SISTEMAS Y COMPUTACION

POR:RAUL FERNANDO GARCIA CEDEÑO

NICOLAS CARDENAS CHALAPARA:

WILDER BRAVO PRECIADO

INSTITUTO TECNICO INDUSTRIALJORNADA:TARDE

2013

PROCESADOR

QUE ES –COMO FUNCIONA - SU HISTORIA Y EVOLUCION

QUE ES

Como esta compuesto• Los componentes principales de la CPU están incorporados dentro de una placa de

circuitos fabricada en silicio o germanio. Esta placa comprende el micro y posee cientos transistores, diodos, resistencias y otros componentes como los pines (también denominados contactos) para que el procesador se conecte a la tarjeta madre.

• Que son los pines• Donde esta ubicado “ubicación”• Circuitos integrados • Memoria Cache

DATO CURIOSO

• El tamaño de la memoria caché es de aproximadamente 512 KB en la mayoría de los casos, y en los procesadores de alto rendimiento puede alcanzar los 1 ó 2 MB por núcleo. Esta cantidad, aunque parezca minúscula, es más que suficiente para almacenar gran cantidad de instrucciones y brindar un redimiendo excepcional. Algunos fabricantes le dan más importancia a la memoria caché que otros, esto depende principalmente de la estructura de funcionamiento que tiene el micro.

DISIPACION DE CALOR• Con el aumento la cantidad de transistores integrados en un procesador, el

consumo de energía se ha elevado a niveles en los cuales la disipación calórica natural del mismo no es suficiente para mantener temperaturas aceptables y que no se dañe el material semiconductor, de manera que se hizo necesario el uso de mecanismos de enfriamiento forzado, esto es, la utilización de disipadores de calor.

• Para una buena disipación de calor el procesador necesita de estos materiales:

• Cooler

BUSES DEL PROCESADOR• Todos los procesadores poseen un bus principal o de sistema por el cual se envían y

reciben todos los datos, instrucciones y direcciones desde los integrados del chipset o desde el resto de dispositivos. Como puente de conexión entre el procesador y el resto del sistema, define mucho del rendimiento del sistema, su velocidad se mide en bits por segundo.

• Ese bus puede ser implementado de distintas maneras, con el uso de buses seriales o paralelos y con distintos tipos de señales eléctricas. La forma más antigua es el bus paralelo en el cual se definen líneas especializadas en datos, direcciones y para control.

• Buses del procesador

COMO FUNCIONA

COMO SE FABRICAN• El proceso de fabricación de un microprocesador es muy complejo. Todo comienza con un buen puñado de arena

(compuesta básicamente de silicio), con la que se fabrica un monocristal de unos 20 x 150 centímetros. Para ello, se funde el material en cuestión a alta temperatura (1.370 °C) y muy lentamente (10 a 40 Mm por hora) se va formando el cristal.

• De este cristal, de cientos de kilos de peso, se cortan los extremos y la superficie exterior, de forma de obtener un cilindro perfecto. Luego, el cilindro se corta en obleas de 10 micras de espesor, la décima parte del espesor de un cabello humano, utilizando una sierra de diamante. De cada cilindro se obtienen miles de obleas, y de cada oblea se fabricarán varios cientos de microprocesadores.

QUE ES UN MHZ• La velocidad de un procesador se mide en MHz, una unidad que representa la

cantidad de veces por segundo que el procesador puede realizar determinado proceso. Esta velocidad se denomina comúnmente frecuencia de funcionamiento, ya que los otros componentes del equipo poseen distintas frecuencias y el procesador es el encargado de que funcionen conjuntamente y de forma sincrónica.

• Si no entiende cuanto equivale clic aquí :D

Unidades de medida Cantidad de veces por segundo (hertz)

1 Hz 1 Hz

1 KHz 1.000 Hz

1 MHz 1.000.000 Hz

1 GHz 1.000.000.000 Hz

1 THz 1.000.000.000.000 Hz

DATO CURIOSO

• En sus comienzos, las computadoras no utilizaban los procesadores comunes que utilizamos en la actualidad. Los cálculos se efectuaban mediante válvulas de vacío y los principales inconvenientes eran el gran tamaño que ocupaban, los grandes costos de mantenimiento que generaban y el personal especializado que se requería para manejarlas.

EL INICIO• Todo empezó desde unas computadoras del tamaño de 20 neveras que utilizaban

válvulas de vacio que con estas solo se podían hacer solo pequeñas porciones de cálculos para ser mas específicos hacían 4 o 5 cálculos y estas válvulas se llenaban y tenían que se remplazadas.

• Esto implico mas trabajo y poca comodidad y de aquí pasaron los años y los procesadores y computadoras fueron evolucionando gasta volverse mas pequeñas.

COMO EVOLUCIONO ATRAVEZ DE LA HISTORIA

• Los primeros procesadores comerciales vieron la luz a principios de 1970. En esa época, eran principalmente utilizados en calculadoras y su nombre era 4004. Funcionaban a 108 KHz y eran de 4 bits (los actuales son de 32 y 64 bits). Luego existieron varias versiones más avanzadas del mismo micro sin mucha diferencia técnica de funcionamiento, hasta que apareció el modelo 8080, que ofrecía una asombrosa velocidad de 2 MHz. En aquella época, todos los fabricantes creaban clones del 8080, que funcionaban en el mismo socket de 40 contactos.

• La versión 8085 fue lanzada en 1976, dos años después de la 8080, y ofrecía a los usuarios una velocidad entre 3,5 y 6 MHz dependiendo del modelo. En esa época, el costo de estos chips era tan elevado que se utilizaba casi exclusivamente con fines científicos. Una revolución en el mercado de los procesadores se produjo cuando salió el modelo 6502 a un costo mucho menor y, por lo tanto, accesible. Esto facilitó su inserción en el mercado y se empezó a utilizar en las primeras computadoras Apple, las consolas Atari y Commodore.

• Los procesadores siguieron evolucionando a paso constante, día a día fueron adquiriendo mayores velocidades. Los 286 alcanzaron una velocidad máxima de 25 MHz y se comenzó a utilizar un socket ZIF, como vemos en la actualidad. Luego, las versiones 386 y 486 fueron las que más impactaron y coparon el mercado de las computadoras. Éstas poseían una estructura de 32 bits y una velocidad máxima de 33 y 100 MHz, respectivamente. Estos procesadores fueron tan populares que se utilizaron hasta hace unos años en los satélites enviados al espacio por la NASA, y además controlaban todas las operaciones de la estación espacial MIR.

• El pentium I llegó para reemplazar al 486, y lo superó en todos sus aspectos, debido a que alcanzaba una velocidad de 200 MHz.

EMPRESAS RECONOCIDAS• Intel se caracterizo por ser la primer empresa en comenzar a realizar

procesadores durante los 60, por supuesto había otra empres que era rival pues ofrecía mejor diseño y mejoras y era Motorola.

• Con estas diferencia empezaron a competir por cual era mejor y empezaron de la siguiente forma

Intel 8086 y Motorola 6800

• Lanzado en 1976.• - Primer Microprocesador de 16 bits de

Datos.• - Opero a frecuencias de 4.7 hasta 10Mhz.• - Direccionamiento de 1M (20 lineas d

Direcc).• - 4 registros de proposito general de 16 bit

que Tambien podian ser accedido por 8 bits.

• - Constaba de 78 instrucciones.• - Primer microprocesador en tener un• Registro indice.• - Superior al Intel 8080, teniendo distintas• Variaciones en la familia 68XX.

“PRIMERA GENERACIÓN”

Intel 80286 y Motorola 68000

• - El 80286 sacado en 1982.• - Introduce el modo real, y el protegido de 32

bits que permitía aumentar el rendimiento• - Podía ejecutar más de una instrucción por

ciclo.• - Aumento en el bus de Direcciones a 24 lineas.• - Aparece la gestion de Memoria Virtual a 1GB.• - Presentó con velocidades de reloj de 2, 8, 10,

12, 16 y 20 MHz.

• - Sacado al mercado en 1980.• - Arquitectura CISC.• - Poseia 2 bancos de 8 registros de• 32 bits.• - Utilizado en equipos como:• Commodore Amiga, Atari, primeras• Macintosh y plataformas de videos• Juegos.

“segunda generación”

Intel 80386 y Motorola 68020

• Año 1985, primer procesador del que solo• Windows sacaba provecho .• - Trabajaban a velocidades entre 16 y 33 MHz• - Incluyeron un Pipeline de 4 etapas• - El modelo 80386DX que integraba en el• núcleo la FPU (Coprocesador Matemático), el• 80386SX que era la versión económica sin• FPU, le redujeron el ancho de banda a 16 bits• lo que le permitía utilizar hasta 16MB RAM

• - Salió en 1984 con un ALU, bus de• Datos y Direcciones de 32-bit• - Nuevas Instrucciones y modos de• direccionamientos• - Operaron a 12 MHz hasta 33 MHz.• Soporte para multiprocesadores.

“tercera generación”

Mientras la empresa Intel y Motorola competían por ser las mejores, una nueva empresa llamada AMD surgía para poderles darles una dura competencia

Intel 80486 y Motorola 68030• - Adiós al coprocesador matemático• Bienvenida a la FPU• Segmentación• - Recibimos a la caché• Separadas• Unificadas• - Hubieron distintas variaciones:

486SX, 486DX, 486DX2 y 486DX4.• - Los modelos DX2 fueron los primeros• que a través de la opción de turbo• - El 486DX5 de AMD fue el más rápido• que salió al mercado trabajando a una• velocidad de 166MHz.

“cuarta generación”

“quinta generación”

• - Incorpora una arquitectura súper escalada en 1993.• - Dos unidades de procesamiento o pipelines trabajando en paralelo por lo

que podía ejecutar dos instrucciones por ciclo de reloj esta CPU• - Incremento a 64 bits el ancho del bus FSB y subió su frecuencia de 33 a

66MHz.• - Cyrix se retira.• - AMD saca su K5 en el 1994 procesador de 32 bits de AMD• - Utilizaba un pipeline de 6 etapas para los números enteros y así poder

incrementar algo su potencia de trabajo.

Intel PENTIUM y AMD K5

“sexta generación”

• - Modularidad• - Multiplicador de frecuencia (overclocking)• - Segmentación• - Superes calar.• - Nacen dos familias: Celeron (Economica) y Xeon

(Servidor)• - Integración de la cache L2 e instrucciones MMX al

Nucleo.• - Aparición de un nuevo socket (slot).• - Nuevas instrucciones SSE con el Pentium III superiores

A las de 3D NOW de AMD.

LINEA DEL TIEMPO DEL PROCESADOR

1971 1974 1978 1982 1989 1993 2002 2008 2010 2013

4004

6502

80xx

286

486

pentium

2 núcleo

4 núcleos

6 núcleos

En proceso

DETALLES ESPECIFICOS• Como objetivo especifico los procesadores Intel son de ese tipo de procesadores en donde su única misión es

hacer procesamientos mas rápidos. Se clasifican según la cantidad de procesos que pueden hacer por segundo • Veremos mas información sobre ellos.

Procesador 4004 Procesador Pentium II

Procesador 8008 Procesador Pentium II Xeon

Procesador 8086/8088 Procesador Pentium III

Procesador 80286 Procesador Pentium 4

Procesador 80386 Procesador Pentium M

Procesador 80486 Procesador Pentium D

Procesador Pentium Procesador Core 2 Duo y Core 2 Quad

Procesador Pentium Pro Familia “Core i”

• Hay otros procesadores como los AMD que son mas eficaces para graficas que para procesamientos.

ATHLON X

ATHLON MP

ATHLON

DURON

DISEÑO INTERNO DE LOS PROCESADORES

“PRIMERA GENERACION Y SEGUNDA GENERACION”

“TERCERA GENERACION”

“CUARTA GENERACION”

“QUINTA GENERACION”

“SEXTA GENERACION”

•gracias