MICROPROCESADORES

El origen de una gran creación puede surgir de lo más pequeño del mundo, se encuentra en la arena de playa, es el silicio.

Los conductores ofrecen una resistencia mínima al flujo de corriente. Los aislantes ofrecen alta resistencia al flujo de corriente, no deja pasar a los

electrones. Si un material tiene más de cuatro electrones de valencia es un AISLANTE. Si un material tiene menos de cuatro electrones de valencia es un CONDUCTOR. Un átomo de cobre sólo tiene un electrón de valencia, por eso es CONDUCTOR Si un material tiene cuatro electrones de valencia es SEMICONDUCTOR, como el

SILICIO y el GERMANIO. El silicio es el elemento más abundante en la naturaleza después del oxígeno

EL TRANSISTOR.- Dispositivo que puede amplificar señales eléctricas cuando pasan por el, está compuesto por sustancias frías y sólidas, sustituyó al venerable tubo de vacío. El tubo de vacío solucionó el problema de las llamadas de larga distancia. En 1948.

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El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video,relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, etc.

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Es el chip más importante de la placa madre.

El microprocesador es un circuito electrónico integrado formado por millones de transistores, se encarga de ejecutar la secuencia de instrucciones que determinan su comportamiento, trae datos de la memoria, realiza operaciones matemáticas con ellos y almacena los resultados, Ejecuta instrucciones de bajo nivel

LA UNIDAD DE DECODIFICACIÓN, se encarga de interpretar el código, para averiguar el tipo de instrucción a realizar, por ejemplo instrucciones de suma, multiplicación, almacenamiento de datos en memoria.

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LA UNIDAD DE EJECUCIÓN es la encargada de dar las órdenes necesarias a las diversas partes del microprocesador, para poder ejecutar cada una de las instrucciones.

LA UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA realiza la suma, resta, multiplicación, división y aquellas operaciones con dígitos binarios.

PASOS PARA EJECUTAR UNA INSTRUCCIÓN

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LA UNIDAD DE CONTROL.- desde ahí se gobiernan todas las operaciones, como funciones básicas tiene que tomar las instrucciones de memoria, decodificar e interpretar las instrucciones y ejecutarlas

CP: Contador de Programa; RI: Registro de Instrucción, el contador de programa contiene la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar. El registro de instrucción contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento, el decodificador se encarga de extraer el código de operación de las instrucciones en curso

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ALU(UNIDAD ARITMETICA LÓGICA).- REN (Registro de Entrada)

Es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no), entre dos números.

La ALU se compone básicamente de: Circuito Operacional, Registros de Entradas, Registro Acumuladory un Registro de Estados, conjunto de registros que hacen posible la realización de cada una de las operaciones.

La mayoría de las acciones de la computadora son realizadas por la ALU. La ALU toma datos de losregistros del procesador. Estos datos son procesados y los resultados de esta operación se almacenan en los registros de salida de la ALU. Otros mecanismos mueven datos entre estos registros y la memoria.2

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NOMBRE AÑO FABRICANTE ENCAPSULADO VELOCIDAD

8086 1979 INTEL DIP40 4,7 Mhz

80 286 1982 INTEL SOCKET 68 20 Mhz

80 386 1986 INTEL PLLC 68 40 Mhz

80 486 1989 INTEL SOCKET 3 100 MHZ

PENTIUM 1993 INTEL SOCKET 7 300 MHZ

PENTIUM II 1997 INTEL SLOT 1 450 MHZ

PENTIUM III 1999 INTEL SOCKET 370 1400 MHZ

PENTIUM 4 2000 INTEL SOCKET 478 3800 MHZ

PENTIUM CORE 2 DUO

2006 INTEL LGA 775 2930 MHZ (X2)

PENTIUM CORE 2 QUAD

2006 INTEL LGA 775 2660 MHZ(X4)

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Intel es el suministrador mayoritario de microprocesadores para ordenadores personales, su principal contendiente es AMD(Advanced Micro Devices), quien mantiene compatibilidad con el conjunto de instrucciones que se denomina x86 de los microprocesadores de Intel.

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PROCESADORES AMD DE UN NÚCLEO:

AMD DURON

AMD SEMPRON

AMD ATHLON

AMD TURION

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PROCESADORES AMD DE DOS NÚCLEOS

AMD ATHLON X2.- Tiene 02 núcleos, lo cual reduce a la mitad el tiempo que necesitas para tus tareas.

AMD TURION X2.- Diseñado para notebooks y laptops.

AMD TURION X2 ULTRA.-

AMD OPTERON.- De dos hasta cuatro núcleos.

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PROCESADORES DE TRES NÚCLEOS

AMD PHENOM X3.- De triple núcleo.

AMD PHENON II X3.- Con tecnología de fabricación de 45nm.

AMD OPTERON.- De dos hasta cuatro núcleos.

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PROCESADORES AMD DE CUATRO NÚCLEOS

AMD PHENON X4.- Tiene 4 núcleos

AMD PHENON II X4.-

AMD OPTERON.- De dos hasta cuatro núcleos.

Los procesadores AMD Phenom y Phenom II son catalgoados los mejores productos de AMD por su alto rendimiento y bajo consumo.

AMD BULLDOZER 50% más rápido que un i7 , con 08 núcleos y 32nm

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INTEL (Integrated Electronics)

PROCESADORES DE UN NÚCLEO

Intel Pentium IIIIntel Pentium 4Intel Pentium DIntel Celeron

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INTEL (Integrated Electronics)

PROCESADORES DE DOS NÚCLEOSIntel Pentium Dual CoreIntel Core 2 DuoIntel Centrino Duo

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INTEL (Integrated Electronics)

PROCESADORES DE CUATRO NÚCLEOSIntel Core 2 Quad (Capaz de procesar 04 streams de instrucciones en paralelo 65nm)Intel XeonIntel ItaniumIntel Core i7 (soportan 64 bits 45nm)Intel Core 2 Extreme (45nm)

Los procesadores Intel Core i7 son la combinación perfecta entre rendimiento y ahorro de energía.

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INTEL (Integrated Electronics)

PROCESADORES DE CUATRO NÚCLEOSIntel Core 2 Quad (Capaz de procesar 04 streams de instrucciones en paralelo 65nm)Intel XeonIntel ItaniumIntel Core i7 (soportan 64 bits 45nm)Intel Core 2 Extreme (45nm)

Los procesadores Intel Core i7 son la combinación perfecta entre rendimiento y ahorro de energía.

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DE 32 Y 64 BITS

Supongamos que un procesador de 32 bits es una carretera con 04 carriles , los autos son los datos que corren a 100 km/h , ahora en un procesador de 64 bits, esos autos correran a la misma velocidad, pero ahora en 08 carriles, por lo tanto pueden trabajar el doble de información en el mismo tiempo de reloj (Hertz).

Un procesador de 32 bits puede controlar hasta una memoria de 4GB, mientras uno de 64 bits puede controlar hasta una memoria de 16000 millones de GB

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Para identificar el tipo de procesador que tenemos nos vamos al REGEDIT, (Inicio – Ejecutar- regedit), luego nos vamos a la capeta 0, al lado derecho ubicamos identifier, ahí podemos visualizar si nuestro procesador es de 32 o 64 bits

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EL RELOJ, VELOCIDAD DE PROCESOLa medidad de funcionamiento de un microprocesador se indica en megahercios, millones de ciclos por segundo, indicado por la abreviatura MHz (Megahercios). Como este valor ha superado el millar de megahercios, actualmente la medida es del orden de Gigahercios (1 GHz = 1000MHz=1 000 000KHz= 1 000 000 000 HZ).Un Pentium 4 a 2,4 GHZ se considera equivalente a un AMD Athlon de 1,6 GHZ o aun Power PC a 1 GHZ, debido al modo de operación interno.Las primeras generaciones de Intel Pentium y AMD Athlon empleaban una tecnología con tamaño de 130 nm, que se fue reduciendo en posteriores generaciones a 90 nm, 60 nm, 45 nm, mientras que los procesadores más recientes de Intel y AMD emplean una tecnología de 22 nm para fabricar los chips.

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LAS LEYES DE MOOREHa sido el principio básico que ha guiado el desarrollo, y los límites de la industria de los semiconductores y la informática. Su formulación se debe a Gordon Moore, perteneciene al grupo de fundadores de Intel, y uno de sus máximos ingenieros de diseño.En 1965 Moore afirmó que la cantidad de transistores que se podrían colocar sobre un chip, se doblaría cada año.En 1975 Moore corrigió su propia estimación e indicó que este factor ocurriría cada dos años .David House uno de los ejecutivos de Intel en aquel tiempo, indicó que los cambios que permiten duplicar la potencia de un microprocesador ocurren cada 18 meses.Dicha cifra se toma ho en día como la estimación más adecuada.Cuando el tamaño de fabricación comenzó a llegar a los límites de la litografía (el proceso con el cual se imprime el patrón de las pistas y los transistores en la oblea de silicio) que usaba luz visible, los diseñadores pasaron a emplear luz ultravioleta, de longitud de onda más corta. Con lo cual se lograron crear transistores más pequeños.

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LAS LEYES DE MOOREEn 1950 un chip contenía unos 200 transistores. El primitivo procesador intel 4004 contaba con 26 000 transitores, y funcionaba con una frecuencia de reloj de 500 KHz, la cantidad de transistores se ha incrementado hasta alcanzar más de 5,5 millones en los primitivos Pentium 4, mientras que alcanzan los 400 millones de un intel core duo o los 800 millones de un procesador con cuádruple.Se estima que en el 2014 la Ley de Moores llegará a su límite natural, será demasiado costoso fabricar procesadores con tecnologías de 18 a 20 nm.

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CACHÉMemoria de acceso rápido que se encuentra dentro del mismo microprocesador, sirve para acceder a datos de uso frecuente, tiene un tamaño muy reducidoEl funcionamiento interno del procesador es más veloz que el de las memorias, de forma que el acceso a ésta supone el freno más importante para lograr un elevado rendimieno. Para minimizar estos efectos, se dotó al procesador de una pequeña zona de memoria interna, de acceso rápido, denominada caché. Hay diversos niveles de caché, que se denominan L1, L2 y L3

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CACHÉ+ Memoria L1: se encuentra integrada dentro de los circuitos del microprocesador y eso la hace más cara y más complicado el diseño, pero también mucho más eficiente por su cercanía al microprocesador, ya que funciona a la misma velocidad que él. Esta a su vez se subdivide en 2 partes.- L1 DC: "Level 1 date cache": se encarga de almacenar datos usados frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos, inmediatamente los utiliza, por lo que se agilizan los procesos.- L1 IC: "Level 1 instruction cache": se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, inmediatamente las recupera, por lo que se agilizan los procesos.     + Memoria L2: esta es la que viene en forma de tarjetas de memoria, para ser insertada en una ranura (Slot) especial de la tarjeta principal (Motherboard) y funciona a la velocidad de trabajo de la misma. Actualmente la memoria L2 viene integrada en el microprocesador, se encarga de almacenar datos de uso frecuente y agilizar los procesos; determina por mucho si un microprocesador es la versión completa ó un modelo austero.     + Memoria L3: esta memoria es un tercer nivel que soportan principalmente los procesadores de la firma AMD®. Con este nivel de memoria se agiliza el acceso a datos e instrucciones que no fueron localizadas en L1 ó L2. Si no se encuentra el dato en ninguna de las 3, entonces se accederá a buscarlo en la memoria RAM.

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MÚLTIPLES NÚCLEOSOtra manera de mejorar la potencia del CPU ha sido empaquetar dentro del mismo chip más de un nucleo de operación. El procedimiento es emplear procesamiento paralelo, distribuyendo la carga de trabajo entre los diversos núcleos del microprocesador

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FABRICACIÓNEl origen de una gran creación puede surgir de lo más pequeño del mundo, de la arena de playa, el silicio.Intel Core i3 (02 núcleos)Intel Core i5 (04 núcleos) 6MB memoria caché L3 compuesta por 09 modelos.Intel Core i7 (04 o 06 núcleos) 03 modelos 8MB memoria caché L3Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro.Un nanobot reconstruyendo una neuronaGrafeno el material del futuro.