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Cristofer Martel Miranda Perifricos e Interfaces 11 de Noviembre de 2008

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Contenido Fabricacin de procesadores Sockets y slots Refrigeracin Co-procesadores matemticos Bugs Resolucin de problemas

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Fabricacin de procesadores Cuando los transistores comenzaron a desbancar a los tubos de vaco en la mayora de los circuitos electrnicos, el material que se empleaba para construirlos era el germanio. No mucho despus comenz a utilizarse el silicio, cuyo costo, caractersticas y abundancia lo hacan mucho ms interesante. El silicio es el elemento mas abundante en la corteza terrestre despus del oxigeno. Los procesadores son fabricados principalmente con este material pero el proceso de fabricacin es muy complejo y costoso. Los fabricantes invierten miles de millones de dlares en la construccin de sus plantas de fabricacin de procesadores.

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Fabricacin de procesadores Para convertir el silicio en chips tenemos que obtener cristales de silicio puro y lo haremos mediante el mtodo de Czochralski. Lo primero que tenemos que hacer es purificar el silicio, para ello, seguimos los siguientes pasos: Primero metemos la materia prima(rocas de cuarzo) en un horno de arco elctrico y obtenemos Silicio de grado metalrgico que tiene un 99% de pureza pero esto no es suficiente para procesos electrnicos.

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Fabricacin de procesadores Entonces, volvemos a purificar el silicio pero ahora por unos procesos qumicos hasta que la concentracin de impurezas es inferior al 0.2 partes por milln y obtenemos el Silicio grado semiconductor. Despus, se deposita en un recipiente que tiene forma barra, sta se divide en trozos y cada uno se mete en un crisol de cuarzo y son metidos )) en un horno a ms de 2500 Fahrenheit para eliminar las impurezas que les puedan quedar.

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Fabricacin de procesadores Cuando los trozos ya estn fundidos, controlando que la temperatura este por encima del punto de fusin, se introduce una varilla que tiene en un extremo un cristal que acta como semilla para que el silicio tenga la misma estructura cristalina que la semilla Dependiendo de la temperatura y la velocidad de rotacin podemos obtener lingotes de mayor o menor dimetro.

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Fabricacin de procesadores Los lingotes que se obtienes son de 200mm o 300mm de dimetro

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Fabricacin de procesadores Cada lingote es cortado con una sierra de diamante de alta precisin en ms de mil obleas, cada una de menos de un milmetro de ancho. Cada una de ellas son pulidas hasta que su superficie sea como la de un espejo.

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Fabricacin de procesadores Los chips son construidos en las obleas mediante el proceso de fotolitografa. A travs de este proceso creamos transistores, circuitos y seales del camino de datos depositando diferentes capas de varios materiales encima del chip una detrs de otra.

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Fabricacin de procesadores Primero se pone a la oblea una capa de aislante de dixido de silicio que aumenta la oblea ?? Despus se le aplica una capa de material foto-resistente y se le proyecta el diseo del chip a travs de una mscara sobre una superficie sensible a la luz.

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Fabricacin de procesadores Cuando hayamos impreso toda la oblea aplicamos una solucin castica en las reas donde la luz ha golpeado el foto-resistente imprimiendo los circuitos de los componentes. El proceso sigue con el dopaje, depositamos una capa de material semiconductor en la oblea y encima el foto- resistente y repetimos el proceso anterior hasta que el chip haya sido completado.

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Fabricacin de procesadores En las zonas de interconexin se efectan mediante capas de metalizacin. En el 2002 se utilizaba principalmente aluminio, pero empieza a utilizarse cobre que es mejor conductor y permite interconexiones ms pequeas. Este no se haba utilizado antes debido a que tenia problemas de corrosin que fueron solucionados ms adelante.

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Fabricacin de procesadores Silicon on insulator (SOI) es una tecnologa de fabricacin microelectrnica en la que se sustituye el sustrato tradicional compuesto de silicio mono cristalino por otro compuesto por un sndwich de capas de silicio-aislante-silicio

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Fabricacin de procesadores Cuando cada oblea esta acabada se le hace pasar unos test especiales a cada uno de los chips de la oblea y se marcan los malos para ser separados ms tarde. Despus, se corta cada chip de la oblea y cada uno de estos es testeado de nuevo, empaquetado y testeado de nuevo. El proceso de empaquetado se refiere a las uniones del chip con los pines encima del chip. Aqui

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Fabricacin de procesadores Hay varios tipos de empaquetado: El ms comn es el PGA (pin grid array), el zcalo clsico para la insercin en una placa base de un microprocesador, fue usado para procesadores como el 386 y el 486; consiste en un cuadrado de conectores en forma de agujero donde se insertan las patitas del chip por pura presin.

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Fabricacin de procesadores Despus sali una versin ZIP(zero insertion force) que permite insertar y quitar componentes sin hacer fuerza y de una forma fcil, ya que lleva una palanca que impulsa todas las patillas con la misma presin, por lo que tambin evita que se daen.

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Fabricacin de procesadores Haba varias variantes del PGA, por ejemplo: PPGA (plastic pin grid array) FCPGA (flip-chip pin grid array) Estas dos fueron creadas por Intel Corporation para sus procesadores Pentium.

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Fabricacin de procesadores Otro tipo de empaquetado distinto al PGA es el SECC (Single Edge Contact Cartridge), es un cartucho con solo un borde que se conecta a la placa base. El SECC es usado para el Pentium II y el III.

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Fabricacin de procesadores Hay muchos chips que siendo de la misma oblea corren a velocidades diferentes, 75% correr a una alta velocidad y el 25% no llega a esa velocidad. Entonces son vendidos como procesadores de menor velocidad. Con el tiempo la gente descubri que estos procesadores podan ir a ms velocidad de la que pona en sus especificaciones y aqu surgi el Overlocking.

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Fabricacin de procesadores Debido a lo anterior, muchos vendedores manipulaban procesadores de menor velocidad y los vendan como si fueran de mayor velocidad. La diferencia entre uno de baja velocidad y otro de alta velocidad poda estar entre los 130 de diferencia siendo algo muy lucrativo para los vendedores pero no tanto para los compradores ya que solo algunos procesadores aguantaban el overcloking.

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Intel y AMD intentaron poner fin a todo aquello poniendo un seguro en sus procesadores para que la velocidad del procesador no fuera manipulada pero no sirvi de mucho. Al final los estafadores eran capaz de desbloquear su dispositivo anti overcloking.Lo mejor es tener cuidado donde comprar y verificar el nmero de la especificacin y el de serie con Intel o AMD.

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Fabricacin de procesadores La tendencia de la industria es usar obleas mas grandes y reducir cada vez ms el tamao de los circuitos y los transistores en el chip. Se prev que para el 2010 tengamos un aumento de un 1 billn por chip.

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Fabricacin de procesadores En la siguiente tabla se puede apreciar como han evolucionado los procesos de fabricacin y como se prev en el futuro.

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Sockets y Slots Qu es un Socket y un Slot? Son unas piezas de plstico que funcionan como intermediarios entre la placa base y el microprocesador. Por qu se creo el Slot? Los slots se crearon para integrar cache y otros componentes de una manera barata para producir.

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Sockets y Slots

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Los primeros sockets fueron los siguientes Socket 1

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Sockets y Slots Socket 2

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Sockets y Slots Socket 3

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Sockets y Slots Socket 6 Esto fueron construidos para el 486

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Sockets y Slots Socket 4

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Sockets y Slots Socket 5

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Sockets y Slots Socket 7

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Sockets y Slots Sockets 8 Todos estos fueron construidos para los Pentium y Pentium Pro

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Sockets y Slots Ahora veremos los sockets actuales Socket T Usado para el Pentium 4 Prescott y Pentium Extreme Edition

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Sockets y Slots Socket M2 Usado para Athlon64, Athlon64 FX, Athlon64 X2.

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Sockets y Slots Solo hay 2 tipos de Slots Slot 1 Se usaba en el Pentium II y III, tena 242 pines Slot 2 Se usaba en el Pentium II Xeon y III Xeon, tena 330 pines

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Voltajes de operacin

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Refrigeracin Debido a la alta velocidad del procesador, est consume mucha energa y genera bastante calor. El procesador tiene que estar a una temperatura adecuada para funcionar correctamente Con el disipador y el ventilador conseguimos mantener una buena temperatura para el procesador Ahora veremos el correcto montaje del procesador y el conjunto del disipador con el ventilador refrigeracin

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Co-procesadores Matemticos Un coprocesador es un microprocesador de un ordenador utilizado como suplemento de las funciones del procesador principal y su funcin es evitar que el procesador principal tenga que realizar estas tareas de cmputo intensivo, estos coprocesadores pueden acelerar el rendimiento del sistema por el hecho de esta descarga de trabajo en el procesador principal y porque suelen ser procesadores especializados que realizan las tareas para las que estn diseado ms eficientemente.

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Co-procesadores Matemticos La mayora de las aplicaciones que usan el punto flotante ahora usan SSE, SSE2, SSE3, estas instrucciones son ms rpidas y ms precisas que otro X87 Coprocesador.

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Bugs El procesador es el cerebro de un sistema, la mayora de los sistemas no funcionan con un procesador defectuoso. Algunos problemas del sistema se construyen adentro en la fbrica, aunque estos defectos del diseo son raros. Muchos fallos en el diseo de un procesador pueden ser fijados alterando el micro-cdigo en el procesador. Es importante instalar la BIOS ms reciente de la placa base siempre que se instale un procesador nuevo para as tener los fallos corregidos.

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Resolucin de problemas La mayora de los problemas en el ordenador son causados por otros dispositivos pero si sospecha del procesador puede mirar la siguiente tabla para identificar el problema

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Resolucin de problemas ProblemasPosible causaSolucin El sistema esta muerto No hay nada Cable de alimentacinReemplazar Fuente de alimentacinReemplazar La placa madreReemplazar MemoriaReemplazar El sistema esta muerto No hay pitidos, se bloquea Todos los componentes estn instalados Revisar todos los componentes y resetearlos Hay pitidos en el arranque y no hay cursor en la pantalla Falla la tarjeta grfica oResetear o reemplazar la tarjeta grafica El sistema arranca y el ventilador funciona pero no hay pitidos El procesador no esta apropiadamente instalado Resetear o reinstalar el procesador

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ProblemaPosible CausaSolucin Se bloquea o un poco despus POST? Pobre disipacinRevisar la CPU/ Reemplazar si es necesario Voltaje inapropiadoColocar el voltaje apropiado Velocidad del Front-side bus equivocada Colocar la velocidad apropiada Identificacin incorrecta durante el POST BIOS viejaActualizarla Placa no configurada apropiadamente Revisar el manual El sistema no arranca despus de haber instalado un procesador nuevo La CPU no esta bien instalada La BIOS no soporta a la CPU Instalar de nuevo la CPU Actualizarla La placa no puede usar la CPU Verificar el soporte de la placa

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ProblemasPosible CausaSolucin El S.O no se carga disipacin pobreRevisar el ventilador de la CPU Voltajes inapropiadosCorregir los voltajes Reloj de la CPU incorrecto Corregir el reloj El sistema trabaja pero no se ve El monitor esta apagado O falla Revisar el monitor y el cable de alimentacin / Reemplazar