Los Microprocesadores
¿ Que es un Microprocesador ?
¿ Que es ? :
El microprocesador es el dispositivo núcleo madre y,
consecuentemente, de toda la computadora. De este chip,
en última instancia, depende la potencia y generación del
sistema.
¿ Como Funciona?
Un microprocesador, es un circuito integrado digital que realiza operaciones
matemáticas y lógicas para el cumplimiento de una serie de instrucciones
suministrada por un programa externo
¿ De que se compone ?
Principalmente se compone de un componente electrónico llamado transistor. Dicho
componente que fue inventado
En los años 50-60 revoluciono el mercado y la evolución de la electrónica reduciendo
considerablemente el tamaño
Y el costo de las computadoras. Dicho componente funciona de forma similar a un
conmutador electrónico que deja
Pasar o no la corriente según las diferencias de potencial entre sus entradas.
PARTES DE UN
MICROPROCESADOR
 Decodificador de instrucciones
 Unidad aritmético-lógica (ALU, siglas
en inglés)
 Memoria caché
 Bloque de registros
 Bus de datos
 Bus de direcciones
 Bus de control
 Terminales de alimentación
 Reloj del sistema
Partes de un Microprocesador
La CPU es la parte del computador que se encarga de analizar las instrucciones y
emitir las ordenes pertinentes a las diferentes partes del ordenador
Unidad de codificación:
Es la encargada de identificar y decodificar La instrucción que se recibe. Esta unidad
identifica El código y se encarga de preparar la operación que Corresponda
Unidad de Ejecución:
Una vez preparada la operación por la unidad de Codificación, esta unidad se encarga
de ejecutar la Secuencia que corresponda para llevar a cabo la Instrucción
decodificada.
Unidad aritmético lógica (ALU):
Es la encargada de realizar todas las operaciones Matemáticas y lógicas que implican
las instrucciones Procedentes de las unidades anteriores.
Partes del Microprocesador
Unidad de Control :
Es el centro nervioso del computador ya
que en ella se
controlan todas las operaciones. Las
operaciones son:
Tomar las instrucciones de la memoria
Decodificar e interpretar las
instrucciones
Ejecutar la orden
Para esto la unidad consta de los
siguientes elementos:
Contador de programas
Registro de instrucciones
Decodificador
Reloj
secuenciador
Partes del Microprocesador
Unidad Aritmético Lógica (ALU) :
Se encarga de realizar las operaciones de tipo lógico
y de tipo
Aritmético comunicándose mediante el bus interno
con el resto
De unidades de la CPU. Se compone de:
Circuito operacional : Contiene los circuitos
necesarios pare realizar las operaciones
procedentes de los datos de entrada
Registro de entrada (Ren) : En ellos se
almacenan los datos u operandos que
intervienen en una operación.
Registro Acumulador : almacena los datos
de las operaciones llevadas a cabo por el
circuito operacional.
Registro de estado (Flags) :Es un circuito en
el que se deja constancia de ciertos datos o
condiciones que se dieron en la operación
anterior.
Arquitectura de los microprocesadores
Los microprocesadores pueden estar presentados en diferentes formatos.
Dichas diferencias se agudizan en los
Encapsulados y en las conexiones a las placas. El encapsulado no suele variar
mas que en la forma y en el tamaño
De la tecnología , en cambio, la conexión varia entre dos
estándares muy extendidos.
Slot:
el zócalo slot recibe el procesador como si
fuera una tarjeta mas del PC, algunas de las
ventajas de este sistema es que el
calentamiento es menos acusado dado que
al no encontrarse el procesados en contacto
directo con la placa no le transmite el calor.
Algunos inconvenientes es su menos
eficiencia frente al socket.
Socket:
es el estándar inicial y el que hoy en día mas
se utiliza. Los procesadores de última
generación como el Pentium IV o los últimos
modelos de AMD utilizan esta arquitectura.
Verticales:
Se caracterizan porque están
montados en una tarjeta
electrónica con disipador de
calor y fanCooler incorporado
y se instalan verticalmente en
un Slot parecido a una ranura
de expansión.
Horizontales:
Tienen forma cuadrada con una
ligera
muesca en una de sus
esquinas que indica el primer Pin.
Por lo general van acompañados de
un disipador de calor y un fancooler y se instalan de forma
horizontal, de allí su nombre.
FUNCIONAMIENTO
El microprocesador ejecuta instrucciones
almacenadas como números binarios en la memoria
principal. La ejecución de las instrucciones se
puede realizar en varias fases:
PreFetch, Pre lectura de la instrucción desde la
memoria principal,
Fetch, envío de la instrucción al decodificador,
Decodificación de la instrucción, es decir,
determinar qué instrucción es y por tanto qué se
debe hacer,
Lectura de operandos (si los hay),
Ejecución,
Escritura de los resultados en la
memoria principal o en los registros.
Cada una de estas fases se realiza en
uno o varios ciclos de CPU, dependiendo
de la estructura del procesador, y
concretamente de su grado de
segmentación.
EVOLUCION
1971: Intel 4004. Nota: Fue el primer
microprocesador comercial.
1974: Intel 8008
1975: Signetics 2650, MOS 6502, Motorola 6800
1976: Zilog Z80
1978: Intel 8086, Motorola 68000
1979: Intel 8088
1982: Intel 80286, Motorola 68020
1985: Intel 80386, Motorola 68020, AMD80386
1987: Motorola 68030
1989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD80486
1993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPS
R10000
1995: Intel Pentium Pro
1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC G3, MIPS
R120007
1999: Intel Pentium III, AMD K6-2, PowerPC G4
2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon
XP, AMD
Duron, MIPS R14000
2003: PowerPC G5
2004: Intel Pentium M
2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition con
hyper threading, Intel Core Duo,
AMD Athlon
64, AMD Athlon 64 X2, AMD Sempron 128.
2006: Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Extreme, AMD
Athlon FX
2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMD
Quad FX
2008: Procesadores Intel y AMD con más de 8
núcleos.
2009: Intel Core i3,i5,i7
2010: Intel Core i9, AMD 6 nucleos
2011: Intel Sandy Bridge, AMD 8 nucleos
Los comienzos:
Primer microprocesador
(4004):
Creado para una línea de
calculadoras (Busicom)
Cambio el concepto de
microprocesador pasando de
especifico a estándar
Trabaja con palabras de 4 Bits
El ciclo de instrucción es de 10,8
microsegundos
Evolución de los Microprocesadores
Primera Generación:
IBM decidió crear el PC.
Trabaja con palabras de 16 bits.
Los modelos mas importantes fueron el
8086 y su variante 8088.
Segunda Generación:
Alcanza los 16 Mb de RAM.
Trabaja con palabras de 16 bits de
extensión.
Se fabrican dispositivos de hasta 25 MHz de
velocidad.
El modelo mas importante es el 80286.
Evolución de los Microprocesadores
Tercera Generación
:
Llegó al límite de los 4 Gb de RAM
Trabaja con palabras de 32 bits.
El modelo mas importante es el 80386.
Una de las ventajas de este microprocesador
es el “modo de memoria protegida”, que
permite ejecutar 2 o más apicaciones al
mismo tiempo.
En esta época, finales de los 80, aparecieron
los microprocesadores AMD y Cyrix.
Cuarta Generación:
Alcanza los 133 MHz de velocidad.
Se incorporo un bloque especial de manejo
de operaciones matemáticas con punto
flotante (conocido como FPU o unidad de
punto flotante)
Para garantizar un constante flujo de datos,
se introdujeron unos pequeños bloques de
memoria RAM de alta velocidad, conocida
como Caché.
El modelo mas importante es el i486.
Evolución de los Microprocesadores
Quinta Generación
Aparecen sobre el año 1993.
Se componen de los Pentium en
cuanto a Intel, los AMD K5 y K6 y los
Cyrix 6x86.
Su principal característica es que eran
capaces de ejecutar varias
instrucciones en un solo ciclo de reloj
gracias a su bus externo de 64bits.
Sexta Generación:
Aparecen a mediados de los años 90
Aparece el Procesador Pentium Pro y
con el un nuevo concepto que incluye
dos chips dentro de una sola pastilla.
Este procesador dio lugar a los
Pentium II, Pentium III y algunas
versiones del Celeron.
Evolución de los Microprocesadores
Séptima Generación:
AMD lanza el Athlon y supera a Intel por
primera vez en la historia basando su
microprocesador en mejora en cálculos y
operación con coma flotante.
Intel lanza el Pentium IV capaz de alcanzar
una velocidad de reloj de 4Ghz.
Cyrix fue adquirida por Via y lanzo el
procesador C3 para una versión económica
de PC´s.
Octava Generación:
Estos procesadores acaban de
aparecer y su característica principal
es que aumentan las prestaciones
frente a la velocidad.
Estos procesadores trabajan con
palabras de 64 bits lo cual supone un
paso mas en la evolución.
Ultimas tendencias
Un ejemplo de ultimas tendencias en el campo de los chips y los microprocesadores es el chip
Cell.
Dicho chip desarrollado de forma conjunta entre cuatro grandes compañías, entre ellas Sony, es
capaz de
ofrecer un rendimiento equivalente al de un súper ordenador y una velocidad de reloj superior a los
4Ghz.
Características:
-Contiene 234 millones de transistores
-Tecnología de 90 Nanómetros.
-Soporte para múltiples sistemas operativos
simultáneos
-Multi-Núcleo con gran capacidad de
procesamiento
-Velocidad de procesamiento de mas de
4Ghz en las primeras pruebas.
DUE CORE (DUAL CORE)
CORE 2 DUO
Los Core Duo
· Velocidad de procesador de
1.60 GHz a 2.33 GHz
· Velocidad de FSB 533 Mt/s a
677 Mt/s
· Conjunto de Instrucciones de
x86
· Microarquitectura Intel P6
· Socket M
· Nombre de Core : Yohnah
Core 2 Duo
"Allendale" (dual core, 65 nm) (gama baja):
Son la versión recortada. Comparten la misma
arquitectura que sus hermanos mayores y se
diferencian en que tienen 2Mb de Caché L2
deshabilitados (la mitad de sus 4 Mb).
Nombre del
modelo
Frecuencia
Front Side Bus
Cache
L1
Cache
L2
Socket
Fecha de
salida
Core 2 Duo
E6400
2,13 GHz
1066 MT/s
2×32 kb
2 Mb
LGA
775
27/07/2006
Core 2 Duo
E6300
1,86 GHz
1066 MT/s
2×32 kb
2 Mb
LGA
775
27/07/2006
Core 2 Duo
E4300
1,80 GHz
800 MT/s
2×32 kb
2 Mb
LGA
775
27/07/2006
Los Core 2 Duo
· Velocidad de procesador de 1.60 GHz a
2.93 GHz
· Velocidad de FSB 533 Mt/s a 1333 Mt/s
· Conjunto de Instrucciones de EM64T
· Socket M y Socket T
· Microarquitectura Intel Core
Microarchitecture
· Nombre de Core : Allendale, Conroe,
Merom Kentsfield
"Conroe" (dual core, 65 nm) (gama media):
Los procesadores Conroe están etiquetados como
"E6x00" o "E6x20" o "E6x50" o "E65x0". Están
destinados a ordenadores de sobremesa.
Nombre del
modelo
Frecuencia
Front Side
Bus
Cache
L1
Cache
L2
Socket
Fecha de
salida
Core 2 Duo
E6850
3,00 GHz
1333 MT/s
2×32 kb
4 Mb
LGA 775
22/07/2007
Core 2 Duo
E6750
2,66 GHz
1333 MT/s
2×32 kb
4 Mb
LGA 775
22/07/2007
Core 2 Duo
E6700
2,66 GHz
1066 MT/s
2×32 kb
4 Mb
LGA 775
27/07/2006
Core 2 Duo
E6600
2,40 GHz
1066 MT/s
2×32 kb
4 Mb
LGA 775
27/07/2006
Core 2 Duo
E6550
2,33 GHz
1333 MT/s
2×32 kb
4 Mb
LGA 775
22/07/2007
Core 2 Duo
E6540
2,33 GHz
1333 MT/s
2×32 kb
4 Mb
LGA 775
22/07/2007
Core 2 Duo
E6420
2,13 GHz
1066 MT/s
2×32 kb
4 Mb
LGA 775
xx/xx/2007
Los Core Duo acceden la caché un
nucleo por vez
Los Core 2 Duo , los dos nucleos
pueden acceder a la caché al mismo
tiempo.
Que los dos núcleos puedan acceder
a la cache al mismo tiempo hace al
micro más rápido.
Los Core 2 Duo se diferencian de los Core Duo, porque los dos
Intel Core 2 Quad
Son una serie de procesadores de Intel con 4 núcleos
y de 64 bits. Según el fabricante, estos procesadores
son un 70% más rápidos que los Core 2 Duo.
Intel tiene en mente lanzar los procesadores de 4
núcleos para portátiles en el primer semestre de
2008, con el nombre de "Penryn" y será una
actualización de los denominados Intel Santa Rosa
que se utilizan actualmente.
Nombre del
modelo
Frecuencia
Front Side Bus
Cache
L1
Cache
L2
Socket
Fecha de salida
Core 2 Quad
Q6600
2,40 GHz
1066 MT/s
2×32 kb
8 Mb
LGA 775
07/01/2007
Core 2 Quad
Q6700
2,66 GHz
1066 MT/s
2×32 kb
8 Mb
LGA 775
22/07/2007
MICROPROCESADORES CORE i
Familia Intel Core i7, i5, i3
El fabricante de componentes informáticos
Intel, distribuye su nueva gama de
microprocesadores para equipos fijos y
portátiles. Estamos hablando de los micros i7,
i5 e i3, que tienen como nombre Lynnfield
(Core i5 y Core i7 de gama baja) y Clarkdale
(Core i5 con gráficas integradas y los Core i3).
Los microprocesadores Bloomfield quedan
reservados a los más potentes Core i7 que no
son realmente asequibles para un uso
doméstico.
DENTRO DE ELLOS LA “GAMA MAS BAJA”
SERÍAN LOS CORE i3
Se trata de unos microprocesadores de doble
núcleo y fabricados en 32nm
Los dos modelos que salieron en el 2010 , son el
Core i3 530 que da 2.93Ghz y el Core i3 540 de
3.06Ghz. Los dos modelos incluyen 4MB de
Caché L3 y lo más novedoso y distintivo es que
incorporan en el propio procesador, la tarjeta
gráfica.
Esto no significa que no tengamos que usar a
parte una gráfica más potente, porque el chip que
lleva es para “salir del paso”.
Una desventaja frente al resto de la familia Core,
es que no incorporan la tecnología Turbo Boost
que gestiona el trabajo del microprocesador para
encauzar los datos de tal manera que el sistema
tarde menos en procesar todo.
Los Core i5
Tienen dos versiones a la venta, la Clarkdale,
que al igual que los Core i3 llevan la gráfica
integrada y están fabricados en 32nm, y luego los
englobados en Lynnfield. Los Core i5
Clarkdale tiene cuatro núcleos y velocidades
que van de los 3.2Ghz y los 3.46Ghz.
Estos microprocesadores si llevan Turbo Boost.
El rendimiento que generan los Core i3 y los
Core i5, desarrollan 4 procesos simultaneos, 2
por cada núcleo .
Los Core i5 Lynnfield
Microprocesadores de 4 núcleos que en este
caso están fabricados en 45nm.
Son de mayor tamaño y consumen más energía
que sus hermanos pequeños.
Estos procesadores están orientados a
ordenadores de gama alta y dan mejor
rendimiento gráfico y multimedia que los
Clarkdale a pesar de que a partir de estos
modelos ya no se incluye la gráfica en el
procesador.
Tecnología Intel® Turbo Boost◊
Acelera automáticamente el procesador cuando
tu PC necesita un rendimiento extra, esto es
rendimiento inteligente con velocidad turbo.
Disponible en algunos modelos de los sistemas
equipados con el procesador Intel® Core™ i5 del
2010.
Tecnología Intel® Hyper Threading◊
Cuenta con un procesamiento multitarea de 4
hilos que permite que cada núcleo del
procesador trabaje en dos tareas al mismo
tiempo, proporcionando el rendimiento
necesario para la multitarea inteligente. Ni tú ni
tu PC iréis más lentos, independientemente de
la cantidad de aplicaciones que tengas
abiertas al mismo tiempo.
Gráficos Intel® HD◊
Los gráficos Intel® HD proporcionan un
rendimiento visual superior para ofrecer unas
imágenes más fluidas, unos colores más nítidos y
un sonido y un vídeo similares a los de la vida
real. Mira películas y vídeos de Internet en alta
definición, juega a los videojuegos más
conocidos y disfruta de todo el soporte de
Microsoft Windows* 7. Todo está incluido, sin que
necesites una tarjeta gráfica adicional.
INTEL CORE i7
Se trata de un conjunto de
microprocesadores con arquitectura de x86
de 64 bits, y por ahora todo lo que hay en
el mercado es de cuatro núcleos, quadcore.
Los Core i7 también tienen una serie de micros
dentro de los Lynnfield y que al igual que todos
estos, son acoplados a la placa base a través
del Socket 1156 y fabricados en 45nm. Lo mejor
de los Core i7 es que además de tener 4
núcleos, llevan las dos tecnologías punteras de
Intel, el Turbo Boost y el Hyperthreading. Esto
hace que su velocidad de procesamiento sea
muy alta y que en su caso, con 4 núcleos,
genere nada más y nada menos que 8
procesos simultaneos.
Los microprocesadores Lynnfield (incluimos el
Core i5 por supuesto) tienen una memoria
Caché L3 de 8MB, el doble que los Clarkdale.
Ahora, los Core i7 Bloomfield tienen las mismas
características que el resto de los Core i7, pero el
Socket de conexión es el modelo 1366
(posiblemente la misma que los rumoreados
Core i9).
Las tres versiones disponibles
son las siguientes:
Intel Core i7 920, 2.66 GHz.
Intel Core i7 940, 2.93 GHz.
Intel Core i7 965 Extreme
Edition, 3.2 GHz.
AÑO 2011
MICROPROCESADOR Intel High-k Metal
TECNOLOGÍA :
32 nanometros
incluye procesamiento de núcleos, un controlador
de memoria, subsistema de caché y gráficos.
primeros en incluir las instrucciones vectoriales
de extensión de Intel,
tecnología destinada a cálculo intensivo que hace
el vídeo, la imagen y el procesamiento de audio,
más rápido, con mejor color y claridad de
imagen.
TECNOLOGÍA: (cont)
incluyen la tecnología Intel AES New
Instructions (AES-NI), que por instrucciones
del software aceleran el cifrado y descifrado.
Microprocesadores AMD Advanced Micro
Devices
Saldrá el Sandy Bridge, chips Fusion para
equipos de sobremesa y portátiles.
Los nuevos chips de AMD combinarán un
microprocesador gráfico y una CPU de
propósito general en la misma pieza de silicio.
Que es Intel High-k Metal con tecnología de 32
nanómetros?
Nuevo procesador de seis núcleos con doce
hilos bajo el nombre Core i7 990X Extreme
Edition .
Base de 3,4GHz y un máximo de 3,73GHz con
el Turbo Boost activado. El 980X ofrece
3,33GHz y 3,6GHz con el Turbo Boost. Como su
hermano el 990X viene con un cache L3 de
12MB, TDP de 130W, y requiere una placa base
con un zócalo LGA1366.
Se espera que este chip sea el
ultimo de Intel para el rango
Gulftown, que reemplazará la
plataforma Sandy Bridge ‘E’ , y
utilizará el nuevo zócalo
LGA2011 cuando se estrene a
finales de 2011.
Desde el punto de vista más teórico,
el principal cambio se llama Intel X58.
Es el nuevo chipset que utilizan los
Intel Core i7, y trae consigo varias
notables mejoras:
Uso exclusivo con memorias
DDR3, ya que no se podrán
utilizar DDR2 en los nuevos Intel
Core i7
VELOCIDAD
Actualmente se habla de frecuencias
de Megaherzios (MHz.). o de Gigaherzios
(GHz.),
El indicador de la frecuencia de un
microprocesador es un buen referente de la
velocidad de proceso del mismo, pero no el
único.
La cantidad de instrucciones necesarias para
realizar una tarea depende directamente del
juego de instrucciones disponible.
BUS DE DATOS
El microprocesador lee y escribe datos en la
memoria principal y en los dispositivos de
entrada/salida.
Los modelos de la familia x86, a partir del 80386,
trabajan con bus de datos de 32 bits, y a partir del
Pentium con bus de 64 bits. Pero los
microprocesadores de las tarjetas gráficas, que
tienen un mayor volumen de procesamiento por
segundo, se ven obligados a aumentar este tamaño,
y así tenemos hoy en día microprocesadores
gráficos que trabajan con datos de 128 ó 256 bits.
PUERTOS DE ENTRADA Y
SALIDA
El microprocesador tiene puertos
de entrada/salida en el mismo
circuito integrado.
Se designa circuito integrado
auxiliar al circuito integrado que es
periférico a un sistema pero
necesario para el funcionamiento del
mismo.
CHIPSET
El chipset es un conjunto de circuitos
integrados
diseñado
para
trabajar
conjuntamente y generalmente vendido como
un único producto.
Esos circuitos son los que actualmente se
denominan chipset del computador y son
responsables en una medida importante del
rendimiento global del mismo.
Se ha comparado al Chipset con la "médula
espinal": "una persona puede tener un buen
cerebro, pero si la médula falla, todo el
cuerpo no sirve para nada".
Las computadoras personales actuales tienen
chipset formado por 2 circuitos auxiliares al
procesador principal:
El puente norte que se utiliza como puente de
enlace entre el microprocesador y la memoria,
controlando los accesos hacia y desde el
microprocesador, la memoria RAM, el puerto
gráfico y las comunicaciones con el puente sur.
El puente sur que controla los dispositivos
asociados, es decir se encarga de comunicar el
procesador con el resto de los periféricos. (los
controladores de disco, puertos de entrada y
salida, como USB, etc.)
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Los Microprocesadores