MICROPROCESADOR 1.ppt
- 1. UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURÍMAC INGENIERÍA INFORMÁTICA Y SISTEMAS
- 3. El avance de la informática y del mundo de las computadoras producido en los últimos años se debe, en gran parte, al desarrollo de la tecnología electrónica. En la actualidad es posible trabajar con computadoras personales a frecuencias de varios Ghz. Y con memorias de decenas de Gb.
- 4. MICROPROCESADOR El microprocesador o CPU es un circuito integrado formado por millones de transistores y es el componente principal de un ordenador. Se encarga de: • La búsqueda de la instrucción en curso • Su decodificación • Búsqueda de los operandos • Ejecución aritmética o lógica que implica la instrucción. • Del almacenamiento de los resultados
- 5. PROCESADORES INTEL : AÑOS 1971 A 1979.
- 6. primer microprocesador comercializado a nivel mundial. Era capaz de direccionar 4096 localidades, con su memoria de 4 bits. Su arquitectura le permitía realizar hasta un tope de 60,000 operaciones cada segundo, gracias a que podía trabajar a una frecuencia de reloj de unos 700 KHz
- 7. Fecha de comercialización: Abril 1974 Frecuencia de Reloj: 2 MHz Número de transistores: 6,000 (6 micras) Tamaño de Registros: 8 bit - Registros de propósito general. Ancho de Bus de datos: 8 bits Memoria direccionable: 64 Kbytes Dedicado para: controladores de semáforos, ordenador Altair (primer PC). Año 1974 8080
- 8. Año 1971 4004 Fecha de comercialización: 15-11-1971 Frecuencia de Reloj: 108 KHz Número de transistores :2,300 (tecnología 10 micras) Ancho de Bus de datos: 4 bits Memoria direccionable:640 bytes Diseñado para: calculadora Busicom primer chip microcomputador con aritmética.
- 9. AÑO 1978 8086 Fecha de comercialización:8-Junio-1978 Frecuencia de reloj: 5 MHz (0.33 MIPS) 8 MHz (0.66 MIPS) 10 MHz (0.75 MIPS) Número de transistores: 29,000 (3 micras) Tamaño de Registros: 16 bit - 8 Registros de propósito general. Ancho de Bus de datos: 16 bits Memoria direccionable:1 Megabyte Dedicado para: ordenadores personales y portables. Rendimiento 10 veces superior al 8080
- 10. PROCESADORES INTEL : AÑOS 1982 A 1989
- 11. AÑO 1982 80286 Fecha de comercialización: Febrero 1982 Frecuencia de Reloj: 6 MHz (0.9 MIPS) 10 MHz (1.5 MIPS) 12 MHz (2.66 MIPS) Número de transistores:134,000 (1.5 micras) Tamaño de Registros: 16 bit 8 Registros de propósito general. Ancho de Bus de datos: 16 bits Memoria direccionable:16 Megabytes Memoria virtual: 1 Gigabyte Dedicado para: microprocesador estándar para PC. Rendimiento de 3 a 6 veces superior a un 8086.
- 12. Año 1985 Intel386™ DX CPU Fecha de comercialización: 17-10-1985 Frecuencia de reloj:16 MHz (5 a 6 MIPS) Número de transistores:275,000 (1.5 micras) Tamaño de Registros: 32 bit 8 Registros de propósito general. Ancho de Bus de datos: 32 bits Memoria direccionable: 4 gigabytes Memoria virtual: 64 terabytes Dedicado para: ordenadores de sobremesa.
- 13. Año 1989 Intel486™ DX CPU Fecha de comercialización: 10-04-1989 Frecuencia de reloj: 25 MHz (20 MIPS, 16.8 SPECint92, 7.40 SPECfp92) Número de transistores:1,200,000 (1 micra) Tamaño de Registros: 32 bit 8 Registros de propósito general. 80 bit - 8 Registros FPU Ancho de Bus de datos: 32 bits Memoria direccionable: 4 Gigabytes Memoria virtual: 64 Terabytes Dedicado para: ordenadores de sobremesa y servidores. 50 X el rendimiento del 8086.
- 15. Año 1993 Pentium® Processor Fecha de comercialización: 22-Marzo-1993 Frecuencia de reloj: 60 MHz (100 MIPS, con 256K cache L2) Número de transistores: 3.1 millones (0.8 micras, BiCMOS) Tamaño de Registros: 32 bit - 8 Registros de propósito general. 80 bit - 8 Registros FPU Ancho de Bus de datos : 64 bits (bus datos ext), 32 bits (bus direcciones) Memoria direccionable: 4 Gigabytes Memoria virtual: 64 Terabytes Dedicado para: ordenadores de sobremesa.
- 16. MICROPROCESADORES DEL MERCADO: Las empresas INTEL y AMD fabrican la mayor parte de microprocesadores del mercado.
- 17. MICROPROCESADORES INTEL. Hay 3 Gamas de microprocesadores: Dentro de cada gama hay distintas marcas. •Core 2 Duo •Core 2 Extreme, … •Pentium 4 •Pentium MMX •Pentium D, … •Celeron •Celeron D, … Y dentro de cada marca hay distintas velocidades. Ejm para la marca Pentium 4: Pentium 4 a 2,80 GHz / Pentium 4 a 3 GHz / Pentium 4 a 3,80 GHz 1) Intel Celeron (gama baja) 2) Intel Pentium (gama media) 3) Intel Core (gama alta)
- 18. Un procesador de doble núcleo (Dual Core) es un microprocesador en el cual hay dos procesadores (físicos) independientes en el mismo encapsulado.
- 19. • La empresa AMD produce procesadores similares a los de INTEL, a precios más económicos. •El microprocesador AMD Athlon 64 FX Similar a •El microprocesador AMD Athlon 64 Similar a Son ejemplos de procesadores AMD los siguientes:
- 20. MARCAS Intel: la marca que más vende y la más conocida gracias a sus procesadores AMD: es el rival más directo que tiene Intel. Los micros son exactamente igual de compatibles, y usando el ordenador no notaremos en ningún momento diferencias entre tener un Intel o un AMD
- 21. PRECIOS Y MODELOS Marca: Intel Modelo: Core 2 Quad Q9300 2,50GHz s.775 Bus del sistema: 1333 MHz Cache: 6Mb L2 Arquitectura: 45nm Tecnología: Intel 64, Intel VT, Intel SpeedStep mejorada, Execute Disable Bit Versión BOX U$S 380,00 Marca: AMD Modelo: Phenom X4 Quad Core 9600 Velocidad: 2.3 GHz Socket: AM2+ Bus: 3600 Mhz Cache: L2 4x512kb, L3 2Mb Tecnologías: HyperTransport, AMD Cool'n'Quiet 2.0, AMD CoolCore Versión BOX con Cooler Original U$S 320,00
- 22. Los procesadores Intel se agrupan por familias con nombres como Core, Xeon, Pentium y Celeron, vienen en distintas generaciones como la novena, décima y undécima, también llamadas Coffee Lake, Comet/Ice Lake y Rocket/Tiger Lake. PROCESADORES INTEL
- 23. Las partes del nombre en un procesador Intel: • Marca: la línea general del producto, como Core, Xeon, Pentium o Celeron. • Modificador de marca: en el caso de la marca Core, encontrarás modificadores como i3, i5, i7 o i9 • Indicador de generación: después de la marca y el modificador, verás un indicador de generación como 9, 10 u 11, seguido de cerca por un código de referencia del SKU. • SKU: Stock-keeping-unit o unidad de mantenimiento de existencias, un número más alto, significa un procesador con más funciones. • Línea de productos: permite saber para qué está destinado cada procesador. Por ejemplo, la "XE" se asigna a un chip de escritorio de máximo rendimiento
- 24. Generaciones de procesadores Intel • Se habla de procesadores de novena, décima y undécima generación, y las diferentes familias de procesadores "Lake", como Whisky, Ice y Sky. Pero en realidad, "Lake", "generaciones" y "microarquitecturas" son lo mismo. • Cada generación ofrece mejoras de rendimiento significativas, aumentando la productividad y la conectividad: una mayor duración de la batería, velocidades de reloj más rápidas (hasta 5.3 GHz con Turbo Boost), Intel WiFi 6 (Gig +), tecnología Thunderbolt™ 3 y 4K HDR envolvente. La Tecnología Intel® Turbo Boost es una solución de bajo consumo de energía: permite que la CPU se ejecute a su velocidad de reloj básica al gestionar cargas de trabajo ligeras, luego salta a una velocidad
- 25. Procesadores Intel Core, clasificados por generación: • 8va Generación, lanzados de 2017 a 2019; Coffee Lake, Kaby Lake, Whiskey Lake • 9na Generación, lanzados de 2018 a 2019; Coffee Lake Refresh (Desktop) • 10ma Generación, lanzados de 2019 a 2020; Comet Lake (Desktop), Ice Lake (Móvil) • 11va Generación, lanzados de 2020 a 2021; Rocket Lake, Comet Lake Refresh (Desktop), Tiger Lake (Móvil) • 12va Generación, lanzada a partir del 2021: Alder Lake [2
- 26. ¿Cuál es el último procesador Intel? • A principios de 2021, el último procesador Intel era el chip Tiger Lake de 11va generación para móviles y el procesador Comet Lake de 10ma generación para desktop. Asimismo, Intel nos volvió a sorprender a finales de octubre con el lanzamiento de los primeros procesadores Alder Lake, la 12va generación. • La undécima generación de chips Intel es increíblemente interesante, porque es compatible con la nueva plataforma Evo.
- 27. El distintivo EVO es una etiqueta de calidad que Intel da a sus equipos con una exigencia mínima de potencia y rendimiento. Los equipos con esta denominación se caracterizan por tener un procesador Intel Core de undécima generación y gráficos Intel IRIS Xe. Además, suelen incluir algunas características de Inteligencia Artifical, reconocimiento biométrico, una pantalla con un resolución mínima de 1080p, marco ultrafino y WiFi 6. También son equipos ligeros, con una batería bastante duradera y carga rápida y un inicio ultrarrápido, en solo un segundo.
- 28. Tipos de procesadores Intel Core y sus diferencias Conforme pasan las generaciones de Intel Core, vemos más y más diferencias que hay que destacar. El conocimiento es poder, más aún cuando se trata de invertir dinero en una compra. Así que, te explicamos los tipos de CPUs que hay en Intel y sus diferencias principales.
- 29. Procesadores Intel Core en la gama baja, ¿qué cambia? • Los Intel Core gama baja se caracteriza por su inoperancia en overclock, una característica que Intel reserva para las gamas medias y altas. En AMD sí que es posible, tanto en chips de gama baja, como en placas base de gama alta. • En segundo lugar, hay que hablar de núcleos e hilos, esos pequeños componentes internos que se encuentran en el CPU y que le otorgan más o menos capacidades de procesamiento. En las gamas bajas de Intel encontramos configuraciones de 2 núcleos y 2 hilos, 2 núcleos y 4 hilos, como otras de 4 núcleos y 8 hilos normalmente.
- 30. OVERCLOCK • Cada ordenador tiene algunos componentes como la CPU (el procesador) o la GPU o tarjeta gráfica, que tienen una frecuencia de reloj concreta establecida por el fabricante. Por ejemplo si coges unos procesadores como los últimos lanzados por Intel, estos tienen una frecuencia de reloj base de 3,70 GHz, y una frecuencia de reloj máxima de 5,30 GHz.
- 31. • Otra distinción está en el TDP de la CPU, que viene a ser el consumo en reposo y en carga explicado de forma muy resumida. La gama baja de Intel siempre se va a caracterizar por consumir menos que las gamas medias y altas, ya que son procesadores menos potentes. El TDP (Thermal Design Power : Potencia de diseño térmico) y se mide en vatios está en la mayoría de los procesadore. Con esta especificación el fabricante nos indica la cantidad máxima de calor que se espera que un componente produzca en un escenario de uso intenso.
- 32. Solo nos quedan 3 diferencias palpables: • A partir de la 12ª generación, veréis que los chips de gama baja no vienen con núcleos eficientes, sino que todos son Performance. Las gamas medias y altas sí tienen núcleos Gracemont, que funcionan con los Golden Cove. Quizás, a partir de la 13ª generación, Intel equipe núcleos Efficiency en la gama baja. • La memoria caché L2 y L3. En las gamas bajas es menor que en gamas medias y altas, El equipo rojo le da mucha importancia a la conexión CPU-memoria caché, de ahí que monten mucha L3 e, incluso, tengan 3D V-Cache (caché instalada apilada).
- 33. La gama media de CPU Intel Core Intel Core i5. Con el paso de los años, el nacimiento de las gamas Ryzen 9 e Intel Core i9 para escritorio y portátil ha puesto patas arriba la definición de las gamas medias y altas. Intel sabe que esta gama es la que más procesadores suele vender por cuestiones de precio y de rendimiento general. Por este motivo, la primera diferencia es la oferta de procesadores: hay más modelos en la gama media que en las gamas bajas y altas Por un lado, tenemos los modelos F (sin gráficos integrados), los modelos normales y los modelos de alto rendimiento (K o KF) .
- 34. • Respecto a los núcleos e hilos, esta gama está sujeta a muchos cambios: Primero tenían 4 núcleos y 8 hilos. Tras AMD Ryzen, Intel Core subió a los 6 núcleos y 12 hilos. • Pasamos a la frecuencia, y aquí va a ser difícil ver a un Intel Core i5 con 5.0 GHz en Turbo de serie. Lo máximo que hemos visto es 4.9 GHz. • Consideramos que a partir de esta gama es interesante la incorporación de memoria RAM DDR5, ya que las placas base Intel de la serie 600 vienen con dicha posibilidad. Dicho esto, el soporte DDR5 está reservado para la gama alta, por lo que veréis más Z690 (en adelante) que vengan con esta función y pocas B660, por ejemplo
- 35. • El TDP es mayor, pero nada que ver con los i7 o i9; aun así, debéis saber que hay grandes diferencias de consumo entre los procesadores normales y los “K” o “KF”. Dicho de otro modo, los K o KF son los que más energía consumen (y con razón). • Terminamos con una memoria caché más alta, pero lo que más notamos es el precio: • La gama baja se mueve entre los 40-50 y menos de 200€. • La gama media oscila entre los 200 y 350€. • Lo malo es que Intel y AMD siguen subiendo precios en cada generación, por lo que la gama media costará lo mismo que la gama alta de hace unos años.
- 36. Los procesadores Intel Core más potentes • Los Intel Core i7 e i9, los chips más escritorio y portátil que el equipo azul que Intel Core i9 ya existía en Coffee generación), pero estaba reservado soluciones profesionales muy
- 37. • Seguiremos el mismo esquema anterior, pero lo podemos resumir para no hacerlo extenso: Aquí encontraréis más de 8 núcleos como norma, siendo lo más normal sobrepasar los 10 núcleos. Tenemos chips preparados para overclock, chips normales con iGPU y otros sin ella. • Los 0 GHz son alcanzables en i7 e i9, aunque Intel ha demostrado que puede llegar a los 5.2 GHz en su gama i9. • El consumo de estos chips es ato, siendo normal encontrar procesadores que consumen más de 200W en carga sin ningún problema. • Son considerados los chips por excelencia para profesionales que trabajen con herramientas muy potentes. • Su precio suele oscilar por encima de los 400€ y puede sobrepasar los 600€ en el caso de los Intel Core i9.
- 38. • 1 Hz representa una operación por segundo. • 1 Mhz (MegaHertzio) • 1 Ghz (GigaHertzio) Los microprocesadores actuales tienen velocidades de más de 3 GHz. Es decir, pueden ejecutar más de 3,000 millones de instrucciones por segundo. 1. Frecuencia de Reloj: Hace referencia a la Velocidad de reloj que hay dentro del propio procesador y es su Principal característica. Se mide por la cantidad de operaciones que realiza en un segundo. La velocidad se mide en Hertzios (Hz): CARACTERÍSTICA DEL MICROPROCESADOR
- 39. 2. Longitud de palabra: Longitud de palabra es el número de bits en el bus de datos interno de un procesador o es el número de bits que un procesador puede procesar a la vez. Por ejemplo, un procesador de 8 bits tendrá un bus de datos de 8 bits, registros de 8 bits y procesará 8 bits a la vezCon longitudes de 16 bits será necesario direccionar a la memoria dos veces para obtener la misma información que se obtiene con un solo direccionamiento en sistemas con longitudes de 32 bits. CARACTERÍSTICA DEL MICROPROCESADOR
- 40. NOTA: Los bits de un procesador indican principalmente dos aspectos: a) El tamaño de los datos que es capaz de manejar y b) la cantidad de memoria RAM con la que es capaz de trabajar. Supongamos que trabajamos con un procesador teórico de 32 bits, esto nos dice que los “trozos” de información con los que trabaja el procesador pueden ser de hasta 32 bits (o 4 bytes) y que la máxima cantidad de memoria con la que puede trabajar es de 2^32 o dicho de una forma más visual, 4 gigas.
- 41. 3. Capacidad de memoria direccionable: Se refiere a la cantidad de memoria máxima que se puede instalar en un sistema. Por ejemplo: Si el ordenador es capaz de direccionar 16 Kbytes de memoria, se refiere a que esta cantidad es la máxima memoria ampliable del equipo. Conociendo este dato podemos calcular el ancho del bus de direcciones: 16 Kbytes = 16 x 1024 bytes = 16 384 = 2 14 El ordenador tendrá un bus de direcciones de 14 líneas CARACTERÍSTICA DEL MICROPROCESADOR https://es.slideshare.net/menamigue/memoria-41758050
- 42. En arquitectura de ordenadores, el Memory Address Register (MAR: Registro de Direcciones de Memoria), es un registro específico de alta velocidad, integrado en el microprocesador. Este registro contiene la dirección del dato que se quiere leer o escribir. El registro está conectado con el bus de direcciones, y su contenido se refleja en este bus. El número de direcciones que se pueden direccionar con una CPU depende del tamaño del MAR. Si el MAR tiene n bits de tamaño entonces se podrán direccionar un máximo de 2n palabra
- 43. 4. Repertorio de Instrucciones (ISA): Indica el número de instrucciones distintas que tiene grabado el microprocesador. Cuanto mayor número de estas posea, mayor compatibilidad tendrá con los programas. Su número máximo depende de la longitud de palabra que posea: Repertorio de instrucciones = 2 Nº de bits de la palabra Un microprocesador de 8 bits, tendrá un repertorio de 256 instrucciones diferentes. CARACTERÍSTICA DEL MICROPROCESADOR
- 45. 5. La capacidad de mando de periféricos (unidades de E/S): Se refiere al número de periféricos que se pueden conectar a un equipo. Por ejemplo: 4 puertos serie, 2 puertos paralelo, etc. 6.- Capacidad de Tratamiento de interrupciones: Cuanto mayor capacidad y cantidad de estas interrupciones pueda manejar el sistema, mejor será. CARACTERÍSTICA DEL MICROPROCESADOR
- 46. 7. Número de núcleos. Es posible encontrar procesadores Intel o AMD que cuentan desde 2 hasta 64 núcleos. Estos cores son los encargados de llevar a cabo multitud de tareas de manera simultánea. 8.- Zócalo. Es el tipo de conector con pines o socket al que debéis conectar a vuestra placa base. Por ejemplo, las últimas de Intel suelen tener el socket LGA 1200, mientras que las de AMD con Ryzen son AM4. CARACTERÍSTICA DEL MICROPROCESADOR
- 47. Relación con otros componentes del procesador El trabajo descrito anteriormente involucra otros componentes y se reparte de la siguiente manera: El microprocesador: Realiza todas las operaciones de tratamiento de datos. , Controla el flujo de datos , Gestiona la memoria , Atiende a los dispositivos periféricos. La memoria : Almacena el código y los datos que son tratados por el microprocesador. Los dispositivos periféricos : Conforman el Sistema de Entrada/ Salida del ordenador y son los encargados de proporcionar datos de entrada al procesador, así como de recibir los datos procesados para su comunicación al mundo exterior.
- 48. TIPOS DE PROCESADORES Se distinguen dos grandes tendencias en la construcción de procesadores. Se diferencian esencialmente en las características de su repertorio de instrucciones. PROCESADORES CISC PROCESADORES RISC
- 49. LOS PROCESADORES CISC Tienen un repertorio con un número de instrucciones alto (200-300); estas instrucciones además son más complejas que las de RISC, con lo que la circuitería necesaria para decodificación y secuenciación también aumenta, y la velocidad del proceso disminuye. VENTAJA: Se necesitan menos instrucciones para ejecutar una tarea. El formato de las instrucciones es bastante variable. El diseño hace que el procesador tenga que realizar constantes accesos a memoria.
- 50. INSTRUCCIONES ARITMÉTICAS • add: Suma. • add with carry: Suma con acarreo. • subtract: Resta. • decrement: decrementa en 1 un valor. • multiply: multiplica. • divide: divide. • extend: aumenta el operando de tamaño. • negate: cambia de signo. • absolute: valor absoluto.
- 51. Los procesadores RISC (Reduced Instruction Set Computer) Tienen características opuestas a los CISC. Su juego de instrucciones es más reducido (menos de 128), y las instrucciones son más sencillas (con lo que se necesitarán más instrucciones para ejecutar una tarea). El formato de instrucciones es fijo, con lo que el control del hardware es más sencillo y se facilita la colocación de las instrucciones en la memoria, lo que implica que los accesos a la memoria se aceleren. Por otra parte, estos accesos a memoria son menos frecuentes ya que el procesador posee un mayor número de registros.
- 52. CLASIFICACION DE LOS PROCESADORES Los microprocesadores se clasifican y denominan en función de la longitud de su bus de datos: 1. Microprocesadores de 4 bits: Poseen baja capacidad de operación aritmética y lógica y un escaso repertorio de órdenes diferentes. Actualmente se emplean: electrodomésticos, juegos de video, etc. 2. Microprocesadores de 8 bits: Su aparición significa la incorporación de la informática al mundo del consumo. Se utilizan en los video juegos, automatización y robótica. 3. Microprocesadores de 16 bits: surgen ante la necesidad de aumentar la memoria direccionable.
- 53. CLASIFICACION DE LOS PROCESADORES 4. Microprocesadores de 32 bits: Surgen ante la necesidad de ordenadores más potentes, capaces de procesar las instrucciones más rápidamente., con el fin de manejar de manera fluida programas de entorno gráfico.. Estos microprocesadores dejan de tener el control total y absoluto del sistema, repartiéndose las tareas entre otras unidades del sistema (control de interrups, etc) 5. Microprocesadores de 64 bits: Surgen ante la necesidad de tener repertorios de instrucciones muy elevados (2 64 = 1,8 x 10 19) Su aplicación está dirigida hacia el campo de las comunicaciones y el manejo de gráficos.