EL MICROPROCESADOR
1) CONCEPTO :
El microprocesador es el cerebro de la computadora,
lleva a cabo o ejecuta los programas, y es imprescindible para el
funcionamiento del ordenador. Se trata de un chip o pastilla de silicio, que
contiene circuitos integrados, transistores, y que se halla protegido por una
cobertura de cerámica y plástico. Su forma es cuadrada o rectangular, y su
color es negro.
2) partes del microprocesador corie
Encapsulado:
es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para
darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidación por el
aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su
zócalo a su placa base.
Memoria
caché: es una memoria ultrarrápida que emplea el
procesador para tener alcance directo a ciertos datos que «predeciblemente»
serán utilizados en las siguientes operaciones, sin tener que acudir a la
memoria RAM, reduciendo así el tiempo de espera para adquisición de datos.
Todos los micros compatibles con PC poseen la llamada caché interna de primer
nivel o L1; es decir, la que está dentro del micro, encapsulada junto a él. Los
micros más modernos (Core i3,Core i5 ,core i7,etc) incluyen también en su
interior otro nivel de caché, más grande, aunque algo menos rápida, es la caché
de segundo nivel o L2 e incluso los hay con memoria caché de nivel 3, o L3.
Coprocesador
matemático: unidad de coma flotante. Es la parte del
micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba
en el exterior del procesador en otro chip. Esta parte está considerada como
una parte «lógica» junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus
de datos.
Registros:
son básicamente un tipo de memoria pequeña con
fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares.
Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros está
diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser
controlados por el procesador pero que la CPU los utiliza en algunas
operaciones, en total son treinta y dos registros.
Memoria:
es el lugar donde el procesador encuentra las
instrucciones de los programas y sus datos. Tanto los datos como las
instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador las accede desde
allí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial
es proporcionar un espacio de almacenamiento para el trabajo en curso.
Puertos:
es la manera en que el procesador se comunica
con el mundo externo. Un puerto es análogo a una línea de teléfono. Cualquier
parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita
comunicarse, tiene asignado un «número de puerto» que el procesador utiliza
como si fuera un número de teléfono para llamar circuitos o a partes
especiales.
3)
evolución
de los microprocesadores Intel hasta hoy
EVOLUCION DE LOS MICROPROCESADORES
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Intel 8008 (1972)
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Diseñado para utilizarlo en terminales
informáticas, continuaba siendo formato DIP y se basaba en la tecnología
PMOS, pero casi duplicaba la velocidad del anterior con sus 200 Kilohercios
(KHz)
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Intel 8080 (1974)
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Era de 8 bits que se utilizaría como
“cerebro” para la Altair 8800, considerada por muchos como la
primera PC de la historia; su velocidad 2 MHz.
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Intel 8086 (1978)
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El procesador de la primera PC. Tenia
29000 transistores y capacidad para gestionar 1MB de memoria. Apareció en
versiones 5,6,8 y 10 MHz.
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Intel 8088 (1979)
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Idéntico al 8086, pero con capacidad
para gestionar mas memoria y convivir con el 8087, el coprocesador
matemático.
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Intel 80186 (1980)
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Nunca se monto en PC, pero hasta los
90 dio muy buenos resultados en robots, llego a tener versiones de 25 MHz.
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Intel 80286 o 286 (1982)
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El primer procesador de 16 Bits. Tenia
134.000 transistores, 16 MB y era multitarea. IBM lo utilizo en la primera
evolución de su PC, la PC/AT.
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Intel 486 (1989)
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Da el primer salto histórico en
densidad de transistores al superar el millón (1.200.000), lo que le permitía
procesar, a 33 MHz. Gracias a la tecnología overdrive (1992) alcanza 50 y 66
MHz,de 32 Bits la memoria principal, y dos memorias caché de 4KB cada una.
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Intel Pentium (1993)
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Las primeras versiones de este tenían
una frecuencia de reloj de 60 MHz y una memoria de 32 MB, fue el primer salto
generación a la arquitectura 80x86 al incorporar un bus externo de 64 Bits y
ser capaz de transportar el doble de información. Fue el primer chip
compatible con todos los sistemas operativos del momento (DOS, Windows 3.1,
Unix, aund OS/2).
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AMD AM5X86 (1995)
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Coloca a AMD en clara competencia con
Intel, ya que ofrece prestaciones equivalentes al Pentium pero sobre placas
base 486, todavía comunes.
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Pentium Pro (1995-1999)
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Incorpora la estructura RISC de los
chips para supercomputadoras, aunque manteniendo la compatibilidad hacia atrás
mediante un emulador interno de 486. También permite ejecutar más
instrucciones por ciclo de reloj que el Pentium.
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Pentium II (1997)
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Introduce notables mejoras internas
que impulsan la potencia de la familia x86. A partir de el, la refrigeración
se hace critica. Se distingue por una carcasa plástica, más manejable pero
también aparatosa lo que, sumado al gran ventilador, es objeto de queja de
los fabricantes.
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Celeron (1998)
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Como el Pentium II resulta
excesivamente caro y AMD se esta consolidando entre los PC’s baratos, Intel
descafeína su Pentium II y crea el celaron.
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Pentium III (1999)
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Manteniendo los 32 Bits, Intel
introduce todo su saber para impulsar el rendimiento. Parte de los 450 MHz e
inicia la carrera hacia los 1000 MHz.
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AMD Athlon (1999)
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Arranca con 500 MHz promete mejorar a
su competidor con técnicas que Intel solo tenia previstas para la siguiente
generación. Compite con el Pentium III en la carrera hacia los 1000 MHz.
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Celeron II (2000)
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Versión descafeinada del Pentium III
para no dejar desatendido el mercado del bajo costo alcanza 1,1 GHz.
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Pentium 4 (2000)
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Consiente de la ventaja de AMD Intel
trabaja y adelanta la nueva generación para responder al Athlon. El Pentium 4
renueva toda la arquitectura interna y sienta la base para los futuros
desarrollos.
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Xeon (2001)
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Procesador para las estaciones de
trabajo basado en la tecnología Pentium 4 y especialmente indicado para el
procesamiento de imágenes 3D.
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ItaniumT (2001)
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Primer procesador de 64 Bits de Intel.
Diseñado para servidores empresariales.
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Itanium T 2
(2002)
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Evolución del anterior con mejoras en
la gestión interna. Pensado para servidores empresariales de gran volumen.
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Pentium M Centrino
(2003)
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Se trata de una versión de bajo
consumo del Pentium 4, combinado con un conjunto de chips
auxiliares capaces de integrar comunicaciones inalámbricas.
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2005
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2006
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2007
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2008
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Procesadores Intel y AMD con más de 8
núcleos.
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4) Evoluciones el
microprocesador AMD hasta hoy
El microprocesador es producto de la evolución de
distintas tecnologías predecesoras, surgido de la computación y
la tecnología semiconductora; en
los inicios no existían los procesadores tal como los conocemos hoy. El inicio
de su desarrollo data de mitad de la década de 1950;
estas tecnologías se fusionaron a principios de los años 70, produciendo el
primer microprocesador.
1991: El AMD AMx86 Procesadores fabricados por AMD 100% compatible con los códigos de
Intel de ese momento, llamados "clones" de Intel, llegaron incluso a
superar la frecuencia de reloj de los
procesadores de Intel y a
precios significativamente menores. Aquí se incluyen las series Am286, Am386,
Am486 y Am586.
1996: El AMD K5 Habiendo abandonado los clones, AMD
fabricada con tecnologías análogas a Intel. AMD sacó al mercado su primer
procesador propio, el K5, rival del Pentium. La arquitectura RISC86 del AMD K5
era más semejante a la arquitectura del Intel Pentium Pro que a la del Pentium. El K5 es internamente un procesador
RISC con una Unidad x86- decodificadora, transforma todos los comandos x86 (de
la aplicación en curso) en comandos RISC. Este principio se usa hasta hoy en
todas las CPU x86. En la mayoría de los aspectos era superior el K5 al Pentium,
incluso de inferior precio, sin embargo AMD tenía poca experiencia en el
desarrollo de microprocesadores y los diferentes hitos de producción marcados
se fueron superando con poco éxito, se retrasó 1 año de su salida al mercado, a
razón de ello sus frecuencias de trabajo eran inferiores a las de la
competencia, y por tanto, los fabricantes de PC dieron por sentado que era
inferior.
1996: Los AMD K6 y AMD K6-2 Con el K6, AMD no sólo consiguió
hacerle seriamente la competencia a los Pentium MMX
de Intel, sino que además amargó lo que de otra forma hubiese
sido un plácido dominio del mercado, ofreciendo un procesador casi a la altura
del Pentium II pero por un precio muy inferior. En cálculos en coma flotante,
el K6 también quedó por debajo del Pentium II, pero por encima del PentiumMMX y del Pro. El K6 contó con una gama
que va desde los 166 hasta los más de 500 MHz y con el juego de instrucciones
MMX, que ya se han convertido en estándares. Más adelante se lanzó una mejora
de los K6, los K6-2 de 250 nanómetros, para seguir compitiendo con los Pentium
II, siendo éste último superior en tareas de coma flotante, pero inferior en
tareas de uso general. Se introduce un juego de instrucciones SIMD denominado
3DNow!
1999: El AMD Athlon K7 (Classic y
Thunderbird) Procesador
totalmente compatible con la arquitectura x86. Internamente el Athlon es un
rediseño de su antecesor, pero se le mejoró substancialmente el sistema de coma
flotante (ahora con 3 unidades de coma flotante que pueden trabajar
simultáneamente) y se le incrementó la memoria caché de primer nivel (L1) a 128
KiB (64 KiB para datos y 64 KiB para instrucciones). Además incluye 512 KiB de
caché de segundo nivel (L2). El resultado fue el procesador x86 más potente del
momento.
El
procesador Athlon con núcleo Thunderbird apareció como la evolución del Athlon
Classic. Al igual que su predecesor, también se basa en la arquitectura x86 y
usa el bus EV6. El proceso de fabricación usado para todos estos
microprocesadores es de 180 nanómetros. El Athlon Thunderbird consolidó a AMD como
la segunda mayor compañía de fabricación de microprocesadores, ya que gracias a
su excelente rendimiento (superando siempre al Pentium III y a los primeros Pentium IV de Intel a la
misma frecuencia de reloj) y bajo precio, la hicieron muy
popular tanto entre los entendidos como en los iniciados en la informática.
2001: El
AMD Athlon XP Cuando Intel sacó
el Pentium 4 a 1,7 GHz en abril de 2001 se
vió que el Athlon Thunderbird no estaba a su nivel. Además no era práctico para
el overclocking, entonces para seguir estando a la cabeza en cuanto a
rendimiento de los procesadores x86,AMD tuvo que diseñar un nuevo núcleo, y
sacó el Athlon XP. Este compatibilizaba las instrucciones SSE y las 3DNow!
Entre las mejoras respecto al Thunderbird se puede mencionar la pre
recuperación de datos por hardware,
conocida en inglés como prefetch, y el aumento de las entradas TLB, de 24 a 32.
2004: El
[AMD] Athlon 64 El AMD Athlon
64 es un microprocesador x86 de octava generación que implementa el conjunto de
instrucciones AMD64, que fueron introducidas con el procesador Opteron. El
Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado
del microprocesador y otras mejoras de arquitectura que
le dan un mejor rendimiento que los anteriores Athlon y que el Athlon XP
funcionando a la misma velocidad, incluso ejecutando código heredado de 32
bits.El Athlon 64 también presenta una tecnología de reducción de lavelocidad del procesador llamada Cool'n'Quiet,:
cuando el usuario está ejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador,
baja la velocidad del mismo y su tensión se reduce.
2007: El
AMD Phenom Phenom
fue el nombre dado por Advanced Micro Devices (AMD) a la primera generación de
procesadores de tres y cuatro núcleos basados en la micro arquitectura K10.
Como característica común todos los Phenom tienen tecnología de 65 nanómetros
lograda a través de tecnología de fabricación Silicon on insulator (SOI). No
obstante, Intel, ya se encontraba fabricando mediante la más avanzada
tecnología de proceso de 45 nm en 2008. Los procesadores Phenom están diseñados
para facilitar el uso inteligente de energía y recursos del sistema, listos
para la virtualización, generando un óptimo rendimiento por vatio. Todas las
CPU Phenom poseen características tales como controlador de memoria DDR2 integrado, tecnología HyperTransport
y unidades de coma flotante de 128 bits, para incrementar la velocidad y el
rendimiento de los cálculos de coma flotante. La arquitectura Direct Connect asegura que los cuatro
núcleos tengan un óptimo acceso al controlador integrado de memoria, logrando
un ancho de banda de 16 Gb/s para intercomunicación de los núcleos del
microprocesador y la tecnología HyperTransport, de manera que las escalas de
rendimiento mejoren con el número de núcleos. Tiene caché L3 compartida para un
acceso más rápido a los datos (y así no depende tanto del tiempo de latencia de
la RAM), además de compatibilidad de
infraestructura de los zócalos AM2, AM2+ y AM3 para permitir un camino de
actualización sin sobresaltos. A pesar de todo, no llegaron a igualar el
rendimiento de la serie Core 2 Duo.
2008: Los AMD
Phenom II y Athlon II Phenom
II es el nombre dado por AMD a una familia de microprocesadores o
CPUs multinúcleo (multicore) fabricados en 45 nm, la cual sucede al Phenom
original y dieron soporte a DDR3. Una de las ventajas del paso de los 65 nm a
los 45 nm, es que permitió aumentar la cantidad de cache L3. De hecho, ésta se
incrementó de una manera generosa, pasando de los 2 MiB del Phenom original a 6
MiB.
Entre ellos, el Amd Phenom II X2 BE 555 de doble
núcleo surge como el procesador binúcleo del mercado. También se lanzan tres
Athlon II con sólo Cache L2, pero con buena relación precio/rendimiento. El Amd
Athlon II X4 630 corre a 2,8 GHz. El Amd Athlon II X4 635 continua la misma
línea.
AMD también lanza un triple núcleo,
llamado Athlon II X3 440, así como un doble núcleo Athlon II X2 255. También
sale el Phenom X4 995, de cuatro núcleos, que corre a más de 3,2GHz. También AMD lanza la familia Thurban con 6 núcleos
físicos dentro del encapsulado
2011: El AMD Fusion AMD Fusion es el nombre clave para un
diseño futuro de microprocesadores Turion, producto de la fusión entre AMD y ATI, combinando con la ejecución
general del procesador, el proceso de la geometría 3D y otras funciones de GPUs
actuales. La GPU (procesador gráfico) estará integrada en el propio
microprocesador. Se espera la salida progresiva de esta tecnología a lo largo
del 2011; estando disponibles los primeros modelos (Ontaro y Zacate) para
ordenadores de bajo consumo entre últimos meses de 2010 y primeros de 2011, dejando el legado
de las gamas medias y altas (Llano, Brazos y Bulldozer para mediados o finales
del 2011)
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