Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historia están los procesadores x86, entre los cuales podemos mencionar los 286, 386, 486, 586, 686.

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos por segundo).

Este parámetro indica el número de ciclos de instrucciones que el procesador realiza por segundo, pero sólo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo.

Parámetros significativos de un procesador son su ancho de bus, medido en bits y la frecuencia de reloj a la que trabajan, medida en hertzios, tamaño de memoria caché medido en Kb (kilobytes).

Procesadores, incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bits, habiendo pasado por los de 128, 64, 32, 16 , etc.

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86 producidos por Intel.

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

Pentium MMX

Características técnicas

El procesador Intel Pentium está formado por 3,1 millones de transistores y direcciona memoria con 64 bits. Integra dos memorias caché de 8 KBytes (una para datos y otra para código) y tiene dos unidades aritmético lógicas (ALU), lo que le permite hacer tratamiento paralelo. Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones por ciclo de reloj. Está optimizado para ejecutar código de 16 bits.

El Pentium se produjo en distintas versiones. Funcionaba a una velocidad de reloj de 60 MHz o 66 MHz en su lanzamiento, que se aumentó hasta los 233 MHz del último modelo producido.

Las primeras versiones utilizaban el el zócalo Socket 5, mientras que las posteriores del Pentium MMX, el Socket 7.

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 diseñado por Intel, introducido en el mercado el 7 de mayo de 1997. Esta basado en una versión modificada del núcleo P6, usado por primera vez en el Pentium Pro.

Los cambios fundamentales respecto a éste último fueron mejorar el rendimiento en la ejecución de código de 16 bits, añadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar la memoria caché de segundo nivel del núcleo del procesador, colocándola en un tarjeta de circuito impreso junto a éste.

El Pentium II se comercializó en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj de entre 233 y 450 MHz. La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz, pero en las versiones a partir de los 333 MHz se aumentó a 100 MHz.

Posee 32 KB de memoria caché de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros 16 KB para instrucciones. La caché de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitad de la frecuencia del procesador, al contrario que en el Pentium Pro, que funcionaba a la misma frecuencia.

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

El Pentium II contiene 7,5 millones de transistores.

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel. Fue lanzado el 26 de febrero de 1999. Las primeras versiones eran muy similares al Pentium II, siendo la diferencia más importante la introducción de las instrucciones SSE. Al igual que con el Pentium II, existía una versión Celeron de bajo presupuesto y una versión Xeon para quienes necesitaban de gran poder de cómputo. Esta línea ha sido eventualmente reemplaza por el Pentium 4, aunque la linea Pentium M esta basada en el Pentium III.

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de séptima generación basado en la arquitectura x86 y manufacturado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado en noviembre de 2000.

Para la sorpresa de la industria informática, el Pentium 4 no mejoró el viejo diseño P6 según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u operaciones de coma flotante. La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE.

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes:

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con la arquitectura x86, diseñados por AMD.

AMD Athlon

El Athlon original, Athlon Classic, fue el primer procesador x86 de séptima generación y en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores de Intel. AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octava generación Athlon 64.

El procesador Athlon se lanzó al mercado el 21 de agosto de 1999. El primer núcleo del Athlon, conocido en clave como "K7" (en homenaje a su predecesor, el K6), estuvo disponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz, pero después alcanzó velocidades de hasta 1 GHz. El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debe ser conectado en placas base con Slot A, que son compatibles mecánicamente, pero no eléctricamente, con el Slot 1 de Intel.

Internamente el Athlon es un rediseño de su antecesor, al que se le mejoró substancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentó la memoria caché de primer nivel (L1) a 128 KB. Además incluye 512 KB de caché de segundo nivel (L2) externa al circuito integrado del procesador y funcionando, por lo general, a la mitad de velocidad del mismo. El bus de comunicación es compatible con el protocolo EV6 usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha, funcionando a una frecuencia de 100 MHz DDR (Dual Data Rate, 200 MHz efectivos).

El resultado fue el procesador x86 más potente del momento. El Athlon Classic se comercializó hasta enero de 2002.

En términos económicos el Athlon Classic fue un éxito, no sólo por méritos propios y su bajo precio comparado con la competencia, sino también por los problemas de producción de Intel.

AMD Athlon 64

El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generación que implementa el conjunto de instrucciones AMD64, que fueron introducidas con el procesador Opteron.

Por primera vez en la historia de la informática, el conjunto de intrucciones x86 no ha sido ampliado por Intel. De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para sus próximos procesadores, como el Xeon "Nocona". Intel llama a su implementación Extended Memory Technology -Tecnología de Memoria Extendida- (EM64T), y es completamente compatible con la arquitectura AMD64.

La arquitectura AMD64 parace que será la arquitectura informática dominante de la generación de 64 bits, al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel.

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado del microprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento que los anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad, incluso ejecutando código heredado de 32 bits. AMD ha elegido un sistema de medida del rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendría que funcionar un hipotético Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon 64, en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente.

Hay dos variantes del Athlon 64: El Athlon 64 y el Athlon 64-FX. El Athlon 64-FX es similar al Opteron y más potente que el Athlon 64 normal. El Athlon 64 puede ejecutar código de 16 bits, 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD. En la actualidad, Linux, OpenBSD, FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64, mientras que Microsoft ha sacado una versión preliminar de Windows XP para equipos de 64 bits.

El Athlon 64 también presenta una tecnología de reducción de la velocidad del procesador llamada Cool 'n' Quiet -'Frío y Silencioso'-. Cuando el usuario está ejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador, la velocidad del mismo y su voltaje se reducen. Esto provoca que los máximos de consumo bajen de 89 W a 22 W.

El Athlon 64 puede funcionar en dos zócalos para CPU: Uno utiliza tiene 754 patiilas y el otro 939 patillas. El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidad, mientra que el de mayor patillaje soporta los más rapidos, incluyendo en Athlon 64-FX. El FX admite memoria RAM DDR de doble canal, pero solo en los caros módulos de memoria registrada. AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versión de 939 patillas del Athlon 64, que soportaría memoria RAM DDR de doble canal en los más económicos módulos sin buffer.

Athlon XP

Cuando Intel sacó el Pentium IV a 1,7 GHz en abril de 2001 se vio que el Athlon Thunderbird no estaba a su nivel. Además no era práctico aumentar la velocidad del Athlon Thunderbird a más de 1,4 GHz por problemas de consumo eléctrico y de disipación de calor.

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadores x86, AMD tuvo que diseñar un nuevo núcleo.

AMD lanzó la tercera gran revisión del Athlon, conocido en clave como "Palomino", el 14 de mayo de 2001. Todos los Athlon a partir del núcleo Palomino fueron denominados genéricamente como Athlon XP.

Los cambios principales respecto al núcleo anterior fueron mejoras de rendimiento que lo hacen un 10% más rápido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de reloj. Su velocidad de reloj se situó entre 1,3 y 1,7 GHz. Además el núcleo Palomino fue el primero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel, además de las 3DNow! propias de AMD. Por desgracia, el núcleo Palomino seguía teniendo problemas con la disipación de calor, lo que hacía que se calentara demasiado.

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a los núcleos anteriores, los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de reloj, sino mediante una índice de "prestaciones relativas" conocido como PR.

Este índice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el mismo rendimiento que un Athlon XP. Por ejemplo, el Athlon XP 1800+ funciona realmente a 1,5 GHz, pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipotético Athlon Thunderbird a 1,8 GHz.

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con los Athlon, por lo tanto con arquitectura x86. Fueron diseñados para competir con la línea de procesadores Celeron de Intel.

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64 KBytes de memoria caché de segundo nivel (L2), frente a los 256 KBytes de los Athlon.

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usó conjunto de instrucciones AMD64, también conocido como x86-64. También fue el primer procesador x86 de octava generación. Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con el propósito de competir en el mercado de procesadores para servidores, especialmente en el mismo segmento que el Intel Xeon.

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64 bits como de 32 bits sin ninguna penalización de velocidad. Las nuevas aplicaciones de 64 bits pueden acceder a más de 18 exabytes de memoria, frente a los 4 gigabytes de las de 32 bits.

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidad de un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoria principal. Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por un circuito integrado externo según se introduzcan nuevas tecnologías de memoria, en ese caso se pierden las ventajas anteriores. Esto hace que sea necesario lanzar al mercado nuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologías de memoria.

Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a través de uno o más enlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a la memoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para el programador.

La forma de nombrar a los Opteron es nueva: cada procesador se identifica por tres dígitos, donde el primero es un índice de cantidad (indica si el procesador está diseñado para funcionar en equipos totalizando uno, dos, cuatro u ocho Opterons) y los otros dos son un índice de velocidad.

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMD. El AMD Sempron reemplaza al procesador Duron, siendo su principal competidor el procesador Celeron de Intel. Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado en agosto de 2004.

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el núcleo Thoroughbred/Thorton del Athlon XP, con una caché de segundo nivel de 256 KB y un bus de 166 MHz (FSB 333). Su índice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre 2400+ y 2800+ dependiendo del modelo, aunque el índice no es calculado de la misma forma que para los Athlon XP, siendo los Sempron algo más lentos a mismo índice de prestaciones relativas.

Posteriormente el Sempron se basó en el núcleo Barton del Athlon XP. Esta versión tenía un índice de prestaciones relativas de 3000+ y poseía una caché de segundo nivel de 512 KB.

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas base con zócalo de procesador Socket A.

Las últimas versiones usan una variante del núcleo del Athlon 64 llamada Paris, que no implementa el conjunto de instrucciones AMD64, pero si el controlador de memoria. Cuenta con una caché de segundo nivel de 256 KB y su índice de prestaciones relativas es de 3100+. Esta versión del Sempron se puede emplear en placas base con zócalo de procesador Socket 754.

AMD64

La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno "Hammer") representa la entrada de AMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits.

Inicialmente conocida como x86-64, es la extensión del conjunto de instrucciones x86 para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD. Además de una simple extensión contempla mejoras adicionales como duplicar el número y el tamaño del número de registros de uso general y de instrucciones SSE.

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteron, lanzado en abril de 2003.

La tecnología AMD64 se corresponde con la última generación de procesadores de AMD comúnmente llamada K8 (octava generación). Una de sus características principales, como ya se ha dicho, la implementación del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits, siendo también capaces de funcionar con las instrucciones x86 tradicionales de manera nativa, lo que les hace compatibles con todos los sistemas operativos y aplicaciones actuales.

Por ahora sólo algunas distribuciones de GNU/Linux ofrecen la posibilidad de usar un sistema operativo de 64 bits. A pesar de esto cabe destacar que el juego de instrucciones x86-64 es sólo una de las mejoras que ofrece esta tecnología, como la introducción del bit NX, el controlador de memoria integrado, y un número de intrucciones por ciclo muy elevado en comparación con los Pentium 4 "Northwood" y "Prescott" de Intel, lo que le permite igualar a éstos en rendimiento a una frecuencia de reloj más baja y, por ende, con un consumo inferior.

El bit NX (del inglés No Execute, "no ejecutar") es una característica del procesador que previene que cierta clase de código malicioso (gusanos, virus, etcétera) pueda tomar el control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de búfer. El bit NX (anteriormente llamado DEP, del inglés Data Execution Protection, "protección de ejecución de datos") está disponible como opción de software en los sistemas operativos Windows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1.

Hay dos versiones de AMD64: para los antiguos zócalos 754 (simple canal de memoria) y para los zócalos 939 (doble canal de memoria). Las versiones antiguas de AMD64 usan transistores de 130 nanómetros mientras que las modernas los usan de 90 nanómetros.