Microprocesadores Multinucleo

INTRODUCCIÓN

Actualmente es muy común ver a las personas comunicándose a través de sus equipos personales como teléfonos, Tablet y portátiles desde algún restaurante, cafetería y hasta en las mismas unidades de trasporte; esta familiaridad era inverosímil hace unas décadas, a qué o a quién le debemos este salto tecnológico que nos ha llevado a ser testigos y participes de una nueva era en la historia de la humanidad, la era de la información.

Cada vez que escuchamos la palabra microprocesador sencillamente no nos sorprendemos, hoy en día este término es tan común en lenguaje de las personas que olvidamos y hasta desconocemos el universo que existe detrás de esta maravillosa tecnología electrónica.

Desde que en 1947 los físicos W. Shockley, J. Bardeen y W. Brattain, inventaran el transistor, resolviendo los inconvenientes de los tubos de vacío, abrieron el camino para que J. Kilby diseñara e inventara el circuito integrado, la maravilla de la era electrónica, la piedra angular de los avances de la electrónica y de los saltos tecnológicos, que hasta el día de hoy siguen sorprendiéndonos tal y como lo predijo Gordon Moore, en su famosa ley que lleva su nombre.

En este trabajo narraré brevemente la historia del microprocesador, sus alcances e implicaciones en la vida del hombre; veremos una cronología desde el primer microprocesador hasta llegar a los procesadores multi núcleo que es nuestro tema principal.

Describiré la arquitectura del procesador multi núcleo, sus partes y cómo funcionan, las aplicaciones en la vida diaria tanto en lo cotidiano como en el mundo de los negocios, el diseño y la investigación. Las ventajas de los procesadores multi núcleo y las desventajas, si es que las hay.

Historia de los microprocesadores.

Para poder hablar sobre los microprocesadores y referirnos a su historia y evolución, antes debemos conocer cómo nació; en los albores de la electrónica, el transistor y luego el circuito integrado, ambos descubrimientos muy importantes que abrieron un largo camino lleno de aciertos y errores, mas aciertos indudablemente, que nos ha llevado a vivir la era de la información.

Fueron W. Shockley, J. Bardeen y W. Brattain, quienes el 16 de diciembre de 1947 después de muchos meses de ardua labor inventar el transistor, pilar de la electrónica digital, lo que años más tarde, el ingeniero Jack Kilby (1923-2005) pocos meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments, construyera el primer circuito integrado que fue desarrollado el año 1959. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase. En el año 2000 Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la enorme contribución de su invento al desarrollo de la tecnología.

Estos descubrimientos en la electrónica fueron los primeros pasos, pero los más importantes en los avances de la nueva tecnología que había nacido.

Desde ese momento hubo una carrera por mejorar el modelo del circuito integrado de Kilby y fue así que de forma independiente, Robert Noyce desarrolló su propio circuito integrado, que patentó unos seis meses después. Además resolvió algunos problemas prácticos que poseía el circuito de Kilby; además de ser uno de los pioneros del circuito integrado, Robert Noyce también fue uno de los cofundadores de Intel, uno de los mayores fabricantes de circuitos integrados del mundo. Estos primeros circuitos integrados, los transistores tenían dimensiones típicas de alrededor de 1 cm.

Entre los circuitos integrados más complejos y avanzados se encuentran los microprocesadores, que controlan numerosos aparatos, desde teléfonos móviles, Tablet, y televisores hasta computadoras. Los chips de memorias digitales son otra familia de circuitos integrados, de importancia crucial para la moderna sociedad de la información. A medida que transcurren los años, los circuitos integrados van evolucionando: se fabrican en tamaños cada vez más pequeños, con mejores características y prestaciones, mejoran su eficiencia y su eficacia, y se permite así que mayor cantidad de elementos sean empaquetados (integrados) en un mismo chip. Al tiempo que el tamaño se reduce, otras cualidades también mejoran (el costo y el consumo de energía disminuyen, y a la vez que aumenta el rendimiento).

Es gracias a estos avances es que nace el microprocesador, producto surgido de la evolución de distintas tecnologías predecesoras, básicamente de la computación y de la tecnología de semiconductores. Estas tecnologías se fusionaron a principios de los años 1970, produciendo el primer microprocesador. Dichas tecnologías iniciaron su desarrollo a partir de la segunda guerra mundial; en este tiempo los científicos desarrollaron computadoras específicas para aplicaciones militares. En la posguerra, a mediados de la década de 1940, la computación digital emprendió un fuerte crecimiento también para propósitos científicos y civiles. La tecnología electrónica avanzó y los científicos hicieron grandes progresos en el diseño de componentes de estado sólido (semiconductores). Como sabemos en los Laboratorios Bell crearon el primer transistor.

En los años 1950, aparecieron las primeras computadoras digitales de propósito general. Se fabricaron utilizando tubos al vacío o bulbos como componentes electrónicos activos. Módulos de tubos al vacío componían circuitos lógicos básicos, tales como compuertas y flip-flop. Ensamblándolos en módulos se construyó la computadora electrónica (la lógica de control, circuitos de memoria, etc.). Los tubos de vacío también formaron parte de la construcción de máquinas para la comunicación con las computadoras.

Los primeros años de la década de 1970 los diferentes componentes electrónicos que formaban un procesador no podían ser un único circuito integrado, era necesario utilizar dos o tres "chips" para hacer una CPU (un era el "ALU" - Arithmetical Logic Unit, el otro la "control Unit", el otro el "Register Bank", etc.). En 1971 la compañía Intel consiguió por primera vez poner todos los transistores que constituían un procesador sobre un único circuito integrado, el "4004 "', nacía el microprocesador.

A continuación veremos en forma cronológica una lista de los microprocesadores que han surgido a lo largo de estos 50 años:

• 1971: MICROPROCESADOR 4004

• 1972: MICROPROCESADOR i8008

• 1974: MICROPROCESADOR 8080

• 1978: MICROPROCESADOR 8086-8088

• 1982: MICROPROCESADOR 286

• 1985: EL MICROPROCESADOR

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