3.el procesador
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Capitulo III: EL Procesador1. El Procesador
1.1 Funcionamiento1.2 Instrucciones 1.3 Registros1.4 Memoria Cache1.5 Señales de Control1.6 Evolución de Microprocesadores1.7 La Velocidad1.8 Instalación del Microprocesador1.9 Socket 775, AM2 y 939(AMD)
EL Microprocesador1. El Microprocesador.- Es un circuito integrado también denominado CPU. Se
encarga de realizar todas las operaciones numéricas y de controlar lo que pasa en el ordenador recibiendo información y ejecutando instrucciones almacenadas en la memoria.Una CPU puede estar soportada por 1 o varios Microprocesadores.Un núcleo, se refiere a una porción del procesador que realiza todas las actividades de una CPU real.La tendencia es integrar mas núcleos dentro de un microprocesador, así también componentes como la memoria Caché y controladores de memoria, elementos que antes estaban sobre la placa base.En los equipos actuales se habla fundamentalmente de los procesadores Pentium D ó Core2 Duo de Intel y Athlon64 y Athlon64 X2 de AMD.
EL Microprocesador1.1 Funcionamiento.- El Microprocesador funciona a la velocidad de un reloj interno,
que envía pulsos denominados picos.La velocidad del reloj (ciclos) corresponde al numero de pulsos por segundo denominados Hertz. Por lo general la frecuencia del reloj es un múltiplo de la frecuencia del sistema (FSB, Front Side Bus) es decir un múltiplo de la frecuencia de la placa madre.El Front-side bus (FSB), "Bus de la parte frontal”, es el tipo de bus usado como bus principal en los procesadores de la marca Intel para comunicarse con el chipset.MIPS, es el acrónimo de "millones de instrucciones por segundo". Es una forma de medir la potencia de los procesadores. Sin embargo, esta medida sólo es útil para comparar procesadores con el mismo juego de instrucciones y usando benchmarks (técnica utilizada para medir el rendimiento de un sistema ) que fueron compilados por el mismo compilador y con el mismo nivel de optimización.
EL Microprocesador
EL Microprocesador1.2 Instrucciones.- Una instrucción es una operación elemental que el procesador puede
cumplir. Las instrucciones se almacenan en la memoria principal, esperando ser tratadas por el procesador.
1.3 Registros.- un registro es una porción de memoria ultrarrápida, de poca capacidad e integrado al microprocesador, que permite almacenar y acceder datos usados frecuentemente, esta información es almacenada en forma temporal en los registros.
1.4 Memoria Caché.- ó Buffer es una clase de memoria RAM estática (SRAM) de acceso aleatorio y alta velocidad, situada entre el CPU y la RAM; se presenta de forma temporal y automática para el usuario, que proporciona acceso rápido a los datos de uso más frecuente.La ubicación de la caché entre el microprocesador y la RAM, hace que sea suficientemente rápida para almacenar y transmitir los datos que el microprocesador necesita recibir casi instantáneamente.La memoria caché es unas 5 ó 6 veces más que la DRAM (RAM dinámica)
LA MEMORIA CACHÉ
EL Microprocesador1.4 Memoria Caché.- Existen varios niveles de memoria caché: Memoria Caché L1.- Conocido como caché interno, es el más cercano a la CPU (está
en el mismo núcleo) con lo que el acceso se produce a la velocidad de trabajo del procesador (la máxima velocidad). Presenta un tamaño muy reducido, en Intel (4 a 32 KB), en VIA/Cyrix (1 a 64 KB), en AMD (8 a 128 KB).
Memoria Cache L2.- Conocido como caché externo, inicialmente se instalaba en la placa base (en el exterior de la CPU). A partir de los procesadores Pentium 4 vienen incorporado en el procesador (no precisamente en el núcleo). El nivel L2 apareció con el procesador Pentium Pro, es una memoria más lenta que L1, pero de mayor capacidad. Los tamaños típicos de la memoria caché L2 oscilan en la actualidad entre 256 KB y 4 MB.
Memoria Cache L3.- Se encuentra en algunas placas base. Y su tamaño puede llegar hasta los 6 MB.
EL Microprocesador1.5 Señales de Control.- Las señales de control son señales electrónicas que orquestan
las diversas unidades del procesador que participan en la ejecución de una instrucción. Dichas señales se envían utilizando un elemento denominado secuenciador. Por ejemplo, la señal Leer/Escribir permite que la memoria se entere de que el procesador desea leer o escribir información. Unidades funcionales.- El procesador se compone de un grupo de unidades interrelacionadas (o unidades de control). Aunque la arquitectura del microprocesador varía considerablemente de un diseño a otro, los elementos principales del microprocesador son los siguientes:
Una unidad de control que vincula la información entrante para luego decodificarla y enviarla a la unidad de ejecución
Una unidad de ejecución (o unidad de procesamiento), que cumple las tareas que le asigna la unidad de instrucción.
EL Microprocesador La unidad de ejecución se compone de los siguientes elementos:
la unidad aritmética lógica (ALU); sirve para la ejecución de cálculos aritméticos básicos y funciones lógicas (Y, O, O EXCLUSIVO, etc.);
la unidad de punto flotante (FPU), que ejecuta cálculos complejos parciales que la unidad aritmética lógica no puede realizar;
el registro de estado(PSW); que contiene los indicadores de estado del sistema (lleva dígitos, desbordamientos, etc.);
el registro acumulador(ACC). que almacena los resultados de las operaciones aritméticas y lógicas;
La 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.
EL Microprocesador
El siguiente diagrama suministra una representación simplificada de los elementos que componen el procesador (la distribución física de los elementos es diferente a la disposición):
El siguiente diagrama suministra una representación simplificada de los elementos que componen el procesador (la distribución física de los elementos es diferente a la disposición):
• Elementos o unidades funcionales que componen el microprocesador:
EL Microprocesador1.6 Evolución de microprocesadores.- Ver manual pag. 27
1.7 La velocidad.- La velocidad de trabajo del microprocesador marca el ritmo al que las instrucciones se van ejecutando de tal forma que una velocidad de reloj de 166 Mhz (millones de ciclos por segundo) impone un ritmo de trabajo de 166 millones de ciclos por segundo. Esto no significa que el micro realice 166 millones de instrucciones por segundo, pues muchas de las instrucciones requieren varios ciclos para ejecutarse, además de las peticiones de interrupción, los ciclos de espera etc…Según el Dr. Albert Yu, vicepresidente de Intel y responsable del desarrollo de los procesadores desde el año 1984, anunció que para el año 2011, utilizaremos procesadores cuyo reloj irá a una velocidad de 10 GHz (10,000 MHz) y contendrán mil millones de transistores y será capaz de procesar cerca de 100 mil millones de instrucciones por segundo. Un futuro prometedor, permitirá realizar tareas nunca antes pensadas.
EL Microprocesador1.8 Lab: Instalación del Microprocesador Ver manual: Pag 28 a 32.1.9 Socket 775.- El Socket T, también
conocido como LGA 775, es el zócalo que utiliza actualmente Intel. Éste se diferencia del 370 (para Pentium III) y del Socket 423 y 478 (para los primeros Pentium 4) en que no tiene pines. Su sucesor es el Socket 1366.Socket AM2.- Es preciso resaltar que AMD tiene zócalos ó sockets diferentes. Actualmente los AMD athlon 64 X2 o también llamados AMD2 utilizan el zócalo AM2, sin embargo, AMD sigue utilizando (en los procesadores que nos son AMD2) el socket 939, el 940 y el 754.
EL MicroprocesadorSocket AM2: