Arquitectura del microprocesador: En un microprocesador podemos diferenciar diversas partes.
El encapsulado: Es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle resistencia, impedir su deterioro y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zócalo o a su placa base.
La memoria cache: Es una memoria ultrarapida que emplea micro para tener a mano ciertos datos que predeciblemente será utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM.
Los registros: Son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares.
Puertos: Es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es parecido a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse.
Marcas y generaciones de microprocesador: INTEL y AMD
INTEL CELERON: Los procesadores Celeron pueden realizar las mismas funciones básicas que otros pero su rendimiento es inferior.
INTEL CORE DUO: Es un microprocesador de sexta generación. Dispone de dos núcleos de ejecución lo cual hace de este procesador especial para las aplicaciones de subprocesos múltiples y para multitarea.
INTEL CORE 2: Se refiere a una gama de CPUs comerciales de Intel de 64 bits del doble núcleo.
INTEL CORE i7 (NEHALEM): procesadores de cuatro núcleos de la arquitectura Intel x86-64. Los Core i7 son los primeros procesadores que usan la micro arquitectura Nehalem de Intel y es el sucesor de la familia Intel Core 2.
INTEL ATOM: Los Intel Atom pueden ejecutar hasta 2 instrucciones por ciclo. El rendimiento de un Atom de núcleo único es igual a aproximadamente la mitad de un Celeron equivalente.
AMD ATHLON: Es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con la arquitectura x86 diseñados por AMD.
AMD PHENOM: Es el nombre dado por AMD a la primera generación de procesadores de tres y cuatro núcleos basados en la micro arquitectura K10.
AMD DURON: Es un gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con los Athlon, por lo tanto con arquitectura x86.
AMD THURION: Es una versión de bajo consumo del procesador AMD Athlon destinada a los ordenadores portátiles.
Frecuencia de reloj en un microprocesador: La frecuencia de reloj es la velocidad en ciclos por segundo con que una computadora realiza las operaciones más básicas. Diferentes chips en la placa madre pueden tener diferentes frecuencias de reloj.
Velocidad de bus en un microprocesador: Es la velocidad máxima con la que se transfieren los datos procesados en el microprocesador hacia otros periféricos como la memoria.
Clases de microprocesadores para escritorio:
- Procesador Pentium Dual-Core para escritorio (Socket LGA 775).
- Procesador Pentium (Dual-Core) para escritorio (Socket LGA 1156).
- Procesador Pentium (Dual-Core) para escritorio (Socket LGA 1155).
- Procesador Pentium G9650 basado en la arquitectura Nehalem.
Clases de microprocesadores para servidores:
- Procesadores AMD Opteron: Serie 6200, serie 4200, serie 3000.
- Intel Xeon Tulsa sustituyendo a sustituir a los Xeon Woodcrest.
Clases de microprocesadores para portátiles:
- Intel Atom 270
- El Intel Atom 280.
- Core 2 Solo.
- Core 2 Duo.
- AMD Turion X2: Los Turión son la versión de bajo consumo orientado a los portátiles del Athlon 64 X2.
Tipos de encapsulados:
DIP: Es una forma de encapsulamiento común en la construcción de circuitos integrados. La forma consiste en un bloque con dos hileras paralelas de pines, la cantidad de estos depende de cada circuito.
PGA: Es un tipo de empaquetado usado para los circuitos integrados particularmente microprocesadores, consiste en un cuadrado de conectores en forma de agujero donde se insertan los pines del chip por medio de presión.
QFP: Es un encapsulado de circuito integrado para montaje superficial con los conectores de componentes extendiéndose por los cuatro lados. Los pines se numeran en sentido contrario a las agujas del reloj a partir del punto guía habitualmente de 44 a 200 pines, con una separación entre ellos de 0,4 a 1mm. Esto es una mejora respecto del encapsulado, pues permite una mayor densidad de pines y utiliza las cuatro caras del chip.
SIP: Los pines se extienden a lo largo de un solo lado del encapsulado y se lo monta verticalmente en la plaqueta. La consiguiente reducción en la zona de montaje permite una densidad de montaje mayor a la que se obtiene con un DIP.
SOP: Los pines se disponen en los 2 tramos mas largos y se extienden en una forma denominada ”Gull Wing Formation”, este es el principal tipo de montaje superficial y es ampliamente utilizado especialmente en los ámbitos de la microinformática, memorias y IC analógicos.
LGA: Es un encapsulado con electrodos alineados en forma de array en su parte inferior. Es adecuado para las operaciones donde se necesita alta velocidad debido a su baja inductancia. Además, en contraste con el BGA, no tiene esferas de soldadura por lo cual la altura de montaje puede ser reducida.
TCP: El chip de silicio se encapsula en forma de cintas de películas, se puede producir los distintos tamaños, el encapsulado puede ser doblado. Se utilizan principalmente para los drivers de los LCD.
T SOP: Es simplemente una versión mas delgada del encapsulado SOP.
SOJ: Las puntas de los pines se extienden desde los dos bordes mas largos dejando en la mitad una separación como si se tratase de 2 encapsulados en uno. Recibe este nombre porque sus pines se parecen a la letra “J” cuando se le mira desde el costado. Fueron utilizados en los módulos de memoria SIMM.
QFN: Es similar a QFP, pero con los pines situados en los 4 bordes de la parte inferior del encapsulado. Este encapsulado puede hacerse en modelos de poca o alta densidad.
BGA: Los terminales externos, en realidad esferas de soldadura, se sitúan en formato de tabla en la parte inferior del encapsulado. Este encapsulado puede obtener una alta densidad de pines comparado con otros encapsulados como el QFP, el BGA presenta me menor probabilidad de montaje defectuosos en las plaquetas.
Sistema de refrigeración:
Un chip utiliza un reloj de impulsos eléctricos para ejecutar o procesar las instrucciones que le llegan. Es decir, todos los elementos del chip permanecen en reposo a la espera del impulso de reloj, para ejecutar la operación que corresponde en cada momento.
Instalación del microprocesador:
- Identificar el tipo de procesador.
- Apagar y desconectar totalmente el equipo.
- Si ya hay un micro instalado, quítelo.
- Conectar el nuevo micro, prestando atención a su orientación.
- Poner silicona termoconductora sobre el micro.
- Instalar y conectar el conjunto de disipador y ventilador.
- Configurar la placa base para el nuevo microprocesador.
- Revisar todo, conecte el equipo.
Unidad principal, de control, de cálculo, y de intercambio del microprocesador:
UC (Unidad de Control): Es uno de los tres bloques funcionales principales en los que se divide una unidad central de procesamiento. Los otros dos bloques son la unidad de proceso y el bus de entrada y salida. Su función es buscar las instrucciones en la memoria principal, decodificarlas y ejecutarlas, empleando para ello la unidad de proceso
ALU (Unidad Aritmeticologica): Es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas y operaciones lógicas entre dos números. Muchos tipos de circuitos electrónicos necesitan realizar algún tipo de operación aritmética, así que incluso el circuito dentro de un reloj digital tendrá una ALU minúscula que se mantiene sumando 1 al tiempo actual, y se mantiene comprobando si debe activar el pitido del temporizador.
Buses de direcciones, buses de datos, buses de control y buses de entrada/salida:
Bus de dirección: Es un canal del microprocesador totalmente independiente del bus de datos donde se establece la dirección de memoria del dato en tránsito. El bus de dirección consiste en el conjunto de líneas eléctricas necesarias para establecer una dirección.
El bus de control: Gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y de direcciones. Como estas líneas están compartidas por todos los componentes, tiene que proveerse de determinados mecanismos que controlen su utilización. Las señales de control transmiten tanto órdenes como información de temporización entre los módulos.
El bus de datos: Paralelo: Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento. Serie: En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia.
I/O Bus: Son los buses que se encargan de la entrada y salida de los datos en todo el sistema. Las diferencias entre los tipos de buses que pertenecen a esta categoría consisten en la cantidad de datos que pueden transferir a la vez y la velocidad a la que pueden hacerlo. Una unidad de administración del bus (o unidad de entrada-salida) que administra el flujo de información entrante y saliente, y que se encuentra interconectado con el sistema RAM.
Entre el procesador de último lanzamiento citare los siguientes:
Intel Core i7:
- De cuatro núcleos de la arquitectura Intel x86-64.
- Están fabricados en 32nm.
- Pertenecen a la microarquitectura Sandy Bridge de Intel y es el sucesor de la familia Lynnfield.
- La superficie del encapsulado de los procesadores de cuádruple núcleo son aproximadamente de 216 mm2 con 995 millones de transistores.
- Soportan las tecnologías HyperThreading y Turbo boost 2.0.
- Frecuencias de reloj de serie desde 2,2 GHz hasta 3,4 GHz. (Sin Turbo Boost).
- La GPU integrada cuenta con frecuencias desde 650 MHz hasta 850 MHz, y si se activa Turbo Boost hasta 1,35 GHz.
- Cierta cantidad de caché de nivel 3 está desactivada en algunos modelos para diferenciar entre segmentos de mercado.
- 64 KB de caché de nivel 1 por núcleo (32 KB L1 Datos + 32 KB L1 instrucciones) y 256 KB caché nivel 2 por núcleo.
- Hasta 8 MB de caché de nivel 3 compartida con un bus en anillo para poder compartirse con el núcleo gráfico.
-Ancho de banda del bus en anillo de 256 bits por ciclo. El bus conecta los núcleos.
- Cuentan con un ancho de línea con caché de 64 bytes.
-Controlador de memoria mejorado con un ancho de banda máximo de 25,6 GB/s y soporte para DDR3 a 1600 MHz en doble canal con dos operaciones de carga/almacenamiento por ciclo.
- Potencia de diseño térmico comprendida entre 35 W y 95 W para procesadores destinados a sobremesa; y entre 18 W y 55 W los destinados al segmento portátil.
- Mejorado el rendimiento con operaciones de función trascendente, cifrado AES y SHA-1.
- Soporte de hasta 32 GB de RAM DDR3
Intel Ivy Bridge: Corresponde al nombre en clave de los modelos de procesador mejorados de la familia Sandy Bridge. Fueron anunciados en una nota de prensa en el foro de desarrollo de Intel en el 2010. Esta generación de microprocesadores será lanzada finalmente en Abril de 2012.
Los cambios entre Sandy Bridge e Ivy Bridge se destacan:
- Construido sobre proceso de fabricación CMOS con litografía de 22 nanómetros.
- Los modelos más básicos para ordenadores de sobremesa constan de 4 núcleos, desapareciendo así los modelos de doble núcleo; los modelos de alta gama pasarán a ser de óctuple núcleo (8) o incluso sexdécuple núcleo (16). En la gama portátil se seguirán viendo modelos de dos y cuatro núcleos.
- La GPU integrada pasa a tener hasta 24 unidades de ejecución en los modelos más complejos y 12 en los más simples y gana compatibilidad con la API DirectX 11 y OpenCL.
- Incluye un generador de números aleatorios utilizable mediante la instrucción RdRand, complementando la funcionalidad del juego de instrucciones AES-NI.
- El puente norte integrado pasa a tener soporte nativo para PCIe 3.0 y USB 3.0.
- Soporte también para thunderbolt, aunque no integrado en la propia CPU.12 Se usará por ejemplo en la segunda generación de ultrabooks.
06 - The Strokes - Juicebox
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