UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA

Unidad Académica de Ciencias Químicas y de la SaludCarrera de Enfermería

Primer semestre “B”

TEMA:

PROCESADORESINTEGRANTES:

Danny Erick Garay Vargas.

Tannia Carmelina Vásquez Aguilar.

Gisella Lizbeth Villacís Ángel.

Wellington John Vinces Hurtado.

DOCENTE:

Ing. Karina García.

AÑO:

2014 - 2015

Arquitectura de Buses.

En Arquitectura de computadores, el bus es un

Sistema digital que transfiere datos entre los

componentes de un Ordenador o entre ordenadores.

Está formado por cables o  pistas en un Circuito

impreso", dispositivos como Resistor y Condensador

eléctrico además de Circuitos integrados.

En los primeros computadores electrónicos, todos los buses eran de tipo paralelo, de

manera que la comunicación entre las partes de computador se hacía por medio de cintas

o muchas pistas en el circuito impreso, en los cuales cada conductor tiene una función fija

y la conexión es sencilla requiriendo únicamente puertos de entrada y de salida para cada

dispositivo.

La tendencia en los últimos años es el uso de buses seriales como el USB, Custom

Firewire (aún no redactado) para comunicaciones con periféricos y el reemplazo de buses

paralelos para conectar toda clase de dispositivos, incluyendo el Microprocesador con el

Chipset en la propia placa base. Son conexiones con lógica compleja que requieren en

algunos casos gran poder de cómputo en los propios dispositivos, pero que poseen

grandes ventajas frente al bus paralelo que es menos inteligente.

Existen diversas especificaciones de bus que definen un conjunto de características

mecánicas como conectores, cables y tarjetas, además de protocolos eléctricos y de

señales.

Funcionamiento.

La función del Bus es la de permitir la conexión lógica entre distintos subsistemas de un

sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintos órdenes: desde dentro de

los mismos circuitos integrados, hasta equipos digitales completos que forman parte de

supercomputadoras. La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos

por los cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda

de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las

señales y entregarlas como datos útiles. Las señales digitales que se trasmiten son de

datos, de direcciones o señales de control.

Los buses definen su capacidad de acuerdo a la frecuencia máxima de envío y al ancho

de los datos. Por lo general estos valores son inversamente proporcionales: si se tiene

una alta frecuencia, el ancho de datos debe ser pequeño. Esto se debe a que la

interferencia entre las señales (crosstalk) y la dificultad de Sesgo de reloj, crecen con la

frecuencia, de manera que un bus con pocas señales es menos susceptible a esos

problemas y puede funcionar a alta velocidad.

Todos los buses de computador tienen funciones especiales como las Interrupciones y las

DMA que permiten que un dispositivo periférico acceda a una CPU o a la memoria usando

el mínimo de recursos.

HyperTransport (HT).

También conocido como Lightning Data Transport (LDT) es una tecnología de

comunicaciones bidireccional, que funciona tanto en serie como en paralelo, y que ofrece

un gran ancho de banda en conexiones punto a punto de baja Latencia. Se publicó el 2 de

abril de 2001.

Esta tecnología se aplica en la comunicación entre chips de un Circuito integrado

ofreciendo un enlace (ó Bus (Informática)) avanzado de alta velocidad y alto desempeño;

es una conexión universal que está diseñada para reducir el número de Bus (Informática)

dentro de un sistema, suministrando un enlace de alto rendimiento a las aplicaciones

incorporadas y facilitando sistemas de Multiprocesamiento altamente escalables.

Front-side bus.

El front-side bus, también conocido por su Acrónimo FSB (del Idioma inglés literalmente

"bus de la parte frontal"), es el tipo de Bus (informática) usado como bus principal en

algunos de los Microprocesador de la marca Intel para comunicarse con el Circuito

integrado auxiliar.

Ese bus incluye señales de datos, direcciones y control, así como señales de reloj que

sincronizan su funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel y hace tiempo en los

de Advanced Micro Devices se usan otros tipos de buses como el Intel QuickPath

Interconnect y el HyperTransport respectivamente.

Primera Generación.

Los primeros computadores tenían 2 sistemas de

buses, uno para la memoria y otro para los demás

dispositivos. La CPU tenía que acceder a dos

sistemas con instrucciones para cada uno, protocolos

y sincronizaciones diferentes. La empresa DEC notó

que el uso de dos buses no era necesario si se

combinaban las direcciones de memoria con los de los

periféricos en un solo espacio de  memoria (E/S mapeada en memoria), de manera que la

arquitectura se simplificaba ahorrando costos de fabricación en equipos fabricados en

masa, como eran los primeros Minicomputador.  

Los primeros Microcomputador se basaban en la conexión de varias tarjetas de circuito

impreso a un bus Backplane pasivo que servía de eje al sistema. En ese bus se

conectaba la tarjeta de CPU que realiza las funciones de árbitro de las comunicaciones

con las demás tarjetas de dispositivo conectadas; las tarjetas incluían la memoria,

controladoras de diskette y disco, adaptadores de vídeo. La CPU escribía o leía los datos

apuntando a la dirección que tuviera el dispositivo buscado en el espacio único de

direcciones haciendo que la información fluyera a través del bus principal. Entre las

implementaciones más conocidas, están los buses Bus S-100 y el Bus ISA usados en

varios microcomputadores de los 70's y 80's. En ambos, el bus era simplemente una

extensión del bus del procesador de manera que funcionaba a la misma frecuencia. Por

ejemplo en los sistemas con procesador Intel 80286 el bus ISA tenía 6 u 8 MHz de

frecuencia dependiendo del procesador.

Segunda generación.

El hecho de que el  bus fuera pasivo y que usara la CPU como control, representaba

varios problemas para la ampliación y modernización de cualquier sistema con esa

arquitectura. Además que la C PU utilizaba una parte considerable de su potencia en

controlar el bus.

Desde que los procesadores empezaron a funcionar con frecuencias más altas, se hizo

necesario jerarquizar los buses de acuerdo a su frecuencia: se creó el concepto de bus de

sistema (conexión entre el procesador y la RAM) y de buses de expansión, haciendo

necesario el uso de un Circuito integrado auxiliar para conectar todo tipo de computadoras

no se utiliza el circuito integrado.El bus ISA utilizado como Backplane en el PC IBM

original pasó de ser un bus de sistema a uno de expansión, dejando su arbitraje a un

integrado del chipset e implementando un bus a una frecuencia más alta para conectar la

memoria con el procesador.

En cambio, el bus Nubus era independiente desde su creación, tenía un controlador

propio y presentaba una interfaz estandar al resto del sistema, permitiendo su inclusión en

diferentes arquitecturas. Fue usado en diversos equipos, incluyendo algunos de Apple y

se caracterizaba por tener un ancho de 32 bits y algunas capacidades Plug and Play

(autoconfiguración), que lo hacían muy versátil y adelantado a su tiempo. Entre otros

ejemplos de estos buses autónomos, están el AGP y el bus PCI.

Tercera generación.

Los buses de tercera generación se caracterizan por tener conexiones punto a punto, a

diferencia de los buses arriba nombrados en los que se comparten señales de reloj, y

otras partes del bus. Esto se logra reduciendo fuertemente el número de conexiones que

presenta cada dispositivo usando interfaces seriales. Entonces cada dispositivo puede

negociar las características de enlace al inicio de la conexión y en algunos casos de

manera dinámica, al igual que sucede en las redes de comunicaciones. Entre los

ejemplos más notables, están los buses PCI-Express, el Infiniband y el HyperTransport.

Tipos de Bus.

Existen dos grandes tipos

clasificados por el método de

envío de la información: bus

paralelo o serial.

Hay diferencias en el desempeño y

hasta hace unos años se

consideraba que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para

cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial.

Bus paralelo: Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo,

con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es

bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la

frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva,

desde el bus del procesador, los buses de discos du ros, tarjetas de expansión y de vídeo,

hasta las impresoras.

El Front Side Bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier bus

presenta unas f unciones en líneas dedicadas: · Las Líneas de Dirección son las

encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea

establecer comunicación. · Las Líneas de Control son las encargadas de enviar señales

de arbitraje entre los dispositivos.

Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de

estado. · Las Líneas de Datos trasmiten los bits, de manera que por lo general un bus

tiene un ancho que es potencia de 2.Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas,

pero la lógica es sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo.

En los primeros microcomputadores, el bus era simplemente la extensión del bus del

procesador y los demás integrados "escuchan" las líneas de direcciones, en espera de

recibir instrucciones. En el PC IBM original, el diseño del bus fue determinante a la hora

de elegir un procesador con I/O de 8 bits (Intel 8088), sobre uno de 16 (el 8086), porque

era posible usar hardware diseñado para otros procesadores, abaratando el producto.

Bus serial: En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de

registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda

depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos

duros, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.

Dual-Core.

Intel hizo un Dual Core con el modelo Pentium-D (su

primer Dual Core), que eran básicamente 2 Pentium 4

dentro del mismo encapsulado de cerámica, aunque

no en el mismo encapsulado de silicio, por lo que

tienen que unirse por Front Side Bus. Más tarde, Intel

remodelaría con Core Duo y después con Core 2 Duo.

Nuevamente, Intel apuesta por una gama nueva de

Dual-Core basados en la eficiencia de su siguiente

modelo Core.

Funcionamiento de un Dual Core.

Cómo está diseñado.

Existen dos duvanes idénticos en un mismo salon integrado o chip, trabajando a la misma

velocidad, aunque pudiendo ajustarse cada una según la carga y controlador que lo

gobierne. Por defecto, si no se le indica bajo un kernel de UNIX/Linux o no se le instalan

controladores bajo Windows, trabajan al máximo rendimiento. En el caso de Linux, el

demonio ACPID puede ajustar automáticamente la tasa de la CPU para bajar el

consumo/calor generado, pero esto puede deshabilitarse tanto por un nuevo kernel como

por el uso de cpufreq-select. En el caso de otros sistemas UNIX, como BSD, la tasa lo

ajusta automáticamente el demonio powerd.

La aparición del doble núcleo redujo la velocidad punta en cada uno de ellos, (por

ejemplo, un núcleo sencillo de 3GHz fue reemplazado por un núcleo dual de 2,2GHz x2),

pero esta reducción podría no verse afectada directamente en el rendimiento, ya que

depende del tipo de núcleo de CPU que tenga instalado, así como el nivel de caché y

velocidad de FSB. También importa, como se comenta en el siguiente punto, si la

aplicación soporta el trabajo conjunto (en paralelo) con varias CPU y si el sistema

operativo reparte bien la faena. Más adelante, la frecuencia de reloj fue aumentando,

hasta sobrepasar los 3GHz por núcleo.

Desde sus inicios con Opteron, AMD ya diseñó los núcleos para poder ampliarlos, sin que

los chips de silicio estén separados y, por lo tanto, para que trabajen conjuntamente a la

velocidad del procesador. Este es un punto a favor de AMD, ya que siempre ha creado

núcleos unidos, cosa que la competencia tuvo que desarrollar rápidamente.

La siguiente etapa en la evolución de las CPU para equipos domésticos se conoce

como Quad Core o núcleo cuádruple, unidades centrales de proceso con cuatro núcleos

interconectados, aunque AMD posee una versión en su gama Phenom de 3 núcleos, más

económico que el de 4. Y, para variar, poco a poco van sacando procesadores con más

núcleos. AMD en estas fechas ya comercializa procesadores (Opteron, para servidores)

de 6 y 12 núcleos, y se plantea para el 2012 procesadores con 16 núcleos.

Carga.

Las CPU de doble núcleo, dependiendo del sistema operativo que los gobierne, reparten

la carga de transacciones aumentando la velocidad de proceso y el rendimiento. También

y según la aplicación, pueden trabajar ambos núcleos (o los que tenga un procesador)

para desarrollar cálculos paralelamente, ya que se trata de un clúster de núcleos

(véase: PVM, MPI). A diferencia de la tecnología HyperThreading, que no es más que una

simulación de dos núcleos virtuales sobre uno real, Dual Core son dos núcleos reales.

Intel Core i3.

Core i3 es una línea de microprocesadores Intel de

gama baja fabricados a 32 nm, los primeros se

empezaron a comercializar a principios de 2010.

Tecnología.

El 7 de enero de 2010, Intel lanzó el primer procesador Core i3:1 son procesadores de

doble núcleo con procesador gráfico integrado, la GPU, denominada Intel HD que

funciona a 733 MHz. Poseen 4 MiB de caché de nivel 2, y controlador de memoria para

DDR3 hasta 1,33 GHz. La función Turbo Boost no está habilitada, pero la tecnología

Hyper-Threading se encuentra activada.

Nombre en

claveModelo/s Núcleos

Caché nivel

3Zócalo TDP E/S Bus

Clarkdale Core i3-5xx

2

4 MiBLGA

1156

73

WDirect Media

Interface,

GPU integradaArrandaleCore i3-

3xxM3 MiB

µPGA-

989

35

W

Intel Core i5.

Core i5 es una marca utilizada por Intel para varios

microprocesadores, los primeros se introdujeron a finales de

2009. Se coloca entre los básicos Core i3 y Core 2 y los de

gama alta Core i7 y Xeon.

Cores.

El 8 de septiembre de 2009, Intel lanzó el primer procesador Core i5: El Core i5 750, que

es un procesador de 2,66 GHz Lynnfield cuádruple núcleo con tecnología Hyper-

Threading desactivada. Los Core i5 Lynnfield tienen una caché L3 de 8 MiB, un bus DMI

funcionando a 2,5 GT/S y soporte para memoria en doble canal DDR3-800/1066/1333.

Los mismos procesadores con diferentes conjuntos de características (frecuencias de

reloj de la tecnología Hyper-Threading y otras) activadas se venden como Core i7 8xx y

Xeon 3400, que no debe confundirse con la de gama alta series Core i7-9xx y Xeon 3500

que son los procesadores basados en Bloomfield.

Los procesadores Core i5-5xxx móviles se denominan Arrandale y están basados en los

Westmere de 32 nm, versión reducida de la microarquitectura Nehalem. Los procesadores

Arrandale tienen capacidad de gráficos integrados, pero sólo dos núcleos de procesador.

Fueron puestos en el mercado en enero de 2010, junto con los Core i7-6xx y Core i3-3xx

basados en el mismo chip. La caché L3 en Core i5-5xx se reduce a 3 MiB, mientras que el

Core i5-6xx utiliza el caché completo y el Core i3 3xx no soporta la tecnología Turbo

Boost. Clarkdale, la versión de escritorio de Arrandale, se vende como Core i5-6xx, junto

con los Core i3 y Pentium relacionados. Cuenta con la tecnología Hyper-Threading

habilitada y los 4 MiB completos de caché L3.

Intel Core i7. Intel Core i7 es una familia de procesadores 4

núcleos de la arquitectura Intel x86-64, lanzados al comercio en

2008. Los Core i7 son los primeros procesadores que usan

la microarquitectura Nehalem de Intel y es el sucesor de la

familia Intel Core 2. El identificador Core i7 se aplica a la familia

inicial de procesadores con el nombre clave Bloomfield.

El pseudónimo Core i7 no tiene un significado concreto, pero continúa con el uso de la

etiqueta Core. Estos procesadores, primero ensamblados en Costa Rica, fueron

comercializados el 17 de noviembre de 2008, y actualmente es manufacturado en

las plantas de fabricación que posee Intel en Arizona, Nuevo México y Oregón.

Características de Core i7.

Nehalem representa el cambio de arquitectura más grande en la familia de procesadores

Intel x86 desde el Pentium Pro en 1995. La arquitectura Nehalem tiene muchas nuevas

características. La primera representa un cambio significativo desde el Core 2:

FSB es reemplazado por la interfaz QuickPath en i7 (socket 1366), y sustituido a

su vez en i7, i5 e i3 (socket 1156) por el DMI eliminando el NorthBrige e

implementando puertos PCI Express (16 líneas en total) directamente, debido a

que es más complejo y caro. Las placas base deben utilizar un chipset que soporte

QuickPath. De momento solo está disponible para placas base de Asrock, Asus,

DFI, EVGA, GigaByte, Intel, MSI y XFX.

El controlador de memoria se encuentra integrado en el mismo procesador.

Memoria de tres canales (ancho de datos de 192 bits): cada canal puede soportar

una o dos memorias DIMM DDR3. Las placa base compatibles con Core i7 tienen

cuatro (3+1) o seis ranuras DIMM en lugar de dos o cuatro, y las DIMM deben ser

instaladas en grupos de tres, no dos.

Soporte para DDR3 únicamente.

Turbo Boost: Permite a los distintos núcleos acelerarse "inteligentemente" por sí

mismos cada 133 MHz por encima de su velocidad oficial, mientras que los

requerimientos térmicos y eléctricos de la CPU no sobrepasen los

predeterminados.

Dispositivo Single-die: Los cuatro núcleos, el controlador de memoria, y

la caché se encuentran dentro del mismo encapsulado.

HyperThreading reimplementado. Cada uno de los cuatro núcleos puede procesar

dos tareas simultáneamente, por tanto el procesador aparece como ocho CPU

desde elsistema operativo. Esta característica estaba presente en la antigua

microarquitectura Netburst introducida en los Pentium 4 HT.

Solo una interfaz QuickPath: No concebida para placas base multiprocesador.

Tecnología de proceso de 45 nm o 32 nm.

731 millones de transistores (1.170 millones en el Core i7 980x, con 6 núcleos y 12

MiB de memoria caché).

Sofisticada administración de energía, puede colocar un núcleo no utilizado en

modo sin energía.

Capacidad de overclocking muy elevada (se puede acelerar sin problemas hasta

los 4-4,1 GHz).

Desventajas.

El Core i7, o por lo menos, las placas base para el Core i7 comercializadas a partir

del 22 de noviembre de 2008, no son compatibles con ECC (Error checking and

correction) de memoria. Algunos expertos, como por ejemplo, Daniel Barrios,

recomiendan que sistemas sin soporte ECC no se usen para la computación

científica, y en general tampoco a menos que al usuario no le importen los errores

en los datos críticos.

El Core i7 presenta un consumo máximo de 160W, con el consiguiente problema

térmico y exigencia de potencia en la fuente de alimentación (aunque tiene

un TDP de 130W). Como desventaja adicional, resulta más difícil llevar este

rendimiento a los ordenadores portátiles, enfrentándose así a únicamente 2 o 3

horas de batería.

Procesadores.

Las velocidades de reloj listadas aquí son en modo normal. La velocidad en un

solo núcleo puede ser incrementada hasta 400 MHz cuando los otros están

desactivados.

El multiplicador del microprocesador aumenta automáticamente cuando las

condiciones lo permiten, en los i7 920 pasa de 20 a 21, si está habilitado el modo

turbo.

El 965 XE tiene multiplicadores separados para la memoria y los núcleos.

Las velocidades de memoria de DDR3-2000 son posibles, pero no

soportadas por Intel.

Se han informado de velocidades de reloj de hasta unos 4 GHz, pero aún

no están soportadas por Intel.

El procesador tiene un Thermal Design Power de 130 W y se ralentizará a sí

mismo si es excedido. Esta característica puede ser deshabilitada.

Los modelos Core i7 920, 940 y 965 Extreme, que aparecieron en el mercado el

mes de noviembre del 2008 en lotes de 1.000 unidades con unos precios de 284,

562 y 999 dólares respectivamente

Rendimiento.

Se ha utilizado un Core i7 940 a 2,93GHz en un benchmark en 3DMark Vantage dando

una puntuación de CPU de 17.966 El Core i7 920 a 2,66GHz da una puntuación de

16.294. En la anterior generación de procesadores Core, un Core 2 Quad Q9450 a

2,66GHz, se obtiene una puntuación de 11.131.

AnandTech ha probado el Intel QuickPath Interconnect (versión de 4,8 GT/s) y encontró

que el ancho de banda de copia usando triple-channel 1066 MHz DDR3 era de 12,0 GB/s.

Un sistema Core 2 Quad a 3,0 GHz usando dual-channel DDR3 a 1066 MHz logra 6,9

GB/s. La técnica del overclocking será posible con la serie 900 y una placa base equipada

con el chipset X58. En octubre de 2008, surgieron informes de que no será posible utilizar

el "rendimiento" DIMM DDR3 que requieren voltajes superiores a 1,65V porque el

controlador de memoria integrado en el núcleo i7 podría dañarse. Algunas pruebas, sin

embargo, han demostrado que el límite de voltaje no es aplicado, como en una placa MSI,

y los fabricantes pueden escoger enlazar el voltaje de la CPU a la memoria o no. Hacia el

final de ese mes, los vendedores de memoria de alto desempeño han anunciado kits de

memoria DDR3 1,65V con velocidades de hasta 2 GHz.

Algunos viejos artículos han sugerido que el diseño del i7 no es ideal para el desempeño

en juegos. En un test hecho en hardware filtrado, un Core i7 940 comparado a un QX9770

mostraba que el Core i7 es más lento que el Yorkfield ciclo a ciclo en 2 juegos mientras

que fue más rápido en otros dos. La diferencia en todos los casos es pequeña. Sin

embargo, pruebas más recientes hechas en todas las velocidades del hardware oficial con

controladores finales y revisiones de BIOS muestran que el Core i7 mínimamente vence al

Yorkfield ciclo a ciclo de reloj, y en muchos casos lo excede en un promedio del 17%.

En una prueba del Super PI 1 M monotarea, un Core i7 920 corriendo a 2,66 Ghz finalizó

la prueba en 15,36 segundos, mientras que un QX9770 (3,2 Ghz) la finalizó en 14,42

segundos, entonces el Core i7 ha ejecutado 15,5% menos instrucciones en esta prueba.

El Core i7 posee tres canales de memoria, y la velocidad de los mismos puede ser

escogida configurando el multiplicador de memoria. Sin embargo, en antiguos

benchmarks, cuando la velocidad es establecida más allá del umbral (1333 para un

965XE) el procesador solo accederá a dos canales de memoria simultáneamente. Un

965XE tiene mejor procesamiento de memoria con 3 módulos DDR3-1333 que con 3

DDR3-1600, y 2 módulos DDR3-1600 tienen casi el mismo rendimiento que 3 DDR3-

1600.

Puesto que el Core i7 es un procesador de cuatro núcleos, la

tecnología HyperThreading no produce ninguna mejora en la ejecución de cargas de

trabajo con menos de cinco tareas simultáneas cuando todos los núcleos están

encendidos, y algunas aplicaciones sufren una bajada en el rendimiento cuando

HyperThreading está activado. Esta tecnología ofrece su mejor rendimiento cuando la

carga de trabajo es de ocho o más tareas simultáneas.

WEB-GRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Bus_%28inform%C3%A1tica%29

http://www.monografias.com/trabajos17/arquitectura-computadoras/arquitectura-

computadoras.shtml

http://www.intel.la/content/www/xl/es/processors/processor-numbers.html