Post on 27-Feb-2018
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
Basándose en las
instrucciones de la
unidad de
decodificación, crea las
señales que controlan la
ALU. Dice qué hacer con
los datos y en qué lugar
los tiene que guardar.
Unidad de anticipación
Decide cuándo pide los
datos desde la memoria
principal o de la caché.
Verifica la integridad de
los datos antes de
pasarlos a la unidad de
decodificación.
Unidad de decodificación.
Se encarga de traducir los
códigos de instrucción para
que la ALU realice las
operaciones.
Registros. Se emplean para
almacenar los códigos de
operación y los operandos
de las instrucciones.
Memoria cache. Se encarga
de almacenar ciertos
bloques de datos que ,
posiblemente, serán
utilizados en las siguientes
operaciones.
Coprocesador matemático.
Encargado de realizar
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.
CPU
FSB L2
Flujo de datos
BSB L1
PLACA BASE
Tecnología de múltiples núcleos
Tecnología de múltiples núcleos Controlador de memoria
• Con un gran ancho de
banda híper rápido que
conecta directamente con la
memoria RAM del equipo.
Bus de transporte
• Agiliza la velocidad de las
comunicaciones de E/S a
gran velocidad.
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
• Velocidad 1
• Memoria Caché 2
• Núcleos 3
Características
Velocidad
Velocidad interna
• Es la velocidad a la que funciona el microprocesador internamente, se mide en Hz
– Hz
– KHz
– MHz
– GHz
– THz
Velocidad externa
• 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
AMD TURION 64
AMD TURION X2
CPU SERVIDORES
AMD OPTERON EE
AMD OPTERON
INTEL
INTEL I7
INTEL I5
INTEL I3
INTEL QUAD CORE
INTEL DUAL CORE
P4 775
P4 478
INTEL
CPU PORTÁTILES
I3, I5, I7
INTEL CENTRINO
CPU SERVIDORES
INTEL XEON E5600
Xeon Dual Core
Modelo Velocidad del
núcleo
Nº núcleos
L1 L2 L3 Bus Sistema
Gt/s
Precio
Ejercicio