Breve historia del procesador#
En 1965 Gordon Moore se percató de que el número de transistores en un circuito integrado se duplicaba cada 18 meses. Hoy en día podemos ver que esta tendencia se sigue cumpliendo no cada 18 meses, sino más bien cada 2 años. Por ejemplo un Intel 4004 tenía 2.300 transistores en 1971 y un Core i7 tiene unos 730 millones, según la ley de Moore debería tener 850 millones, como se puede comprobar es un ajuste muy bueno.
Una fecha señalada en la historia del microprocesador fue en el 2000 cuando Intel sacó uno de los modelos más exitosos el Pentium 4 basado en la arquitectura x86 de 32 bits. Con este modelo Intel esperaba llegar a los 7-8 GHz, aunque la velocidad máxima oficial se quedó en los 3.8 GHz.
Se fabricaron muchas variantes, entre ellas se desarrolló el Hyper-Threading, un "doble núcleo virtual", además de aumentar el bus hasta 800 MHz y llegar a 1MB de caché L2.
La respuesta de AMD fue en el 2003 con los Opteron, fueron los primeros procesadores de 64 bits en triunfar en el mundo del PC. Después de los Opteron sacaron los Athlon 64 que tenían la ventaja de incluir el controlador de memoria dentro del micro en lugar de tenerlo en el northbridge. Además sacaron un novedoso bus frontal llamado HyperTransport que gracias al doble aprovechamiento de la señal llegó hasta los 2 GHz. La ventaja de los procesadores de 64 bits es que pueden direccionar hasta 2 64 = 16 exabytes de memoria, mientras que los procesadores de 32 bits solo pueden direccionar 2 32 = 4 GB de memoria RAM
Intel saca el Pentium D, estos serían sus primeros procesadores de doble núcleo, aunque en realidad eran 2 núcleos juntos con 1 MB de caché L2 cada uno y 3.2 GHz.
AMD responde con los Athlon 64 X2, sus primeros micros de doble núcleo, que se caracterizaban por el bajo consumo y por soportar la memoria DDR con dual channel, lo que permite unir dos canales de memoria.
Intel es una empresa con una producción 10 veces mayor que AMD, su respuesta fueron los Core 2 de 64 bits, el Core 2 Solo (1 núcleo) destinado para portátiles, el Core 2 Duo de 2 núcleos, el Quad Core 4 núcleos y el Extreme, de 2-4 núcleos y una cache L2 12 MB.
Los Core2 empezaron a fabricarse con tecnología de 65 nm y después pasaron a 45 nm. Para AMD fue imposible llegar a los Core 2, sacaron los Phenom, con la versión 3.0 del HyperTransport que, gracias al doble aprovechamiento de la señal, ofrece hasta 7.2 GB/s. Los Phenom son capaces de apagar un core (Cool'n Quiet) para ahorrar energía; un Phenom típico tiene 4 núcleos con 512 KB de L2 y 2MB de L3 compartida.
Finalmente Intel hace un "tock" (una nueva microarquitectura, Nehalem, en su modelo tick-tock) sacando los Core i7/i5/i3, que entre sus principales características meten el controlador de memoria DDR3 dentro del micro (AMD lo hacía desde el Athlon 64).
AMD sacó AMD Fusion en 2011, un ambicioso proyecto fruto de la fusión entre AMD y ATI, y que se ha ido renovando mediante distintas generaciones, como Trinity en 2012, Kabini en 2013, y Kaveri en 2014 (28 nm). Muy importante es también el movimiento de AMD de desarrollar los chips APU de bajo consumo que impulsan a las actuales XBox One y PlayStation 4, dejando el mercado de los PC en un segundo plano. AMD también tiene un ojo puesto en la arquitectura ARM para su uso en servidores como una alternativa a los chips actuales de bajo consumo x86, todo ello con el objetivo de recuperar la cuota de mercado perdida en el negocio de chips de servidor.
Sin embargo, que AMD dejara el mercado de los ordenadores en un segundo plano facilitó que Intel se hiciera con el control casi total del mismo. Con diferentes arquitecturas como Sandy Bridge, Ivy Bridge y Haswell (chipset X99), la gama Core i7, i5 e i3 ganó una notoriedad sin par en el mundo de los ordenadores, tanto portátiles como de sobremesa, llegando a unas cifras récord de 22 nanómetros y 1400 millones de transistores.
Actualidad:
Los nuevos Intel Core i9 de 14ª generación en condiciones ideales pueden llegar hasta los 6 GHz, con capacidad para hasta 80 Gbps de ancho de banda bidireccional. Los procesadores de escritorio desbloqueados de última generación ahora incluyen la nueva función Intel® XTU AI Assist para overclocking guiado por IA, así como compatibilidad con velocidades DDR5 XMP.
AMD Ryzen son los procesadores más de moda en la actualidad. Este nombre hace referencia a la microarquitectura de nueva generación de AMD, “Zen 5”, 4nm, y al resurgir de AMD gracias a estos nuevos procesadores. AMD Ryzen llegó al mercado después de que AMD pasara más de cinco largos años sin poder competir con Intel, pues sus anteriores procesadores, los AMD FX, no resultaron ser competitivos ni en rendimiento ni en eficiencia energética, haciendo que la compañía perdiera casi toda su cuota de mercado.
Hoy en día encontramos el Core i7-13700T y el Ryzen 7 7800X como procesadores de gama alta, con 8 núcleos (16 hilos).
Fabricación de un procesador#
Evolución del tamaño en la fabricación de transistores#
10 µm – 1971
1.5 µm – 1981
600 nm – 1990
130 nm – 2001
32 nm – 2009
22 nm – 2012
14 nm – 2014
10 nm – 2016
7 nm – 2018
5 nm – 2020
4 nm – 2022
3 nm – 2023
