Si utiliza un ordenador portátil o de sobremesa, lo más probable es que tenga un microprocesador de la línea Intel 808x, independientemente de que sea una máquina Windows o Mac. El dominio absoluto de estos microprocesadores Intel se remonta a 1978, cuando IBM eligió el 8088 para su primer ordenador personal. Sin embargo, esa elección no era ni mucho menos obvia. De hecho, algunos que conocen la historia afirman que el Intel 8088 era el peor entre varios microprocesadores de 16 bits posibles de la época.
No lo era. Había una alternativa seria que era peor. Lo sé porque estuve a cargo de la organización dentro de Texas Instruments que lo desarrolló: el TMS9900. Aunque este chip se utilizó en el primer ordenador doméstico de 16 bits del mundo, probablemente nunca hayas oído hablar de él. Como dicen, la historia la escriben los ganadores.
Este capítulo particular de la historia es interesante no sólo por el chip de TI, sino también por otro que también se quedó atrás, el Motorola 68000, que era tecnológicamente superior tanto al Intel 8088 como al TMS9900. Y sin embargo, el 68000 no acabó en el PC de IBM. Aquí está la historia interna de cómo IBM llegó a elegir un chip inferior, TI dio a luz a un perdedor y el aparente ganador de Motorola también perdió.
Me incorporé a Texas Instruments en 1972, recién salido de la escuela de posgrado, y unos dos años más tarde me encontré haciendo una presentación a Jack Carsten, el director de la División MOS de TI en Houston, donde se basaba el trabajo de la empresa en los chips semiconductores de óxido metálico. Como joven ingeniero, me sentía algo intimidado por Jack, que se sentó con los pies sobre la mesa de la sala de conferencias durante toda mi presentación, fumando un cigarro y murmurando «bull****» cuando no estaba de acuerdo con algo que se decía.
En aquella época, las «3 grandes» empresas de semiconductores -Fairchild, Motorola y TI- luchaban por hacer la transición de los circuitos integrados bipolares a los circuitos semiconductores de óxido metálico. Los chips MOS requerían un diseño y una tecnología de proceso sustancialmente diferentes a los de los chips bipolares, y las nuevas empresas de chips como Intel avanzaban mucho más rápido que las empresas establecidas. De las 3 grandes, TI fue la que mejor hizo la transición, gracias en gran parte a personas como L.J. Sevin , que dejó TI en 1969 para formar Mostek y más tarde se convirtió en capitalista de riesgo. Carsten, que anteriormente había sido director general de la rentable familia de productos de lógica de transistores (TTL) de TI, también fue una pieza clave para dar el paso a los MOS.
La División MOS de TI había logrado su éxito más notable con los chips lógicos para el emergente mercado de las calculadoras de mano. Aunque la empresa había competido con Intel, a la que finalmente venció, en el desarrollo del primer microprocesador de propósito general, los ingenieros de TI no prestaron demasiada atención a los microprocesadores de 4 bits 4004 u 8008 de Intel. TI sí tomó nota de los microprocesadores de 8 bits 8080 y 8080A de Intel, que eran mucho más prometedores que el 4004. A la división MOS se le encomendó la tarea de ponerse a la altura de Intel tanto en microprocesadores como en DRAM (o memoria dinámica de acceso aleatorio, que puede albergar más celdas de memoria por chip que la RAM estática, pero que debe actualizarse constantemente para evitar la pérdida de datos).
Y así surgió en TI una estrategia para el desarrollo de microprocesadores de uso general. Los supuestos clave de la estrategia eran que el software de aplicación impulsaría la evolución de estos chips y que, con una línea exitosa de circuitos integrados MOS, TI estaría en condiciones de desarrollar un estándar industrial para minicomputadoras, sistemas de defensa y productos de consumo, todos los cuales eran negocios de rápido crecimiento para la empresa. Pero para ello, TI tendría que superar el estado actual de la técnica de 8 bits, representado por el 8080 de Intel, y ser la primera en comercializar una arquitectura de 16 bits. De esta estrategia surgió el plan para el TMS9900.
TI ya había demostrado su destreza informática en la carrera de los superordenadores de finales de la década de 1960. En esa carrera estaban las compañías petroleras que buscaban una ventaja competitiva en el análisis sísmico en 3D para la exploración petrolera, que fue el negocio fundador de TI. IBM, Control Data Corporation y otros compitieron en esta carrera, pero TI fue la primera en comercializar su Advanced Scientific Computer.
Así que para TI, la selección de una arquitectura de chip para el microprocesador de 16 bits fue sencilla. TI tenía una estrategia de «una empresa, una arquitectura de ordenador», que pretendía aprovechar cualquier sinergia entre las distintas divisiones de la empresa. La División de Sistemas de Datos de TI ya había lanzado una familia de miniordenadores basados en TTL para su uso en los Ramada Inns de todo Estados Unidos. Así que el TMS9900 utilizaría una arquitectura de chip muy similar a la del miniordenador de TI.
El equipo de Carsten sabía que el desarrollo del TMS9900 -así como de una versión bipolar para el mercado militar llamada SBP9900- requeriría tiempo y que los chips probablemente no estarían listos hasta 1975 o ’76. Mientras tanto, la División MOS tenía que actuar. El plan consistía en empezar copiando el 8080A de Intel para sacar algo al mercado, luego desarrollar una arquitectura de microprocesador de 8 bits original de TI (que se llamaría TMS5500), y finalmente pasar al TMS9900 de 16 bits. (National Semiconductor ya había lanzado un conjunto de chips lógicos de propósito general de 16 bits, llamado IMP-16, pero debido a sus múltiples chips, nunca alcanzó mucha popularidad.)
El TMS9900 tuvo su cuota de desafíos y retrasos en el desarrollo, pero finalmente estuvo listo en 1976. Incluso entonces se enfrentó a varios problemas importantes. En primer lugar, no había chips periféricos de 16 bits compatibles. Sin chips periféricos para gestionar las comunicaciones y el almacenamiento, el microprocesador no tendría ningún valor para los diseños de sistemas. El segundo problema era que la arquitectura del 9900, al ser la misma que la utilizada en los miniordenadores de TI, sólo tenía 16 bits de espacio de direcciones lógicas, que era el mismo que el de los microprocesadores de 8 bits de la época. Este problema no podía resolverse sin desarrollar una arquitectura completamente nueva. El problema final era que mientras TI podía utilizar una única tecnología de microprocesador para sus negocios de miniordenadores, defensa y semiconductores, los competidores de esos negocios estarían en desventaja si adoptaban la arquitectura de microprocesadores de TI en sus productos.
Para atacar la falta de periféricos de 16 bits para el TMS9900, los ingenieros de TI dieron con una innovación. ¿Por qué no poner un puerto de 8 bits en el TMS9900, de modo que el gran número de chips periféricos existentes diseñados para microprocesadores de 8 bits funcionaran con él? Seguro que la idea sonaba razonable en aquel momento. El resultado fue el TMS9980, que apareció en 1977. La incorporación de un periférico de 8 bits a un microprocesador de 16 bits anulaba la única ventaja real de la arquitectura de 16 bits: su rendimiento. El 9980 tardaba dos ciclos de instrucción en ejecutar una instrucción para un periférico de 8 bits, lo que reducía el rendimiento efectivo a la mitad y no lo hacía mejor que los microprocesadores de 8 bits existentes. Antes de que el gran plan de TI se llevara a cabo, Carsten se marchó para convertirse en vicepresidente de ventas y marketing de Intel, sin duda intuyendo que Intel iba a ser un competidor difícil de batir en el mercado de los microprocesadores.
Intel estaba, por supuesto, desarrollando su propio microprocesador de 16 bits, el 8086, que finalmente se presentó en abril de 1978. La empresa abordó la falta de chips periféricos de 16 bits compatibles exactamente de la misma manera que TI, añadiendo un puerto de 8 bits a su microprocesador, lo que dio lugar al Intel 8088. Al igual que el TI 9980, el Intel 8088 también era un perro, mostrando un rendimiento reducido en comparación con el 8086 en cualquier diseño de sistema real. El chip de Intel tenía una ventaja fundamental sobre el de TI: Tenía 20 bits de espacio de direcciones lógicas en lugar de 16. Eso se traduce en la capacidad de direccionar un megabyte de memoria, frente a los 64K bytes del 9900 de TI. Además, los registros fuera del chip de los TMS9900 y 9980 ralentizaban aún más su rendimiento.
Y mientras Intel había desarrollado con éxito fuentes de producción alternativas para el 8086, TI luchaba por cerrar acuerdos similares. En aquella época, la mayoría de los clientes querían al menos dos proveedores de la competencia para cualquier nueva familia de componentes de semiconductores, con el fin de garantizar la disponibilidad del producto y mantener los precios bajos.
Mientras tanto, unos cuantos competidores habían anunciado planes para sus propios microprocesadores de propósito general de 16 bits. El 68000 de Motorola era el más ambicioso. Aunque tenía 16 pines externos, en realidad tenía una arquitectura de 32 bits internamente, con la capacidad de direccionar 24 bits de espacio de direcciones lógicas externamente. Un producto posterior probablemente sería capaz de direccionar 32 bits. Zilog, creador del popular microprocesador Z80 de 8 bits, anunció que presentaría el Z8000 de 16 bits, con memoria segmentada, a finales de 1978 o principios de 1979. Sin embargo, a diferencia del 68000, el Z8000 tenía una arquitectura directa de 16 bits.
En octubre de 1978, seis meses después del anuncio del Intel 8086, me trasladé a la División MOS de TI y me convertí en el director de microprocesadores. Para entonces, todo el mundo en la empresa, y mucha gente fuera de ella, sabía que la estrategia de microprocesadores de 16 bits de TI no estaba funcionando. Para agravar el problema, la división había intentado, en gran medida sin éxito, desarrollar un microcontrolador de 16 bits compatible, llamado TMS9940, que estaba en su quinta o sexta repetición cuando yo llegué. Sabía que estaba heredando una situación difícil. Entonces, ¿por qué iba a dejar un buen trabajo como director del departamento de ingeniería del grupo de productos de consumo? La respuesta es ubicación, ubicación, ubicación. El negocio de microprocesadores tenía su sede en Houston, mientras que TI había trasladado el grupo de productos de consumo a Lubbock, Texas. Lubbock es una ciudad en la que la respuesta correcta a la pregunta «¿Qué le parece vivir aquí?» es «La gente es maravillosa». El cantante de música country Mac Davis, que creció allí, escribió una vez una canción cuyo estribillo decía: «Pensé que la felicidad era Lubbock, Texas, en mi espejo retrovisor».
Poco después de llegar a Houston, me dijeron que tendría que hacer una presentación sobre el TMS9900 a un grupo de IBM que estaba trabajando en un proyecto muy secreto que requería un microprocesador de 16 bits. El grupo procedía de un lugar bastante inusual para IBM: Boca Ratón, Florida. Dediqué mucho tiempo a la preparación, hice lo que me pareció una presentación bien pulida y realicé un seguimiento diligente. Pero el equipo de IBM mostró poco entusiasmo. No sabríamos hasta 1981 lo que habíamos perdido.
John Opel, presidente y luego director general de IBM, había hecho algo bastante revolucionario cuando formó el grupo de Boca Ratón, que más tarde se conoció como la División de Sistemas de Entrada. Se dio cuenta de que los ordenadores personales de Apple, Commodore, Radio Shack, TI y otros podrían llegar a suponer una amenaza para el dominio de IBM en el negocio de los ordenadores. Así que dio al grupo de Boca Ratón, que dependía de Philip (Don) Estridge, carta blanca sobre el producto que estaba desarrollando, que era el ordenador personal de IBM, por supuesto. Podían utilizar a terceros para todo lo que quisieran, incluido el sistema operativo y el software de aplicación. Esta libertad hacía que el sistema fuera bastante «abierto» según los estándares de IBM, y presumiblemente aceleraría el tiempo de comercialización. Sin embargo, Opel impuso una restricción. El producto llevaría el nombre de IBM, por lo que no podía dañar la reputación corporativa de calidad y fiabilidad. Para ello, la enorme organización de control de calidad de IBM tuvo que aprobar el producto antes de que pudiera salir al mercado.
La selección de un microprocesador de 16 bits por parte del equipo de IBM no pudo ser muy discutida. El Motorola 68K, como se le conoció posteriormente, fue sin duda el ganador indiscutible. Tenía el mayor espacio de direcciones lógicas, lo que era incluso más importante que la arquitectura interna mínima de 16 bits. También era fácilmente ampliable a una arquitectura completa de 32 bits. Y, lo más importante, el 68K era un «Big Endian», a diferencia de los otros contendientes. Los términos «Big Endian» y «Little Endian» se refieren al orden en que un ordenador almacena los bytes en la memoria. Cuando las arquitecturas de 16 bits evolucionaron a partir de las de 8 bits, los ingenieros tuvieron que decidir qué byte de 8 bits iba primero en una palabra de 16 bits. Digital Equipment Corp. eligió el enfoque Little Endian para sus arquitecturas Programmed Data Processor (PDP) y VAX. Intel también optó por el Little Endian. Pero los ordenadores de IBM eran todos Big Endian. Para que un Big Endian se comunique con un Little Endian, el orden de los bytes debe invertirse en tiempo real. Esta conversión de datos no era trivial en aquella época. El 68K de Motorola no requería dicha conversión para su uso con el PC de IBM. Entonces, ¿por qué no utilizamos hoy en día ordenadores basados en el 68K?
La respuesta se debe a que fueron los primeros en salir al mercado. Puede que el 8088 de Intel fuera imperfecto, pero al menos estaba preparado, mientras que el 68K de Motorola no lo estaba. Y el minucioso proceso de cualificación de componentes de IBM requería que un fabricante ofreciera miles de muestras de «producción liberada» de cualquier pieza nueva para que IBM pudiera realizar pruebas de vida y otras caracterizaciones. IBM contaba con cientos de ingenieros para garantizar la calidad, pero la cualificación de los componentes lleva tiempo. En la primera mitad de 1978, Intel ya disponía de muestras de producción del 8088. A finales de 1978, el 68K de Motorola aún no estaba listo para su lanzamiento en producción.
Y, por desgracia para Motorola, el grupo de Boca Ratón quería sacar al mercado su nuevo PC IBM lo antes posible. Así que sólo tenían dos microprocesadores de 16 bits totalmente cualificados entre los que elegir. En una competición entre dos chips imperfectos, el chip de Intel era menos imperfecto que el de TI.
El TMS9900 de TI no murió en silencio después de perder el anillo de bronce del PC de IBM. Los altos directivos aún mantenían la esperanza de aprovechar la sinergia corporativa. Seguramente el ordenador doméstico de TI, aún por anunciar, podría utilizar el TMS9900…
El equipo de desarrollo del ordenador accedió a regañadientes a darle una oportunidad. El grupo era el resultado de una infeliz fusión de dos departamentos, uno que había estado desarrollando una consola de videojuegos y el otro un ordenador personal. El producto híbrido que idearon no era adecuado para ninguna de las dos aplicaciones. Pero TI se empeñó en ello de todos modos. La TI-99/4, como se llamaba, salió al mercado en 1979, seguida de la TI-99/4A en 1981. La empresa llegó a vender 2,8 millones de unidades, la mayoría de ellas con grandes pérdidas, antes de abandonar el mercado de los ordenadores domésticos en 1984.
Mientras tanto, la arquitectura Intel 8086 evolucionó y superó sus deficiencias. (Y Motorola, con su tecnología superior, perdió el concurso de diseño más importante de los últimos 50 años. La elección lógica para un sistema operativo de 16 bits era una extensión del popular sistema operativo CP/M, desarrollado por Gary Kildall en Digital Research y basado en el Z80 de Zilog. El grupo de IBM en Boca Ratón comprendió el impulso de CP/M como estándar abierto, por lo que encargó a Digital Research el desarrollo de una versión, denominada CP/M-86. Sin embargo, más adelante en el proceso, Microsoft apareció con el sistema operativo MS-DOS, sobre el que ya se ha escrito mucho. Y así, el mundo de los PCs evolucionó en una dirección diferente tanto para el sistema operativo como para el microprocesador.
Entonces, ¿cuáles son las lecciones que hay que aprender de esta historia? Una de ellas es que, para cualquiera que desarrolle un producto basado en alta tecnología que cambia rápidamente, ser el primero en salir al mercado es primordial, sin importar las limitaciones de su producto inicial; hoy en día, este concepto se conoce entre los tipos de Silicon Valley como la creación de un «producto mínimo viable». Siempre que su producto tenga nuevas capacidades distintivas, sus clientes explorarán formas innovadoras de utilizarlo.
La segunda lección es que, si usted dirige una gran corporación que quiere crear un proyecto de trabajo de chatarra libre del bagaje de la tradición, piense bien en las restricciones que le impone. Es probable que la restricción del sistema operativo para el PC de IBM hubiera proporcionado a IBM un valor mucho mayor a largo plazo que la imposición de onerosos procedimientos de calificación. Nadie podía prever la magnitud del impacto de los ordenadores personales, pero el valor real residía en la compatibilidad del sistema operativo más que en el hardware. Si IBM, y no Microsoft, hubiera controlado MS-DOS, Windows, etc., el mundo de la informática sería ahora un entorno diferente.
Por último, para la gente que es principalmente espectadora de un desfile de eventos de alta tecnología, hay que mantener los ojos abiertos para detectar oportunidades. En el caso de TI, llegamos a la conclusión en 1979 de que el TMS9900 había perdido la carrera de los microprocesadores de propósito general, por lo que miramos hacia adelante para ver qué sería importante después de los microprocesadores de propósito general. Nuestra estrategia se centró en los microprocesadores de propósito especial y condujo al desarrollo de la serie TMS320 de procesadores digitales de señales . Anunciada en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido en febrero de 1982 y presentada al año siguiente, la familia de DSP 320 y sus derivados se convirtieron en casi la mitad de los ingresos de TI, prepararon a los actuales directivos de la empresa y situaron a TI en una posición competitiva en la carrera por el sistema de procesador integrado en un chip. En la década de 1990, esta estrategia invirtió el descenso de TI en el ranking de las principales empresas de semiconductores y generó miles de millones de dólares en ventas de chips para módems de banda base, controladores de unidades de disco y una amplia variedad de otros productos.
El 26 de junio de 2017 se realizó una corrección de este artículo.
Acerca del autor
Walden C. Rhines es presidente y director general de Mentor Graphics, en Wilsonville, Ore.