5 microprocesadores-2 - Técnico de Sistemas Microinformáticos

MICROPROCESADORES
Conrado Perea
Introducción
Los orígenes más recientes de la industria
microinformática se remontan a los años 40, cuando
la Universidad de Stanford, con el objetivo de
impulsar su desarrollo, decidió crear el Parque
Industrial Stanford, alquilando a diversas compañías
los terrenos de la universidad.
Gracias al ambiente tecnológico e industrial que se
creó, el lugar se convirtió en uno de los focos más
importantes de la industria microinformática.
SILICON VALLEY
Hoy este lugar se conoce
con el nombre de Silicon
Valley, y aglutina a las
principales firmas del sector.
Una de las primeras
empresas situadas en Silicon
Valley fue Fairchild
semiconductor (1957). Fue
la primera empresa mundial
que trabajaba
exclusivamente con silicio.
(Intel)
1º Microprocesadores
El primer microprocesador
se fabricó en 1971 Intel
4004, originariamente
fabricado para una
calculadora.2300
transistores. 4 bits.60000
operaciones/seg.
1º de 8 bits Intel 8008 en
1979, 3300 transistores
Intel 8080
En 1979 se crea el primer
microprocesador para uso
general 8080 8 bits, 4500
transistores, 200000
operaciones/ seg.
En la actualidad se
superan los 50 millones de
transistores y se fabrica en
0,13 micras
El Procesador
Todo ordenador cuenta con una unidad que ejecuta las
instrucciones de los programas. Esta unidad se
comunica con otros subsistemas dentro del ordenador y
normalmente controla su funcionamiento.
La función principal realizada por la CPU es la de traer
instrucciones desde la memoria y ejecutarlas.
Arquitectura
interna de la
CPU.
Encapsulado
Carcasa que rodea a la
oblea de silicio, para
proteger el procesador de
ataques externos
(oxidación, humedad, etc.)
Los diferentes
encapsulados se
diferencian por el nº de
contactos, las medidas, la
tensión de alimentación…
ALU
Unidad lógica aritmética,
se encarga de las
operaciones lógicas y
aritméticas con los datos
recibidos y los deposita en
un registro.
Unidad de control
Unidad de anticipación
Basándose en las
Decide cuándo pide los
instrucciones de la
datos desde la memoria
unidad de
principal o de la caché.
decodificación, crea las
Verifica la integridad de
señales que controlan la
los datos antes de
ALU. Dice qué hacer con
pasarlos a la unidad de
los datos y en qué lugar
decodificación.
los tiene que guardar.
Unidad de decodificación.
Memoria cache. Se encarga
Se encarga de traducir los
de almacenar ciertos
códigos de instrucción para
bloques de datos que ,
que la ALU realice las
posiblemente, serán
operaciones.
utilizados en las siguientes
Registros. Se emplean para
operaciones.
almacenar los códigos de
Coprocesador matemático.
operación y los operandos
Encargado de realizar
de las instrucciones.
operaciones matemáticas.
Bus posterior (BSB Back Side Bus)
• Interconecta la CPU con
la memoria caché L1 y
a su vez tiene una
comunicación directa
con la memoria caché
L2.
FSB (Front Side Bus)
Sirve como conexión entre la
L2 y la placa base.
Es el ancho de banda del
microprocesador y tiene que
ir acorde con el FSB de la
placa.
También conocido como
velocidad externa.
Flujo de datos
PLACA
BASE
FSB
L2
BSB
L1
CPU
Tecnología
de múltiples
núcleos
Tecnología de múltiples núcleos
Controlador de
memoria
• Con un gran ancho de
Bus de transporte
• Agiliza la velocidad de las
banda híper rápido que
comunicaciones de E/S a
conecta directamente con la
gran velocidad.
memoria RAM del equipo.
HyperThreading
• Software diseñado para ejecutarse en varios
núcleos simultáneamente, se podría ejecutar
en un único núcleo, simulando dos
procesadores lógicos en paralelo dentro de un
único procesador, ocupando los bit vacíos de
cada proceso.
Intel QuickPath Interconnect, QPI
Es la conexión punto a punto entre los núcleos que
componen el procesador, desarrollado por Intel.
Actualmente, esta conexión se mide por GT/s miles de
millones de transferencias por segundo, antes se utilizaban
los MT/s, millones de transferencias por segundo
Características
Características
1
• Velocidad
2
• Memoria Caché
3
• Núcleos
Velocidad
Velocidad interna
Velocidad externa
• Es la velocidad a la que
funciona el
microprocesador
internamente, se mide en
Hz
– Hz
– KHz
– MHz
– GHz
– THz
• Bus de sistema, que es la
velocidad con la que se
comunica el
microprocesador con la
placa base. (FSB)
• Dispone de un
multiplicador para indicar
la diferencia de
velocidades.
Memoria caché
• Es una memoria de almacenamiento de alta velocidad.
• Es utilizada por el microprocesador para reducir el
tiempo de acceso a los datos si los tuviera que obtener
de la memoria RAM.
– L1 se utiliza para almacenar datos del sistema.
– L2 para datos de las aplicaciones.
– L3 para almacenar datos de las aplicaciones para las
diferentes L2 de los diversos núcleos que componen
el procesador.
• L1 128 kb+128 kb, 128 kb para instrucciones y 128 kb
para datos.
• L2 4x 1Gb, son 1 Gb por núcleo.
Núcleos
• Actualmente, la gran batalla ya no es la
velocidad del microprocesador, sino la
cantidad de núcleos que es capaz de alojar
con sus avances tecnológicos.
– HyperThreading.
– Intel QuickPath Interconnect.
ARQUITECTURAS
32, 64 y 128 bits
• Es la cantidad de registros con los que puede
trabajar la ALU, o la cantidad máxima de
información de puede ejecutar la ALU en
cada proceso.
• La arquitectura de 32 bits no puede trabajar
con más de 4 GB de memoria RAM.
Evolución de los
dos fabricantes de
microprocesadores
AMD
AMD PHENOM X6 AM3
AMD PHENOM X4 AM3
AMD ATHLON X4
AMD ATHLON X3
AMD ATHLON X2
AMD ATHLON
AMD Sempron
AMD
CPU PORTÁTILES
CPU SERVIDORES
AMD
TURION 64
AMD
OPTERON EE
AMD
TURION X2
AMD
OPTERON
INTEL
INTEL I7
INTEL I5
INTEL I3
INTEL QUAD CORE
INTEL DUAL CORE
P4 775
P4 478
INTEL
CPU PORTÁTILES
CPU SERVIDORES
I3, I5, I7
INTEL XEON
E5600
INTEL
CENTRINO
Xeon Dual
Core
Ejercicio
Modelo
Velocidad
del
núcleo
Nº
núcleos
L1
L2
L3
Bus
Sistema
Gt/s
Precio