¿Cuántos transistores hay integrados en cada nivel de CPU?
En cuanto a tecnología de producción, el 8088 original integraba 29.000 transistores, mientras que el Pentium III integraba más de 28.654.380.000 transistores. La velocidad de funcionamiento de la CPU, medida en MIPS (millones de instrucciones por segundo), es de 0,75 MIPS para el 8088, que supera los 1000 MIPS cuando se ejecuta con alta energía. No importa qué tipo de CPU, su estructura interna se puede resumir en tres partes: unidad de control, unidad lógica y unidad de almacenamiento, que se coordinan entre sí para analizar, juzgar y calcular comandos y datos, y controlar el trabajo coordinado de varias partes de la computadora.
Han pasado más de 20 años desde el desarrollo inicial de la CPU. Durante este período, las CPU se pueden dividir en microprocesadores de 4 bits, microprocesadores de 8 bits, microprocesadores de 16 bits, microprocesadores de 32 bits y microprocesadores de 64 bits en construcción. Se puede decir que el desarrollo de las computadoras personales avanza con el desarrollo de las CPU.
Intel 4004
En 1971, Intel lanzó el primer microprocesador del mundo, el 4004, que fue el primer microprocesador de cuatro bits que se pudo utilizar en un microordenador. Contiene 2300 transistores. Posteriormente, Intel lanzó el 8008. Debido al bajo rendimiento informático, la respuesta del mercado fue muy insatisfactoria. En 1974, el 8008 se convirtió en el 8080, convirtiéndose en el microprocesador de segunda generación. Como dispositivo que reemplaza los circuitos lógicos electrónicos, el 8080 se utiliza en diversos circuitos y dispositivos de aplicaciones. Sin microprocesadores estas aplicaciones no serían posibles.
Debido a que los microprocesadores pueden usarse para completar muchas tareas informáticas que solían realizarse con dispositivos más grandes y son baratos, las empresas de semiconductores comenzaron a competir para producir chips de microprocesadores. Zilog produjo el Z80 mejorado con 8080, Motorola produjo el 6800 e Intel produjo el 8085 en 1976, pero estos chips básicamente no cambiaron las características básicas del 8080 y todos eran microprocesadores de segunda generación. Todos utilizan tecnología NMOS e integran alrededor de 9.000 transistores. El tiempo medio de ejecución de instrucciones es de 1μs ~ 2μs. Están programados en lenguaje ensamblador, BASIC y Fortran, y utilizan un sistema operativo de usuario único.
Intel 8086
El 8086 de 1978 producido por Intel Corporation fue el primer microprocesador de 16 bits. Pronto, Zilog y Motorola también anunciaron planes para producir Z8000 y 68000. Este fue el punto de partida de la tercera generación de microprocesadores.
El microprocesador 8086 tiene una velocidad de reloj máxima de 8 MHz, un canal de datos de 16 bits y una capacidad de direccionamiento de memoria de 1 MB. Al mismo tiempo, Intel también produjo el coprocesador matemático i8087. Los dos chips utilizan conjuntos de instrucciones mutuamente compatibles, pero el conjunto de instrucciones i8087 agrega algunas instrucciones específicas para cálculos matemáticos como logaritmos, funciones exponenciales y trigonométricas. Estos conjuntos de instrucciones se denominan colectivamente conjunto de instrucciones x86. Aunque Intel produjo CPU nuevas más avanzadas y rápidas, como la segunda y tercera generación, todavía eran compatibles con las instrucciones x86 originales. Intel también utilizó el orden x86 original al nombrar las CPU posteriores hasta que más tarde debido a un problema de registro de marca, abandonó el nombre. con números arábigos.
En 1979, Intel desarrolló el 8088. Tanto el 8086 como el 8088 utilizan transmisión de datos de 16 bits dentro del chip, por lo que ambos se denominan microprocesadores de 16 bits, pero el 8086 puede enviar o recibir datos de 16 bits. por ciclo, mientras que el 8088 solo usa 8 bits por ciclo. Debido a que la mayoría de los dispositivos y chips originales son de 8 bits, la transmisión y recepción de datos externos de 8 bits del 8088 es compatible con estos dispositivos. El 8088 viene en un paquete DIP de 40 pines y opera a 6,66MHz, 7,16MHz u 8MHz. El microprocesador integra aproximadamente 29.000 transistores.
Poco después de que salieran el 8086 y el 8088, Intel comenzó a mejorarlos. Integraron más funciones en el chip, dando origen así al 80186 y al 80188. Ambos microprocesadores funcionan internamente usando 16 bits, 16 bits se usan para entrada y salida externa en el 80186 y el 80188 funciona usando 8 bits como el 8088.
Como uno de los principales fabricantes de semiconductores del mundo, Texas Instruments (TI) también surgió en la era 486 y produjo su propia CPU de la serie 486 DX. Especialmente después de que el 486DX2 se generalizó, su DX2-80 se convirtió en uno de los productos principales en ese momento debido a su alto costo y rendimiento. La velocidad de reloj más alta de TI 486 es DX4-100, pero nunca volvió a ingresar al mercado de CPU.
Cyrix 486DLC
AMD lanzó el K6-III con nombre en código "Sharptooth" en febrero de 1999. Es la última CPU de la empresa que admite la arquitectura Super 7 y el empaquetado CPGA. Adopta un proceso de fabricación de 0,25 micras, tiene un área central de 135 milímetros cuadrados, integra 21,3 millones de transistores y funciona a 2,2 V/2,4 V
En comparación con el K6-2, el mayor cambio del K6- III es que integra caché de nivel 256 KB (el nuevo Celeron sólo tiene 128 KB), funcionando a la velocidad del reloj de la CPU. Este cambio de K6-ⅲ aprovechará al máximo las ventajas de la alta frecuencia.