Microprocesadores

5/17/2018 Microprocesadores - slidepdf.com

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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 delsistema.

¿ Como Funciona?Un microprocesador, es un circuito integrado digital que realiza operacionesmatemáticas 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. Dichocomponente que fue inventadoEn los años 50-60 revoluciono el mercado y la evolución de la electrónica reduciendoconsiderablemente el tamañoY el costo de las computadoras. Dicho componente funciona de forma similar a unconmutador electrónico que deja

Pasar o no la corriente según las diferencias de potencial entre sus entradas.



PARTES DE UNMICROPROCESADOR

Decodificador de instrucciones

Unidad aritmético-lógica (ALU, siglasen inglés)

Memoria cachéBloque de registros

Bus de datos

Bus de direccionesBus de control

Terminales de alimentación

Reloj del sistema



Partes de un MicroprocesadorLa CPU es la parte del computador que se encarga de analizar las instrucciones yemitir 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 unidadidentifica 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 Instruccióndecodificada.

Unidad aritmético lógica (ALU):Es la encargada de realizar todas las operaciones Matemáticas y lógicas que implicanlas instrucciones Procedentes de las unidades anteriores.



Partes del Microprocesador

Tomar las instrucciones de la memoria

Decodificar e interpretar lasinstruccionesEjecutar la orden

Contador de programasRegistro de instruccionesDecodificador

Relojsecuenciador

Es el centro nervioso del computador yaque en ella secontrolan todas las operaciones. Lasoperaciones son:

Unidad de Control :

Para esto la unidad consta de lossiguientes elementos:



Partes del Microprocesador

Circuito operacional : Contiene los circuitosnecesarios pare realizar las operacionesprocedentes de los datos de entrada

Registro de entrada (Ren) : En ellos sealmacenan los datos u operandos queintervienen en una operación.

Registro Acumulador : almacena los datosde las operaciones llevadas a cabo por elcircuito operacional.

Registro de estado (Flags) :Es un circuito enel que se deja constancia de ciertos datos ocondiciones que se dieron en la operaciónanterior.

Unidad Aritmético Lógica (ALU) :

Se encarga de realizar las operaciones de tipo lógicoy de tipoAritmético comunicándose mediante el bus internocon el restoDe unidades de la CPU. Se compone de:



Arquitectura de los microprocesadores

Slot:el zócalo slot recibe el procesador como si

fuera una tarjeta mas del PC, algunas de lasventajas de este sistema es que elcalentamiento es menos acusado dado queal no encontrarse el procesados en contactodirecto con la placa no le transmite el calor.Algunos inconvenientes es su menoseficiencia frente al socket.

Socket:es el estándar inicial y el que hoy en día masse utiliza. Los procesadores de últimageneración como el Pentium IV o los últimosmodelos de AMD utilizan esta arquitectura.

Los microprocesadores pueden estar presentados en diferentes formatos.Dichas diferencias se agudizan en losEncapsulados y en las conexiones a las placas. El encapsulado no suele variarmas que en la forma y en el tamañoDe la tecnología , en cambio, la conexión varia entre dosestándares muy extendidos.



Verticales:

Se caracterizan porque estánmontados en una tarjetaelectrónica con disipador decalor y fanCooler incorporado

y se instalan verticalmente enun Slot parecido a una ranurade expansión.



Horizontales:

Tienen forma cuadrada con unaligera muesca en una de sus

esquinas que indica el primer Pin.Por lo general van acompañados deun disipador de calor y un fan-

cooler y se instalan de formahorizontal, de allí su nombre.



FUNCIONAMIENTO

El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como números binarios en la memoriaprincipal. La ejecución de las instrucciones sepuede realizar en varias fases:

PreFetch, Pre lectura de la instrucción desde lamemoria principal,Fetch, envío de la instrucción al decodificador,Decodificación de la instrucción, es decir,

determinar qué instrucción es y por tanto qué sedebe hacer,Lectura de operandos (si los hay),Ejecución,



Escritura de los resultados en lamemoria principal o en los registros.

Cada una de estas fases se realiza enuno o varios ciclos de CPU, dependiendode la estructura del procesador, yconcretamente de su grado desegmentación.



EVOLUCION1971: Intel 4004. Nota: Fue el primermicroprocesador comercial.1974: Intel 80081975: Signetics 2650, MOS 6502, Motorola 68001976: Zilog Z80

1978: Intel 8086, Motorola 680001979: Intel 80881982: Intel 80286, Motorola 680201985: Intel 80386, Motorola 68020, AMD803861987: Motorola 680301989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD804861993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPSR100001995: Intel Pentium Pro



1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC G3, MIPSR1200071999: Intel Pentium III, AMD K6-2, PowerPC G4

2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD AthlonXP, AMD Duron, MIPS R140002003: PowerPC G52004: Intel Pentium M

2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition conhyper threading, Intel Core Duo, AMD Athlon64, AMD Athlon 64 X2, AMD Sempron 128.2006: Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Extreme, AMDAthlon FX

2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMDQuad FX2008: Procesadores Intel y AMD con más de 8núcleos.2009: Intel Core i3,i5,i7

2010: Intel Core i9, AMD 6 nucleos2011: Intel Sand Brid e AMD 8 nucleos



Los comienzos:

Primer microprocesador(4004):

Creado para una línea decalculadoras (Busicom)Cambio el concepto demicroprocesador pasando de

especifico a estándarTrabaja con palabras de 4 BitsEl ciclo de instrucción es de 10,8microsegundos



Evolución de los Microprocesadores

Primera Generación:

IBM decidió crear el PC.Trabaja con palabras de 16 bits.Los modelos mas importantes fueron el8086 y su variante 8088.

Segunda Generación:

Alcanza los 16 Mb de RAM.Trabaja con palabras de 16 bits deextensión.

Se fabrican dispositivos de hasta 25 MHz develocidad.El modelo mas importante es el 80286.



Evolución de los MicroprocesadoresTercera Generación:

Llegó al límite de los 4 Gb de RAMTrabaja con palabras de 32 bits.El modelo mas importante es el 80386.Una de las ventajas de este microprocesadores el “modo de memoria protegida”, quepermite ejecutar 2 o más apicaciones al

mismo tiempo.En esta época, finales de los 80, aparecieronlos microprocesadores AMD y Cyrix.

Cuarta Generación:Alcanza los 133 MHz de velocidad.

Se incorporo un bloque especial de manejode operaciones matemáticas con puntoflotante (conocido como FPU o unidad depunto flotante)Para garantizar un constante flujo de datos,se introdujeron unos pequeños bloques dememoria RAM de alta velocidad, conocidacomo Caché.

El modelo mas importante es el i486.




Quinta Generación Aparecen sobre el año 1993.Se componen de los Pentium encuanto a Intel, los AMD K5 y K6 y losCyrix 6x86.Su principal característica es que eran

capaces de ejecutar variasinstrucciones en un solo ciclo de relojgracias a su bus externo de 64bits.

Sexta Generación:Aparecen a mediados de los años 90Aparece el Procesador Pentium Pro ycon el un nuevo concepto que incluyedos chips dentro de una sola pastilla.Este procesador dio lugar a losPentium II, Pentium III y algunasversiones del Celeron.




Séptima Generación:

AMD lanza el Athlon y supera a Intel porprimera vez en la historia basando sumicroprocesador en mejora en cálculos yoperación con coma flotante.Intel lanza el Pentium IV capaz de alcanzaruna velocidad de reloj de 4Ghz.Cyrix fue adquirida por Via y lanzo elprocesador C3 para una versión económicade PC´s.

Octava Generación:

Estos procesadores acaban deaparecer y su característica principales que aumentan las prestacionesfrente a la velocidad.Estos procesadores trabajan conpalabras de 64 bits lo cual supone unpaso mas en la evolución.



Ultimas tendencias

Un ejemplo de ultimas tendencias en el campo de los chips y los microprocesadores es el chipCell.Dicho chip desarrollado de forma conjunta entre cuatro grandes compañías, entre ellas Sony, escapaz deofrecer un rendimiento equivalente al de un súper ordenador y una velocidad de reloj superior a los4Ghz.

Características:-Contiene 234 millones de transistores

-Tecnología de 90 Nanómetros.

-Soporte para múltiples sistemas operativos

simultáneos

-Multi-Núcleo con gran capacidad deprocesamiento

-Velocidad de procesamiento de mas de

4Ghz en las primeras pruebas.



DUE CORE (DUAL CORE)



CORE 2 DUO



Los Core Duo· Velocidad de procesador de1.60 GHz a 2.33 GHz· Velocidad de FSB 533 Mt/s a

677 Mt/s· Conjunto de Instrucciones dex86

· Microarquitectura Intel P6· Socket M· Nombre de Core : Yohnah

C 2 D



Nombre delmodelo

Frecuencia Front Side BusCacheL1

CacheL2

SocketFecha desalida

Core 2 DuoE6400 2,13 GHz 1066 MT/s 2×32 kb 2 Mb

LGA775 27/07/2006

Core 2 DuoE6300

1,86 GHz 1066 MT/s 2×32 kb 2 MbLGA775

27/07/2006

Core 2 DuoE4300 1,80 GHz 800 MT/s 2×32 kb 2 Mb

LGA775 27/07/2006

Core 2 Duo"Allendale" (dual core, 65 nm) (gama baja):

Son la versión recortada. Comparten la mismaarquitectura que sus hermanos mayores y sediferencian en que tienen 2Mb de Caché L2

deshabilitados (la mitad de sus 4 Mb).



Los Core 2 Duo

· Velocidad de procesador de 1.60 GHz a2.93 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):



"Conroe" (dual core, 65 nm) (gama media):

Los procesadores Conroe están etiquetados como

"E6x00" o "E6x20" o "E6x50" o "E65x0". Estándestinados a ordenadores de sobremesa.

Nombre delmodelo

FrecuenciaFront Side

BusCacheL1

CacheL2

SocketFecha desalida

Core 2 Duo

E68503,00 GHz 1333 MT/s 2×32 kb 4 Mb LGA 775 22/07/2007

Core 2 DuoE6750

2,66 GHz 1333 MT/s 2×32 kb 4 Mb LGA 775 22/07/2007

Core 2 DuoE6700

2,66 GHz 1066 MT/s 2×32 kb 4 Mb LGA 775 27/07/2006

Core 2 DuoE6600 2,40 GHz 1066 MT/s 2×32 kb 4 Mb LGA 775 27/07/2006

Core 2 DuoE6550

2,33 GHz 1333 MT/s 2×32 kb 4 Mb LGA 775 22/07/2007

Core 2 DuoE6540

2,33 GHz 1333 MT/s 2×32 kb 4 Mb LGA 775 22/07/2007

Core 2 DuoE6420

2,13 GHz 1066 MT/s 2×32 kb 4 Mb LGA 775 xx/xx/2007

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Los Core Duo acceden la caché unnucleo por vezLos Core 2 Duo , los dos nucleospueden acceder a la caché al mismotiempo.Que los dos núcleos puedan accedera la cache al mismo tiempo hace al

micro más rápido.

Los Core 2 Duo se diferencian de los Core Duo, porque los dos

I t l C 2 Q d

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Intel Core 2 Quad

Son una serie de procesadores de Intel con 4 núcleosy 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 4núcleos para portátiles en el primer semestre de2008, con el nombre de "Penryn" y será una

actualización de los denominados Intel Santa Rosaque se utilizan actualmente.

Nombre del

modelo

Frecuencia Front Side BusCache

L1

Cache

L2

Socket Fecha de salida

Core 2 QuadQ6600

2,40 GHz 1066 MT/s 2×32 kb 8 Mb LGA 775 07/01/2007

Core 2 QuadQ6700 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 demicroprocesadores para equipos fijos yportátiles. 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 quedanreservados a los más potentes Core i7 que noson realmente asequibles para un usodoméstico.



DENTRO DE ELLOS LA “GAMA MAS BAJA”

SERÍAN LOS CORE i3

Se trata de unos microprocesadores de doblenúcleo y fabricados en 32nmLos dos modelos que salieron en el 2010 , son el

Core i3 530 que da 2.93Ghz y el Core i3 540 de3.06Ghz. Los dos modelos incluyen 4MB deCaché L3 y lo más novedoso y distintivo es queincorporan en el propio procesador, la tarjetagráfica.Esto no significa que no tengamos que usar aparte una gráfica más potente, porque el chip quelleva es para “salir del paso”.



Una desventaja frente al resto de la familia Core,

es que no incorporan la tecnología Turbo Boostque gestiona el trabajo del microprocesador paraencauzar los datos de tal manera que el sistematarde menos en procesar todo.

L Core i5



Los Core i5 Tienen dos versiones a la venta, la Clarkdale,que al igual que los Core i3 llevan la gráficaintegrada y están fabricados en 32nm, y luego losenglobados en Lynnfield. Los Core i5Clarkdale 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, 2por cada núcleo .



Los Core i5 Lynnfield

Microprocesadores de 4 núcleos que en estecaso están fabricados en 45nm.Son de mayor tamaño y consumen más energíaque sus hermanos pequeños.Estos procesadores están orientados aordenadores de gama alta y dan mejorrendimiento gráfico y multimedia que los

Clarkdale a pesar de que a partir de estosmodelos ya no se incluye la gráfica en elprocesador.



Tecnología Intel® Turbo Boost◊

Acelera automáticamente el procesador cuando

tu PC necesita un rendimiento extra, esto esrendimiento inteligente con velocidad turbo.Disponible en algunos modelos de los sistemasequipados con el procesador Intel® Core™ i5 del

2010.



Tecnología Intel® Hyper Threading◊

Cuenta con un procesamiento multitarea de 4hilos que permite que cada núcleo del

procesador trabaje en dos tareas al mismotiempo, proporcionando el rendimientonecesario para la multitarea inteligente. Ni tú ni

tu PC iréis más lentos, independientemente dela cantidad de aplicaciones que tengasabiertas al mismo tiempo.



Gráficos Intel® HD◊

Los gráficos Intel® HD proporcionan unrendimiento visual superior para ofrecer unasimágenes más fluidas, unos colores más nítidos yun sonido y un vídeo similares a los de la vidareal. Mira películas y vídeos de Internet en altadefinición, juega a los videojuegos másconocidos y disfruta de todo el soporte de

Microsoft Windows* 7. Todo está incluido, sin quenecesites una tarjeta gráfica adicional.



INTEL CORE i7

Se trata de un conjunto de

microprocesadores con arquitectura de x86de 64 bits, y por ahora todo lo que hay enel mercado es de cuatro núcleos, quad-

core .



Los Core i7 también tienen una serie de micros

dentro de los Lynnfield y que al igual que todosestos, son acoplados a la placa base a travésdel Socket 1156 y fabricados en 45nm. Lo mejorde los Core i7 es que además de tener 4núcleos, llevan las dos tecnologías punteras deIntel, el Turbo Boost y el Hyperthreading. Estohace que su velocidad de procesamiento sea

muy alta y que en su caso, con 4 núcleos,genere nada más y nada menos que 8procesos simultaneos.



Los microprocesadores Lynnfield (incluimos elCore 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 elSocket de conexión es el modelo 1366(posiblemente la misma que los rumoreadosCore i9).



Las tres versiones disponiblesson 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.

Ñ



MICROPROCESADOR Intel High-k Metal

AÑO 2011

TECNOLOGÍA :32 nanometrosincluye procesamiento de núcleos, un controlador

de memoria, subsistema de caché y gráficos.primeros en incluir las instrucciones vectorialesde extensión de Intel,

tecnología destinada a cálculo intensivo que haceel vídeo, la imagen y el procesamiento de audio,más rápido, con mejor color y claridad de

imagen.TECNOLOGÍA ( t)



TECNOLOGÍA: (cont)incluyen la tecnología Intel AES NewInstructions (AES-NI), que por instruccionesdel software aceleran el cifrado y descifrado.

Microprocesadores AMD Advanced Micro

Devices Saldrá el Sandy Bridge, chips Fusion paraequipos de sobremesa y portátiles.

Los nuevos chips de AMD combinarán unmicroprocesador gráfico y una CPU depropósito general en la misma pieza de silicio.

Que es Intel High-k Metal con tecnología de 32



Que es Intel High k Metal con tecnología de 32nanómetros?

Nuevo procesador de seis núcleos con docehilos bajo el nombre Core i7 990X ExtremeEdition .Base de 3,4GHz y un máximo de 3,73GHz conel Turbo Boost activado. El 980X ofrece3,33GHz y 3,6GHz con el Turbo Boost. Como suhermano el 990X viene con un cache L3 de

12MB, TDP de 130W, y requiere una placa basecon un zócalo LGA1366.



Se espera que este chip sea elultimo de Intel para el rangoGulftown, que reemplazará laplataforma Sandy Bridge „E‟ , yutilizará el nuevo zócalo

LGA2011 cuando se estrene afinales de 2011.



Desde el punto de vista más teórico,el principal cambio se llama Intel X58.

Es el nuevo chipset que utilizan losIntel Core i7, y trae consigo variasnotables mejoras:

Uso exclusivo con memorias

DDR3, ya que no se podránutilizar DDR2 en los nuevos IntelCore i7



VELOCIDAD

Actualmente se habla de frecuenciasde Megaherzios (MHz.). o de Gigaherzios(GHz.),

El indicador de la frecuencia de unmicroprocesador es un buen referente de lavelocidad de proceso del mismo, pero no elúnico.La cantidad de instrucciones necesarias pararealizar una tarea depende directamente del juego de instrucciones disponible.

BUS DE DATOS



BUS DE DATOS

El microprocesador lee y escribe datos en lamemoria principal y en los dispositivos deentrada/salida.Los modelos de la familia x86, a partir del 80386,trabajan con bus de datos de 32 bits, y a partir delPentium con bus de 64 bits. Pero losmicroprocesadores de las tarjetas gráficas, quetienen un mayor volumen de procesamiento por

segundo, se ven obligados a aumentar este tamaño, y así tenemos hoy en día microprocesadoresgráficos que trabajan con datos de 128 ó 256 bits.

PUERTOS DE ENTRADA Y



PUERTOS DE ENTRADA YSALIDA

El microprocesador tiene puertosde entrada/salida en el mismo

circuito integrado.Se designa circuito integradoauxiliar al circuito integrado que es

periférico a un sistema peronecesario para el funcionamiento delmismo.

CHIPSET



CHIPSET El chipset es un conjunto de circuitosintegrados diseñado para trabajarconjuntamente y generalmente vendido comoun único producto.Esos circuitos son los que actualmente sedenominan chipset del computador y sonresponsables en una medida importante delrendimiento global del mismo.

Se ha comparado al Chipset con la "médulaespinal": "una persona puede tener un buencerebro, pero si la médula falla, todo elcuerpo no sirve para nada".

L t d l t l ti



Las computadoras personales actuales tienenchipset formado por 2 circuitos auxiliares alprocesador principal:

El puente norte que se utiliza como puente deenlace entre el microprocesador y la memoria,controlando los accesos hacia y desde el

microprocesador, la memoria RAM, el puertográfico y las comunicaciones con el puente sur.El puente sur que controla los dispositivosasociados, es decir se encarga de comunicar el

procesador con el resto de los periféricos. (loscontroladores de disco, puertos de entrada ysalida, como USB, etc.)

http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_norte

http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_sur


http://es.wikipedia.org/wiki/USB

http://es.wikipedia.org/wiki/USB



http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_norte



F I N

Microprocesadores

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