El primer procesador producido en serie con una densidad de transistores de 1 millón Su aparición cambió para siempre la idea del rendimiento de la computadora. Darren Yates habla sobre el legendario procesador Intel y su historia.
El mercado actual de CPU para PC es una máquina de fabricación y distribución bien establecida. Estos procesos se mejoran anualmente y son comparables al mecanismo de relojería. De hecho, se garantiza que cualquier aplazamiento de la fecha de lanzamiento será noticia.
Sin embargo, avancemos rápidamente hasta 1989, cuando, después de cuatro años de espera, Intel finalmente lanza uno de sus modelos de procesador más importantes. Es la primera CPU producida en serie que alcanza la marca de 1 millón de transistores y el primer chip con una unidad de punto flotante integrada (FPU). Posteriormente, se convertirá en uno de los primeros microprocesadores con arquitectura x86 en romper la barrera de los 100 MHz. También tiene una de las batallas de patentes de tecnología más feroces de la historia. Este es un procesador Intel 80486.
Necesidad de la velocidad
A finales de la década de 1980, se confirmaron las ideas de IBM para el desarrollo de la "computadora personal". La combinación de software y hardware con componentes compatibles con IBM se ha vuelto cada vez más común en el mercado de PC. Esta combinación ha asestado un golpe devastador a las computadoras domésticas de 8 bits.
Lanzados en 1985, los procesadores 80386 de Intel también fueron un éxito rotundo, sobre todo gracias a la marca de PC recientemente lanzada, Compaq. Con el lanzamiento de la primera PC en 1981, IBM podría haberse convertido en el centro de gravedad de las computadoras electrónicas. Sin embargo, la llegada de Deskpro 386, la primera computadora basada en 80386 de Compaq, marcó un cambio en el liderazgo en el mercado de PC. Por primera vez, un chip tenía procesamiento de datos de 32 bits y eso podría impulsar a toda la industria 20 años hacia adelante. Pero, a pesar de este éxito, todavía estaba lejos de la arquitectura que conocemos hoy. El número de operaciones por segundo en el 80386o aumentó en un 50% en comparación con el 80286o (0,33 frente a 0,21). Pero como no tenía coprocesador ni memoria caché incorporada, y la demanda de aumentos de rendimiento estaba creciendo,el 386, con sus 275.000 transistores, no tenía nada más que ofrecer.
Compaq Deskpro 386 — , IBM
El procesador 80486th, lanzado en 1989, recibió un conjunto de instrucciones ligeramente mejorado. Su principal característica distintiva fue su velocidad de avance para ese momento. En las pruebas de rendimiento a 25 MHz relativamente moderados, superó al procesador 80386 overclockeado a 33 MHz. Gracias a la introducción de la memoria caché L1 (modestos 8 KB) y una FPU integrada, el número medio de operaciones por segundo en el 80486o más que se duplicó y alcanzó un máximo de 1 MIPS / MHz. El más rápido de los procesadores 80386 386DX-33 alcanzó los 10 MIPS. Aquellos que podían pagar el 80486 de 25MHz (cuando salió a la venta por primera vez, costaba tres veces el precio del 386), usaban un promedio de 20 MIPS con un máximo de 25 MIPS. 80486 también tenía muchos otros ases bajo la manga. Por ejemplo, un modo de memoria de carga por lotes más rápido,durante el cual se transfirieron 16 bytes de caché en 5 ciclos de reloj. Esto es 3 ciclos más rápido que su predecesor. Al igual que el procesador 80386, el direccionamiento de 32 bits del 80486 podía manejar 4 GB de RAM, pero debido a los precios en ese momento, la mayoría de los sistemas estaban limitados a solo 16 MB de RAM.
Sin embargo, gracias al 80486, los usuarios pudieron probar el futuro. Esto sucedió gracias al lanzamiento del nuevo Windows 3.1 de Microsoft, juegos 3D, títulos como Wolfenstein 3D. Muchas PC también se han actualizado a Windows 95 con el tiempo.
Derechos iguales
IBM decidió ensamblar computadoras personales a partir de componentes estándar de los proveedores y permitió a los socios clave Intel y Microsoft revender esos componentes a otras marcas. Así apareció la expresión "compatible con IBM", que se utilizaba en el léxico de todo comprador de ordenadores. Normalmente, se puede instalar una gran cantidad de programas en computadoras compatibles con IBM. Y dado que no todos los software se podían instalar en una PC doméstica en la década de 1980, se puede decir que las PC compatibles con IBM revolucionaron el mercado.
El nuevo IBM 5150 fue un éxito instantáneo. Además, el Gigante Azul lo hizo en un tiempo récord. Sin embargo, con gran éxito surgieron las preocupaciones sobre la cadena de suministro, y en un contrato con Intel para suministrar una CPU, IBM exigió que proporcionara una segunda fuente de chips en caso de que no pudiera manejarlo solo. Intel eligió AMD. Como resultado del acuerdo, AMD obtuvo acceso a los procesadores 8086/88, así como a la nueva tecnología de producción de la CPU 80286th. Sin embargo, esta asociación condujo posteriormente a uno de los litigios tecnológicos más violentos de la historia.
Computadora personal IBM 51502
En aquellos días, el principal cliente de Intel era IBM, que dominaba el mercado de las PC. Aunque las PC compatibles con IBM sacaron del mercado a las computadoras de 8 bits, la Blue Giant seguía perdiendo terreno. Compaq comenzó a pisarle los talones, especialmente después del lanzamiento del procesador 80386 de Intel en 1985. El lanzamiento del Compaq Deskpro 386 al año siguiente fue un evento histórico en el nuevo mundo compatible con IBM. Ahora los consumidores se han dado cuenta de que la CPU dentro de la caja significa más que el logotipo pegado a ella. Además, controlando sin ayuda el proceso de producción de la CPU, Intel se dio cuenta de que tenía una carta de triunfo en sus manos y estaba lista para jugarla.
No hables de guerra
A medida que la posición de IBM se debilitó e Intel se fortaleció, esta última decidió no compartir con AMD los detalles sobre su nuevo tesoro: el procesador 80386th.
AMD consideró esto una violación de su actual acuerdo de intercambio de tecnología y pidió al tribunal que resolviera la disputa en 1987. La guerra terminó solo 22 años después, en 2009, cuando Intel pagó $ 1,250 millones en un acuerdo final. Así que olvídese de Apple contra Samsung: la batalla 'Intel vs AMD' sigue siendo el estándar de oro debido a la duración del litigio. Curiosamente, los fundadores de Intel y AMD trabajaron al mismo tiempo en la empresa pionera de chips Fairchild Semiconductor. Después de dejar Fairchild, Gordon Moore y Robert Noyce fundaron Intel en 1968, y Jerry Sanders fundaron AMD.
Fundadores de Intel (de izquierda a derecha): Andrew Grove, Robert Noyce y Gordon Moore (1978)
Intel Inside
El nuevo diseño del 80486 ha traído cambios que han dado forma a las PC modernas. La versión 486DX2, que apareció en marzo de 1992, recibió la primera actualización importante además del coprocesador integrado y la caché L1. Ahora, la velocidad de reloj del núcleo de la CPU no depende del bus del sistema frontal y, gracias al factor de multiplicación igual a dos, los nuevos chips 486DX2-40 y -50 pueden reemplazar las antiguas CPU de 5 voltios y, por lo tanto, aumentar significativamente la velocidad de la PC. El enormemente popular 486DX2-66 apareció en agosto del mismo año.
Cristal del procesador Intel 486DX2-66
A pesar del lanzamiento del nuevo procesador Pentium de quinta generación en 1993, Intel no detuvo la producción de procesadores 486 y, a principios de 1994, lanzó la serie DX4. La caché L1 en el DX4-100 se duplicó, alcanzando los 16 KB, y la frecuencia de reloj por primera vez alcanzó los 100 MHz; la misma cifra estaba en el Pentium-100. Además, el 80486 fue el foco de la famosa campaña de marketing 'Intel Inside' lanzada en 1991.
El ataque de los clones
La decisión de no compartir la tecnología de la CPU 80386 con AMD le dio a Intel las manos libres en el floreciente mercado de las PC. Sin embargo, AMD consideró que el acuerdo de intercambio de tecnología celebrado anteriormente se extiende al 80386, ya que es un derivado del 80286. Entonces, a través de la ingeniería inversa, AMD creó su propio chip 'Am386'. El proceso supuestamente tomó 1,5 años, pero debido a problemas legales, los chips no llegaron a los estantes de las tiendas hasta 1991. Sin embargo, los procesadores tuvieron éxito porque eran 40 MHz más rápidos que la mejor CPU de Intel, que solo podía entregar 33 MHz, y también eran más baratos y consumían menos energía.
La primera generación Am486 de AMD también siguió el diseño de los procesadores Intel. Producidos en abril de 1993, los chips 'Am486DX' eran modelos de 25, 33 y 40 MHz. La segunda generación, 'DX2', lanzada al año siguiente, eran chips de 50, 66 y 80 MHz. La última generación de chips, el 'DX4', de 1995 representó el máximo rendimiento con 120 MHz.
Am486 de AMD con un rendimiento similar al de la CPU Intel original
Sin embargo, el camino de la CPU 486 de AMD al consumidor no fue fácil. La demanda de arbitraje de AMD, presentada originalmente en 1987, condujo a una batalla legal de 8 años entre los fabricantes de chips. A pesar de que AMD logró recuperar el Am386 de Intel, la batalla por el 80486 duró hasta que ambas partes acordaron un acuerdo y AMD obtuvo acceso al sistema de microinstrucción del procesador Intel 486. Presumiblemente, esta circunstancia condujo a la aparición de dos versiones del procesador 486 de AMD: la primera imitaba el microcódigo de Intel, la segunda usaba el sistema de microinstrucción de AMD a través de un proceso llamado 'diseño de sala limpia'. Para Intel, era más importante que el acuerdo de conciliación confirmara que el 80486 fue el último procesador clonado por AMD.
Conoce - Cyrix
Por otro lado, la empresa Cyrix recién creada se interesó en 486 CPU, que en ese momento se especializaban en chips coprocesadores para sistemas 80286/386. Cyrix era un fabricante de chips sin instalaciones de fabricación propias. Para la fabricación de procesadores, utilizó SGS-Thomson (ahora ST Microelectronics), Texas Instruments e IBM. Las primeras versiones del chip 80486 de Cyrix aparecieron con el nombre de código 486SLC / DLS en 1992 y se instalaron en el módulo 80386. Debido al hecho de que las PC eran mucho más caras entonces que en la actualidad, había una gran demanda de productos destinados a esos usuarios. que quería mantener el sistema actual en orden y simplemente actualizar el procesador. Sin embargo, Cyrix 486xLC con caché L1 de 1 KB y sin FPU no era compatible con los procesadores 486 originales de Intel. En 1993, Cyrix lanzó el Cx486DX y DX2,y se parecían más a las CPU de Intel.
Cyrix486. El primer procesador popular de Cyrix.
Sin embargo, los fabricantes comenzaron a demandar entre sí: Cyrix presentó una demanda antimonopolio contra Intel e Intel acusó a Cyrix de infracción de patente. En enero de 1994, gracias a los contratos en curso entre Intel, el fabricante de chips Texas Instruments y SGS Thomson, Cyrix ganó un caso judicial al retirar la demanda antimonopolio.
Mientras tanto, la llegada del Intel Pentium en 1993 con un nuevo zócalo de CPU obligó a los propietarios de procesadores 486 a buscar alternativas. Inspirado por la victoria de la corte, Cyrix comenzó a especializarse en productos para mejorar el rendimiento de la CPU. Lanzado en 1995, el procesador 5x86 overclockeó a 120 MHz y fue un reemplazo directo para los sistemas 486 que operaban a 3.3 voltios. El procesador Cyrix 5x86 era esencialmente una alternativa simplificada y energéticamente eficiente al Pentium basado en el núcleo M1. El nivel de rendimiento de 5x86 fue comparable al del Pentium-75.
Cyrix crystal 486th CPU
Después de llegar a un acuerdo con Intel en 1995, AMD también comenzó a comercializar con éxito componentes de actualización de PC y lanzó el Am5x86 en noviembre de ese año. Era un procesador 80486 de 133MHz significativamente mejorado que ofrecía doble caché L1 y un multiplicador X4 incorporado para ejecutarse en la placa DX original.
Como era de esperar, después de ver a AMD y Cyrix negociar con componentes actualizados, Intel sacó su gran arma y lanzó el Pentium OverDrive en 1995. Era un procesador Intel Pentium mejorado con un multiplicador de 2.5 dentro del módulo 80486. Podría funcionar a bordo a 5 y 3,3 vatios y buses compatibles a 25 o 33 MHz. Pero debido a la baja velocidad (la cifra máxima es de solo 83 MHz) y al alto precio, los chips OverDrive no se usaron ampliamente.
Intel creó Overdrive como una actualización para sistemas 486
¿Cuántos?
Según los estándares actuales, las PC fabricadas a principios de los 90 no eran baratas. Una computadora basada en 486DX2-66 con un monitor VGA, 4 MB de RAM, un disco duro de 320 MB y un CD-ROM de doble velocidad de marcas como Olivetti o Compaq se vendió por alrededor de $ 3,500. Al mismo tiempo, una PC con Pentium-133 con Windows 95 en 1995 costaba hasta $ 7,800.
Sin embargo, una de las decisiones de consumo más importantes de IBM con respecto al concepto de computadora personal fue el permiso de Microsoft e Intel para revender sus propios productos a otras marcas. Esto significaba que cualquier persona con suficiente conocimiento y valor podría considerarse un fabricante de PC. Muchos empezaron así: uno o dos. Estos incluyen marcas conocidas como Gateway y Dell. Al comprar componentes de fabricantes más pequeños, podría ahorrar hasta un 40%. Es decir, el precio de una PC habría bajado de $ 3,000 a $ 1,800. Sí, se agregarían aún más funciones.
486o hoy
Entonces, ¿cómo se ve nuestro 80486th 30 años después en el contexto de los chips milagrosos actuales? No hay duda de que el rendimiento del 486 a un millón de instrucciones por segundo es bastante modesto, especialmente en comparación con el actual Ryzen Threadripper 3990X de AMD con 64 núcleos y 500 MIPS por núcleo. Sin embargo, puede encontrar una computadora con un rendimiento de CPU 486 similar en el mercado.
Recuerde al menos STM32F103C8T6 - microcontrolador Cortex-M3 de 32 bits. Fue diseñado por ARM, una compañía que fabrica CPU para teléfonos inteligentes, y fabricado por ST Microelectronics. Su frecuencia de reloj es de 72 MHz y la velocidad es de 1,25 MIPS. A menudo, el Cortex-M3 se usa en proyectos Arduino. Se puede comprar en Ebay por $ 5.
STM32F103 en un tablero de $ 5 es ligeramente más rápido que 80486
Patrimonio
Con más de 70 modelos diferentes en el arsenal fabricado por Intel, AMD y Cyrix (excluyendo las versiones de CPU de IBM, SGS-Thomson, Texas Instruments y otros fabricantes), el 80486th puede competir con el 8086th en términos de número de variedades y modificaciones.
Y sin embargo, a pesar de la gran cantidad de gemelos y versiones mejoradas, la producción de los 80486 declinó cuando ocurrió la revolución llamada Windows 95. Microsoft cambió el concepto de computadoras personales e Intel tuvo éxito con el lanzamiento de nuevos procesadores Pentium.
A medida que el Pentium crecía en popularidad, Intel comenzó a lanzar 486 para aplicaciones industriales, deteniendo la producción solo una vez en 2007, y así allanó el camino para el mercado de procesadores integrados en rápido crecimiento.
Desde entonces, ha aparecido y desaparecido más de una generación de procesadores, pero el legado del 80486th (el multiplicador de bus, la memoria caché incorporada y la FPU) sigue vivo hoy. Buen trabajo, 80486th.