Historia de los procesadores Pentium

La evolución de los procesadores Intel durante los últimos veinte años ha sido sinceramente notable. Hace dos décadas atrás, los procesadores 486 eran la vanguardia absoluta en hardware para ordenadores de escritorio, con dos dígitos en su velocidad. Entonces, Intel presentó a sus chips Pentium, y algo cambió para siempre en el mundo informático. Una nueva generación de velocidad y optimizaciones hizo acto de presencia, y aunque no estuvo libre de problemas, generó la chispa que propulsó hacia delante el desarrollo de múltiples series de procesadores, hasta llegar a los impresionantes chips que utilizamos en estos días.

Historia de los procesadores Pentium

Eran los comienzos de la década de los ’90, o más precisamente hablando, el año 1993. Algunos de los procesadores 486 ya llevaban cuatro años en el mercado, sin embargo, quien tenía uno podía considerarse un semidiós caminando sobre la tierra, teniendo en cuenta lo “pesadas” que eran las aplicaciones de ese entonces: D.O.S. como sistema operativo, y Windows 3.1 como “entorno”. Pero Intel, que en ese tiempo enfrentaba una competencia mucho más dura frente a alternativas como IBM, AMD, Cyrix y Texas Instruments, decidió lanzar una nueva plataforma, mejorando la tecnología presente en los chips 486 de forma considerable.

El nombre designado fue Pentium, representando la quinta generación de procesadores. Una de las razones para el nuevo nombre se debía a que las oficinas de patentes se negaban a registrar números como propiedad. En ese entonces, los procesadores eran clasificados como 80386 y 80486. Si hubiera sido posible, tal vez lo que conocemos por Pentium hoy no hubiera sido otra cosa más que 80586, pero Intel sabía en ese momento que necesitaría más que un nombre llamativo para imponerse frente a las plataformas existentes. La popularidad de los 486 fue algo impresionante, a un extremo tal que Intel recién dejó de fabricarlos en el año 2007, aunque ya estaban orientados a sistemas embebidos y con objetivos específicos.

Pentium 60

El 22 de marzo de 1993 fue testigo de la aparición del Pentium 60. Tanto su frecuencia como su bus estaban sincronizados en 60 megahertz, y marcó la aparición de un nuevo zócalo, el socket 4, por lo que era necesario un nuevo motherboard para recibirlo (hubo una excepción, que la nombraremos más adelante). Unidad de punto flotante integrada, 64 bits de bus de datos, y un masivo consumo de energía (ubicado en los cinco voltios) eran algunas de las características del nuevo procesador.

Al Pentium original se lo conoció como P5 en el círculo técnico, y sólo tuvo una versión superior, de 66 megahertz de velocidad. El consumo de energía se volvió un verdadero problema: Intel debió elevar a 5.25v para mantener estable al chip en 66 megahertz, algo que también despertó un demonio que ni siquiera hoy podemos derrotar del todo: La temperatura. Era necesario un diseño más eficiente (no era por nada que le decían “calentador de café” al Pentium), y así fue como Intel llegó, en octubre de 1994, a crear el P54C, una versión revisada del Pentium que, además de bajar el voltaje a 3.3v, también permitió elevar las velocidades de reloj a 75, 90 y 100 megahertz respectivamente. Sin embargo, hubo dos puntos muy importantes que jugaron en contra de la adopción del Pentium: Los nuevos P54C requerían un nuevo zócalo, el socket 5, que no era retrocompatible con el zócalo anterior.

Y lo más importante, fue que se descubrió un bug en la unidad de punto flotante integrada en el diseño del Pentium, que se popularizó como el “bug FDIV”. Lo que realmente causó problemas no fue el error en sí, sino el hecho de que Intel hubiera estado consciente del mismo cinco meses antes de que fuera reportado por el profesor Thomas Nicely del Lynchburg College, mientras trabajaba con el procesador sobre la Constante de Brun.

Pentium OverDrive

Por otro lado, Intel debía ofrecer una opción de actualización para aquellos sistemas con zócalos antiguos, y así fue como se creó el Pentium OverDrive. De acuerdo a Intel, aquellos usuarios con un sistema 486 podían colocar un procesador OverDrive y alcanzar un rendimiento muy similar al de los procesadores Pentium. Lamentablemente, el diseño OverDrive fue víctima de múltiples problemas de compatibilidad, afectando su rendimiento final. Las alternativas presentadas por AMD y Cyrix ofrecían un rendimiento, y había circunstancias en las que incluso un 486DX4 podía vencer a un OverDrive. Tampoco debemos olvidar el precio, ya que si bien Intel había lanzado el OverDrive para que los usuarios evitaran cambiar todo el sistema, el dinero que se ahorraban en ese proceso prácticamente debían invertirlo sobre el OverDrive en sí. Los primeros OverDrive estuvieron disponibles para socket 2, 3, 4, 5, 7 y 8.

Pentium MMX

En poco más de tres años, Intel había logrado triplicar la velocidad de sus chips Pentium. Los P54C abrieron el camino para los P54CS, que elevaron las frecuencias a 133, 150, 166 y 200 megahertz respectivamente. Entre ambas estirpes apareció el P54CQS, representado únicamente por el Pentium 120. A partir de los diseños de 120 megahertz, los chips Pentium dejaron atrás al bug FDIV, pero el frente se abrió en dos.

En primer lugar, aparecieron los P55C, más conocidos entre los usuarios como Pentium MMX. Y en segundo lugar, Intel lanzó al Pentium Pro en noviembre de 1995. Para cerrar con la quinta generación, los P55C introdujeron al mercado la extensión MMX, un conjunto de instrucciones adicionales que aumentaban el rendimiento de los chips en determinados procesos multimedia. Las versiones de escritorio poseían velocidades de 166, 200 y 233 megahertz, utilizando al socket 7 que ya existía desde los P54C. Los procesadores MMX también tuvieron su versión OverDrive para zócalos anteriores, pero su baja popularidad se mantuvo sin cambios.

Pentium Pro

El siguiente en la línea fue el Pentium Pro. Desde su lanzamiento se lo conoce oficialmente como integrante de la sexta generación de procesadores, también llamado P6, o i686, un término que se utiliza incluso en estos días (puedes encontrarlo en los nombres de las imágenes de algunas distros Linux). El Pentium Pro rápidamente se presentó como un chip completamente diferente de la familia P5, a pesar de que compartían parte del nombre. No poseía instrucciones MMX, pero su rendimiento era masivo, gracias a velocidades de reloj aumentadas y diseños que contaban con una memoria caché L2 de hasta un megabyte.

Uno de los puntos más destacables del Pentium Pro era su rendimiento con software de 32 bits. Como mínimo, su velocidad superaba a la de los Pentium en un 25 por ciento, pero al mismo tiempo esto fue una de las cosas que lo perjudicó. Con un excelente rendimiento en 32 bits, su velocidad en procesos de 16 bits era inferior, incluso a la que entregaban sus hermanos menores. Como si eso fuera poco, un alto precio (provocado por lo complejo de su diseño) y la necesidad de cambiar de zócalo una vez más (socket 8), hicieron del Pentium Pro un procesador muy poco popular entre los usuarios, aunque mantuvo cierta presencia entre servidores de alto rendimiento. Sus modelos eran de 150, 166, 180 y 200 megahertz, con variantes de 256 KB, 512 KB, y 1 MB de memoria caché L2.

Pentium II

A pesar de los problemas que debió enfrentar con el Pentium Pro, Intel tomó lo aprendido a la hora de diseñar este chip, creando la base para lo que serían los Pentium II, Pentium III, Celeron y Xeon. El primer Pentium II apareció en mayo de 1997, y contaba con un diseño radical: El “chip” se había convertido en “cartucho”, presentando oficialmente al slot 1. También introdujo la extensión MMX, y corrigió los problemas de rendimiento en aplicaciones de 16 bits que habían plagado al Pentium Pro. Su memoria caché L2 era de 512 KB, aunque más lenta, utilizando la mitad del ancho de banda. Sin embargo, el hecho de que Intel integrara la memoria caché en el cartucho y no en el interior del núcleo permitió bajar los costos lo suficiente como para hacer del Pentium II una opción muy atractiva entre los consumidores, mucho más de lo que jamas fuera el Pentium Pro.

Su primera versión fue conocida como Klamath, que utilizaba un bus de 66 megahertz, y contaba con velocidades de 233, 266 y 300 megahertz. Menos de un año después llegó la familia Deschutes, con modelos de 333, 350, 400, y 450 megahertz. El bus de los Deschutes fue elevado a cien megahertz (a excepción del modelo 333 que permaneció en 66), algo que se mantuvo en procesadores posteriores. Tres meses después de la aparición de los Deschutes, Intel lanzó al procesador Celeron, una versión económica y mucho menos poderosa del Pentium II. Su principal debilidad era la ausencia total de caché L2, algo que despertó muchos reclamos entre el público. Sin embargo, tanto este Celeron como su posterior versión con 128 KB de caché L2 demostraron un potencial sin precedentes para realizar overclocking. El Celeron 300A se convirtió en uno de los procesadores más codiciados, ya que con una configuración adecuada se lo podía llevar a unos impresionantes 450 megahertz, un rendimiento que poco tenía que envidiarle al Pentium II 450, mucho más caro. En cuanto al Xeon, desde el comienzo fue posicionado como un procesador para servidores. Una ranura diferente a la de los Pentium II y una mayor cantidad de caché fueron apenas dos de los tantos factores que determinaron esto.

Pentium III

Los Pentium III estuvieron claramente definidos en tres sub-generaciones. La primera fue Katmai, que ofreció un aumento en la velocidad de reloj, y la incorporación de las nuevas instrucciones SSE de aceleración multimedia. Sus modelos fueron de 450, 500, 533, 550 y 600 megahertz. Mientras que los Xeon también habían adquirido las características de los Pentium III a través de nuevas versiones, ocho meses después, en octubre de 1999, llegaron los modelos Coppermine. Los Coppermine marcaron la reintroducción de los zócalos entre los chips de Intel, con la llegada del socket 370. Muchos usuarios han cruzado en su camino a los famosos “adaptadores” de socket 370 a slot 1 para utilizar los nuevos chips en placas madre con ranura slot 1, y de los problemas de compatibilidad que podían surgir con ello. Los Coppermine estuvieron entre los primeros en ofrecer a los usuarios “regulares” la posibilidad de contar con un procesador de 1 Ghz, barrera que no se esperaba alcanzar hasta dentro de varios años. Algunos detalles adicionales se encontraron en la inclusión del bus de 133 megahertz, el uso completo del bus en la memoria caché L2 y la actualización de la línea Celeron, incorporando las mejoras de los Coppermine. Finalmente, llegaron los Tualatin. Por sí mismos, estos Pentium III eran muy poderosos, ya que los modelos superiores contaban con un reloj de 1.4 Ghz, y 512 KB de caché L2. Pero resultaron extremadamente difíciles de conseguir, sin mencionar su alto costo, y el detalle de que muchas placas madre resultaron incompatibles con estos procesadores, debido a limitaciones de diseño en sus chipsets. Quien contara con una placa madre compatible y un Tualatin cerca, tenía a un verdadero monstruo como ordenador.

El resto es historia

Hasta aquí llegamos a lo que se puede considerar como “historia antigua”, porque ahora entramos en la época de los primeros Pentium 4, que a falta de otras palabras, fueron demasiados para el gusto y la comprensión de los usuarios. Los primeros P4 correspondían a la familia Willamette, comenzando con una velocidad de reloj de 1.3 Ghz, nuevo zócalo (423), y la introducción de las instrucciones SSE2. Luego vinieron los Northwood, los Gallatin (más conocidos como Extreme Edition), los Prescott, los Prescott 2M, y finalmente los Cedar Mill. Todas estas familias presentaron múltiples cambios: El abandono del socket 423 en favor del 478, la introducción del Hyper-Threading, buses de 533 megahertz, instrucciones SSE3, buses de 800 megahertz, virtualización, el socket 775, y fundamentalmente, la llegada de la microarquitectura NetBurst. La velocidad máxima de los Pentium 4 alcanzó unos impresionantes 3.8 Ghz, pero esto resultó ser más una limitación que un logro. Intel no podía ir más allá de esta velocidad sin seguir aumentando el voltaje y el diseño térmico, algo que además de ser problemático, también resultaría excesivamente caro. Intel necesitaba hacer las cosas más simples, en varios sentidos.

La solución llegó a través de algo ya cotidiano para nosotros: Los núcleos múltiples. Aunque el primer Pentium de dos núcleos apareció en mayo de 2005 (el llamado Pentium D), todavía se los puede encontrar funcionando como si fuera el primer día. Los primeros intentos de Intel fueron algo toscos, ya que los Pentium D resultaron ser muy ineficientes, especialmente en el aspecto de temperatura. Smithfield y Presler, junto con sus variaciones XE, fueron las que le dieron forma a esta serie D de procesadores Pentium.

La arquitectura NetBurst necesitaba un reemplazo, y este llegó con algo que ya es muy familiar para todos nosotros: Los procesadores Core 2 Duo. Mientras que los modelos Core pasaron a la vanguardia, representando a los modelos de media y alta gama, los Pentium fueron relegados a un rol mucho más humilde, identificando procesadores con lo que hoy consideramos como “capacidades básicas”. Sin embargo, eso no quiere decir que el nombre Pentium en sí mismo esté destinado a desaparecer. Hoy en día, Intel mantiene activos tres zócalos: El 775, el 1156 y el 1366. El primero está prácticamente desplazado, mientras que los otros dos concentran todos los nuevos modelos de procesadores, incluyendo al Pentium G6950, lanzado en enero pasado. Por lo tanto, que no te preocupe si el presupuesto te alcanza sólo para este nuevo Pentium. En cualquier momento podrás dar el salto a un CPU más completo, pero tampoco debes dejar de recordar que el nombre Pentium ha sabido dejar su huella en el mundo de la informática, con novedades, intentos, fracasos, y éxitos rotundos. Si no fuera por el nombre Pentium, probablemente Intel no estaría donde se encuentra ahora.