i486

El Intel 486 , oficialmente llamado i486 y también conocido como 80486 , es un microprocesador presentado en 1989. Es una versión de mayor rendimiento del Intel 386. Representa la cuarta generación de CPU compatibles binarias, después del 8086 de 1978, el Intel 80286 de 1982 y el i386 de 1985 .

Fue el primer diseño x86 con segmentación ajustada, ^{así como} el ^primer chip x86 en incluir más de un millón de transistores. Ofrecía una gran caché en el chip y una unidad de punto flotante integrada . Cuando se anunció, el rendimiento inicial se publicó originalmente entre 15 y 20 VAX MIPS , entre 37.000 y 49.000 dhrystones por segundo , y entre 6,1 y 8,2 megawhetstones de doble precisión por segundo para las versiones de 25 y 33 MHz. ^{[ 1 ]} Un i486 típico de 50 MHz ejecuta 41 millones de instrucciones por segundo Dhrystone MIPS y una calificación de enteros SPEC de 27,9. ^{[ 4 ]} Es aproximadamente el doble de rápido que el i386 o el i286 por ciclo de reloj . El rendimiento mejorado del i486 se debe a su segmentación de cinco etapas con todas las etapas vinculadas a un solo ciclo. La unidad FPU mejorada del chip era significativamente más rápida que la FPU i387 por ciclo. La FPU i387 era un coprocesador matemático opcional e independiente instalado en un zócalo de la placa base junto con el i386. ^{[ 5 ]}   

El i486 fue sucedido como modelo insignia de la serie por el Pentium original en 1993, mientras que el Celeron tomó el relevo como modelo de gama baja en 1998. Los pedidos del i486 se interrumpieron el 30 de marzo de 2007, y los últimos envíos se realizaron el 28 de septiembre de 2007. ^{[ 2 ]}

El concepto de esta generación de microprocesadores se discutió con Pat Gelsinger y John Crawford poco después del lanzamiento del procesador 386 en 1985. El equipo comenzó la simulación por computadora a principios de 1987. Finalizaron la lógica y la función del microcódigo durante 1988. El equipo finalizó la base de datos en febrero de 1989 hasta la salida de la cinta el 1 de marzo. Recibieron el primer silicio de la fabricación el 20 de marzo. ^{[ 6 ]}

El i486 se anunció en la Spring Comdex el 10 de abril de 1989. ^{[ 1 ]} En el anuncio, Intel declaró que las muestras estarían disponibles en el tercer trimestre y que las cantidades de producción se enviarían en el cuarto trimestre. ^{[ 7 ]} Los primeros PC basados ​​en el i486 se anunciaron a finales de 1989. ^{[ 8 ]}

En otoño de 1991, Intel presentó el i486 DX de 50 MHz, que utilizaba la tecnología CHMOS-V  de tres capas y 800 nm . Estaban disponibles por 665 dólares estadounidenses en cantidades de 1000 unidades. ^{[ 4 ]}

En esa temporada, Intel presentó un microprocesador Intel486 DX de bajo consumo de 25 MHz  . Este procesador estaba disponible por US$471. También existían microprocesadores  Intel 486SX de bajo consumo de 16, 20 y 25 MHz . Estaban disponibles a US$235, US$266 y US$366 para estos rangos de frecuencia, respectivamente. Todos los precios correspondían a cantidades de 1000 unidades. Estos microprocesadores de bajo consumo tienen un consumo de energía reducido entre un 50 % y un 75 % en comparación con versiones estándar similares de estas CPU. ^{[ 9 ]}

La primera actualización importante del diseño i486 llegó en marzo de 1992 con el lanzamiento de la serie 486DX2 , que duplicaba la frecuencia de reloj. ^{[ 10 ]} Fue la primera vez que la frecuencia de reloj del núcleo de la CPU se separó de la frecuencia de reloj del bus del sistema mediante el uso de un multiplicador de reloj dual, compatible con chips 486DX2 a 40 y 50  MHz. El modelo más rápido, el  486DX2-66 de 66 MHz, se lanzó en agosto de ese mismo año. ^{[ 10 ]}

El procesador Pentium de quinta generación se lanzó en 1993, mientras que Intel continuó produciendo procesadores i486, incluido el 486DX4-100 de triple frecuencia con una  velocidad de reloj de 100 MHz y una caché L1 duplicada a 16  KB. ^{[ 10 ]}

Anteriormente, Intel había decidido no compartir sus tecnologías 80386 y 80486 con AMD. Sin embargo, AMD creía que su acuerdo de intercambio de tecnología se extendía al 80386 como derivado del 80286. ^{[ 10 ]} AMD realizó ingeniería inversa del 386 y produjo el chip Am386DX-40 de  40 MHz , que era más barato y tenía un menor consumo de energía que la mejor versión de Intel de 33 MHz. ^{[ 10 ]} Intel intentó impedir que AMD vendiera el procesador, pero AMD ganó en los tribunales, lo que le permitió establecerse como competidor. ^{[ 11 ]} 

Después de que aparecieron 386 competidores, Intel en 1992 redujo el precio del 80486SX de 25 MHz a menos que el del 80386 de 33 MHz. Un analista de la industria dijo que Intel quería que los clientes se pasaran al 486 sin competencia. La estrategia fue muy exitosa; en 1993 Dell informó que las computadoras basadas en 80486 representaban el 70% de las ventas. ^{[ 12 ]} AMD continuó creando clones, lanzando el chip Am486 de primera generación en abril de 1993 con frecuencias de reloj de 25, 33 y 40  MHz. Los chips Am486DX2 de segunda generación con  frecuencias de reloj de 50, 66 y 80 MHz se lanzaron al año siguiente. ^{[ 10 ]} La serie Am486 se completó con un  chip DX4 de 120 MHz en 1995. ^{[ 10 ]}

El prolongado litigio de arbitraje entre AMD e Intel en 1987 se resolvió en 1995, y AMD obtuvo acceso al microcódigo 80486 de Intel. ^{[ 10 ]} Esto condujo a la creación de dos versiones del procesador 486 de AMD : una obtenida mediante ingeniería inversa a partir del microcódigo de Intel, mientras que la otra utilizó el microcódigo de AMD en un proceso de diseño completamente nuevo . Sin embargo, el acuerdo también concluyó que el 80486 sería el último clon de Intel de AMD. ^{[ 10 ]} 

Otro fabricante de clones del 486 fue Cyrix , un fabricante de chips coprocesadores sin fábrica propia para sistemas 80286/386. Los primeros procesadores Cyrix 486 , el 486SLC y el 486DLC, se lanzaron en 1992 y utilizaban el encapsulado 80386. ^{[ 10 ]} Ambos procesadores Cyrix, fabricados por Texas Instruments, eran compatibles en pines con los sistemas 386SX/DX, lo que les permitía convertirse en una opción de actualización. ^{[ 11 ]} Sin embargo, estos chips no podían igualar a los procesadores Intel 486, ya que solo tenían 1  KB de memoria caché y carecían de un coprocesador matemático integrado. En 1993, Cyrix lanzó sus propios procesadores Cx486DX y DX2, cuyo rendimiento era más similar al de sus homólogos de Intel. Intel y Cyrix se demandaron mutuamente: Intel presentó una demanda por infracción de patentes y Cyrix por prácticas monopolísticas . En 1994, Cyrix ganó el caso de infracción de patentes y retiró su demanda antimonopolio. ^{[ 10 ]}

En 1995, tanto Cyrix como AMD comenzaron a observar un mercado listo para usuarios que deseaban actualizar sus procesadores. Cyrix lanzó un procesador derivado del 486 llamado 5x86 , basado en el núcleo Cyrix M1, que tenía una frecuencia de hasta 120  MHz y era una opción para  las placas base 486 Socket 3. ^{[ 10 ] [ 11 ]} AMD lanzó un chip de actualización Am5x86  de 133 MHz , que era esencialmente un 80486 mejorado con el doble de caché y un multiplicador cuádruple que también funcionaba con las placas base 486DX originales. ^{[ 10 ]} El Am5x86 fue el primer procesador en usar la clasificación de rendimiento de AMD y se comercializó como Am5x86-P75, afirmando que era equivalente al Pentium 75. ^{[ 11 ]} Kingston Technology lanzó una actualización de sistema 486 "TurboChip" que usaba un Am5x86 de 133 MHz. ^{[ 10 ]}  

Intel respondió creando un chip de actualización Pentium OverDrive para placas base 486, que era un núcleo Pentium modificado que funcionaba hasta 83  MHz en placas con un  reloj de bus frontal de 25 o 33 MHz. OverDrive no tuvo éxito debido a su velocidad y precio. ^{[ 10 ]} Los ordenadores nuevos equipados con procesadores 486 en almacenes de descuento se volvieron escasos, y un portavoz de IBM lo llamó un "dinosaurio". ^{[ 13 ]} Sin embargo, incluso después de que la serie de procesadores Pentium se afianzara en el mercado, Intel continuó produciendo núcleos 486 para aplicaciones industriales integradas. Intel interrumpió la producción de procesadores i486 a finales de 2007. ^{[ 2 ] [ 10 ]}

El conjunto de instrucciones del i486 es muy similar al del i386, con la adición de algunas instrucciones extra, como CMPXCHG, una operación atómica de comparación e intercambio , y XADD, una operación atómica de búsqueda y suma que devuelve el valor original (a diferencia de una ADD estándar, que solo devuelve indicadores). Esta generación de CPU ha incorporado hasta 156 instrucciones diferentes. ^{[ 14 ]}

La arquitectura de rendimiento del i486 es una gran mejora con respecto al i386. Tiene una caché unificada de instrucciones y datos en el chip, una unidad de punto flotante (FPU) en el chip y una unidad de interfaz de bus mejorada. ^{[ 15 ]} Debido al pipelining ajustado, las secuencias de instrucciones simples (como ALU reg,regy ALU reg,im) podían mantener un rendimiento de un solo ciclo de reloj (una instrucción completada por cada reloj). En otras palabras, estaba funcionando aproximadamente 1,8 relojes por instrucción. ^{[ 6 ]} Estas mejoras produjeron una duplicación aproximada en el rendimiento de la ALU de enteros con respecto al i386 a la misma frecuencia de reloj .  Por lo tanto, un i486 de 16 MHz tenía un rendimiento similar al de un  i386 de 33 MHz. La combinación de CPU y FPU alojadas en un solo chip da como resultado tasas de utilización del bus del 50 % para la versión Intel486 de 25 MHz. ^{[ 16 ]} En otras palabras, la combinación de la CPU y el MCP (coprocesador matemático) proporciona un 40 % más de rendimiento que la combinación de los coprocesadores matemáticos Intel386 DX e Intel387 DX. ^{[ 17 ]} El diseño anterior tenía que alcanzar los 50  MHz para ser comparable con una  pieza i486 de 25 MHz. ^{[ d ]}

Intel ofreció varios sufijos y variantes (véase la tabla). Las variantes incluyen:

• Intel RapidCAD : un procesador Intel 486DX especialmente empaquetado y una unidad de punto flotante (FPU) ficticia diseñada como reemplazos compatibles en cuanto a pines para un procesador i386 y una FPU 80387 .
• i486SL : Variante de bajo consumo del i486. El SL fue diseñado para su uso en computadoras portátiles. Se fabricó entre noviembre de 1992 y junio de 1993. Las velocidades de reloj disponibles eran de 20, 25 y 33 MHz. El i486SL incluía todas las características del i486DX. Esta versión ofrecía un rendimiento más del doble y consumía un 50 % menos de energía que la versión Intel386 SL. Además, este procesador incluía el Modo de Gestión del Sistema (SMM) (el mismo modo introducido con el i386SL). El modo de gestión del sistema permite apagar el procesador sin perder datos.
• i487SX (P23N) : i486DX con un pin adicional vendido como una actualización de FPU para sistemas i486SX ; cuando se instalaba el i487SX, aseguraba que un i486SX estuviera presente en la placa base pero lo desactivaba, asumiendo todas sus funciones.
• i486 OverDrive (P23T/P24T) : i486SX, i486SX2, i486DX2 o i486DX4. Aunque se denominaban procesadores de actualización, algunos modelos presentaban configuraciones de pines o capacidades de manejo de voltaje diferentes a las de los chips "estándar" de la misma velocidad. Instalados en un zócalo para coprocesador o "OverDrive" en la placa base, funcionaban igual que el i487SX.

La frecuencia máxima del reloj interno (en las versiones de Intel) oscilaba entre 16 y 100  MHz. El  modelo i486SX de 16 MHz fue utilizado por Dell Computers .

Uno de los pocos modelos i486 especificados para un  bus de 50 MHz (486DX-50) inicialmente tuvo problemas de sobrecalentamiento y se cambió al proceso de fabricación de 0,8 micrómetros . Sin embargo, los problemas persistieron cuando el 486DX-50 se instaló en sistemas de bus local debido a la alta velocidad del bus, lo que lo hizo impopular entre los consumidores convencionales. El vídeo de bus local se consideraba un requisito en ese momento, aunque seguía siendo popular entre los usuarios de sistemas EISA . El 486DX-50 pronto fue eclipsado por el i486DX2 , con el doble de frecuencia de reloj, que, si bien ejecutaba la lógica de la CPU interna al doble de la velocidad del bus externo (50  MHz), era más lento porque el bus externo funcionaba a solo 25  MHz. El i486DX2 a 66  MHz (con  un bus externo de 33 MHz) era más rápido que el 486DX-50 en general.

Las versiones más potentes del i486, como el OverDrive y el DX4, fueron menos populares (este último solo disponible como componente OEM), ya que se lanzaron después de que Intel presentara la siguiente generación de procesadores Pentium. Algunas revisiones del DX4 también admitían oficialmente  el funcionamiento a 50 MHz del bus, pero era una función poco utilizada.

Empresas como IBM , Texas Instruments , AMD , Cyrix , UMC y STMicroelectronics (anteriormente SGS-Thomson) fabricaron procesadores compatibles con el i486. Algunos eran clones (idénticos a nivel microarquitectónico), otros eran implementaciones de sala limpia del conjunto de instrucciones de Intel. (El requisito de IBM de contar con múltiples proveedores fue una de las razones de su fabricación de x86 desde el 80286). Sin embargo, el i486 estaba cubierto por numerosas patentes de Intel, incluidas las del anterior i386. Intel e IBM tenían amplias licencias cruzadas de estas patentes, y AMD obtuvo los derechos sobre las patentes pertinentes en el acuerdo de 1995 para resolver una demanda entre ambas compañías. ^{[ 19 ]}

AMD produjo varios clones que utilizaban un  bus de 40 MHz (486DX-40, 486DX/2-80 y 486DX/4-120), para los cuales Intel no tenía equivalente, así como una versión especificada para 90  MHz, que utilizaba un  reloj externo de 30 MHz y que se vendió exclusivamente a fabricantes de equipos originales (OEM). La CPU compatible con i486 más rápida, la Am5x86 , funcionaba a 133  MHz y fue lanzada por AMD en 1995. Se planificaron versiones de 150  MHz y 160  MHz, pero nunca se lanzaron oficialmente.

Cyrix fabricó una variedad de procesadores compatibles con i486, dirigidos a los mercados de computadoras de escritorio y portátiles de bajo consumo, donde el precio es un factor determinante. A diferencia de los clones 486 de AMD, los procesadores Cyrix fueron el resultado de ingeniería inversa en un entorno de producción totalmente nuevo. Entre los primeros productos de Cyrix se encontraban el 486DLC y el 486SLC, dos chips híbridos que se conectaban a los zócalos 386DX o SX, respectivamente, y ofrecían 1  KB de caché (frente a los 8  KB de los procesadores Intel/AMD de la época). Cyrix también fabricó procesadores 486 "auténticos", que se conectaban al zócalo del i486 y ofrecían 2 u 8  KB de caché. En términos de rendimiento, los chips de Cyrix eran generalmente más lentos que sus equivalentes de Intel/AMD, aunque los productos posteriores con 8  KB de caché resultaron más competitivos, si bien llegaron tarde al mercado.

Aunque el Motorola 68040 no era compatible con el i486, a menudo se lo consideraba su equivalente en características y rendimiento. En igualdad de frecuencia, el Motorola 68040 superaba significativamente al chip de Intel. ^{[ 20 ] [ 21 ]} Sin embargo, el i486 podía funcionar a una frecuencia mucho mayor sin sobrecalentarse. El rendimiento del Motorola 68040 se quedó atrás con respecto a los sistemas i486 de producción posterior.

Los primeros ordenadores basados ​​en i486 estaban equipados con varias ranuras ISA (que utilizaban un bus PC/AT emulado ) y, a veces, una o dos ranuras solo de 8 bits (compatibles con el bus PC/XT). ^{[ f ]} Muchas placas base permitían el overclocking de estos desde los 6 u 8 MHz predeterminados hasta quizás 16,7 o 20 MHz (la mitad de la frecuencia del bus i486) en varios pasos, a menudo desde la configuración de la BIOS . Especialmente las tarjetas periféricas más antiguas normalmente funcionaban bien a esas velocidades, ya que a menudo utilizaban chips MSI estándar en lugar de diseños VLSI personalizados más lentos (en ese momento) . Esto podía proporcionar ganancias de rendimiento significativas (como para tarjetas de vídeo antiguas transferidas de un ordenador 386 o 286, por ejemplo). Sin embargo, el funcionamiento por encima de 8 o 10 MHz a veces podía provocar problemas de estabilidad, especialmente en sistemas equipados con tarjetas SCSI o de sonido .   

Algunas placas base venían equipadas con un bus EISA de 32 bits compatible con el estándar ISA. EISA ofrecía características atractivas como mayor ancho de banda, direccionamiento extendido, compartición de IRQ y configuración de la tarjeta mediante software (en lugar de puentes, interruptores DIP, etc.). Sin embargo, las tarjetas EISA eran caras y, por lo tanto, se empleaban principalmente en servidores y estaciones de trabajo. Los ordenadores de sobremesa para consumidores solían usar el bus local VESA (VLB), más sencillo y rápido. Desafortunadamente, era propenso a la inestabilidad eléctrica y de temporización; los ordenadores de sobremesa típicos para consumidores tenían ranuras ISA combinadas con una única ranura VLB para la tarjeta gráfica. VLB fue reemplazado gradualmente por PCI durante los últimos años del período i486. Pocas placas base de la clase Pentium tenían soporte para VLB, ya que VLB se basaba directamente en el bus i486, muy diferente del bus Pentium P5. ISA persistió durante la generación Pentium P5 y no fue completamente reemplazado por PCI hasta la era Pentium III, aunque ISA persistió hasta bien entrada la era Pentium 4, especialmente en los PC industriales.

Las placas base i486 de última generación normalmente venían equipadas con ranuras PCI e ISA, y a veces una única ranura VLB. En esta configuración, el rendimiento de VLB o PCI se veía afectado dependiendo de cómo se interconectaran los buses. Inicialmente, la ranura VLB en estos sistemas solía ser totalmente compatible solo con tarjetas de vídeo (lo cual tiene sentido, ya que "VESA" significa Video Electronics Standards Association ); las tarjetas VLB-IDE, multi-E/S o SCSI podían presentar problemas en placas base con ranuras PCI. El bus VL funcionaba a la misma velocidad de reloj que el bus i486 (básicamente un bus local), mientras que el bus PCI también dependía normalmente del reloj i486, pero a veces disponía de un divisor configurable a través de la BIOS. Este podía configurarse a 1/1 o 1/2, e incluso a veces a 2/3 (para  relojes de CPU de 50 MHz). Algunas placas base limitaban el reloj PCI al máximo especificado de 33  MHz, y ciertas tarjetas de red dependían de esta frecuencia para obtener las velocidades de bits correctas. El reloj ISA se generaba normalmente mediante un divisor del reloj CPU/VLB/PCI.

El primer producto de hardware que utilizó el chip i486 fue la plataforma Power Platform 486/25 de IBM , una tarjeta de CPU que se conectaba a su PS/2 Modelo 70 386 para actualizarlo a un i486 de 25 MHz. Introducida en octubre de 1989, fue retirada del mercado pocas semanas después de su lanzamiento tras confirmarse por Intel informes de errores en los lotes iniciales del i486. ^{[ 23 ] : 39 [ 24 ] [ 25 ]} El primer sistema informático completo que utilizó el chip i486 fue el Apricot VX FT , producido por el fabricante británico de hardware Apricot Computers y lanzado a finales de 1989. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

Las placas base i486 posteriores admitían Plug-And-Play , una especificación diseñada por Microsoft que comenzó como parte de Windows 95 para facilitar la instalación de componentes a los consumidores.

Algunas placas base i486 de gama media y alta pueden incluir caché L2 integrada en la placa base. ^{[ 28 ]}

Los procesadores AMD Am5x86 y Cyrix Cx5x86 fueron los últimos procesadores i486 que se usaban con frecuencia en las placas base i486 de última generación. Incluían ranuras PCI y módulos SIMM de 72 pines diseñados para ejecutar Windows 95 , y también se utilizaban para actualizar las placas base 80486. Si bien el Cyrix Cx5x86 quedó obsoleto con la llegada del Cyrix 6x86 , el AMD Am5x86 siguió siendo importante debido a los retrasos del AMD K5 .

Los ordenadores basados ​​en el i486 siguieron siendo populares hasta finales de la década de 1990, sirviendo como procesadores de gama baja para PC de entrada. La producción para sistemas de escritorio y portátiles tradicionales cesó en 1998, cuando Intel presentó la marca Celeron , aunque se siguió fabricando para sistemas integrados hasta finales de la década de 2000.

En el rol de computadora de escritorio de propósito general, las máquinas basadas en i486 se mantuvieron en uso hasta principios de la década de 2000, especialmente porque Windows 95 a 98 y Windows NT 4.0 fueron los últimos sistemas operativos de Microsoft en admitir oficialmente sistemas basados ​​en i486. ^{[ 29 ] [ 30 ]} Windows 2000 podía ejecutarse en una máquina basada en i486, aunque con un rendimiento que no era óptimo (el "requisito mínimo de hardware" oficial era un procesador Pentium). ^{[ 31 ]} A medida que fueron superados en general por sistemas operativos más nuevos, los sistemas i486 cayeron en desuso excepto para la retrocompatibilidad con programas antiguos (sobre todo juegos), especialmente debido a problemas de ejecución en sistemas operativos más nuevos. Sin embargo, el soporte no se eliminó de algunos sistemas operativos de código abierto hasta mucho más tarde.

El i486 fue finalmente superado por el Pentium en aplicaciones para ordenadores personales , aunque Intel continuó su producción para su uso en sistemas embebidos . En mayo de 2006, Intel anunció que la producción del i486 cesaría a finales de septiembre de 2007. ^{[ 2 ] [ 32 ]}

El kernel principal de Linux consideró dejar de dar soporte a los procesadores x86 de clase i486 en 2022 y 2025. ^{[ 33 ]} El proceso de eliminación del soporte del kernel de Linux comenzó en abril de 2026. ^{[ 34 ]}

• Lista de microprocesadores Intel
• Aunque no era compatible, el Motorola 68040 se posicionaba a menudo como el equivalente de Motorola al Intel 486 en términos de rendimiento y características.
• VL86C020, núcleo ARM3  de un período de tiempo similar y rendimiento MIPS comparable en código entero (25 MHz para ambos), con 310.000 transistores (en un  proceso de 1,5 μm) en lugar de 1 millón

• Gamer, Brassic (1 de enero de 2023). "The Brassic Gamer: El artículo (casi) definitivo sobre el 486DX/50" . The Brassic Gamer . Consultado el 3 de enero de 2023 .

• Hojas de datos de Intel486
  • Receptores de baja potencia para SX y DX con frecuencia variable. Diciembre de 1992.
  • Procesador integrado Intel 486 SX de ultrabajo consumo
  • Escritura diferida integrada mejorada Intel DX4. Octubre de 1995.
• Imágenes y descripciones del procesador Intel i486 DX en cpu-collection.de
• Foto del chip Intel 386DX