¿Qué fue del i960 o el 80960?

A lo largo de la historia ha habido muchos proyectos fallidos en el mundo de la tecnología. La propia Intel tiene varios en su palmarés, uno de ellos fue el conocido procesador i960 u 80960. ¿Te acuerdas de él? ¿Es la primera vez que escuchas acerca de él? Sea como sea, en ambos casos quizás te guste conocer la historia de este chip.

Intel y su aventura con los RISC

Intel hizo su primera irrupción en los chips RISC con el i960 o 80960. Este procesador diseñado durante finales de los 80s y comercializado a principios de los 90s no fue un éxito de ventas, aunque fue popular para algunas aplicaciones militares y de otro tipo. De este modo, Intel entraba en el mercado RISC para dispositivos embebidos, como hizo AMD con su serie 29000 de gran éxito y reconocimiento.

No obstante, el paso del i960 por este mundo fue bastante fugaz, ya que pronto se dejaría de vender y se pondría fin a su desarrollo cuando Intel compró los derechos del procesador StrongARM que desarrollaba la compañía DEC, un ARM, y por tanto, otro RISC.

Intel encadenaba así su segundo «fracaso» consecutivo, ya que el i960 fue la respuesta al desastre del iAPX 432 (Intel Advanced Processor Architecture 432), un procesador CISC lanzado en 1981, con tamaño de 32-bit y orientado a objetos. Un dispositivo avanzado para su época, pero que terminó abandonándose por falta de éxito. Fue interesante que trató de soportar directamente lenguajes de alto nivel a nivel de hardware, pero la verdad es que no se vio con muy buenos ojos…

Cabe recordar también que en 1984, Intel y Siemens iniciaron un proyecto conjunto para desarrollar un sistema tolerante a fallos y orientado a programación de alto nivel orientada a objetos, concretamente para Ada. Este proyecto fue BiiN, y de ahí la influencia del iAPX para este nuevo proyecto del i960. Una vez fracasado BiiN, el i960 también carecía de sentido.

Intel tenía puestas grandes espectativas en este nuevo diseño, y que se comenzó denominando P7 en nombre clave. Y, desde el otro lado, Myers, uno de los líderes del proyecto BiiN, trataría de convencer a Intel para comercializar el i960 en vez de los 80286 y 80386, pensando que sería positivo dado el éxito del mercado emergente de procesadores RISC para sistemas Unix y Unix-like.

Es más, hubo hasta una propuesta de parte de Myers al mismísimo Steve Jobs, por aquel entonces jefe de la empresa NeXT Computer, ya que había sido despedido de Apple por una persona que él mismo había contratado tiempo antes. Pero ni la dirección de Intel ni Jobs estaban convencidos, aunque sí que se lanzó un modelo llamado NeXTStation Turbo que incluía un Intel i960 a 60 Mhz, pero el resto de equipos de la compañía de Jobs usaría los poderosos Motorola 68k, como el 68030 y el 68040.

Fred Pollack, el arquitecto principal del iAPX 432 y luego del i960, dejaría de lado estos proyectos para centrarse en los x86, en los que ha había trabajado, como en el Pentium Pro. Así que, puso sus miras en el denominado i686, que no se plasmó como sucesor del i486, pero que reunía algunas ideas pre-x86-64.

Tras lanzar varios modelos de i960 con distintos empaquetados y especificaciones, finalmente, una vez puesto fin, Intel continuó la senda RISC en paralelo con x86, pero usando el StrongARM heredado de Digital Equipment Corporation como base. Estos chips se usaron principalmente en dispositivos de bajo consumo, como PDAs de la época. E Intel continuaría la familia ARM con un nuevo diseño basado en StrongARM al que denominó comercialmente XScale, con mejoras  de rendimiento y eficiencia.

Si recuerdas otro de los proyectos fallidos de Intel, el Itanium, con arquitectura IA-64, que también se pensó para ser el sucesor de la IA-32 o x86 de 32-bit, Intel uniría ambos mundos para crear un proyecto al que denominó bajo el nombre clave de Texas en 2003. Se basaba en la IA-64 de 64-bit, pero era de tipo RISC, en vez de VLIW como el Itanium. Pretendia ser el sucesor del i960, pero en 2004 se canceló.

Arquitectura y especificaciones del i960

Como he comentado, el i960 es un diseño de tipo RISC, que además añade una FPU en su interior. Recordemos que hasta el Intel 486DX, la compañía no integró el coprocesador matemático en el interior de un núcleo, sino que se comercializaba como chip opcional independiente, como los famosos x87. En cambio, el i960 fue un adelantado en este sentido, y ya disponía de instrucciones RISC para coma flotante como los actuales.

Otro de los detalles más destacados fue su sistema de gestión de páginas de memoria, soporte para protección Supervisor/Usuario, instrucciones de cadena, planificador de procesos, IPC para el sistema operativo, y capacidad de multiprocesamiento simétrico.

La implementación de esta arquitectura no solo daría lugar a un procesador, se lanzaron varios modelos de chips diferentes. Las variantes del 80960 son:

• 80960MC: esta variante fue la primera, con soporte para todas las características del proyecto BiiN y con una MMU integrada en el núcleo, 32 registros de 32-bit, caché de instrucciones de 512 bytes, caché frame stack, bus de ráfaga multiplexado de 32-bit, y controlador para las IRQs. También tenía un sistema tolerante a fallos, y cumplía con el estándar de grado militar MIL-STD-883C, para usarse en aplicaciones de tipo militar.
• 80960XA: aunque el anterior soportaba certificación militar, este otro modelo se hizo específicamente para este sector, y básicamente era una mejora del anterior,
• 80960KA y 80960KB: otra versión sin MMU ni FPU, es decir, versiones más simplificadas, para reducir costes de producción del chip al tener menos superficie. Estos dos tenían una frecuencia de reloj de hasta 20 Mhz, y no eran CMOS, sino que utilizaban la familia lógica CHMOS-III. El uso principal de estos chips fueron como CPU para impresoras láser.
• 80960CA y 80960CF: este diseño era superescalar, siendo uno de los pioneros en este tipo de diseño. No obstante, carecía de MMU y FPU integrada. Solo disponía de una ALU, frecuencia de reloj de 33 Mhz y capaz de alcanzar 66 MIPS, lo que no estaba mal para la época. La variante CF era similar, pero incluía una caché de instrucciones cuatro veces superior, es decir, de 1 KB, además agregaría 1KB de caché de datos ausente en los modelos previos.
• 80960MX: otra implementación superescalar con arquitectura extendida que era capaz de ejecutar hasta 3 instrucciones por ciclo. Este también se usaría para aplicaciones como la aviación.
• 80960Jx: especialmente diseñado para aplicaciones integradas de bajo consumo. Cuenta con caché de datos e instrucciones, buses de datos y direcciones multiplexados de 32-bit para ahorrar recursos de hardware.
• 80960HA, 80960HD y 80960HT: fueron una mejora de la serie Cx, con mayor frecuencia de reloj, caché de instrucciones de 16KB, caché de datos de 4KB y una GMU (Guard Memory Unit). Esto lo hacía más seguro y con mayor rendimiento.
• 80960VH: aunque fue anunciado bastante tarde, a finales de 1998, fue una versión con controlador PCI integrado para manejar periféricos de 32-bit a 33 Mhz, y con el mismo núcleo del i960JT, pero con 16KB de caché de instrucciones, 4KB de caché de datos, y 1KB de RAM on-chip. También soportaba interfaz I2C y controlador DMA de doble canal.
• 80960Rx: estaban especialmente diseñados para el E/S, con un núcleo similar al anterior, y soporte para bus PCI 2.1 y 2.2 para este tipo de tarjetas de expansión. Se ampliaron los multiplicadores, consiguiendo velocidades de reloj de hasta 100 Mhz.

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Usos

A pesar de no ser un top ventas ni un éxito rotundo, el i960 tuvo su clientela. El chip de Intel fue usado para distintos sistemas de la época. Por ejemplo:

• Como controlador para Mylex SCSI RAID PCI.
• Como controlador RAID, SCSI y DSSI en equipos Compaq/HP.
• Controlador Adaptec AAR-2400A para unidades PATA.
• Switches Brocade Fibre Channel.
• Máquinas tragaperras.
• Máquinas de videojuegos como la Stepper S2000 o la arcade Model 2 de Sega.
• Aviación y usos militares, como el radar del avió de combate HAL. O los radares Kelvin Hughes del ARPA.
• Misiones espaciales como la ISRO para los ordenadores a bordo.
• En algunos modelos de HP X-Terminals.
• Algunos de los primeros controladores SATA RAID.
• O en equipos de red, como el módem ADSL Alcatel-Lucent 1000.

El fin del i960

A pesar de tener algunas características interesantes, algunas de ellas se han seguido usando en nuevos modelos, lo cierto es que el i960 no encajó bien en el mercado. Por esa falta de éxito, Intel decidió no dedicar más esfuerzos y dinero a su desarrollo y terminaría el proyecto. Además, los competidores fueron bastante duros, con rendimientos iguales o superiores en algunos casos, y con precios incluso más baratos que el chip de Intel.

Todo el personal implicado en el diseño de la microarquitectura del i960 sería destinado a que ayudasen al diseño del i386, bajo la microarquitectura P6, que finalmente se transformaría en el Pentium Pro. Pese a este cambio, no todos los miembros fueron apartados, un pequeño equipo continuaría el desarrollo para asegurarse de que seguía hasta el fin de su vida, y no dejar en la estacada a los dispositivos y clientes que habían basado sus productos en él.

Y colorín colorado, la historia del i960 ha terminado. Un avance quizás incomprendido para el momento en el que se lanzó, como le ha ocurrido a otros muchos chips, como los de Transmeta, que se adelantaron demasiado a su tiempo, y quizás hubieran tenido mayor éxito un poco más tarde, con el auge de los tablets.

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