Arquitectura x86, una historia imprescindible de la informática

  1. #27   Lo curioso de la situación es que las cronologías de los procesadores (me) llevan a comparar momentos distintos:

    1) 8080 -> 8088 (PC) -> 8086 -> 80x86 -> x86-64
    2) 8080 -> Z80 (Amstrad, Sinclair, ...)
    3) 6800 -> 68000 (Atari, Commodore, Apple, ...) -> 68010 -> 68020 -> 68030 -> PowerPC
    4) 6800 -> 6502 (Commodore, Apple, ...) -> ARM

    Seguimos con las mismas arquitecturas, básicamente, que hace 35 años.

    #22 Los avances de Intel no siempre han sido de Intel. Robó cosas de DEC (hubo juicio), robó cosas de Transmeta (hubo juicio) y ha copiado a todas las demás empresas de procesadores que ha podido. De hecho, el éxito original de Intel tuvo que ver más con un enchufe que con su capacidad: el diseñador del IBM PC original era ex-trabajador de Intel y por eso eligió el 8088 en lugar del 68000, por ejemplo, cosa que hubiera preferído (mejor diseño que el remiendo que era el 8088).

    Por remiendo me refiero a que el 8086 era una versión 16 bits del 8080 y el 8088 era una versión recortada (lo mismo que el 68008, que casi ni se uso, excepto en el Sinclair QL). El 68000 por el contrario no era una versión del 6800; sólo compartían el bus externo en el 68008 y por abaratar las placas. El resto era totalmente nuevo. Por eso no tuvieron problemas a la hora de pasar a 32bits internos y externos, porque el procesador era de 32 bits directamente, con una memoria a la que se accedía directamente, sin usar la chapuza del solapamiento de bits.

    Si Apple se pasó a Intel no fue por la razón que dijo de cara a la galería. De hecho, poco tiempo después de pasarse Apple a Intel, los PowerPC superaron (otra vez) a los Intel en velocidad. En su momento se habló bastante de un acuerdo económico entre Apple e Intel, lo cual estaría muy en la línea de este (si no puedo ganar por diseño o potencia, gano por dinero).

    En cuanto a los Alpha y los SPARC, y si quieres añadimos los SuperH y los ARM durante años ¿comparamos presupuestos de desarrollo? Intel está donde está por el braguetazo que dio con el PC.

    PS: ¿Alguien recuerda el método para pasar de modo protegido a modo real del 80286? ;)
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  1. #29   #27 Bueno, no sé si Intel hizo precio especial a Apple o no, pero los PowerPC consumían y se calentaban más que los Core Duo de Intel y no veían cómo meterlos en un portátil sin que la batería durase un suspiro.

    Por lo demás estoy de acuerdo contigo, y es lo que intentaba decir: Intel le ha dedicado tanta I+D (y espionaje, industrial, como comentas) a su arquitectura que ni ellos mismos son capaces de hacer una nueva "limpia" y que rinda mejor. Y el resto de competidores están a años luz. ARM es una gran arquitectura en la relación prestaciones/consumo eléctrico, pero un ARM en un sobremesa, por mucho que quiera usar más energía, no supera a un x86. Es ahora que la potencia "sobra" que los fabricantes están empezando a poner ARM en servidores para poder ahorrar energía (un servidor que sólo se encargue de tareas I/O no necesita un Xeon y si está 24/7 el ahorro en consumo se nota mucho).
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    1. #31   #29 No sé si lo sabes, pero los ARM salieron para sobremesa ;) Además, nada impide a ARM sacar un diseño más potente... y con más consumo. Lo que pasa es que está bastante cómoda sin tener que pelearse por un mercado que, según previsiones, será cada vez menos relevante cuando tiene a otro cada vez más relevante en el bolsillo (en los smartphone reinas de manera indiscutible). Como mucho, igual podrían intentar meter la nariz en las consolas de sobremesa, pero tampoco lo veo claro (desde el punto de vista empresarial).

      Eso sí, me encantaría que entraran aunque fuera de puntillas en los de escritorio... pero va a ser que me quedaré con las ganas.
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  2. #30   #28 Hombre, según tengo entendido (corregidme si me equivoco), la forma de tratar la memoria de x86, por segmentos hasta alcanzar un megabyte, es horrenda. Pero a partir del 386 existe el modo protegido, o modo flat, que permite acceder linealmente a los 4 GB de memoria. Este modo era el que proporcionaba el famoso "cargador" DOS/4GW que llevaban muchos juegos de la época de MSDOS. (Sí, tengo mis añitos). Y por supuesto, también en x86_64.
    Edit:
    #27 Yo no me acuerdo, jeje. En cuanto al 68000, suscribo lo que dices. Era una arquitectura mucho mejor pensada que la x86.
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     *   buloso buloso
    1. #32   #30 Sí, pero después de hacer cagadas en el diseño como olvidarse de poner una instrucción (o un procedimiento rápido) para pasar de modo protegido a modo real en el 286. Tenías que poner un valor concreto en un registro concreto y hacer un reset cada vez que querías ir en esa dirección. De modo real a protegido era mucho más fácil. Supongo que pensaban que nadie querría usar el modo real una vez probaran el protegido... sin tener en cuenta que existía el MS-DOS y era lo más usado. Imagino que esperaban que saliera algún nuevo MS-DOS que trabajara todo el rato en protegido o algo así, porque sino no lo entiendo.
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  3. #34   #27 Supongo que acuerdo económico de Apple e Intel hubo, pero eso de que PowerPC sobre pasó a x86 en rendimiento no sé de dónde lo sacas. Apple dejó los PowerPC porque su rendimiento estaba estancado ya desde el G4 y el G5 era un calefactor que obligaba a meter cosas como refrigeración líquida en los sobremesa y que era impensable incorporar a un portátil. Por aquel entonces Apple estaba obligada a poner G4s en los portátiles, que si ya de por si iban cortos en rendimiento más aún por ser de una generación anterior.

    #31 Donde están empezando a meterse es en el mercado de servidores. La relación consumo/potencia de los ARM es muy golosa para un CPD.
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     *   Xtampa2 Xtampa2
    1. #36   #34 Me refiero a que la queja, de cara a la galería, fue que Motorola no era capaz de sacar un PowerPC a 3GHz (creo recordar esa cifra) y resulta que salió antes el PowerPC a 3Ghz que el Pentium a 3GHz. No digo que no fuera una parrilla ideal para freír salchichas. De hecho, no había caído en lo que dices de los portátiles. Claro, que si lo piensas, Motorola podría haber sacado una versión de bajo consumo (-> menos calor) pero no tenía en aquel momento recursos suficientes para hacer por un lado una versión más potente y por otro una con menos consumo (supongo). Después de todo, en aquel momento casi que tenía sólo a Apple como cliente de los PowerPC.
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  4. #37   Interesante, desconocía toda esta trama del RISC/CISC, la arquitectura x86 y ARM. Veo que hay expertos por aquí (#13, #22, #27, #30,..).

    Según entiendo, ARM es mucho más eficiente enérgeticamente que x86, de hecho en la actualidad muchas maquinas podrían utilizar esto y consumir menos energía (mas duración de la batería, uno de los grandes problemas). Quizás vale la pena perder un poco de potencia de cálculo ganar algo en batería? ¿Tanta es la diferencia?

    ¿Se prevé un futuro donde ARM tome protagonismo frente el x86?

    Sobre el tema de las retro-compatibilidades del x86 y los monstruos de Frankeintein que son ahora realizando traducciones de CISC a RISC dentro suyo y desperdiciando potencia de calculo, porque directamente no se establece un punto donde no haya compatibilidad con lo anterior y se hacen las cosas bien hechas? ¿Es viable migrar aun modelo con solo instrucciones RISC?

    Me habéis despertado la curiosidad malditos!
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    1. #47   #37 Bastaría con que dejara de tener tanta importancia Windows. Cualquier otro sistema no tendría demasiado problema en pasar a otra arquitectura. De hecho, quitando Windows y MacOS, casi todos los SSOO son multiplataforma.
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    2. #59   Por cierto no podría terminar de opinar en esta noticia sin decir que los procesadores Alpha eran mis preferidos en cuanto a diseño, tan elegantes. No por cualquier cosa eran el ejemplo a seguir en modelos de otras marcas. También se ven al detalle en algunas universidades en las asignaturas de arquitectura de computadores para estudiar predictores de salto y demás historias. -> en.wikipedia.org/wiki/Alpha_21264

      #37 Yo diría que los procesadores ARM no tienen mucho que hacer en el campo de lo que es la informática tradicional, pero últimamente se veían ciertos movimientos para integrarlos en netbooks y cosas así. En principio un menor gasto energético no debería penalizar el rendimiento. La principal forma de lograrlo es tener instrucciones más simples, evitar ciertas mejoras en el cauce (ahí viene la penalización al rendimiento) y finalmente programar con algoritmos más eficientes (menos e/s, localidad espacial y temporal de las caches de CPU). Un ejemplo de lo segundo lo puedes ver aquí en.wikipedia.org/wiki/Hyperthreading#Drawback_history, precisamente es ARM criticando el Hyperthreading de Intel por su ineficiencia energética. De todas formas las mejoras en la autonomía de las baterías está haciendo que se replanteen incluir estas mejoras en sus chips.
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    3. #71   #37 La diferencia: www.phoronix.com/scan.php?page=article&item=samsung_exynos5_dual&a

      Los procesadores ARM más potentes no tienen nada que hacer con un i7, pero en cambio están a la par de un Atom.
      Lo que pasa es que el Atom no obliga a recompilar nada, con lo que parte con ventaja (Un Atom es muy barato y además ya consume poco, menos de 20W a toda potencia). Aún así, puede que ahora que Windows8 ha sido compilado para ARM aparezcan portátiles de gama baja con procesadores con esta arquitectura.


      En principio, como las instrucciones RISC son más sencillas, se requiere más cantidad de instrucciones para hacer lo mismo que con CISC, lo que significa un aumento del uso de la memoria RAM, cachés más grandes... pero no sé si eso significa algo a estas alturas: si el procesador tiene una arquitectura más sencilla, puedes usar más transistores en otras cosas: estamos hablando de unos mil millones de transistores en un procesador hoy día, la mayoría dedicados a la caché.
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  5. #39   #27 el problema es que los x86 siempre han sido 100% compatibles hacia atras y eso es un problema de cara a la evolución. Motorola no hacia eso por ejemplo entre el 68000 y el 68020 y demás desaparecián instruciones y aparecian otras nuevas. Por eso los motorola siempre han sido mucho mejores que los intel mientras se mantuvieron a las mismas velocidades de reloj aunque no 100% compatibles entre si.
    No entiendo porque el autor del articulo marca la arquitectura x86 como hito tecnologico cuando ya estaba obsoleta en los 80, de hecho solo la usaban los pcs e intel hace años que quiere librarse de ella.Cualquier maquina recreativa, ordenador, consola tiraba por otro lado.
    Y por cierto el powerpc no viene de los 680x0, de los 680x0 vinieron los coldfire los powerpc fueron un diseño en principio risc que supuestamente partían de cero aunque al final fueron evolucionando por otros derroteros.
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    1. #43   #39 Admitida la puntualización sobre los PowerPC y los ColdFire, gracias :-) La verdad es que no me he explicado del todo bien. Me refería a que partiendo de los 68K Motorola avanza hacia los PowerPC (ya sé que es un cruce con la tecnología POWER de IBM), lo mismo que ARM no es una evolución directa del 6502 sino que está muy inspirado en este.
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  6. #67   Veo mucho aficionado a la arquitectura de ordenadores :-) #13 #14 #18 #22 #25 #27 #35 #37 #59

    Tal vez os interese ver fotos de alta resolución de las entrañas de algunos micros en visual6502.org. La he descubierto hoy mismo y ya le estoy dando vueltas a la idea de hacerme algún póster ;)

    Os dejo enlaces a varios ejemplos. ¡¡OJO!! Algunos llevan a archivos muy grandes.

    MOS Technology’s 6502 CPU (1975) Apple I, II, Commodore PET, C64, Atari 2600 (6507), Atari 400, 800, Nintendo NES
    visual6502.org/images/6502/6502_pad_annot_07.png
    visual6502.org/images/6502/6502_top_op10x_BF_4677.png (60 MB)
    visual6502.org/JSSim/index.html (Esto es un simulador online de la arquitectura física del micro!!!!)

    Motorola 68000
    visual6502.org/images/68000/Motorola_68000_die_20x_1c_noMetal_6500w.jp (20 MB)
    visual6502.org/images/68000/Motorola_68000_die_20x_1c_noMetal_10000w.p (238 MB)
    visual6502.org/JSSim/expert-6800.html (Simulador)

    Intel 8086
    visual6502.org/images/8086/8086_5x_top_cwP025614_4301w.jpg (10 MB)

    Intel 80286
    visual6502.org/images/80286/Intel_80286_die_shot_20x_1a_1600w.jpg (50 MB)
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    1. #69   #67 Viendo los mapas se me ha pasado por la cabeza calcular el tamaño que tendría con la tecnología de ahora el 6502... creo que hay granos de arena más grandes xD
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