Arquitectura de computadoras II Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II Pentium En 1993 vino el gran cambio hacia una nueva arquitectura. El Pentium de Intel fue el primer CPU de 5ª. generación. Las primeras versiones no fueron muy rápidas. Los primeros Pentium corrían a 60Mhz, a 5 volts. Se calentaban tanto que se decía que se podía freír un huevo sobre ellos. Pero el Pentium rápidamente se benefició de los nuevos progresos de la tecnología, y usando el doblaje del reloj, las frecuencias del reloj pronto se fueron al cielo. Básicamente, la mayor innovación fue una arquitectura superscalar. Esto significa que el Pentium podría procesar varias instrucciones al mismo tiempo ( usando varios “PIPILINES”). Además, el ancho del bus de RAM fue aumentado de 32 a 64 bits. Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II Pentium El procesador podría ser visualizado como dos 80486 construido en un solo chip Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II EL Pentium MMX En 1997, el Pentium MMX, introdujo nuevas instrucciones MMX . Al mismo tiempo, la cantidad de memoria cache L1 fue doblada y la frecuencia del reloj se aumentó.                                                                                Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II Pentium II Después del Pentium vino el Pentium II. Pero Intel ya había lanzado el Pentium Pro en 1995, el cual fue el primer CPU de 6ª generación. El Pentium Pro fue usado primero en servidores, pero su arquitectura fue reusada en el popular Pentium II, Celeron y Pentium III, de 1997 al 2001. El Pentium II inicialmente representó un retroceso tecnológico. El Pentium Pro usó una caché L2 integrada, pero Intel escogió colocar la caché fuera del chip real del Pentium II, para hacer su producción más barata. Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II Pentium II La caché nivel 2 (L2) fue colocada junto a la CPU sobre un circuito impreso, un módulo SEC. El módulo era instalado en un largo socket Slot 1 sobre la motherboard. La caché L2 está en 2 chips, uno en cada lado del procesador. Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II La desventaja de este sistema es que la caché L2 se hizo marcadamente más lenta que cuando estaba integrada dentro del CPU. La caché L2 corre típicamente a la mitad de la frecuencia del reloj del CPU. AMD usó el mismo sistema en sus primeros Athlons . Para éstos el socket se llamó Slot A Intel decidió lanzar también un edición barata del Pentium II –el procesador Celeron. En las primeras versiones, la caché L2, simplemente fue desaparecida del módulo. Lo que lo llevó a un pobre desempeño, pero proporcionó una oportunidad de overclocking. Overclocking significa hacer que la CPU trabaje a una frecuencia más alta de la que fue diseñado para trabajar . Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II El Pentium 4 Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II Pentium 4 El Pentium III realmente fue otra edición del Pentium II, que era una nueva versión del Pentium Pro.Todos estos procesadores se basaron en la misma arquitectura. No fue hasta que apareció el Pentium 4 cuando obtuvimos un procesador completamente nuevo de Intel. El núcleo (P7) tenía un diseño completamente diferente: La caché L1 contiene instrucciones decodificadas. El pipeline fue doblado a 20 etapas ( en las últimas versiones se incrementó a 31 etapas) Se dobló el reloj de las unidades de cálculo entero (ALU’s) , tal que puedan realizar dos micro operaciones por tick del reloj. Además, el bus de la memoria, que conecta la RAM al Puente norte, ha sido cuadriplicado, talm que transfiere cuatro paquewtes de datos por ciclo de reloj. Esto es equivalente a 4X100 Mhz y 4X133 en las primeras versiones. En las últimas versiones el bus fue bombeado hasta 4X200 Mhz y actualizada con 4X266Mhz para el 2005 datos. El procesador esta habilitado para Hyper Threading, que significa que bajo ciertas circunstancias puede operar como dos CPU´s individuales. Carlos Canto Q.

El Pentium 4 Los cuatro grandes cambios observados en el Pentium 4. Arquitectura de computadoras II El Pentium 4 Los cuatro grandes cambios observados en el Pentium 4. Carlos Canto Q.

Evolution of the Pentium 4 Arquitectura de computadoras II Evolution of the Pentium 4 Hyper-Threading Technology is a very exciting structure, which can be briefly outlined as follows: In order to exploit the powerful pipeline in the Pentium 4, it has been permitted to process two threads at the same time. Threads are series of software instructions. Normal processors can only process one thread at a time. The Pentium 4 is ready for MP functions Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II In servers, where several processors are installed in the same motherboard (MP systems), several threads can be processed at the same time. However, this requires that the programs be set up to exploit the MP system, as discussed earlier. The new thing is that a single Pentium 4 logically can function as if there physically were two processors in the pc. The processor core (with its long pipelines) is simply so powerful that it can, in many cases, act as two processors. It’s a bit like one person being able to carry on two independent telephone conversations at the same time. Carlos Canto Q.

Arquitectura de computadoras II Hyper-Threading works very well in Intel’s Prescott-versions of Pentium 4. You gain performance when you operate more than one task at the time. If you have two programs working simultaneously, both putting heavy pressure on the CPU, you will benefit from this technology. But you need a MP-compatible operating system (like Windows XP Professional) to benefit from it. Carlos Canto Q.

AMD produces Opteron chips which hold two processors in one chip. Arquitectura de computadoras II The next step in this evolution is the production of dual-core processors. AMD produces Opteron chips which hold two processors in one chip. Intel is working on dual core versions of the Pentium 4 (with the codename ”Smithfield”). These chips will find use in servers and high performance pc’s. A dual core Pentium 4 with Hyper-Threading enabled will in fact operate as a virtual quad-core processor. Carlos Canto Q.

El AMD K8 “Hammer” Athlon 64 La Octava Generación Arquitectura de computadoras II El AMD K8 “Hammer” Athlon 64 Controlador de Memoria DDR Hyper Transport Núcleo del Procesador del “Hammer” 64KB Cache de instrucción L1 1 MB Cache L2 64 KB Datos L1 AMD Opteron “ Sledge Hammer”pensado para servidores AMD Athlon 64 “Claw Hammer” para PC´s de escritorio El procesador del Hammer incorpora el controlador de memoria dentro del mismo chip. En los procesadores actuales , ese controlador reside en el motherboard. El bus de memoria puede ser de 64 ó 128 bits sin que requiera un controlador de memoria adicional Es capaz de ejecutar 9 instrucciones por ciclo Tiene tres conexiones “Hyper Transport “, esto permite que hasta 8 procesadores puedan trabajar en paralelo conectados entre sí a través de esta vía Hyper transport: sistema universal de interconectividad que se utiliza para procesos de I/O y en el caso del “ Hammer”, para conectar procesadores entre si. Carlos Canto Q.

Generaciones de microprocesadores Arquitectura de computadoras II Repaso Histórico Generaciones de microprocesadores Generación Cpu Año Transistores 1era 8086,8088 1978-1981 29,000 2da 80286 1984 134,000 3ra 80386Dx 1987-88 275,000 4ta 80486SX,486DX 1990-92 1;200,000 5ta Pentium / AMD K5 1993-95 3;100,000 6ta Pentium Pro / AMD K6 1995-98 5;500,000 7ma AMD K7 / Pentium 4 1999-2000 22;000,000 8va Athlon 64 / Prescott 2003 100;000,000 Carlos Canto Q.