LOGO Microprocesadores Actuales. Aguilar Meza Adriana Barrales Contreras Vicente De la Rosa Hernández Giovana Martínez García Alicia Ortega Pérez José Felipe LOGO Microprocesador 1
Que es un Microprocesador? El microprocesador es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar los programas. Ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar li y dividir. idi El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip. Partes del Microprocesador El 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. La memoria cache: es una memoria ultrarrápida que emplea el microprocesador para tener a mano ciertos datos que predeciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM reduciendo el tiempo de espera. Todos los micros compatibles con PC poseen la llamada cache interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del microprocesador, tanto que está encapsulada junto a él. Los micros más modernos incluyen también en su interior otro nivel de caché, más grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2. 2
Partes del Microprocesador Coprocesador Matemático: o correctamente la FPU (Unidad de coma flotante). Que es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del micro en otro chip. Esta parte esta considerada d como una parte "lógica" " junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos. Los registros: son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el microprocesador tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros esta diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser controlados por el procesador pero que CPU los utiliza en algunas operaciones en total son 32 registros. 3
LOGO Historia Antigua y Moderna. La tecnología de los circuitos de estado sólido evolucionó en la década de los años 50's. El uso del material silicio de bajo costo y con métodos de producción masiva, hicieron al transistor ser el más usado para el diseño de circuitos. Por lo tanto el diseño de la computadora digital fue un gran avance del cambio para remplazar al tubo al vacío (bulbo) por el transistor a finales de los años 50's. A principios de los años 60's s, el arte de la construcción de computadoras de estado sólido se incrementó y surgieron las tecnologías en circuitos digitales como: RTL (Lógica Transistor Resistor), DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor Transistor), ECL (Lógica Complementada Emisor). A mediados de los años 60's se producen las familias de lógica digital, dispositivos en escala SSI y MSI que corresponden a pequeña y mediana escala de integración de componentes en los circuitos de fabricación. A finales de los años 60's y principios de los años 70's surgieron los LSI (gran escala de integración ). Latecnología LSI fue haciendo posible más y más circuitos digitales en un circuito integrado. Pero pocos circuitos LSI fueron producidos, los dispositivos dememoriafueronunbuenejemplo. Las primeras calculadoras electrónicas requerían de 75 a 100 circuitos integrados. Después se dio un paso importante en la reducción de la arquitectura de la computadora a un circuito integrado simple, resultando un circuito que fue llamado el microprocesador. 4
Evolución de los Microprocesadores Intel y AMD Fecha de presentación Velocidad de reloj Ancho de bus Número de transistores Memoria direccionable 4004 15/11/71 108 KHz. 4 bits 2.300 (10 micras) 640 byte 8008 1/4/72 108 KHz. 8 bits 3.500 16 KBytes 8080 1/4/74 2 MHz. 8 bits 6.000 64 KBytes 8086 8/6/78 Memoria virtual Breve descripción Primer chip con manipulación aritmética Manipulación Datos/texto 10 veces las (6 micras) prestaciones del 8008 5 MHz. 8 MHz. 10 veces las 16 bits 29.000 (3 micras) 1 MegaByte 10 MHz. prestaciones del 8080 8088 1/6/79 5 MHz. 8 MHz. 8 bits 29.000 80286 1/2/82 8 MHz. 10 MHz. 12 MHz. 16 Bits 134.000 (1.5 micras) 16 Megabytes 1 Gigabyte Idéntico al 8086 excepto en su bus externo de 8 bits De 3 a 6 veces las prestaciones del 8086 Microprocesador Intel 386 DX Microprocesador Intel 386 SX Microprocesador Intel 486 DX Microprocesador Intel 486 SX Procesador Pentium 17/10/85 16 MHz. 20 MHz. 25 MHz. 33 MHz. Primer chip x86 capaz 32 Bits 275.000 (1 micra) 4 Gigabytes 64 Terabytes de manejar juegos de datos de 32 bits 16/6/88 16 MHz. 20 MHz. 16 Bits 275.000 (1 micra) 4 gigabytes Bus capaz de direccionar 16 bits 64 Terabytes procesando 32bits a bajo coste 10/4/89 (1 micra, 0.8 25 MHz. 33 MHz. Caché de nivel 1 en el 32 Bits micras en 50 4 Gigabytes 64 Terabytes 50 MHz. chip MHz.) 22/4/91 22/3/93 16 MHz. 20 MHz. 25 MHz. 33 MHz. 60 MHz. 66 MHz. 75 MHz. 90 MHz. 100 MHz. 120 MHz. 133 MHz. 150 MHz. 166 MHz. 200 MHz. 32 Bits 32 Bits 1.185.000 (0.8 micras) 3,1 millones (0.8 micras) Idéntico en diseño al Intel 486DX, pero sin 4 Gigabytes 64 Terabytes coprocesador matemático Arquitectura escalable. Hasta 5 veces las 4 Gigabytes 64 Terabytes prestaciones del 486 DX a 33 MHz. Arquitectura de LOGO 5
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LOGO MICROPROCESADORES PARA LAPTOPS Intel y AMD 19
Tecnología Intel Centrino Ahora se ofrece con el procesador Intel Core 2 Duo para equipos portátiles. Procesador Intel Core 2 Extreme para equipos portátiles Procesador Intel Core 2 Quad para equipos portátiles Procesador Intel Core 2 Duo para equipos portátiles Procesador Intel Core 2 Solo para equipos portátiles Procesador Intel Core 2 Extreme para equipos portátiles Los procesadores Intel Core 2 Extreme, diseñados desde el principio para multimedia HD y videojuegos extremos competitivos móviles Número de procesadorδ Caché QX9300 12 MB de L2 2,53 GHz 1066 MHz X9100 6 MB de L2 3,06 GHz 1066 MHz X9000 6 MB de L2 2,80 GHz 800 MHz 65 nm X7900 4 MB de L2 2,80 GHz 800 MHz X7800 4 MB de L2 2,60 GHz 800 MHz Velocidad de reloj Bus frontal Dual-core Quad-core 45 nm 20
Procesadores Intel Core 2 QuadEl máximo desempeño multicore se ha diseñado para poder manejar impresionantes cargas de trabajo de cómputo y virtualización gracias a la potente tecnología multi-core. El procesador Intel Core 2 Quad para equipos de desktop, que viene con cuatro núcleos, hasta 12 MB de cache¹ L2 compartida y un bus frontal a 1333 MHz, ofrece un extraordinario desempeño y eficacia en el consumo de energía gracias a los nuevos circuitos basados en hafnio de la microarquitectura Intel Core de 45 nm. 21
Procesador Intel Core 2 Duo Procesador Intel Core 2 Solo 22
Procesador Intel Celeron Procesadores móviles AMD Turion X2 Ultra y AMD Turion X2 de doble núcleo 23
AMD Turion 64 X2 de Doble Núcleo Procesador AMD Athlon 64 X2 de Doble Núcleo para notebooks 24
Procesadores Intel para servidores LOGO Ofrecen un desempeño superior con consumo eficaz de energía para aplicaciones empresariales de uso intensivo de datos. Permiten optimizar y adaptar los entornos informáticos con el fin de maximizar el uso de los servidores según la carga de trabajo y le ofrecen un margen de ampliación para acompañar el crecimiento. Intel Xeon Xeon es una familia de microprocesadores Intel para servidores PC y Macintosh. Primer procesador Xeon (1998). Pentium II Xeon. Utilizaba tanto el chipset 440GX como el 450NX Pentium III Xeon (2000) Intel Xeon (2001) Arquitectura NetBurst de Intel Similaril CPU Pentium 4 Xeon MP(2002) Tecnologia Hyper-Threading con NetBurst versiones GC-LE GC-HE 25
Intel Xeon Mas procesadores Xeon (2004). Pentium M Arquitectura Pentium III Xeon Dual Core Capaz de ejecutar aplicaciones de 32 y 64 bits Procesador Intel Xeon serie 5500 Procesador Intel Xeon serie 7400 Procesador Intel Xeon secuencia 3000 http://www.intel.com/espanol/products/server/processors/index.htm Intel Itanium El Itanium fue el primer microprocesador de la arquitectura Intel Itanium (antes llamada IA64, creada por Hewlett- Packard y desarrollada conjuntamente por HP e Intel) que Intel lanzó al mercado. Disponía de 32 KB de memoria caché de primer nivel, 96 KB de caché de segundo nivel integrada en el núcleo y 2 ó 4 MB de caché de tercer nivel exterior al núcleo. 26
Intel Itanium Paralelismo a nivel de construcción Ejecuta hasta 6 instrucciones por ciclo de reloj pueden configurarse en sistemas con 512 procesadores y una RAM de un petabyte Procesador Intel Itanium secuencia 9000 http://www.intel.com/espanol/products/server/processors/index.htm 27
AMD Opteron El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usó conjunto de instrucciones AMD64, también conocido como x86-64. Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 Capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64 bits como de 32 bits sin ninguna penalización de velocidad Incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidad de un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoria principal. AMD Opteron Procesador AMD Opteron de segunda generación 28
AMD Opteron Procesador AMD Opteron de segunda generación con DDR2 y AMD Virtualization Tecnología AMD64 Arquitectura de Conexión Directa Posibilidad de ampliación de núcleo cuádruple AMD Virtualization Mejor rendimiento por vatio http://vip.amd.com/eses/processors/productinformation/0,,30_118_8796_14309,00.html AMD Opteron Procesador AMD Opteron Quad-Core Protección de la inversión Rendimiento excelente Eficiencia energética mejorada Virtualización óptima http://vip.amd.com/eses/processors/productinformation/0,,30_118_8796_14309,00.html 29
LOGO Intel Xeon Processor W5580 (8M Cache, 3.20 GHz, 6.40 GT/s Intel QPI) Microarquitectura Intel de próxima generación Tecnología Intel Turbo Boost Tecnología Intel para gestión inteligente de la energía Compuertas de alimentación integradas Tecnología de virtualización Intel (Intel VT)± La microarquitectura Intel inteligente de próxima generación se adapta a la carga de trabajo, ya que aumenta de forma automática la frecuencia del procesador para incrementar el desempeño Desempeño superior gracias a la Tecnología Intel Turbo Boost, que aumenta la frecuencia del procesador e incrementa su velocidad cuando las condiciones lo permiten Reduzca los costos de energía sin sacrificar el desempeño al colocar de manera automática el procesador y la memoria en el estado de mínimo consumo de energía posible Se reduce la alimentación de cada núcleo a niveles casi nulos por separado de los demás núcleos en funcionamiento Virtualice distintas generaciones de servidores equipados con el procesador Intel Xeon en el mismo grupo para lograr el máximo desempeño durante períodos de uso intensivo y reduzca de forma automática los costos de energía durante períodos de uso reducido 30
FlexMigration de la tecnología de virtualización Intel Arquitectura Intel 64Φ Compatibilidad para memoria DDR3 hasta 1333 MHz Tecnología Intel de aceleración de E/SΔ (Intel I/OAT) Confiabilidad mejorada y mayor facilidad de administración Integra varias generaciones de servidores equipados con el procesador Intel Xeon, por lo que se optimiza la flexibilidad para la recuperación tras fallas, el balanceo de carga y la recuperación tras desastres Flexibilidad para aplicaciones y sistemas operativos de 64 bits y 32 bits Hasta 64 GB/s, lo que incrementa tres veces el ancho de banda de memoria en comparación con la tecnología de memoria anterior Hasta 144 GB posibilitan un mejor desempeño para aplicaciones de uso intensivo de datos Características de mantenimiento, disponibilidad y confiabilidad mejoradas Transfiere los datos con mayor eficiencia para ofrecer un desempeño de la red rápido, escalable y confiable Capacidad p para reducir de manera considerable el consumo de CPU, lo que libera recursos para tareas más importantes Muchas características del controlador de memoria, junto con las características PCI Express* RAS, se combinan para mejorar la confiabilidad de la plataforma en comparación con la de las plataformas de generaciones anteriores. Algunas de las nuevas funciones son bus de sistema con código de corrección de Essentials Status Launch Date Embedded Supplemental SKU Lithography Max TDP 1ku Bulk Budgetary Price Launched Q1'09 No No 45 nm 130 W $1600.00 Processor Specifications Processor Number W5580 # of Cores 4 Clock Speed 3.2 GHz L2 Cache 8 MB Intel QPI Speed 6.4 GT/s # of QPI Links 2 Instruction Set 64-bit 31
Memory Specifications Max Memory Size 144 GB Memory Types DDR3-800/1066/1333 # of Memory Channels 6 Max Memory Bandwidth 32 GB/s Physical Address Extensions 36-bit ECC Memory Supported Si Max CPU Configuration 2 Package Specifications Package Size 42.5mm x 45mm Die Size 263 mm 2 # of Transistors 731 million Sockets Supported FCLGA1366 Halogen Free Options Available Si Advanced Technologies Intel VT-x Execute Disable Bit Enhanced Intel Speedstep Technology Halt State Intel 64 Intel Demand Based Switching Intel Dynamic Speed Technology Intel Hyper-Threading Technology Intel Trusted Execution Technology Intel VT-d Si Si Si Si Si Si Si Si No Si 32
Block Diagrams LOGO Procesador AMD Opteron 33