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Carlos Canto Q. Arquitectura de computadoras II

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• En 1993 vino el gran cambio hacia una nueva arquitectura. En 1993 vino el gran cambio hacia una nueva arquitectura. El Pentium de Intel fue el primer CPU de 5ª. generación.El Pentium de Intel fue el primer CPU de 5ª. generación.

• Las primeras versiones no fueron muy rápidas. Los Las primeras versiones no fueron muy rápidas. Los primeros Pentium corrían a 60Mhz, a 5 volts. primeros Pentium corrían a 60Mhz, a 5 volts.

• Se calentaban tanto que se decía que se podía freír un Se calentaban tanto que se decía que se podía freír un huevo sobre ellos. Pero el Pentium rápidamente se huevo sobre ellos. Pero el Pentium rápidamente se benefició de los nuevos progresos de la tecnología, y benefició de los nuevos progresos de la tecnología, y usando el doblaje del reloj, las frecuencias del reloj pronto usando el doblaje del reloj, las frecuencias del reloj pronto se fueron al cielo.se fueron al cielo.

• Básicamente, la mayor innovación fue una arquitectura Básicamente, la mayor innovación fue una arquitectura superscalar. Esto significa que el Pentium podría procesar superscalar. Esto significa que el Pentium podría procesar varias instrucciones al mismo tiempo ( usando varios varias instrucciones al mismo tiempo ( usando varios “PIPILINES”).“PIPILINES”).

• Además, el ancho del bus de RAM fue aumentado de 32 a Además, el ancho del bus de RAM fue aumentado de 32 a 64 bits. 64 bits.

Pentium

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PentiumEl procesador podría ser visualizado como dos 80486 construido en un solo chip

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EL Pentium MMXEL Pentium MMX•En 1997, el Pentium MMX, introdujo nuevas instrucciones MMX . Al mismo tiempo, la cantidad de memoria cache L1 fue doblada y la frecuencia del reloj se aumentó.                                                                              

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•Después del Pentium vino el Pentium II. Pero Intel ya había lanzado Después del Pentium vino el Pentium II. Pero Intel ya había lanzado el Pentium Pro en 1995, el cual fue el primer CPU de 6ª generación.el Pentium Pro en 1995, el cual fue el primer CPU de 6ª generación.El Pentium Pro fue usado primero en servidores, pero su arquitectura El Pentium Pro fue usado primero en servidores, pero su arquitectura fue reusada en el popular Pentium II, Celeron y Pentium III, de 1997 al fue reusada en el popular Pentium II, Celeron y Pentium III, de 1997 al 2001.2001.El Pentium II inicialmente representó un retroceso tecnológico. El Pentium II inicialmente representó un retroceso tecnológico. El Pentium Pro usó una caché L2 integrada, pero Intel escogió colocar El Pentium Pro usó una caché L2 integrada, pero Intel escogió colocar la caché fuera del chip real del Pentium II, para hacer su producción la caché fuera del chip real del Pentium II, para hacer su producción más barata.más barata.

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Pentium II

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•La caché nivel 2 (L2) fue La caché nivel 2 (L2) fue colocada junto a la CPU colocada junto a la CPU sobre un circuito impreso, sobre un circuito impreso, un módulo SEC. un módulo SEC.

•El módulo era instalado El módulo era instalado en un largo socket Slot 1 en un largo socket Slot 1 sobre la motherboard.sobre la motherboard.

•La caché L2 está en 2 La caché L2 está en 2 chips, uno en cada lado chips, uno en cada lado del procesador. del procesador.

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•La desventaja de este sistema es que la caché L2 se hizo La desventaja de este sistema es que la caché L2 se hizo marcadamente más lenta que cuando estaba integrada dentro del marcadamente más lenta que cuando estaba integrada dentro del CPU. La caché L2 corre típicamente a la mitad de la frecuencia del CPU. La caché L2 corre típicamente a la mitad de la frecuencia del reloj del CPU.reloj del CPU. •AMD usó el mismo sistema en sus primeros Athlons . Para éstos el socket se llamó Slot A

• Intel decidió lanzar también un edición barata del Pentium II –el procesador Celeron. En las primeras versiones, la caché L2, simplemente fue desaparecida del módulo. Lo que lo llevó a un pobre desempeño, pero proporcionó una oportunidad de overclocking.

•Overclocking significa hacer que la CPU trabaje a una frecuencia más alta de la que fue diseñado para trabajar .

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El Pentium 4

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Pentium 4 •El Pentium III realmente fue otra edición del Pentium II, que era una nueva versión del Pentium Pro.Todos estos procesadores se basaron en la misma arquitectura.

•No fue hasta que apareció el Pentium 4 cuando obtuvimos un procesador completamente nuevo de Intel.

•El núcleo (P7) tenía un diseño completamente diferente: La caché L1 contiene instrucciones decodificadas. El pipeline fue doblado a 20 etapas ( en las últimas versiones se incrementó a 31 etapas) Se dobló el reloj de las unidades de cálculo entero (ALU’s) , tal que puedan realizar dos micro operaciones por tick del reloj. Además, el bus de la memoria, que conecta la RAM al Puente norte, ha sido cuadriplicado, talm que transfiere cuatro paquewtes de datos por ciclo de reloj. Esto es equivalente a 4X100 Mhz y 4X133 en las primeras versiones. En las últimas versiones el bus fue bombeado hasta 4X200 Mhz y actualizada con 4X266Mhz para el 2005 datos. El procesador esta habilitado para Hyper Threading, que significa que bajo ciertas circunstancias puede operar como dos CPU´s individuales.

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•Los cuatro grandes cambios observados en el Pentium 4.

El Pentium 4

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Evolution of the Pentium 4

•The Pentium 4 is ready for MP functions

•Hyper-Threading Technology is a very exciting structure, which can be briefly outlined as follows: In order to exploit the powerful pipeline in the Pentium 4, it has been permitted to process two threads at the same time. Threads are series of software instructions. Normal processors can only process one thread at a time.

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• In servers, where several processors are installed in the same motherboard (MP systems), several threads can be processed at the same time. However, this requires that the programs be set up to exploit the MP system, as discussed earlier.

• The new thing is that a single Pentium 4 logically can function as if there physically were two processors in the pc. The processor core (with its long pipelines) is simply so powerful that it can, in many cases, act as two processors. It’s a bit like one person being able to carry on two independent telephone conversations at the same time.

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•Hyper-Threading works very well in Intel’s Prescott-versions of Pentium 4. You gain performance when you operate more than one task at the time. If you have two programs working simultaneously, both putting heavy pressure on the CPU, you will benefit from this technology. But you need a MP-compatible operating system (like Windows XP Professional) to benefit from it.

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•The next step in this evolution is the production of dual-core processors.

• AMD produces Opteron chips which hold two processors in one chip.

• Intel is working on dual core versions of the Pentium 4 (with the codename ”Smithfield”). These chips will find use in servers and high performance pc’s.

•A dual core Pentium 4 with Hyper-Threading enabled will in fact operate as a virtual quad-core processor.

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El AMD K8 “Hammer” Athlon 64

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Controlador de Memoria DDRControlador de Memoria DDR

Hyper TransportHyper Transport

Núcleo delProcesador del

“Hammer”

Núcleo delProcesador del

“Hammer”

64KBCache de

instrucción L1

64KBCache de

instrucción L1 1 MBCache

L2

1 MBCache

L264 KBCache de Datos L1

64 KBCache de Datos L1

El procesador del Hammer incorpora el controlador de memoria dentro del mismo chip. En los procesadores actuales , ese controlador reside en el motherboard.

Es capaz de ejecutar 9 instrucciones por ciclo

AMD Opteron “ Sledge Hammer”pensado para servidores

AMD Athlon 64 “Claw Hammer” para PC´s de escritorio

El bus de memoria puede ser de 64 ó 128 bits sin que requiera un controlador de memoria adicional

Tiene tres conexiones “Hyper Transport “, esto permite que hasta 8 procesadores puedan trabajar en paralelo conectados entre sí a través de esta vía

Hyper transport: sistema universal de interconectividad que se utiliza para procesos de I/O y en el caso del “ Hammer”, para conectar procesadores entre si.

La Octava Generación

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Generaciones de microprocesadoresGeneración

Cpu Año Transistores

1era 8086,8088 1978-1981 29,000

2da 80286 1984 134,000

3ra 80386Dx 1987-88 275,000

4ta 80486SX,486DX 1990-92 1;200,000

5ta Pentium / AMD K5 1993-95 3;100,000

6ta Pentium Pro / AMD K6 1995-98 5;500,000

7ma AMD K7 / Pentium 4 1999-2000 22;000,000

8va Athlon 64 / Prescott 2003 100;000,000

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