Procesadores: Funcionamiento y Evolución Histórica de la CPU

Funcionamiento de la Unidad Central de Procesamiento (CPU)

Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU coordina y temporiza sus funciones. La instrucción viaja por el bus de memoria hasta la CPU, donde se almacena en el registro de instrucción. Mientras tanto, el contador de programa se incrementa para prepararse para la siguiente instrucción. La instrucción es decodificada por un decodificador que determina qué acción se realizará. Finalmente, la CPU ejecuta la instrucción y los resultados se almacenan en otro registro.

Evolución de los Procesadores: Un Recorrido Histórico

El primer ordenador personal (PC) fue introducido por IBM en 1981, logrando un gran éxito gracias a su arquitectura abierta.

Tipos de Microprocesadores

Microprocesadores Antiguos

• 8086, 8088, 286 (XT y AT)

  Los modelos 8086 y 8088 eran conocidos como ordenadores XT, mientras que los 286 correspondían a la arquitectura AT. Ninguno de estos procesadores era de 32 bits, operando con buses internos o externos de 8 o 16 bits, ya sea dentro del chip o al interactuar con la memoria externa. Su ámbito preferente de uso era el sistema operativo MS-DOS. Estos procesadores fueron fabricados por diversas marcas, incluyendo IBM, Fujitsu, Harris y Siemens.

• 386 y 386 SX

  Estos chips representaron una evolución más moderna, destacando por ser los primeros procesadores de 32 bits. Su entorno natural de operación también era MS-DOS. Fueron producidos por fabricantes como IBM, AMD, Fujitsu, Harris y Siemens.

• Familia 486 (SX, DX, DX2, DX4)

  El 80486 DX fue el modelo original de esta serie, y sus características principales incluían:

  • Un núcleo basado en el 386, pero significativamente actualizado, depurado y afinado.
  • Un coprocesador matemático (FPU) integrado para operaciones de coma flotante, lo que mejoraba el rendimiento en cálculos complejos.
  • Una memoria caché L1 de 8 kB integrada directamente en el chip (presente en el DX original de Intel).

Microprocesadores Modernos

Intel

• Pentium (586)

  También conocido como 586, los primeros modelos Pentium a 60 y 66 MHz fueron considerados experimentos iniciales, comercializados como productos terminados. Sin embargo, presentaban problemas de sobrecalentamiento y fallos en la unidad matemática o coprocesador. Estos fallos se corrigieron posteriormente reduciendo el voltaje a 3,3 V y estabilizando las frecuencias de la placa base.

• Pentium II

  Fue una evolución del Pentium Pro, incorporando cambios significativos como el cartucho SEC (Single Edge Contact). Esta carcasa negra, en lugar de encajar en un zócalo tradicional, se conectaba a una ranura específica conocida como Slot 1.

• Pentium III

  Este procesador superó al Pentium II al mejorar el rendimiento en operaciones matemáticas y multimedia, aunque esta mejora era más notable en aplicaciones optimizadas para ello.

• Pentium IV

  Con el Pentium IV, Intel abandonó la arquitectura P6, iniciada con el Pentium Pro, para introducir la nueva arquitectura NetBurst, buscando un mayor rendimiento a frecuencias más altas.

AMD

• AMD K5

  El K5 destacaba por su buen rendimiento en tareas de oficina, aunque su coprocesador matemático era inferior al del Pentium de la época.

• AMD K6, K6-2 y K6-3

  Estos chips incorporaban la tecnología MMX y una memoria caché L1 de 64 kB. Ofrecían un rendimiento muy competitivo, siendo ligeramente inferior al del Pentium II.

• AMD K7

  AMD apostó por una arquitectura completamente nueva con el K7, lo que le permitió ofrecer un rendimiento superior en diversas aplicaciones y competir directamente con Intel.

• Athlon XP y MP

  Estos modelos compartían características con el exitoso modelo Thunderbird, pero corrigiendo algunos problemas y ofreciendo un rendimiento mejorado, consolidando la posición de AMD en el mercado.