INTEL CELEBRÓ EL CUADRAGÉSIMO ANIVERSARIO DEL MICROPROCESADOR

El primer microprocesador disponible comercialmente abrió las puertas a los computadores portátiles, los teléfonos inteligentes, el GPS y un largo etcétera…

El 15 de noviembre de 1971, el chip se mencionó por primera vez públicamente en un anuncio de media página publicado en Electronic News. Intel tenía sólo dos años de existencia en ese entonces y fue el primero en ofrecer un CPU integrado en su totalidad en un solo paquete.

Por tanto, este es el cuadragésimo aniversario del lanzamiento del Intel 4004: el primer microprocesador disponible comercialmente. Ese acontecimiento ayudó a lanzar la revolución digital.

"No hubiéramos tenido una era digital sin el microprocesador", ha dicho Zeus Kerravala, analista principal de ZK Research. "Antes de eso, las computadoras utilizaban una combinación de tubos, transistores, resistencias y diodos. De hecho, recuerdo que tuve una calculadora personal hecha con tubos. Era del tamaño de un computador portátil y todo lo que podía hacer era matemáticas básicas".

Los microprocesadores son básicamente los "cerebros" dentro de las computadoras y otros dispositivos electrónicos. Al avanzar de los tubos grandes e incómodos a los pequeños microprocesadores, los computadores no sólo se hicieron más inteligentes sino más rápidos y más pequeños. Y ser más pequeños ha resultado ser una gran cosa.

Considere la llegada de la computadora portátil y el teléfono inteligente. Los chips de computadoras también se utilizan dentro de nuestros coches, así como en muchos refrigeradores y otros electrodomésticos.

"El microprocesador revolucionó la manera en que trabajamos, vivimos, aprendemos y jugamos", dice Kerravala. "Ha hecho posible integrar la informática en la mayoría de todo en nuestras vidas: automóviles, teléfonos, computadoras personales, sistemas de juegos. En otras palabras, ha facilitado que usted tenga la computación en la palma de su mano. Fue un grandioso hito".

Kerravala señaló también que el primer microprocesador disponible comercialmente fue una parte clave de la tormenta perfecta que dio origen a la Internet.

"El microprocesador ha permitido miniaturizar las capacidades de cálculo", agregó. "Pero hubo esa gran combinación de eventos que incluye el primer procesador, el nacimiento de Windows, la conectividad, el almacenamiento más barato. Todo eso junto fue enorme."

Y los procesadores de las computadoras han logrado avances espectaculares en los últimos 40 años.

Según Intel, en comparación con el primer Intel 4004, hoy la segunda generación de procesadores Intel ® Core ™ tiene más de 350,000 veces más rendimiento, y cada transistor utiliza alrededor de 5,000 veces menos energía.

“El gran número de avances en los próximos 40 años va a igualar o superar todas las actividades de innovación que han tenido lugar en los últimos 10,000 años de historia de la humanidad ", dijo Justin Rattner, director de tecnología de Intel en una declaración escrita.

ALGUNOS DETALLES SOBRE EL 4004
El 4004 fue construido con un total de 2,300 transistores usando un proceso de 10,000 nm y era capaz de ejecutar 92,600 instrucciones por segundo. El primer procesador registró velocidad de 108 KHz, que fue aumentado a 740 KHz en la producción, utilizando 8 ciclos de reloj por instrucción; los CPUs actuales de 32 nm son alrededor de 5,000 veces más rápidos que el original 4004 y cada transistor utiliza alrededor de 5,000 veces menos energía, mientras que el precio de cada transistor se redujo alrededor de 50,000 veces.

CÓMO SURGE EL 4004
Como mínimo, un CPU es un decodificador de instrucciones y una unidad aritmética lógica (ALU); el decodificador lee las instrucciones desde la memoria y dirige la ALU a efectuar las operaciones aritméticas apropiadas. Los CPUs anteriores al 4004 se componían de varios circuitos integrados pequeños conteniendo unas pocas decenas o cientos de transistores (y antes de eso, transistores individuales o válvulas) conectados entre sí para formar un CPU completo. El 4004 integraba los diferentes componentes del CPU en un solo chip con 2,300 transistores.

El 4004 no fue solo una nueva dirección para la industria de la computación, sino también una nueva dirección para Intel. Desde su fundación en 1968, Intel era una empresa que fabricaba varios tipos de RAMs, entre las que estaban algunas de las memorias más rápidas y de mayor densidad en la industria. No estaba en el negocio de fabricación de CPU o chips de lógica. No obstante, la empresa electrónica japonesa Busicom la que fabricaba calculadoras se acercó a Intel en 1969 pidiéndole a la compañía fabricante de memorias que le construyera un nuevo conjunto de chips de lógica para sus calculadoras.

Busicom había diseñado sus propios chipset LSI de propósito especial para el uso en sus modelos Busicom 141-PF con impresora integrada y comisionó a Intel para que los desarrollara para producción. Sin embargo, Intel determinó que era demasiado complejo y usaría un empaquetado no estándar y por lo tanto propuso que se desarrollara un nuevo diseño elaborado con empaquetado estándar de 16-patas DIP y un conjunto de instrucciones reducido.

Intel contrató a Federico Faggin en abril de 1970, para trabajar en el proyecto. Faggin tuvo que diseñar y validar la lógica del CPU. Después de superar varios desafíos, Faggin triunfó, y en marzo de 1971 había completado el trabajo de desarrollo de una familia de cuatro chips diferentes.

El resultado fue una familia de dispositivos, además del 4004, incluyendo ROM, DRAM y chips de registro de cambio de serie a paralelo. Había una ROM de 2048 bits, la 4001; una memoria RAM de 40 bytes, la 4002; un chip I / O, el 4003; y, finalmente, el propio CPU, 4004. Intel le pagó a Busicom por los derechos del diseño, lo que le permitió vender y comercializar la familia de chips como MCS-4.

El 4004 fue seguido al año siguiente por el primer microprocesador de 8 bits, el 8008, un chip de 3,500 transistores (y el 4040, una versión revisada del 4004). No fue hasta el desarrollo del 8080, de 40-patas en 1974 que los “buses” de dirección y de datos se separaron, dando acceso más rápido y de forma más sencilla a la memoria.

Los microprocesadores de hoy son increíblemente más complejos, teniendo uno de los últimos CPUs, el Sandy Bridge E, 2.2 mil millones de transistores, lo que es un incremento de un millón de veces lo que tenía el 4004 y 100,000 veces mayor que el 8086.

Además, los microprocesadores actuales funcionan a una velocidad de hasta 3.9 GHz y pueden enviar y recibir 64 bits de datos a la vez. Compare eso con los 740 KHz y los 4 bits de datos del 4004.

GLOSARIO
CPU = Central Processing Unit (Unidad Central de Procesamiento). También llamado “chip” en referencia a la fina lámina de silicio en que son fabricados.

Transistor = elemento activo utilizado en circuitos lógicos como interruptor que está en uno de dos estados: encendido (on), correspondiente al estado lógico 1, o apagado (off), correspondiente al estado lógico 0.

Intel Core = refiere a la cantidad de procesadores puestos en un solo chip; así, un procesador dual-core tiene dos procesadores lado a lado y un quad-core, tiene cuatro.

nm = abreviación de nanometer (nanómetro), utilizado en este artículo en el sentido de la mitad de la distancia entre dos características similares de una célula de memoria. Mientras más pequeño ese número, más transistores pueden empacarse en menor espacio. El proceso anterior a 32 nm, fue el de 45 nm. En 2011 se alcanzó el de 22 nm.

KHz, GHz = Kilohertz y Gigahertz (1,000 hertz y 1,000,000,000 de hertz, respectivamente) medida de la cantidad de veces que una señal cambia en un segundo entre sus estados 1 y 0 o positivos y negativos.

RAM = Random Access Memory, memoria a la que se puede “escribir” o enviar datos.

I / O = Input / Output (entrada y salida)

Bus = en este artículo se refiere a los conductos metálicos incrustados en el circuito impreso de un computador que permiten la comunicación entre sus componentes. Los principales son address bus, (bus de direcciones), data bus (bus de datos) y control bus (bus de control).

Material compilado de varias fuentes de la Internet -entre las que se encuentran Computerworld e Intel- organizado y traducido por Isaías Ferreira.