarea concreta, así
como el ancho de banda ó cantidad de instrucciones ejecutadas por ciclo ICP,
son los otros dos factores que determinan la velocidad de la CPU.
La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea depende
directamente del juego de instrucciones disponible, mientras que el índice ICP
depende de varios factores, como el grado de supersegmentación y la cantidad de
unidades de proceso o "pipelines" disponibles, entre otros.

8. SEGMENTACION
La segmentación pretende aliviar el desaprovechamiento del
hardware que se produce durante la ejecución de una instrucción. Es
un método por el cual se consigue aumentar el rendimiento de un
computador. Es aplicado, sobre todo, en microprocesadores. A mayor
ruta crítica (tiempo o retraso entre registros) menor es la frecuencia
máxima de trabajo y a menor ruta crítica mayor frecuencia de trabajo.

9. 1971: Intel 4004.
Este procesador fue originalmente
diseñado por parte de Intel para la
compañía japonesa Busicom para ser
usado en su línea de calculadoras.
Por primera vez un “chip” electrónico
podía ser programado mediante software
para dársele un uso general, en vez de
tener un única función.

10. 1972: El Intel 8008
El Intel 8008 (i8008) es un microprocesador
diseñado y fabricado por Intel que fue
lanzado al mercado en abril de 1972.
Codificado inicialmente como 1201, 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 8008
pudiera ser vendido a otros clientes

11. 1975: Motorola 6800
Se fabrica, por parte de Motorola, el Motorola MC6800, más
conocido como 6800. Fue lanzado al mercado poco después del
Intel 8080. Su nombre proviene de que contenía
aproximadamente 6800 transistores. Varios de los primeras
microcomputadoras de los años 1970 usaron el 6800 como
procesador. Entre ellas se encuentran la SWTPC 6800, que fue
la primera en usarlo, y la muy conocida Altair 680. Este
microprocesador se utilizó profusamente como parte de un kit
para el desarrollo de sistemas controladores en la industria.
Partiendo del 6800 se crearon varios procesadores derivados,
siendo uno de los más potentes el Motorola 6809

12. 1976: Zilog Z80
Microprocesador de 8 bits cuya
arquitectura se encuentra a medio
camino entre la organización de
acumulador y de registros de propósito
general. Si consideramos al Z80 como
procesador de arquitectura de registros
generales, se sitúa dentro del tipo de
registro-memoria.

13. 1978: Intel 8086, al
1979: Intel 8088
La diferencia entre el i8086 y el i8088 es que este último
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.

14. 1982: 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 25 MHz. El i286 fue el
microprocesador más empleado en los IBM
PC y compatibles entre mediados y finales
de los años 80 .

15. 1985: Intel 80386,
AMD80386
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.
. El AMD tenía una velocidad de hasta 40 MHz lo que
superaba a su competidor que sólo llegó a los 33 MHz.

16. 1985: El VAX 78032
El microprocesador VAX 78032 (también
conocido como DC333), es de único chip y
de 32 bits, y fue desarrollado y fabricado
por Digital Equipment Corporation(DEC);
instalado en los equipos MicroVAX II

17. 1989: Intel 80486
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.

18. 1991: El AMD AMx86
Procesadores fabricados por AMD 100%
compatible con los códigos de Intel de ese
momento, llamados «clones» de Intel,
llegaron incluso a superar la frecuencia de
reloj de los procesadores de Intel y a
precios significativamente menores.

19. 1993: PowerPC 601
Es un procesador de tecnología RISC de 32
bits, en 50 y 66MHz. En su diseño
utilizaron la interfaz de bus del Motorola
88110. En 1991, IBM busca una alianza con
Apple y Motorola para impulsar la
creación de este microprocesador, surge la
alianza AIM (Apple, IBM y Motorola) cuyo
objetivo fue quitar el dominio que
Microsoft e Intel tenían en sistemas
basados en los 80386 y 80486

20. 1993: El Intel Pentium
El microprocesador de Pentium poseía una
arquitectura capaz de ejecutar dos
operaciones a la vez, gracias a sus dos
pipeline de datos de 32bits cada uno, uno
equivalente al 486DX(u) y el otro
equivalente a 486SX(u). Además, estaba
dotado de un bus de datos de 64 bits, y
permitía un acceso a memoria de 64 bits
(aunque el procesador seguía manteniendo
compatibilidad de 32 bits para las
operaciones internas, y los registros
también eran de 32 bits).

21. 1994: EL PowerPC 620
. En este año IBM y Motorola desarrollan el
primer prototipo del procesador PowerPC
de 64 bit la implementación más avanzada
de la arquitectura PowerPC,
El 620 fue diseñado para su utilización en
servidores, y especialmente optimizado
para usarlo en configuraciones de cuatro y
hasta ocho procesadores en servidores de
aplicaciones de base de datos y vídeo.

22. 1995: EL Intel Pentium Pro
Lanzado al mercado para el otoño de 1995,
el procesador Pentium Pro (profesional) se
diseñó con una arquitectura de 32 bits. Se
usó en servidores y los programas y
aplicaciones para estaciones de trabajo (de
redes) impulsaron rápidamente su
integración en las computadoras.

23. 1996: El
AMD K5
1996: Los AMD K6 y
AMD K6-2
AMD no sólo consiguió hacerle seriamente
la competencia a los Pentium MMX de
Intel, sino que además amargó lo que de
otra forma hubiese sido un plácido
dominio del mercado, ofreciendo un
procesador casi a la altura del Pentium II
pero por un precio muy inferior.

24. 1997: El Intel Pentium II
Un procesador de 7,5 millones de
transistores, se busca entre los cambios
fundamentales con respecto a su
predecesor, 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.

25. 1998: El Intel Pentium II
Xeon
Los procesadores Pentium II Xeon se
diseñan para cumplir con los requisitos de
desempeño en computadoras de medio-
rango, servidores más potentes y
estaciones de trabajo

26. 1999: El Intel Celeron
Continuando la estrategia, Intel, en el
desarrollo de procesadores para los
segmentos del mercado específicos, el
procesador Celeron es el nombre que lleva
la línea de bajo costo de Intel.

27. 1999: El AMD Athlon K7
Procesador totalmente compatible con la
arquitectura x86. Internamente el Athlon es
un rediseño de su antecesor, pero se le
mejoró substancialmente el sistema de
coma flotante (ahora con 3 unidades de
coma flotante que pueden trabajar
simultáneamente) y se le incrementó la
memoria caché de primer nivel (L1) a 128
KiB (64 KiB para datos y 64 KiB para
instrucciones). Además incluye 512 KiB de
caché de segundo nivel (L2). El resultado
fue el procesador x86 más potente del
momento.

28. 1999: El Intel Pentium III
Fue diseñado para reforzar el área del
desempeño en el Internet, le permite a los
usuarios hacer cosas, tales como, navegar a
través de páginas pesadas (con muchos
gráficos), tiendas virtuales y transmitir
archivos video de alta calidad.

29. 1999: El Intel Pentium
III Xeon
La tecnología del procesador III Xeon
acelera la transmisión de información a
través del bus del sistema al procesador,
mejorando el desempeño
significativamente.

30. 2000: EL Intel Pentium 4
. Intel sacrificó el rendimiento de cada ciclo
para obtener a cambio mayor cantidad de
ciclos por segundo y una mejora en las
instrucciones SSE.

31. 2001: El AMD Athlon XP
Cuando Intel sacó el Pentium 4 a 1,7 GHz
en abril de 2001 se vio que el Athlon
Thunderbird no estaba a su nivel. Además
no era práctico para el overclocking,
entonces para seguir estando a la cabeza en
cuanto a rendimiento de los procesadores
x86, AMD tuvo que diseñar un nuevo
núcleo, y sacó el Athlon XP.

32. 2004: El Intel Pentium 4
(Prescott)
Su diferencia con los anteriores es que
éstos poseen 1 MiB o 2 MiB de caché

33. 2004: El AMD Athlon 64
El Athlon 64 presenta un controlador de
memoria en el propio circuito integrado
del microprocesador y otras mejoras de
arquitectura que le dan un mejor
rendimiento que los anteriores Athlon y
que el Athlon XP funcionando a la misma
velocidad

34. 2006: EL Intel Core Duo
Intel lanzó ésta gama de procesadores de
doble núcleo y CPUs 2x2 MCM (módulo
Multi-Chip) de cuatro núcleos con el
conjunto de instrucciones x86-64, basado
en el la nueva arquitectura Core de Intel.

35. 2007: El AMD Phenom
la primera generación de procesadores de
tres y cuatro núcleos basados en la micro
arquitectura K10.

36. 2008: El Intel Core
Nehalem
Los Core i7 son los primeros procesadores
que usan la microarquitectura Nehalem de
Intel y es el sucesor de la familia Intel Core
2.

37. 2008: Los AMD
Phenom II y Athlon II
permitió aumentar la cantidad de cache L3.
De hecho, ésta se incrementó de una
manera generosa, pasando de los 2 MiB del
Phenom original a 6 MiB.

38. 2011: El Intel Core Sandy
Bridge
Intel lanzó sus procesadores que se
conocen con el nombre en clave Sandy
Bridge. Estos procesadores Intel Core que
no tienen sustanciales cambios en
arquitectura respecto a nehalem, pero si los
necesarios para hacerlos más eficientes y
rápidos que los modelos anteriores. Es la
segunda generación de los Intel Core con
nuevas instrucciones de 256 bits,
duplicando el rendimiento, mejorando el
desempeño en 3D y todo lo que se
relacione con operación en multimedia.

39. 2011: El AMD Fusion
AMD Fusion es el nombre clave para un
diseño futuro de microprocesadores
Turion, producto de la fusión entre AMD y
ATI, combinando con la ejecución general
del procesador, el proceso de la geometría
3D y otras funciones de GPUs actuales.