Los microprocesadores

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Los microprocesadores

  1. 1. Los Microprocesadores  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 Partes del Microprocesador Tomar las instrucciones de la memoria Decodificar e interpretar las instrucciones Ejecutar la orden Partes del Microprocesador 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 Slot: el zócalo slot recibe el procesador como si fuera una tarjeta mas del PC, algunasde las ventajas de este sistema es que el calentamiento es menos acusado dado que al
  2. 2. 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 deúltima generación como el Pentium IV o los últimos modelos de AMD utilizan estaarquitectura.Verticales: Se caracterizan porque están montados en una tarjeta electrónica con disipador de calory fanCooler incorporado y se instalan verticalmente en un Slot parecido a una ranura deexpansión.Horizontales: Tienen forma cuadrada con una ligera muesca en una de sus esquinas que indica elprimer Pin. Por lo general van acompañados de un disipador de calor y un fan-cooler y seinstalan 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
  3. 3. 1975: Signetics 2650, MOS 6502, Motorola 68001976: Zilog Z801978: 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, MIPS R100001995: Intel Pentium Pro1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC G3, MIPS R1200071999: Intel Pentium III, AMD K6-2, PowerPC G42000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Duron, MIPSR140002003: PowerPC G52004: Intel Pentium M2005: 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 FX2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMD Quad FX2008: Procesadores Intel y AMD con más de 8 núcleos.2009: Intel Core i3,i5,i72010: Intel Core i9, AMD 6 nucleos2011: Intel Sandy Bridge, AMD 8 nucleosLos comienzos:Primer microprocesador (4004):Creado para una línea de calculadoras (Busicom)
  4. 4. 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 MicroprocesadoresPrimera 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 MicroprocesadoresTercera 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.
  5. 5. El modelo mas importante es el i486. Evolución de los MicroprocesadoresQuinta 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 MicroprocesadoresSéptima 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 Core 2 Duo
  6. 6. "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). "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. 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. VELOCIDAD Actualmente se habla de frecuenciasdeMegaherzios (MHz.). o de Gigaherzios (GHz.), El indicador de la frecuencia de un microprocesador es un buen referente de la velocidadde proceso del mismo, pero no el único. La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea depende directamentedel juego de instrucciones disponible. BUS DE DATOS El microprocesador lee y escribe datos en la memoria 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 del Pentium con bus de 64 bits. Pero los microprocesadores de las tarjetasgráficas, que tienen un mayor volumen de procesamiento por segundo, se ven obligadosa aumentar este tamaño, y así tenemos hoy en día microprocesadores gráficos quetrabajan con datos de 128 ó 256 bits. PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDA
  7. 7. 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 sistemapero necesario para el funcionamiento del mismo. CHIPSET El chipset es un conjunto de circuitos integrados diseñado para trabajarconjuntamente y generalmente vendido como un único producto. Esos circuitos son los que actualmente se denominan chipset del computador y sonresponsables en una medida importante del rendimiento global del mismo. Se ha comparado al Chipset con la "médula espinal": "una persona puede tener unbuen 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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