MICROPROCESADOR

Ing. Raúl Rojas Reátegui

Al termino de la sesión el estudiante será capaz de:

Describir las principales características de un Microprocesador.

Describir las principales características de los diferentes

modelos de Microprocesadores Intel.

Identificar por código de marca las principales de los

microprocesador Intel.

OBJETIVOS

También llamado micro o o CPU (Central Process Unit), es

componente electrónico programable, a través del cual se desarrollan

una serie de programas que le permiten a los programadores darles

a los microprocesadores las instrucciones necesarias para

desarrollar todo tipo de tareas en una computadora.

Definición

Es el cerebro del

ordenador.

1) MICROPROCESADOR:

Sus funciones son:

1) Realizar todas las operaciones de cálculo.

2) Controlar lo que pasa en el ordenador

dando órdenes a los demás componentes

para que trabajen.

Como un director de orquesta

Es la estructura básica de una computadora la cual esta conformada

por las siguientes partes: CPU (Central Process Unit), memoria

principal y unidades de entrada y salida.

El CPU está formada su vez por:

- La UC (Unidad de Control)

- La ALU (Unidad Aritmético Lógica)

- Los registros

- Los buses internos

Estructura de Von Neumann

Esquema modelo Von Neuman

La Unidad de Control

Se encarga de decodificar los códigos de operación.

Se encarga de temporizar las operaciones para ejecutar las instrucciones y

controla el sincronismo entre las instrucciones ejecutadas y el registro contador

de programa.

1. Unidad de control cableada: Esta formada por

componentes electrónicos como los flip-flops, puertas

lógicas, codificadores, decodificadores, contadores, etc.

Utiliza una arquitectura de tipo RISC

2. Unidad de control microprogramada: Es más lenta que

la unidad de control cableada pero permite utilizar

instrucciones más potentes y flexibles. Su principal ventaja

es la simplicidad de su estructura.

La Unidad Aritmético Lógica

Se encarga de realizar un conjunto de operaciones aritméticas básicas

(sumas, restas, multiplicaciones, divisiones) y operaciones lógicas (OR,

NOT, AND, etc).

Los registros

Los registros son memorias de poca capacidad y alta velocidad

que permite guardar temporalmente información que se esta

procesado y acceder a valores muy usados (sobretodo

operaciones matemáticas).

Algunos de los registros mas utilizados son: acumulador, índice

de base, contador de programa, cuenta, data, etc.

Los buses internos

Es el conjunto de pistas interna que permites a todos los componentes de

un microprocesador el intercambio de información entre los componentes

internos.

Los buses internos pueden ser:

• Bus de datos

• Bus de direcciones

• Bus de control

Arquitectura de un Microprocesador

Las instrucciones más utilizadas son las instrucciones de registros por lo que

los fabricantes diseñan las arquitecturas del microprocesador según se

administren los registros.

Las arquitecturas pueden ser:

1. Arquitectura CISC

2. Arquitectura RISC

Arquitectura

Arquitectura CISC (Complex Instruction Set Code)

En este tipo de arquitectura se utilizan instrucciones muy complejas por

lo que el microprocesador tiene que realizar varios accesos a la memoria.

Para la ejecución de las instrucciones se necesitan varios ciclos de reloj,

lo que hace que sea más lento el ordenador.

Arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Code)

Este tipo de arquitectura es el que actualmente se utiliza en los

microprocesadores. En este tipo de arquitectura se utilizan instrucciones

más sencillas que se pueden realizar en un solo ciclo de reloj.

1. La memoria caché: Es una memoria RAM ultrarrápida que emplea el

microprocesador para tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán

utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria

RAM principal.

La memoria cache se puede encontrar en de tres niveles:

a) Memoria cache L1: Almacena datos e instrucciones muy próximas a ser

utilizadas.

b) Memoria cache L2: Almacena datos e instrucciones próximas a ser utilizados.

c) Memoria cache L3: Utilizada para operaciones 3D.

Principales características de un microprocesador

Empresas Fabricantes

• Las empresas INTEL y AMD fabrican la mayor parte de microprocesadores del mercado.

MICROPROCESADOR MULTINÚCLEO

Un microprocesador multinúcleo es aquel que combina dos o más

procesadores independientes en un solo circuito integrado.

Con estos procesadores las aplicaciones se pueden ordenar en uno de los

núcleos y este dedique su esfuerzo en el trabajo con dicha aplicación, dejando

libres el o los otros núcleos para que puedan ser utilizadas en otras

operaciones y procesos del sistema operativo.

Posee una única unidad de memoria

Posee una única ALU

Uno o más registros luego de cada unidad funcional que sostiene la salida de

la misma hasta que se usa el valor en un ciclo subsecuente de reloj

Si las instrucciones no son de tamaño constante (como en el 8086) son

necesarios varios ciclos de traída de instrucción.

+ Hyper-Threading

Permite que cada núcleo del procesador trabaje en dos tareas al mismo tiempo, suministrando el

desempeño que necesita para hacer tareas múltiples de manera inteligente.

Dos formas de brindar mas potencia informática:

1 Aumentar la velocidad del reloj.

2 Realizar mas trabajo en cada ciclo de reloj.

Un procesador compatible con la tecnología Hyper-Threading se presenta a si mismo ante las

aplicaciones y los S.O. como dos procesadores virtuales.

El procesador puede entonces trabajar en dos conjuntos de tareas a la vez, utilizar los recursos

que de otro modo estarían inactivos y realizar mas trabajo en la misma cantidad de tiempo

+Turbo Boost

Esta tecnología es inteligente y funciona todo el tiempo controlando la

frecuencia, voltaje y temperatura de la CPU. Al notar una disminución en uno

de los valores por defecto utilizado por la CPU, aumenta la frecuencia y logra

un rendimiento mucho mayor en cualquier aplicación.

En inglés socket, es un sistema

electromecánico de fijación mecánica y

conexión eléctrica, instalado en la placa

base.

ZÓCALOS

TIPOS DE ZÓCALOS INTEL

Socket 370

Socket 423

Socket 478

Socket 775

Socket 1150

Socket 1151

Socket 1155

Socket 1156

Socket 1366

Socket 2011

Socket ZIF (Zero Insertion Force) 370:

Utilizado para para dar soporte a

microprocesadores Pentium III y Celeron,

con núcleos Coppermine y Tualatin.

Socket PGA (Pin Grid Array) 423 :

El Socket 423 fue utilizado para

los primeros Pentium 4 basados

en el núcleo Willamette.

Socket PGA-ZIF 478:

Se introdujo en agosto del 2001,

utilizado para dar soporte a todos

los Pentium 4 y Celeron.

Socket LGA (Land Grid Array) 775:

Fue introducido por Intel en junio

de 2004. También conocido como

Socket T, utilizado para dar

soporte a los microprocesadores

Pentium 4, Pentium D, Core 2

Duo, Dual Core, Core 2 Quad.

Socket LGA 1150:

También llamado Socket H3. Diseñado

para dar soporte a microprocesadores

Core i3, Core i5 y Core i7 de cuarta y

quinta generación.

Socket LGA 1151:

También llamado Socket H3. Diseñado

para dar soporte a microprocesadores

Core i3, Core i5 y Core i7 de sexta y

séptima generación.

Socket LGA 1155:

También conocido como Socket H2,

utilizado para dar soporte a

microprocesadores Celeron, Core i3 y

Core i5 de segunda y tercera

generación.

Socket LGA 1156:

También conocido como Socket H,

fueron diseñado para sustituir a LGA

775. Utilizado para dar soporte a

microprocesadores Celeron, Core i3 y

Core i5 de primera generación.

Socket LGA 1366:

También llamado Socket B. Diseñado

para dar soporte a microprocesadores

Core i7 de primera generación.

Socket LGA 2011:

También llamado Socket R, creado

para remplazar la anterior generación

Intel LGA 1366 y LGA 1567.

Velocidad de Proceso del Microprocesador

Nos indica la cantidad de datos que puede procesar el núcleo del microprocesador

por cada ciclo de reloj.

La velocidad de procesamiento se mide en Hertz (Hz), debido a que los

microprocesadores son componentes de alta velocidad, su velocidad de

procesamiento puede expresarse en Mega Hertz (MHz) o Giga Hertz (GHz)

Velocidad de Bus del Microprocesador

También llamada FSB (Frontal System Bus) o señal de reloj (CLK) o frecuencia

base, nos indica la con la cual se comunica con el puente norte y puente sur de la

placa base.

La velocidad del FSB se mide en Hertz (Hz), debido a que su velocidad es muy alta

se puede expresarse en Mega Hertz (MHz) o Giga Hertz (GHz). Las velocidades

mas comunes son: 50, 60, 66, 100, 133, 200, 266, 400, 533, 667, 800, 1066, 1333,

1600 MHz.

Longitud del bus

Es un conjunto de conductores eléctricos (Pistas de las tarjetas, cables de datos,

etc.) que se utilizan para transmisión de datos (Bus de datos), para el acceso a los

componentes de almacenamiento (Bus de direcciones) y control (Bus de control).

El bus de datos posee una cierta cantidad de bits a la que se le denomina longitud

de bus. Hoy en día se utilizan para CPU bus de longitud 32bits y 64bits.

Generaciones de Core i3, Core i5 y Core i7

Una generación de microprocesadores Core i, busca potenciar o mejorar: la

capacidad de respuesta, la seguridad, el consumo de energía, el procesamiento

grafico, etc., estos cambios de una generación a otra, nos permitirá trabajar de

manera rápida y fluidamente en una PC.