Historia

Microprocesadores. Su evolución.

Los conceptos típicos que se leen en cualquier libro de informática básica, la unidad central, la unidad de control, la UAL o Unidad Aritmético Lógica, la memoria central, el acumulador y los circuitos de entrada y salida, son en definitiva los componentes de un chip que denominamos microprocesador o en otras palabras, un chip microprogramable.

Su nacimiento coincide o se debe a la creación de la empresa Intel, que si bien ha sido la primera y la líder en el mercado, por supuesto no ha sido la única, ni mucho menos. En los albores de estas tecnologías (y estamos hablando de los principios de los años 70) ya se produjo una invasión de fabricantes y una lucha por el liderazgo. No obstante hay hitos inolvidables en este campo, o microprocesadores míticos de 8 bits, el Z-80, sobre el que se basó el sistema operativo CP/M o el 6502 que dio lugar a los Apple II y a los Commodere.

La base hay que localizarla en una tecnología nueva, en aquellos momentos, la MOS o Metal Oxyde Semiconductor, que utilizó Intel por primera vez en su 4004, que estaba integrado por 2.200 transistores.

Al mencionar transistores, no hay que olvidar que estamos hablando de miniaturización, pero los elementos utilizados se basan en conceptos y avances de la segunda década de los años 40. Es evidente que la tecnología MOS parte del concepto de semiconductor, originariamente dos extremos metálicos entre los cuales se instalaba un material entre conductor y aislante, de manera que aplicando una tensión eléctrica a uno de los terminales se podía controlar la que circulaba por el otro extremo y de ahí parten los primeros transistores, como sustitutos de las válvulas de vacío. El típico transistor de silicio en el que se incluían átomos de impurezas de otros elementos para producir la resistencia en el medio, ha sido durante muchos años la base de todas estas tecnologías, que dieron lugar a los circuitos integrados, es decir, capas de silicio que se oxidan para poder dar entrada a las impurezas necesarias, y que una vez superpuestas se conectan por hilos de aluminio. De esta forma, se introduce en un chip todos los elementos electrónicos necesarios para su funcionamiento y, aunque aislados, conectados entre sí. Según fueron avanzando las técnicas de fabricación de semiconductores fueron evolucionando las tecnologías, de manera que a MOS, la siguió NMOS, después CMOS, CHMOS, etc. pero hasta muy recientemente no hay una modificación real y drástica de técnicas, tan solo un avance en la utilización de las existentes, aunque, eso sí, un avance muy grande y muy rápido.

Desde el procesador 4004 al 8085A (ya con tecnología NMOS) hubo una evolución tan solo de los 2.200 transistores originales del primero a los 6.000 del segundo, pero es que desde ese momento al primer procesador 80826, el conocido como AT, y que utiliza NMOS III, hay un salto cuantitativo, a 130.000 transistores en el chip, teniendo el mismo tamaño que un antecesor, el 8086 que contaba "tan sólo" con 29.000. Sirva para hacernos una idea de cómo han ido perfeccionando las tecnologías en este sentido. Sin mencionar que el AMD K7 Athlon, que es el procesador mas potente entre los estandares de microordenadores en este momento, contiene 22 millones de transistores, muy por encima de un Pentium III de Intel con 9,5 millones.

Y esto es una evolución a nivel de cantidad de transistores, pero en cuanto a bits se ha pasado de los 8 iniciales a los 16 bits en los 80286 y a los 32 bits a partir de los 80386 DX, lo que repercute en cuanto a capacidad de enviar información a los buses.

Curiosamente, y a partir de entonces, que es el año 1985, no ha habido un incremento en cuanto a número de bits, los procesadores actuales siguen funcionando a 32, aunque se hayan mejorado continuamente con la introducción de memorias caché de 1er y 2º nivel o, por supuesto, del incremento de la frecuencia del reloj. De manera que a nivel de frecuencias (lo que se conoce, no muy correctamente, como velocidad del procesador) un 8086 funcionaba a menos de 5 Mhz, un 386 sobre 40 Mhz mientras que los Pentium III o lo AMD K7 en este momento alcanzan los 650 Mhz. E igual que a nivel de memorias caches o ultrarápidas, un 486 era capaz de utilizar 8 kbs, mientras que ya hace tiempo que, dependiendo de la placa base, se consigue un mega sin problemas.

Ni que decir tiene que a mayor frecuencia mayor calentamiento, y por lo tanto, menos voltaje y mayores sistemas de refrigeración. De manera que si un Pentium a 120 Mhz precisaba de 3,5 v. el correspondiente a un Athlon 650 de AMD es de 1,55 v.

Como se puede ver en un recorrido tan escueto, las prestaciones han evolucionado, pero las técnicas no lo han hecho en igual medida. Ya se anuncian tecnologías completamente nuevas que dejarían al margen lo que conocemos hasta el momento. La evolución es vertiginosa, si se está hablando de procesadores por átomos o sistemas que parecen de ciencia ficción, tendremos que pensar que a la vuelta de la esquina tenemos una sexta generación informática.

José Luis Freire

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