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La Evolución de los Microprocesadores
Historia:
Dentro de los anales de la electrónica esta el año de 1970 como la fecha de
invención del microprocesador. Con el microprocesador se inició una nueva era de
desarrollo de la industria de las computadoras y de la electrónica, la cual hasta el
presente ha ido evolucionando con una velocidad que aún sorprende incluso a los
visionarios más futuristas. Nadie en esa época se imaginaba el impacto tan grande
que causaría este desarrollo en la vida del hombre moderno.
Sin duda la senda la abrió el invento del tubo de vacío por Lee De Forest a
comienzos del siglo, basado en el descubrimiento de un fenómeno llamado "Efecto
Edison". Este dispositivo hizo posible la radio, la telefónia inalámbrica, etc., e
impulsó el desarrollo comercial e industrial de la electrónica. Inclusive las primeras
computadoras eran fabricadas con tubos de vacío. Luego vino la revolución del
transistor, desarrollado en los laboratorios de Bell Telephone en 1948 y utilizado a
partir de 1950 a escala industrial, con su inclusión en la fabricación de todo tipo de
aparatos como:
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Radio.
Televisión.
Sonido.
Computadoras.
En la industria Militar.
En la industria espacial.
Etc, entre otras aplicaciones.
De los tres inventores del Transistor - W. Brattain, W. Shockley y J. Bardeen
- Shockley fué el único que se dedicó a desarrollar métodos de fabricación en serie
de este revolucionario dispositivo en su empresa, Shockley Semiconductor
Laboratories, dando nacimiento a una nueva era de la industria electrónica y a la
ubicación de esta tecnología en un sitio de california cercano a San Francisco que
más tarde se llamó Silicon Valley o "Valle del Silicio". en esta compañía se iniciaron
los principales científicos e ingenieros que más tarde formarían sus propias
empresas y desarrollarían los circuitos integrados y los microprocesadores.
En Fairchild dirigía el equipo de trabajo Robert Noyce y en Texas Jack Kilby. La
explosión de los circuitos integrados desde el año 1960 hasta la fecha, ha
permitido el desarrollo de la electrónica en una forma sorprendente.
Noyce renunció a la fairchild en 1968 y fundó, en compañía de Gordon Moore y
andrew Rock, la empresa Intel en donde se dieron los primeros pasos para el
desarrollo del microprocesador. Esta compañía empezó a vislumbrar un gran
mercado en el área de las computadoras y su investigación se orientó hacia el
reemplazo de los circuitos de memoria magnéticos con núcleo de ferrita, por
circuitos de memória basados en semiconductores. La base técnica consistió en el
uso de un simple flip-flop como elemento de memoria. Así se creó el primer circuito
de memoria tipo RAM llamado el 1103, con una capacidad de 1024 Bits.
El diseño del microprocesador se inició en un grupo de trabajo de Intel dirigido
por Ted Hoff, un brillante ingeniero egresado de la Universidad de Stanford. Todo
empezó cuando Intel firmo un contrato con una compañía japonesa (Busicom
Corporation) fabricante de calculadoras. Esta quería que se le fabricara un
conjunto de circuitos integrados que reemplazan la gran cantidad de componentes
que tenían las calculadoras de ese entonces.
Después de un largo trabajo, se llegó hasta lograr que todo el circuito fuera
reemplazado por tres chips, pero estos resultaron ser de un tamaño mayor de
acuerdo a los requerimientos. A Hoff se le ocurrío que debía agrupar toda la parte
del proceso aritmético y lógico en un sólo circuito y el resto de la calculadora en
los otros dos circuitos. Con la intervención de otro diseñador, Federico Faggin, el
proyecto se llevó a cabo con todo éxito. A este circuito, de 2250 elementos
integrados en un área dee 3 x 4 milímetros, se le llamó microprocesador. También
se le dió el nombre de CPU (Central Processing Unit) o MPU (Micro Processing
Unit).
Aunque este circuito tenía ya muchas de las características de una unidad
central de proceso integrada, el primer microprocesador en un solo chip, fabricado
como tal, fue el 4004 de Intel, diseñado para reemplazar grandes cantidades de
circuitos integrados TTL. El 4004 era un chip muy sencillo que manipulaba datos de
cuatro bits. Intel desarrolló muy pronto, en 1972, el 8008, el cual podía procesar
datos de ocho bits, pero era muy lento.
Para remediar esto, Intel desarrolló un sustituto, el 8080, y posteriormente el
8085 compatible con el primero, con funciones adicionales y menos circuitos de
soporte. Un equipo de diseñadores que antes había trabajado para Intel en el 8080
formó la Zilog Inc, y construyó el microprocesador Z-80, el cual incorporaba un
conjuntode instrucciones más extensos que el 8080, aunque era compatible con
este último. Este microporcesador ha sido uno de los más utilizados en el campo de
control.
Por la misma época en que se presentaba al mercado el 8080, otra empresa de
semiconductores, Motorola, desarrolló el 6800, un microprocesador de 8 bits con
un diseño completamente distinto pero con iguales características. Motorola
perfecionó el 6800 hacia el 6809, considerado como uno de los mejores
procesadores de 8 bits de todas la épocas.
A pesar de sus excelentes características, el 6809 no tuvo el éxito comercial
que se esperaba. Dicho éxito lo obtuvo otro derivado del 6800: el 6502, producido
por MOS Technology. Con este microprocesador se fabrincaron las primeras
computadoras personales como la PET de Commodorre y la Apple II de Apple
Computer Inc.
A partir de ese momento, se estableció una guerra técnica y comercial, que aún
subsiste, entre Intel y Motorola, la cual los a llevado a ser los dos grandes líderes
indiscutibles del mercado de microprocesadores. Pero el desarrollo del
microprocesador no se quedó ahí. A principios de la década de los 80 empezaron a
aparecer los microprocesadores de 16 bits, mucho más potentes. El primero en
salir al mercado fue el 8086 de Intel en 1978, el cual fue adoptado por la IBM
para la fabricación de su famosa IBM PC. Lo siguieron de cerca el 68000, el
68020, el 68030 y el 68040 de Motorola. Con estos microprocesadores se inició en
Apple una nueva familia de microcomputadores: la Macintosh. Luego, en un
consorcio entre Apple, IBM y Motorola se desarrolló una nueva familia de
microprocesadores: Los Power PC, los cuales se utilizan en las computadoras Apple
e IBM actuales.
Por los lados de Intel se desarrollaron:
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El 8088 utilizado en el IBM XT.
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El 80286 utilizado para la IBM AT.
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El 80386.
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El 80486
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Y los Pentium
Todos estos microprocesadores de Intel han sido utilizados para la fabricación de
microcomputadoras de bajo costo llamadas Clones, lo que ha hecho que esta
empresa siga siendo el mayor fabricante de microprocesadores en el mundo.
La siguiente generación fueron los Pentium II, Pentium III y actualmente los
Pentium IV con los cuales se han logrado velocidades de procesamiento
impresionantes y una enorme capacidad de memoria, lo que los hace apropiados
para moverse sin problemas en entornos como la internet, el video, la multimedia, el
procesamiento de datos y el trabajo en tiempo real.
Partes de un Microprocesador
En un micro podemos diferenciar diversas partes:
El encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia,
impedir su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire) y permitir el enlace
con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base.
La memoria caché: una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a
mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes
operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de
espera.
Todos los micros "compatibles PC" desde el 486 poseen al menos la llamada caché
interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que
está encapsulada junto a él. Los micros más modernos (Pentium III Coppermine,
Athlon Thunderbird, etc.) incluyen también en su interior otro nivel de caché, más
grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.
El coprocesador matemático: o, más correctamente, la FPU (Floating Point Unit,
Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en esa clase de cálculos
matemáticos; antiguamente estaba en el exterior del micro, en otro chip.
El resto del micro: el cual tiene varias partes (unidad de enteros, registros, etc.).
Tema: Evolución de los Microprocesadores.
Curso: Ensamblaje I.
Profesor: Edgar Arana.
Alumno: Jean Carlos Sulca Quintana.
Horario: 4:00pm – 6:00pm.
Instituto: Business Comp.
2011.