Historia De IBM

1. Historia

Los microprocesadores de 64 bits han existido en los superordenadores desde 1960 y en servidores y estaciones de trabajo basadas en RISC desde mediados de los años 1990. En 2003 empezaron a ser introducidos masivamente en los ordenadores personales (previamente de 32 bits) con las arquitecturas x86-64 y los procesadores PowerPC G5.

1.1. Cronología

• 1961: IBM lanzó el superordenador IBM 7030 Stretch. Este utilizaba palabras de 64 bits e instrucciones de 32 ó 64 bits.

• 1974: Control Data Corporation lanzó el superordenador vectorial CDC Star-100, que utiliza una arquitectura de palabras de 64 bits (los sistemas previos de CDC estaban basados en arquitecturas de 60 bits).

• 1976: Cray Research lanzó el primer ordenador Cray-1. Este estaba basado en una arquitectura de palabras de 64 bits, que sentó las bases para los posteriores superordenadores vectoriales de Cray.

• 1983: Elxsi lanzó el minisuperordenador Elxsi 6400 paralelo. La arquitectura Elxsi tenía registros de datos de 64 bits pero un espacio de direcciones de 32 bits.

• 1991: MIPS Technologies produjo el primer microprocesador de 64 bits, como la tercera revisión de la arquitectura RISC MIPS, el R4000. La CPU fue utilizada en las estaciones de trabajo de Silicon Graphics empezando con el IRIS Crimson. Sin embargo, el soporte de 64 bits para el R4000 no se incluyó en el sistema operativo IRIX hasta la versión IRIX 6.2 en 1996.

• 1992: Digital Equipment Corporation (DEC) introdujo el Alpha con una arquitectura pura de 64 bits que nació del proyecto PRISM.

• 1993: DEC lanzó los sistemas operativos de 64 bits estilo UNIX Tru64 y el OpenVMS para Sistemas Alpha.

• 1994: Intel anunció sus planes para la arquitectura IA-64 de 64 bits (desarrollada conjuntamente con HP) como sucesor de su procesador de 32 bits IA-32. SGI lanzó el IRIX 6.0 con soporte de 64 bits para las CPUs R8000.

• 1995: Sun lanzó un procesador SPARC de 64 bits, el UltraSPARC. HAL Computer Systems propiedad de Fujitsu lanzó estaciones de trabajo basadas en una CPU de 64 bits, HAL independientemente diseñó la primera generación de SPARC64. IBM lanzó los sistemas AS/400 de 64 bits, con la posibilidad de actualizar el sistema operativo, las bases de datos y las aplicaciones. DEC lanzó el OpenVMS Alpha 7.0, la primera versión completa de 64 bits de OpenVMS para Alpha.

• 1996: HP lanzó una implementación de 64 bits, la versión 2.0 de su arquitectura de procesador PA-RISC, el PA-8000. Nintendo introdujo la consola de videojuegos Nintendo 64, construida con una variante de bajo coste del MIPS R4000.

• 1997: IBM lanzó su RS64 equipado con procesadores PowerPC de 64 bits.

• 1998: IBM lanzó su procesador POWER3 completamente de 64 bits de la familia PowerPC/POWER. Sun lanzó Solaris 7, con soporte completo para UltraSPARC de 64 bits.

• 1999: Intel publicó el conjunto de instrucciones para la arquitectura IA-64. Primera revelación pública del juego de extensiones de 64 bits al IA-32 de AMD (posteriormente renombrado como AMD64).

• 2000: IBM estrenó su primer mainframer de 64 bits, el z900 y su nuevo sistema operativo, el Z/OS — culminando el mayor desarrollo de la historia de investigación de un procesador de 64 bits e instantáneamente borrando la compatibilidad con las máquinas de 31 bits de sus competidores Fujitsu/Amdahl e Hitachi. Un Linux para zSeries de 64 bits apareció casi inmediatamente.

• 2001: Intel finalmente lanzó su línea de procesadores de 64-bit, con la marca Itanium, teniendo como objetivo servidores de gama alta. No cumplió las expectativas debido a los repetidos retrasos del lanzamiento del IA-64 al mercado y se convirtió en un fracaso. Linux fue el primer sistema operativo en esta versión de procesador. Grant

• 2002: Intel introdujo el Itanium 2 como sucesor del Itanium.

• 2003: AMD sacó a la luz sus líneas de procesadores con arquitectura AMD64 Opteron y Athlon 64. Apple lanzó también sus CPUs PowerPC 970 "G5" de 64 bits por cortesía de IBM, junto con una actualización de su sistema operativo Mac OS X, que añadió soporte parcial para el modo de 64 bits. Se publicaron varias distribuciones Linux con soporte para AMD64. Microsoft anunció que crearía una versión de su sistema operativo Windows para esos chips AMD. Intel sostuvo que sus chips Itanium serían sus únicos procesadores de 64 bits.

• 2004: Intel, reaccionando al éxito de mercado de AMD, admitió que había estado desarrollando un clon de las extensiones AMD64, al que llamó IA-32e y posteriormente renombró como EM64T. Se lanzaron versiones actualizadas de sus familias de procesadores Xeon y Pentium 4 que soportaban las nuevas instrucciones. Freescane anuncia su núcleo e700, sucesor de su familia PowerPC G4.

• 2005: El 31 de enero, Sun lanzó Solaris 10 con soporte para los procesadores AMD64 y EM64T. En marzo, Intel anunció que sus primeros procesadores EM64T de doble núcleo se pondrían a la venta en el segundo cuatrimestre de 2005 con la publicación de su Pentium Extreme Edition 840 y los nuevos chips Pentium D. El 30 de abril, Microsoft lanzó públicamente su Windows XP Professional x64 Edition para procesadores AMD64 y EM64T. En mayo, AMD introdujo sus primeros procesadores para servidores Opteron AMD64 de doble núcleo y anunció su versión de escritorio, llamada Athlon 64 X2. Los primeros procesadores Athlon 64 X2 (Toledo) contaban con dos núcleos con una memoria caché L2 de 1MB y consistían de aproximadamente 233,2 millones de transistores. Tenían un tamaño de 199 mm2. En julio, IBM anunció sus nuevos procesadores PowerPC 970MP (cuyo nombre en código era Antares) de doble núcleo y 64 bits usados por IBM y Apple. Microsoft lanzó la consola Xbox 360 que usaba el procesador PowerPC de 64 bits Xenon, fabricado por IBM.

• 2006: Se pusieron en producción los procesadores Itanium 2 Montecito de doble núcleo. Sony, IBM y Toshiba comenzaron a fabricar el procesador Cell para su uso en la PlayStation 3, servidores, estaciones de trabajo y otros dispositivos. Apple incorporó procesadores Xeon EM64T de 64 bits en su nuevo Mac Pro y sus ordenadores Intel Xserve, y posteriormente actualizó el iMac, el MacBook y el MacBook Pro con procesadores EM64T Intel Core 2 Duo.

2. Conceptos Básicos

2.1. 64 bits

64 bits es un adjetivo usado para describir enteros, direcciones de memoria u otras unidades de datos que comprenden hasta 64 bits (8 octetos) de ancho, o para referirse a una arquitectura de CPU y ALU basadas en registros, bus de direcciones o bus de datos de ese ancho.

2.2. Procesadores

El procesador (CPU, por Central Processing Unit o Unidad Central de Procesamiento), es por decirlo de alguna manera, el cerebro del ordenador. Permite el procesamiento de información numérica, es decir, información ingresada en formato binario, así como la ejecución de instrucciones almacenadas en la memoria.

El primer microprocesador (Intel 4004) se inventó en 1971. Era un dispositivo de cálculo de 4 bits, con una velocidad de 108 kHz. Desde entonces, la potencia de los microprocesadores ha aumentado de manera exponencial. ¿Qué son exactamente esas pequeñas piezas de silicona que hacen funcionar un ordenador?

El procesador (denominado CPU, por Central Processing Unit) es un circuito electrónico que funciona a la velocidad de un reloj interno, gracias a un cristal de cuarzo que, sometido a una corriente eléctrica, envía pulsos, denominados "picos". La velocidad de reloj (también denominada ciclo), corresponde al número de pulsos por segundo, expresados en Hertz (Hz). De este modo, un ordenador de 200 MHz posee un reloj que envía 200.000.000 pulsos por segundo. Por lo general, la frecuencia de reloj es un múltiplo de la frecuencia del sistema (FSB, Front-Side Bus o Bus de la Parte Frontal), es decir, un múltiplo de la frecuencia de la placa madre.

Con cada pico de reloj, el procesador ejecuta una acción que corresponde a su vez a una instrucción o bien a una parte de ella. La medida CPI (Cycles Per Instruction o Ciclos por Instrucción) representa el número promedio de ciclos de reloj necesarios para que el microprocesador ejecute una instrucción. En consecuencia, la potencia del microprocesador puede caracterizarse por el número de instrucciones por segundo que es capaz de procesar. Los MIPS (millions of instructions per second o millones de instrucciones por segundo) son las unidades que se utilizan, y corresponden a la frecuencia del procesador dividida por el numero de CPI

2.3. Micro Procesadores

El microprocesador es un circuito integrado que contiene algunos o todos los lementos hardware, y el de CPU, que es un concepto lógico. Una CPU puede estar soportada por uno o varios microprocesadores, y un microprocesador puede soportar una o varias CPU. Un núcleo suele referirse a una porción del procesador que realiza todas las actividades de una CPU real.

2.4. Registros

3. Características

3.1. Implicaciones de arquitectura

Los registros en un procesador se dividen generalmente en tres grupos: enteros, coma flotante y otros. En todos los procesadores de propósito general, sólo los registros enteros pueden almacenar punteros (una dirección de algún dato en memoria). Los registros que no son de enteros no se pueden utilizar para almacenar punteros para leer o escribir memoria y por tanto no se pueden utilizar para evitar cualesquiera restricciones impuestas por el tamaño de los registros enteros.

Casi todos los

...