Los Microprocesadores

Presentación del tema: "Los Microprocesadores"— Transcripción de la presentación:

1 Los Microprocesadores

2 ¿ Que es un Microprocesador ?
El microprocesador es el dispositivo núcleo madre y, consecuentemente, de toda la computadora. De este chip, en última instancia, depende la potencia y generación del sistema. ¿ Como Funciona? Un microprocesador, es un circuito integrado digital que realiza operaciones matemáticas 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. Dicho componente que fue inventado En los años revoluciono el mercado y la evolución de la electrónica reduciendo considerablemente el tamaño Y el costo de las computadoras. Dicho componente funciona de forma similar a un conmutador electrónico que deja Pasar o no la corriente según las diferencias de potencial entre sus entradas.

3 PARTES DE UN MICROPROCESADOR
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

4 Partes de un Microprocesador
La CPU es la parte del computador que se encarga de analizar las instrucciones y emitir 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 unidad identifica 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 Instrucción decodificada. Unidad aritmético lógica (ALU): Es la encargada de realizar todas las operaciones Matemáticas y lógicas que implican las instrucciones Procedentes de las unidades anteriores.

5 Partes del Microprocesador
Unidad de Control : Es el centro nervioso del computador ya que en ella se controlan todas las operaciones. Las operaciones son: Tomar las instrucciones de la memoria Decodificar e interpretar las instrucciones Ejecutar la orden Para esto la unidad consta de los siguientes elementos: Contador de programas Registro de instrucciones Decodificador Reloj secuenciador

6 Partes del Microprocesador
Unidad Aritmético Lógica (ALU) : Se encarga de realizar las operaciones de tipo lógico y de tipo Aritmético comunicándose mediante el bus interno con el resto De unidades de la CPU. Se compone de: 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.

7 Arquitectura de los microprocesadores
Los microprocesadores pueden estar presentados en diferentes formatos. Dichas diferencias se agudizan en los Encapsulados y en las conexiones a las placas. El encapsulado no suele variar mas que en la forma y en el tamaño De la tecnología , en cambio, la conexión varia entre dos estándares muy extendidos. Slot: el zócalo slot recibe el procesador como si fuera una tarjeta mas del PC, algunas de las ventajas de este sistema es que el calentamiento es menos acusado dado que al 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 de última generación como el Pentium IV o los últimos modelos de AMD utilizan esta arquitectura.

8 Verticales:   Se caracterizan porque están montados en una tarjeta electrónica con disipador de calor y fanCooler incorporado y se instalan verticalmente en un Slot parecido a una ranura de expansión.

9 Horizontales: Tienen forma cuadrada con una ligera muesca en una de sus esquinas que indica el primer Pin. Por lo general van acompañados de un disipador de calor y un fan-cooler y se instalan de forma horizontal, de allí su nombre.

10 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,

11 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.

12 EVOLUCION 1971: Intel Nota: Fue el primer microprocesador comercial. 1974: Intel 8008 1975: Signetics 2650, MOS 6502, Motorola 6800 1976: Zilog Z80 1978: Intel 8086, Motorola 68000 1979: Intel 8088 1982: Intel 80286, Motorola 68020 1985: Intel 80386, Motorola 68020, AMD80386 1987: Motorola 68030 1989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD80486 1993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPS R10000 1995: Intel Pentium Pro

13 1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC G3, MIPS R120007
1999: Intel Pentium III, AMD K6-2, PowerPC G4 2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Duron, MIPS R14000 2003: PowerPC G5 2004: Intel Pentium M 2005: 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 FX 2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMD Quad FX 2008: Procesadores Intel y AMD con más de 8 núcleos. 2009: Intel Core i3,i5,i7 2010: Intel Core i9, AMD 6 nucleos 2011: Intel Sandy Bridge, AMD 8 nucleos

14 Los comienzos: Primer microprocesador (4004):
Creado para una línea de calculadoras (Busicom) 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                              

15 Evolución de los Microprocesadores
Primera 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

16 Evolución de los Microprocesadores
Tercera Generación: Llegó al límite de los 4 Gb de RAM Trabaja con palabras de 32 bits. El modelo mas importante es el 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. El modelo mas importante es el i486.

17 Evolución de los Microprocesadores
Quinta 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.

18 Evolución de los Microprocesadores
Séptima 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.

19 Ultimas tendencias Características:
Un ejemplo de ultimas tendencias en el campo de los chips y los microprocesadores es el chip Cell. Dicho chip desarrollado de forma conjunta entre cuatro grandes compañías, entre ellas Sony, es capaz de ofrecer un rendimiento equivalente al de un súper ordenador y una velocidad de reloj superior a los 4Ghz. Características: Contiene 234 millones de transistores Tecnología de 90 Nanómetros. Soporte para múltiples sistemas operativos simultáneos Multi-Núcleo con gran capacidad de procesamiento Velocidad de procesamiento de mas de 4Ghz en las primeras pruebas.

20 DUE CORE (DUAL CORE)

21 CORE 2 DUO

22 Los Core Duo · Velocidad de procesador de 1. 60 GHz a 2
Los Core Duo · Velocidad de procesador de 1.60 GHz a 2.33 GHz · Velocidad de FSB 533 Mt/s a 677 Mt/s · Conjunto de Instrucciones de x86 · Microarquitectura Intel P6 · Socket M · Nombre de Core : Yohnah

23 Core 2 Duo "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). Nombre del modelo Frecuencia Front Side Bus Cache L1 L2 Socket Fecha de salida Core 2 Duo E6400 2,13 GHz 1066 MT/s 2×32 kb 2 Mb LGA 775 27/07/2006 E6300 1,86 GHz E4300 1,80 GHz 800 MT/s

24 Los Core 2 Duo · Velocidad de procesador de 1.60 GHz a 2.93 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

25 "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. Nombre del modelo Frecuencia Front Side Bus Cache L1 Cache L2 Socket Fecha de salida Core 2 Duo E6850 3,00 GHz 1333 MT/s 2×32 kb 4 Mb LGA 775 22/07/2007 Core 2 Duo E6750 2,66 GHz Core 2 Duo E6700 1066 MT/s 27/07/2006 Core 2 Duo E6600 2,40 GHz Core 2 Duo E6550 2,33 GHz Core 2 Duo E6540 Core 2 Duo E6420 2,13 GHz xx/xx/2007

26 Los Core Duo acceden la caché un nucleo por vez
Los Core 2 Duo , los dos nucleos pueden acceder a la caché al mismo tiempo. Que los dos núcleos puedan acceder a la cache al mismo tiempo hace al micro más rápido. Los Core 2 Duo se diferencian de los Core Duo, porque los dos

27 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. Nombre del modelo Frecuencia Front Side Bus Cache L1 Cache L2 Socket Fecha de salida Core 2 Quad Q6600 2,40 GHz 1066 MT/s 2×32 kb 8 Mb LGA 775 07/01/2007 Core 2 Quad Q6700 2,66 GHz 22/07/2007

28 MICROPROCESADORES CORE i
Familia Intel Core i7, i5, i3

29 El fabricante de componentes informáticos Intel, distribuye su nueva gama de microprocesadores para equipos fijos y portátiles. 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 quedan reservados a los más potentes Core i7 que no son realmente asequibles para un uso doméstico.

30 DENTRO DE ELLOS LA “GAMA MAS BAJA” SERÍAN LOS CORE i3
Se trata de unos microprocesadores de doble núcleo y fabricados en 32nm Los dos modelos que salieron en el 2010 , son el Core i3 530 que da 2.93Ghz y el Core i3 540 de 3.06Ghz. Los dos modelos incluyen 4MB de Caché L3 y lo más novedoso y distintivo es que incorporan en el propio procesador, la tarjeta gráfica. Esto no significa que no tengamos que usar a parte una gráfica más potente, porque el chip que lleva es para “salir del paso”.

31 Una desventaja frente al resto de la familia Core, es que no incorporan la tecnología Turbo Boost que gestiona el trabajo del microprocesador para encauzar los datos de tal manera que el sistema tarde menos en procesar todo.

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

33 Los Core i5 Lynnfield Microprocesadores de 4 núcleos que en este caso están fabricados en 45nm. Son de mayor tamaño y consumen más energía que sus hermanos pequeños. Estos procesadores están orientados a ordenadores de gama alta y dan mejor rendimiento gráfico y multimedia que los Clarkdale a pesar de que a partir de estos modelos ya no se incluye la gráfica en el procesador.

34 Tecnología Intel® Turbo Boost◊
Acelera automáticamente el procesador cuando tu PC necesita un rendimiento extra, esto es rendimiento inteligente con velocidad turbo. Disponible en algunos modelos de los sistemas equipados con el procesador Intel® Core™ i5 del 2010.

35 Tecnología Intel® Hyper Threading◊
Cuenta con un procesamiento multitarea de 4 hilos que permite que cada núcleo del procesador trabaje en dos tareas al mismo tiempo, proporcionando el rendimiento necesario para la multitarea inteligente. Ni tú ni tu PC iréis más lentos, independientemente de la cantidad de aplicaciones que tengas abiertas al mismo tiempo.

36 Gráficos Intel® HD◊ Los gráficos Intel® HD proporcionan un rendimiento visual superior para ofrecer unas imágenes más fluidas, unos colores más nítidos y un sonido y un vídeo similares a los de la vida real. Mira películas y vídeos de Internet en alta definición, juega a los videojuegos más conocidos y disfruta de todo el soporte de Microsoft Windows* 7. Todo está incluido, sin que necesites una tarjeta gráfica adicional.

37 INTEL CORE i7 Se trata de un conjunto de microprocesadores con arquitectura de x86 de 64 bits, y por ahora todo lo que hay en el mercado es de cuatro núcleos, quad-core.

38 Los Core i7 también tienen una serie de micros dentro de los Lynnfield y que al igual que todos estos, son acoplados a la placa base a través del Socket 1156 y fabricados en 45nm. Lo mejor de los Core i7 es que además de tener 4 núcleos, llevan las dos tecnologías punteras de Intel, el Turbo Boost y el Hyperthreading. Esto hace que su velocidad de procesamiento sea muy alta y que en su caso, con 4 núcleos, genere nada más y nada menos que 8 procesos simultaneos.

39 Los microprocesadores Lynnfield (incluimos el Core 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 el Socket de conexión es el modelo 1366 (posiblemente la misma que los rumoreados Core i9).

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41 Las tres versiones disponibles
son 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.

42 AÑO 2011 MICROPROCESADOR Intel High-k Metal TECNOLOGÍA : 32 nanometros incluye procesamiento de núcleos, un controlador de memoria, subsistema de caché y gráficos. primeros en incluir las instrucciones vectoriales de extensión de Intel, tecnología destinada a cálculo intensivo que hace el vídeo, la imagen y el procesamiento de audio, más rápido, con mejor color y claridad de imagen.

43 TECNOLOGÍA: (cont) incluyen la tecnología Intel AES New Instructions (AES-NI), que por instrucciones del software aceleran el cifrado y descifrado. Microprocesadores AMD Advanced Micro Devices Saldrá el Sandy Bridge, chips Fusion para equipos de sobremesa y portátiles. Los nuevos chips de AMD combinarán un microprocesador gráfico y una CPU de propósito general en la misma pieza de silicio.

44 Que es Intel High-k Metal con tecnología de 32 nanómetros?
Nuevo procesador de seis núcleos con doce hilos bajo el nombre Core i7 990X Extreme Edition . Base de 3,4GHz y un máximo de 3,73GHz con el Turbo Boost activado. El 980X ofrece 3,33GHz y 3,6GHz con el Turbo Boost. Como su hermano el 990X viene con un cache L3 de 12MB, TDP de 130W, y requiere una placa base con un zócalo LGA1366.

45 Se espera que este chip sea el ultimo de Intel para el rango Gulftown, que reemplazará la plataforma Sandy Bridge ‘E’ , y utilizará el nuevo zócalo LGA2011 cuando se estrene a finales de 2011.

46 Desde el punto de vista más teórico, el principal cambio se llama Intel X58. Es el nuevo chipset que utilizan los Intel Core i7, y trae consigo varias notables mejoras: Uso exclusivo con memorias DDR3, ya que no se podrán utilizar DDR2 en los nuevos Intel Core i7

47 VELOCIDAD de Megaherzios (MHz.). o de Gigaherzios (GHz.),
Actualmente se habla de frecuencias de Megaherzios (MHz.). o de Gigaherzios (GHz.), El indicador de la frecuencia de un microprocesador es un buen referente de la velocidad de proceso del mismo, pero no el único. La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea depende directamente del juego de instrucciones disponible.

48 BUS DE DATOS El microprocesador lee y escribe datos en la memoria principal y en los dispositivos de entrada/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 tarjetas gráficas, que tienen un mayor volumen de procesamiento por segundo, se ven obligados a aumentar este tamaño, y así tenemos hoy en día microprocesadores gráficos que trabajan con datos de 128 ó 256 bits.

49 PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDA
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 sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo.

50 CHIPSET El chipset es un conjunto de circuitos integrados diseñado para trabajar conjuntamente y generalmente vendido como un único producto. Esos circuitos son los que actualmente se denominan chipset del computador y son responsables en una medida importante del rendimiento global del mismo. Se ha comparado al Chipset con la "médula espinal": "una persona puede tener un buen cerebro, pero si la médula falla, todo el cuerpo no sirve para nada".

51 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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