MICROPROCESADOR

INTRODUCCIÓN DEL TEMA

En esta presentación expodremos qué es un

procesador, como funciona, las marcas de

fabricante, los tipos según su factor forma,

como instalarlo, como seleccionar un

procesador, los cuidados que requiere,

algunas cotizaciones, sus componentes y

expondremos su fabricación.

¿QUÉ ES UN PROCESADOR?

La unidad de control: es el “cerebro del microprocesador”. Es el encargado de activar o desactivar los diversos componentes del microprocesador en función de la instrucción que el microprocesdor esté ejecutando y en función también de la etapa de dicha instrucción aue se esté ejecutando.

Unidad de ejecución: es una parte de la CPU que realiza las operaciones y cálculos llamados por los programas.

Memoria Caché: es un conjunto de datos

duplicados de otros originales, con la

propiedad de que los datos originales son

costosos de acceder normalmente en tiempo,

respecto a la copia en la caché.

¿CÓMO FUNCIONA?

Basicamente realiza operaciones aritméticas elementales, que son cruciales para ejecutar cualquier acción en las computadoras modernas.

El procesador es un circuito electrónico que funciona a la velocidad de un reloj interno, gracias a un cristal de cuarzo que, envia impulsos denominados “picos”.

Cada pico de reloj, el procesador ejecuta una acción que corresponde a su vez a una instrucción o bien a una parte de ella. La medida CPI representa el numero promedio de ciclos del reloj, necesarios para que el procesador ejecute una instrucción

MARCAS DE

PROCESADORES

TIPOS SEGÚN SU FACTOR

FORMAADM e INTEL son los unicos dos tipos de chips que

abarcan la diversidad en el mercado.

Numero de nucleos: entre mas nucleo un procesador, mayor cantidad de informacion será procesada al mismo tiempo

Memoria Caché: es una memoria ultrarapidautilizada por el microprocesador

Bus de datos frontal: Un bus son lineas, trazadas sobre una placa, y se encarga del transporte de diferentes tipos de informacion

Velocidad del procesador: se mide en MHz o en GHz

Consumo de energía

TIPOS DE PROCESADORES

intel celeron

el equipo portatil: es apta para las necesidades

informaticas basicas como procesar textos.

caracteristicas

64 bits del proceso

1mb de memoria cache

bus de datos frontal de 800 mshz

un procesador con velocidad de hasta 2.2 ghz

ahorra energia de acuerdo con las normas

establecidas

intel core 2 duo

el equipo portatil y computadora de escritorio: este procesador brinda el desempeño necesario para ejecutar multiples tareas al mismo tiempo.

caracteristicas:

memoria 2 nucleos de procesamiento

memoria cache de 2mb hasta 6mb

bus total frontal. en este caso,dependiendo el numero de procesador, el ancho de banda puede ser de 533 mhz, 800 mhz a 1066 mhz.

intel core 2 quad

equipo portatil y computadora de escritorio: fue diseñado con el fin de que su desempeño sea procesar entretenimientos como : videojuegos de alto nivel, editar videos, fotografias, reproducir peliculas y musica.

caracteristicas:

4 nucleos

memoria cache de 4 mb, 6mb y 12 mb

bus de datos frontal de 800 mhz y 1066 mhz

procesadoir con velocidad de 2.53 ghz, 2,60ghz,2.80ghz y 3.06 ghz

intel core i3

este microprocesador utiliza la tecnologia hyperthereading.

caracteristicas:

procesador de dos nucleos

memoria cache de 3mb

velocidad ddr3 de 800mhsz hasta 1066mhz. ddr3 es la habilidad de hacer trasferencia de datos ocho veces mas rapido.

procesador con velocidad de 2.13ghz y 2.2ghz.

intel core i5

es para uso cotidiano, es posible trabajar en dos tareas a la vez, y tienen la capacidad de aumentar su velocidad.

caracteristicas:

posee 4 vias con impulso de velocidad.

8mb de memoria cache

velocidad ddr3 de 1333 mshz

procesador con velocidad de 2.53 ghz

intel core i7

es apropiada para editar videos y fotografias,

divertirse con juegos y por supuesto trabajr en

varios al tiempo.

caracteristicas:

posee un nucleo

memoria cache de 4mb, 6mb y 8mb

velocidad ddr3 de 800mhz, 1066 mghz y 1333 mgz

procesador con velocidad de 3.06 ghz, 2.93 ghz y

2.66 ghz por nucleo.

intel atom

se puede realizar las operaciones basicas, como escribir textos y navegar por internet desde cualquier sitio.

caracteristicas:

posee un nucleo

memoria cache de 512kb

un bus de datos frontal de 667 mhz

velocidad del procesador de 1.66 mhz

COMO INSTALAR UN

MICROPROCESADOR

Primero tendremos que insertar el microprocesador en el motherboard, para ello verificaremos la posición de los pines de nuestro chip y el slot del motherboard para que el mismo encaje de forma suave y perfecta. De ninguna manera forzar el miscroprocesador ya que si se doblan alguno de los pines éste no funcionará jamas.

Colocar un poco de pasta termica en el procesador, solo un poco es suficiente. Para darse una idea, una pequeña película del espesor de una hoja de cartulina es suficiente

Apoyar el disparador arriba del microchip y

enganchar los soportes en el motherboard.

Atornillar y sujetar de forma firme el disipador

COMO SELECCIONARLO

Saber que procesadores hay en el mercado:

Los más comercializados son AMD e INTEL.

Saber para que lo necesitamos: Si uno busca

jugar o si uno busca ver peliculas muchas

veces no tiene nada que ver con el

procesador, por ejemplo en el caso de los

juegos la mayoria depende de la placa de

video.

Elegir un presupuesto.

Que tener en cuenta.

1) Velocidad bruta (Ghz)

2) Bits en los que trabaja (32 o 64)

3) Ancho de banda del bus de datos

4) Controlador de memoria: AMD o Intel

5) Latencias: El tiempo de respuesta de la

memoria

6) Las memorias que requiere para funcionar

CUIDADOS QUE REQUIERE

Para evitar daños en el procesador, limpie el

disipador de calor para eliminar posibles restos de

lubricante térmico y, a continuación, aplique el

lubricante térmico nuevo al procesador antes de

instalar el disipador de calor.

No intente extraer el disipador de calor del

procesador haciendo palanca

Tenga cuidado de no romper algún pin del

procesador

Cuando inserte un procesador tenga cuidado de

insertarlo en la posición correcta.

COTIZACIONES

Modelo: AMD FX Series 9590

Cantidad de Núcleos: 8

Velocidad: 4.7/5.0 GHz

Socket: AM3+

Cache L2: 8 Mb

Consumo: 220W

$ 6.332,50

Marca: Intel®Modelo: Pentium® G2030Cantidad de Núcleos: 2 / 2 subprocesos utilizando Hyper-ThreadingGráficos Integrados: Intel HD Graphics con Dynamic FrecuencyCache Intel Inteligente: 3MbTecnología: Intel 64, Intel Virtualization, Intel Hyper-ThreadingVersión BOX con Cooler Original

$ 926,50

Marca: Intel®Modelo: Pentium® G3220Cantidad de Núcleos: 2 / 2 subprocesos utilizando Hyper-ThreadingGráficos Integrados: Intel HD Graphics con Dynamic FrecuencyCache Intel Inteligente: 3MbTecnología: Intel 64, Intel Virtualization, Intel Hyper-ThreadingVersión BOX con Cooler Original

$ 918,00

Marca: IntelModelo: Intel® Core™ i3-4130 3.4GhzCantidad de Núcleos: 2 / 4 Subprocesos utilizando Hyper-ThreadingGráficos Integrados: Intel® HD Graphics4400Cache Intel Inteligente: 3MbTecnología: Intel 64, PCI Express 3.0, Intel Virtualization, Intel Flex Memory AccessVersión BOX con Cooler Original

$ 1.921,00

Marca: Intel

Modelo: Intel® Core™ i5-4670K 3.8Ghz

Cantidad de Núcleos: 4 / 4 Subprocesos

utilizando Hyper-Threading

Gráficos Integrados: Intel® HD Graphics 4600

Cache Intel Inteligente: 6Mb

Tecnología: Intel Turbo Boost 2.0, Intel 64, PCI

Express 3.0, Intel Virtualization, Intel Flex Memory

Access

Versión BOX con Cooler Original

$ 3.765,50

COMO SE FABRICA UN

PROCESADOR

1. El CPU proviene de la arena. Todos sabemos

que la mayor parte de los semiconductores

están hechos de silicio. Como la arena tiene

un 25% de silicio -que es el elemento químico

más abundante después del oxígeno- es el

lugar más lógico donde encontrarlo. Aparece

en forma de dióxido de silicio (SiO2).

2. Después de separar el silicio de la arena, aquel se purifica en varios pasos hasta llegar a lo que se conoce como "silicio de calidad electrónica". La pureza es tal que este tipo de silicio puede tener un máximo de un átomo de impureza por cada mil millones de átomos de silicio. En la imagen se ve como se forma un gran cristal a partir del silicio purificado. Al resultado se lo llama "lingote" (Ingot).

3. Un lingote de mono-cristal pesa unos 100 KG y tiene una pureza del 99,9999%

4. El lingote pasa a la etapa del rebanado, donde se forman discos de silicio individuales llamados "wafers" (Sí, de acá salen los famosos wafers!). Existen diversos tamaños de lingotes, aunque los CPUs de hoy usualmente se hacen de wafers de 30 cm.

5. Una vez cortados, se pulen los wafers hasta que obtienen superficies perfectas, lisas como un espejo. Intel no produce sus propios lingotes o wafers (los compra a terceros). Los primeros chips tenían un diametro de 5 cm.

6. El líquido azul es un acabado fotosensible, parecido a los que usan en fotografía (analógica, claro). El wafer rota para que el revestimiento se distribuya uniformemente y para que sea muy fino.

7. Se expone el acabado a luz ultravioleta, de forma similar a la que se expone un rollo de fotos a la luz cuando se presiona el disparador. Las áreas expuestas a esta luz se hacen solubles y esto se hace mediante filtros similares a los stencils que se usan en el arte callejero. De esta forma se crean los diferentes circuitos y se superponen varias capas, una arriba de la otra. Una lente (en el medio) reduce este "stencil" y logra que los circuitos impresos en el wafer sean 4 veces más chicos que el circuito en el filtro-stencil.

8. En la imagen de abajo vemos como se vería

un transistor. Los actuales en un procesador

moderno son tan pequeños que podrían entrar

30 millones de ellos en lo que ocupa la cabeza

de un alfiler.

13. Mediante la implantacion de iones, las áreas expuestas del wafer de silicio son bombardeadas con iones, y esto se hace a altas velocidades. Un campo electrico los acelera hasta unos 300.000 km/hora.

14. Después de la implantación de iones, se quita el material fotosensible y el material expuesto al dopaje (en verde) ahora tiene atomos ajenos.

5. Al transistor le falta poco. Se grabaron tres

hoyos en la capa de aislamiento (en color

magenta) por encima del transistor. Estos

hoyos se van a llenar con cobre para crear las

conexiones a otros transistores.

16. Se ponen los wafers en una solución de sulfato de cobre. Los iones de cobre se depositan en el transistor mediante un proceso llamado "electroplating" (Galvanoplastia). Los iones de cobre viajan desde la terminal positiva (ánodo) a la terminal negativa (cátodo).

17. Los iones de cobre se depositan en forma de fina capa sobre la superficie del wafer.

18. Se pule el exceso dejando una capa de cobre muy fina.

19. Se crean muchas capas para que surgan las interconexiones entre los transistores, como si fuesen finos cables. Estas interconexiones están determinadas según la arquitectura del procesador. Pueden llegar a existir más de 20 capas de este tipo de conexionado.

20. Ya se pueden probar los wafers. Un equipo prueba cada uno de los chips con datos y compara la respuesta que recibe de ellos con la respuesta correcta.

21. Si los tests confirman que cierto wafer tiene un buen porcentaje de procesadores funcionales, el wafer se corta en pedazos llamados "dies".

22. Los dies que pasaron las pruebas pasan a la siguiente etapa. Los dies malos se descartan.

23. Este es un die individual, que provino del paso anterior. En este caso se trata del die de un Core i7 (pero no aclaran de cual...)

24. Se ensamblan el die, el sustrato y el heat

spreader (Difusor térmico integrado o IHS)

para crear un procesador terminado. El

sustrato verde conecta al motherboard con el

die. El heat spreader es donde vamos a

colocar el disipador.

25. Un microprocesador es súmamentecomplejo y toma cientos de pasos (Solo vimos los más importantes)

26. En la etapa final se prueba al procesador.

27. De acuerdo al resultado de las pruebas, se van a agrupar a los procesadores que posean las mismas capacidades. Esto se llama "binning" y determina la frecuencia máxima de un procesador.

DIAGRAMA DE COMPONENTES

DE UN PROCESADOR

¿QUÉ SON LOS NUCLEOS?

Un procesador es un dispositivo electrónico que incluye varios bloques entre ellos se encuentran unos muy interesantes que se denominan núcleos los cuales se encargan de ejecutar las instrucciones y pueden ser vistos como unos micros en miniatura.

Los procesadores con varios núcleos han ganado popularidad a lo largo de los años tanto que ahora es casi imposible encontrarte con alguno que no tenga más de uno de ellos en su interior. Esto ha sido posible gracias a las mejoras de las tecnologías de fabricación que ha permitido reducir enormemente el tamaño de los micros dando más espacio libre a los ingenieros pudiendo por tanto duplicar o incluso triplicar sus bloques internos. De esta forma pasamos de poder ejecutar una sola tarea a trabajar con varias al mismo tiempo.

La idea no es nueva. Antes de que se pudieran integrar dos o más núcleos en el interior del chip existían equipos multiprocesadores. En estos había más de un micro sobre la misma placa base. Como te puedes imaginar eran muy caros y necesitaban placas especiales para hacerlos funcionar. La idea en esencia es la misma pero mucho más eficiente al estar todo incluido dentro del mismo chip.

¿QUÉ ES EL ENCAPSULADO?

La comunicación de un microprocesador con el exterior, esto es, con la memoria principal y con las unidades de control de los periféricos, se realiza mediante señales de información y señales de control que son enviadas a través del patillaje del microprocesador. Posteriormente, estas señales viajarán por el bus del sistema que comunica al procesador con los demás componentes situados en la placa base, pasando a continuación al bus de E/S hasta llegar al periférico correspondiente. El número y tamaño de las patillas ha ido variando con el tiempo según las necesidades y las tecnologías utilizadas.

Para comunicarse con el resto del sistema informático el procesador utiliza las líneas de comunicación a través de sus patillas (pines). Se define como encapsulado la forma en que se empaqueta la oblea de silicio para efectuar su conexión con el sistema.

COMPONENTES INTERNOS

· Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma, resta,y a veces producto y división) y lógicas (and, or, not, etc.).· Decodificador de instrucciones: Allí se interpretan las instrucciones que van llegando y quecomponen el programa. Aquí entra en juego los compiladores e interpretes.· Bloque de registros: Los registros son celdas de memoria en donde queda almacenado un datotemporalmente. Existe un registro especial llamado de indicadores, estado o flags, que refleja elestado operativo del Microprocesador.· Bus de datos: Aquel por donde la CPU recibe datos del exterior o por donde laCPU manda datos al exterior.

Bus de direcciones: Aquel, que es el utilizado

por la CPU para mandar el valor de la

dirección dememoria o de un periférico

externo al que la CPU quiere acceder.· Bus de

control: Aquel que usa una serie de líneas por

las que salen o entran diversas señales

decontrol utilizadas para mandar acciones a

otras partes del ordenador.·

Terminales de alimentación, por donde se recibe los voltajes desde la fuente de alimentación delordenador.· Reloj del sistema, es un circuito oscilador o cristal de cuarzo, que oscila varios millones de vecespor segundo. Es el que le marca el compás, el que le dicta a qué velocidad va a ejecutarsecualquier operación. Uno de los factores a tener en cuenta al comprar un ordenador es suvelocidad, que se mide en MHz. De hecho, esa velocidad es la del reloj del sistema, el "corazón".

PARTES FISICAS DEL

PROCESADOR El encapsulado: Es el que rodea la parte de silicio en si,

para impedir su deterioro por ejemplo la oxidacion, y permite un enlace con los conectores externos que llevan la informacion al zocalo o ala placa base.

Zocalo: es donde se inserta el procesador haciendo contacto entre el y el equipo, cada vprocesador necesita diferente zocalo, por diferencias fisicas entre marcas, asi mismo el procesador tasmbien necesita diferente Board de alojamiento, de acuerdo a sus caracteristicas.

Chipset: El "chipset" (conjunto de circuitos integrados) es el conjunto de chips que se encarga de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que trabajará el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de puertos PCI, AGP, USB y otros.

Memoria Caché: Es la parte en donde se almacenan datos que se usan muy frecuentemente, para no tener que pedirlos frecuentemente a la memoria principal, acelerando el acceso a otros dispositivos externos de almacenamiento, reduciendo así el tiempo de espera. Esta memoria se comunica directamente con la memoria principal, evitando el bus general, así es más rápida.

Bus de datos: Es este punto en el que el procesador lee o escribe datos en la memoria principal, y en los dispositivos entrada o salida llavan la informacion.

Ventilador: Se encarga de refrigerar al procesador, ya que al contener millones de dispositivos activos (transistores) conlleva a generar un tamperatura muy alta. Se instala justo encima del procesador, actualmente hay otros tipos de refrigeración en las gamas estilo modding por ejemplo: la refrigeración líquida.