REVISION HISTORICA Todo computador, sea de gran capacidad, como aquellos utilizados en grandes bancos, organismos estatales o equipos especializados para defensa estratégica de una nación, o aquellos de capacidades reducidas como los que se utilizan normalmente en los hogares u oficinas pequeñas, están formados por varios elementos electrónicos que interactúan entre sí y cuya finalidad es procesar la información suministrada para obtener resultados de acuerdo a las necesidades de cada usuario. Para realizar este trabajo, las máquinas están conformadas por elementos electrónicos que operan sobre la base de dos estados únicos, encendidos (que se representan como ON, 1 o SI) y apagados (que se representan como OFF, 0 o NO), sin permitir la posibilidad de que existan estados intermedios; la combinación de una serie de este tipo de estados permiten al computador procesar la información y arrojar los resultados deseados. A este tipo de operación se la conoce como LOGICA BINARIA y a los equipos que hacen uso de esta lógica se los conoce como EQUIPOS DIGITALES. Como se puede observar, los elementos electrónicos de un equipo digital en su forma más general se reducirían a una colección de interruptores que permiten el paso o no de la corriente eléctrica de acuerdo a las circunstancias a las que estén sometidos y cuya complejidad nos exige conocimientos profundos de ingeniería electrónica para poder entenderlos correctamente. Las primeras generaciones de computadoras estaban formadas por una gran cantidad de tubos de vacío, los cuales podían actuar como interruptores ineficientes, consumiendo enormes cantidades de energía eléctrica y generando temperaturas elevadas, lo cual se convertía en un serio problema, pues se provocaba aproximadamente una falla cada dos horas en los circuitos electrónicos de los equipos grandes. Uno de los más importantes desarrollos en el campo de la electrónica se dio a mediados de este siglo, 1948, cuando 2 investigadores de Bell Laboratories, William Shockley y John Bardeen, inventaron el TRANSISTOR mientras estudiaban el comportamiento de diferentes materiales sometidos a corrientes eléctricas, lo que permitió que los tubos Transistores de de vacío sean reemplazados. Este logro fue el primer paso hacia el diferentes tipos desarrollo de las micro computadoras personales de la actualidad. Las computadoras desarrolladas posteriormente con elementos electrónicos de estado sólido redujeron considerablemente su tamaño, aumentaron espectacularmente sus capacidades de procesos y almacenamiento y disminuyeron drásticamente el consumo de energía eléctrica, lo que resolvió el problema de la disipación de calor. Actualmente existe una gran cantidad de transistores, cada uno diseñado para una aplicación específica. En el año de 1959, la compañía norteamericana TEXAS INSTRU-MENTS logra colocar en la misma base de substrato más de un transistor, creando de esta manera el primer circuito integrado de la historia, estaba constituido por 6 transistores. En el año de 1969, la compañía INTEL introduce al mercado el primer chip de memoria de 1K-bit de almacenamiento, posteriormente integra las funciones de 12 chips individuales en uno solo creando de esta manera el primer chip multipropósito, el que leía un juego de instrucciones variables desde memoria; este concepto fue el inicio para la fabricación posterior de los microprocesadores. CIRCUITO INTEGRADO En el año de 1971, INTEL crea el primer identificación fue el 4004, este procesador transistores y corría a 108 Khz de velocidad, las primeras calculadoras electrónicas que microprocesador de 4 bits cuya estaba constituido por 2300 fue vendido a los fabricantes de empezaban a salir al mercado. MICROPROCESADOR EN ENCAPSULADO PGA 1 Un año después, en 1972, INTEL desarrolla un nuevo microprocesador de 8 bits, denominado 8008, de características muy limitadas que sirvieron únicamente para desarrollar ciertos aparatos de tipo experimental y demostrativo. A finales del año 1973, la misma compañía INTEL desarrolla un nuevo tipo de microprocesador denominado 8080, el cual realmente ayudó a lanzar la revolución de la computación personal. Este microprocesador de 8 bits fue 10 veces más veloz que su predecesor el 8008, podía direccionar hasta 64 Kbytes de memoria, el primero en ser aceptado por la industria electrónica de la época. El año de 1975, la compañía MITS (Micro Instrumentation Telemetry System) introduce al mercado el KIT ALTAIR, el que ha sido considerado como la primera computadora personal de la historia, este kit estaba constituido por un procesador INTEL 8080, 256 bytes de memoria, una fuente de poder y un panel frontal de luces, su precio fue de US$ 395 y debía ser armado por el comprador. Uno de los méritos de este equipo fue el de haber sido diseñado con el criterio de arquitectura abierta, disponiendo de SLOTS que le permitían expandir su capacidad con periféricos adicionales producidos por otras compañías. Este mismo año la compañía MOTOROLLA ingresa al mercado de los microprocesadores con su modelo 6800 de 8 bits y casi al mismo tiempo, la compañía MOS Technology ofrece su modelo 6502; un nuevo empuje recibe la industria de computadoras personales cuando IBM introduce en este año su terminal programable inteligente, denominado como modelo 5100, estaba constituido por 16K de memoria, un interprete del lenguaje BASIC incorporado y un drive para cartuchos de cintas magnéticas como dispositivo para almacenamiento de información, sin embargo, el elevado costo de este equipo, fijado en US$ 9000, y el no ser considerado como computadora personal . mantuvo fuera del mercado por el momento a esta compañía; nuevos intentos posteriores de IBM pusieron en el mercado los modelos 5110, 5120 y 5150. Llega la era Apple Durante el año de 1976, nuevamente INTEL introduce el microprocesador 8085, que fue básicamente el procesador 8080 con algunos sistemas lógicos adicionales incluidos. Este mismo año, la compañía ZILOG produce el microprocesador Z80, el que ha sido probablemente el primer microprocesador clon de la historia. El Z80, fue un procesador compatible con el INTEL 8080, que incluía características mejoradas, tales como, velocidades de reloj más rápidas y un juego ampliado de instrucciones. Este mismo año la compañía APPLE COMPUTER, recién constituida, introduce al mercado su equipo APPLE I, formado por una tarjeta principal montada sobre una pieza de madera, no incluía ni caja para su montaje ni fuente de poder. Muy pocas de estas unidades fueron vendidas, el precio fue de US$ 695, constituyéndose en la actualidad como piezas de colección y que pueden llegar a ser vendidos por valores superiores a los US$ 30.000. En el año de 1977, APPLE COMPUTER, comercializa su nuevo modelo, la APPLE II, basada en el microprocesador 6502, este equipo tuvo un enorme éxito en el mercado lo cual ayudó a establecer los primeros estándares de la industria, y a desarrollar una asombrosa cantidad programas y paquetes de aplicación para este equipo. Este mismo año la compañía TANDY lanza su modelo TRS-80 modelo I basado en el microprocesador 8080, que compitió con la APPLE II por ganar el mercado. En 1979, aparece la COMODORE también basada en el microprocesador 6502 y una gran cantidad de nuevas marcas basadas en los procesadores 8080 y Z80, todas ellas trabajando con el primer sistema operativo comercializado hasta ese momento, el CP/M; este sistema operativo, desarrollado por la compañía DIGITAL RESEARCH originalmente se lo denominó Control Program / Monitor, pero eventualmente lo conocían también como Control Program for Microcomputers. Durante estos dos años, mientras se consolidaban en el mercado los procesadores de 8 bits, INTEL desarrolla el primer procesador de 16 bits introducido al mercado en 1978 con el número 8086, posteriormente en 1979, con el fin de bajar los costos de producción INTEL logra desarrollar una técnica que multiplexa los 16 bits del bus de datos dentro de un bus de 8 bits, dándole el nombre de I8088 el cual se comercializó con mucho éxito. 2 Al mismo tiempo, la compañía MOTOROLA desarrolla el microprocesador 68000, un verdadero procesador de 16 bits, el que adoptó inmediatamente APPLE en sus nuevos modelos. ZILOG intentó también permanecer en la competencia por captar el mercado de microprocesadores de 16 bits colocando en el mercado el modelo Z8000 sin lograr éxito. En 1980, IBM retoma la idea de desarrollar su propia versión de micro computadoras personales, un grupo de ingenieros y diseñadores que formaban parte del denominado «ENTRY SYSTEM DIVISION» estudian la situación del mercado, considerando los estándares que prevalecen en los sistemas más populares en ese momento para tratar de mejorarlos; su idea principal fue la de producir un equipo de características técnicas superiores que reemplace a los ya existentes, para esto, decidió construirlo principalmente con partes compradas a otros productores con el objeto de colocarlo lo antes posible en el mercado, esto permitió el desarrollo posterior de un enorme mercado de periféricos, productos y soporte técnico. Con este criterio, IBM adopta dos decisiones fundamentales y nadie, incluido IBM, pudo imaginar el impacto que causarían en la industria COMPUTADORA PERSONAL IBM XT de PC's. La primera fue la adopción de los microprocesadores que fabrica la firma INTEL para equipar a su nuevo proyecto, esto permitió que dicha firma haya liderado el mercado desde esa fecha hasta la actualidad, convirtiéndola en una empresa gigante que marca los estándares para el desarrollo de la micro computación. La segunda decisión tuvo que ver con la adopción del sistema operativo que sería utilizado. Para esto contaba con 2 alternativas, la primera fue el CP/M, de la firma DIGITAL RESEARCH, que no estuvo muy interesada en el proyecto y, la segunda fue el nuevo sistema DOS, creado por la firma MICROSOFT, quien sí se interesó, lo que le permitió posteriormente ser la más grande compañía mundial de desarrollo de software. La primera micro computadora personal de la firma IBM fue lanzada al mercado el 11 de agosto de 1981 con el nombre de IBM5150, constituyéndose como un estándar en la industria de la micro computación; Este equipo y sus variantes posteriores que incluían algunas mejoras, estuvo presente en el mercado hasta el 2 de abril de 1987, cuando fue oficialmente discontinuado para ser reemplazado por sus nuevos equipos basados en la nueva arquitectura de micro canal, cuya serie es conocida como PS/2, siendo absolutamente incompatible a nivel de hardware con la arquitectura anterior denominada ISA. IBM Serie PS/2 con arquitectura microcanal 3 EL MICROPROCESADOR Dentro de una computadora, existe un elemento que es el más importante entre todos, este elemento se denomina "MICROPROCESADOR", y es el encargado de realizar el control de la actividad de todos y cada uno de los dispositivos que se encuentran instalados en la computadora, dando autorización para realizar diferentes procesos que estos requieren, de acuerdo a una prioridad previamente asignada. Además de realizar el control de los dispositivos, este aparato se encarga de la tarea más importante de la computadora, realizar el proceso de la información, de aquí toma su nombre, es decir; este dispositivo se constituye en el cerebro de la máquina. No todos los dispositivos electrónicos son procesadores; para que estos puedan serlo deben tener capacidad computacional, esto quiere decir que deben cumplir con cuatro actividades: • • • • Recibir información Procesar información Tomar decisiones (únicamente lo hace un procesador) Emisión de resultados Generalmente los equipos de computación toman su nombre de acuerdo a la característica de su procesador principal, y son muy conocidos como por ejemplo el 486, PENTIUM II o PENTIUM III, AMD K6, CYRIX 6x86 MII, etc.; sin embargo también existen otros procesadores dentro del computador aunque son menos conocidos, como por ejemplo los procesadores de video, uno de los más conocidos actualmente es el procesador 3DFX, muy utilizado en las tarjetas aceleradoras de video y cuyo nombre comercial es VODOO II, los procesadores de sonido, los más poderosos los encontramos comúnmente en las tarjetas de sonido de CREATIVES LABS, en sus modelos AWE 128 o LIVE, o procesadores de comunicaciones en las tarjetas de red o en algunos fax modems. VARIANTES DE LOS MICROPROCESADORES Como hemos visto, las computadoras personales pueden estar equipadas con varios tipos de chips microprocesadores, algunos de estos procesadores son más poderosos que otros con diversas tecnologías que pueden ser RISC o CISC, los equipos que más se han difundido en el mercado en la actualidad son aquellos equipados con procesadores que operan con un juego complejo de instrucciones computacionales, conocidos como CISC; de estos los más conocidos son todos los de la serie 80x86. 4 EQUIPOS XT (EXTENDED TECHNOLOGY) Generalmente están integrados por procesadores de la serie 8086 y 8088, se fabrican en paquetes rectangulares de 40 patas llamados DIP (Dual In-line Package), los chips más antiguos se denominaban 8088-1 y corren a baja velocidad (4.77 a 5 Mhz), los microprocesadores 8088-2 más sofisticados corren a velocidades de 6.66, 7.16 u 8 Mhz, otros fabricantes de microprocesadores tenían sus equivalentes en el mercado como el NEC-V20 y NEC-V30 de la firma NEC y el SONY CXQ70108P8. Bandera de FLIP FLOPS AT (ADVENCED TECHNOLOGY) Los equipos de la segunda generación de micro computadoras personales se denominaron AT y son aquellos que están equipados con los microprocesadores 80286,80386 y 80486 o sus respectivos equivalentes en las marcas CYRIX y AMD. 5 MICROPROCESADORES 80286 Este microprocesador fabricado en un paquete cuadrado denominado PGA (Pin Grid Array) o arreglo de pines en forma de rejilla, se puede encontrar también fabricado en modo PLCC (Plastic Leadless Chip Carrier) o portachip plástico sin suelda. Este microprocesador tiene el ancho del bus de datos de 16 bits y es substancialmente más poderoso que sus predecesores. UNIDAD DE EJECUCION UNIDAD DE SEGMENTOS UNIDAD DE PAGINA Registros Buffer de traducción Modulador de barril Multiplicación División Traductor de página Segmento traductor UNIDAD DE BUS Interfase del BUS Decodificador Preextractor de cola Cola de instrucciones Preextracción UNIDAD DECODIFICADORA UNIDAD PRECARGADORA MICROPROCESADOR 80386 Esta nueva generación de microprocesadores tienen 2 versiones, el 80386DX de la firma INTEL constituido por un bus de datos de 32 bits de ancho, un amplio juego de instrucciones y funciones de programación, así como, la capacidad de multitarea. Con el fin de bajar el costo de fabricación de equipos, se desarrolló el modelo 80386SX, el cual solo difiere del anterior en el ancho del bus de datos de ingreso, el cual es de 16 bits, sin embargo, internamente el chip tiene un ancho del bus de 32 bits lo que le permite utilizar tarjetas madre de 16 bits, substancialmente más económicas que las de 32 bits. MICROPROCESADOR 80486 La nueva generación de microprocesadores que precedieron a la serie 80386 fue la serie 80486, el cual combina una mejora del 80386 con 8Kb de memoria cache interna y un coprocesador matemático en la misma pastilla, al cual se le dio el nombre de 80486DX. Como en los casos anteriores, INTEL encontró la manera de desarrollar una versión «SX» del microprocesador 80486, más económico que la versión «DX»; aunque en este caso se mantiene el mismo ancho del BUS de datos en 32 bits, incorpora 8 Kb de memoria cache interna y no se incluye la unidad de punto flotante dentro del CPU la que debía ser adquirida como dispositivo opcional. Intel coloca en el mercado una nueva versión de microprocesador de la misma serie 80486 y la denomina «OVERDRIVE», el cual corre simultáneamente a 2 velocidades, a esta nueva versión la denotan con el sufijo DX2, igual ocurre con el microprocesador 80486DX4, este corre internamente al cuádruple de la velocidad del reloj pudiéndose en algunos casos tan solo triplicar su velocidad con el fin de optimizar el rendimiento general del computador. Otros fabricantes tienen sus propias versiones de microprocesadores, tal es el caso de la compañía CYRIX, y sus versiones DLC para el 80386 y 80486 similares a la versión SX de Intel, este último incluye además 1 Kb de memoria cache instalada en el microprocesador, la compañía AMD coloca en el mercado las versiones 80386 y 80486 SLC compatibles con las versiones SX y las versiones DXLV y SXL, ambas de bajo voltaje. Intel designa a sus microprocesadores de bajo consumo que equipan los equipos portátiles con el sufijo SL. 6 7 UAL Archivo de registros Modulador de barril Micro instrucciones BUS BASE INDICE vía del del decodificador de instrucciones bus de desplazamiento PB1# PB0# BUS LINEAL DE DIRECCIONES BUS DE DATOS DE 32 BITS BUS DE DATOS DE 32 BITS decodificador cola de código de 32 bytes 128 MICRO ARQUITECTURA DE 32 BITS CON ENTUBADO (PIPELINE) DEL 80486 Bus de control Drivers de direcciones CONTROL DO - D31 A2'A31 BE0# - BE3# 8 PROCESADORES DE SEXTA GENERACION PENTIUM La nueva generación de procesadores que precedió a la cuarta generación fue la de los denominados por la firma INTEL como PENTIUM y no como 80586 como se debería suponer; este cambio en la denominación del procesador fue dado básicamente por cuestiones judiciales, pues INTEL pretendió patentar el número 80586; pero una corte norteamericana determinó que nadie es dueño de un número, por lo que se vio obligada a cambiar de denominación. A la quinta generación de esta firma se la conoce como procesadores PENTIUM 80502 con diferentes velocidades de reloj empezando en 60Mhz hasta 166Mhz. Una variante de estos procesadores aparece en el mercado en el año de 1996, la cual incluye un juego adicional de 57 micro instrucciones específicas para manejar multimedia conocida como MMX y se lo reconoce en la nomenclatura del procesador como PENTIUM 80503, las velocidades de esta variante de procesador fluctúan entre 166Mhz y 300Mhz. Este procesador tiene un diseño completamente nuevo con una disposición de pines diferente a los de cuarta generación, lo que significa que tanto el zócalo donde se lo inserta como el motherboard que lo contiene son diferentes. AMD 586 Dentro de la quinta generación la firma AMD coloca en el mercado su procesador AMD 5X86 capaz de ser utilizado en un motherboard diseñado para cuarta generación con un zócalo 3; la velocidad de este procesador fue de 133Mhz; sin embargo, su rendimiento equivalía a un procesador PENTIUM de 75 Mhz. La siguiente versión de procesadores de esta firma fue el AMD 586K5, diseñado totalmente para trabajar en motherboards de quinta generación con un zócalo 7; sus velocidades llegan a 233Mhz existiendo versiones que incorporan las micro instrucciones MMX de INTEL. Este procesador es de excelente rendimiento y calidad a bajo precio. CYRIX 5x86 La firma CYRIX presenta su versión de quinta generación con sus modelos 5x86 de 100Mhz y 120Mhz de velocidad pero diseñados para trabajar en zócalos 3 de motherboards de cuarta generación, mejorando el rendimiento y minimizando el número de transistores en el núcleo. Utiliza arquitectura súper entubada para la unidad de enteros, adelantamiento de datos, predicción de saltos, caché unificado de retroescritura, decodificador de instrucciones de ciclo sencillo, ejecución de ciclo sencillo, poseyendo características de ahorro de energía que desconecta la unidad de punto flotante y otros circuitos en caso de estar desocupados. Su buen rendimiento y su bajo costo lo hicieron muy popular en su época. 9 PROCESADOR CYRIX 5X86, ESPECIFICACIONES TECNICAS Velocidad de reloj Multiplicador de reloj Cache L1 Bus 100Mhz, 120Mhz multiplexado Multiplicador 2x, 3x 16Kb write back, 4 vías asociativo, instrucciones y datos Bus interno de datosde 16 bits, bus de direcciones de 32 bits, bus externo de datos de 32 bits Pin/Socket Compatibilidad Unidad de Punto Flotante 168 pines PGA, 208 pines QFP Totalmente compatible con software x86 80 bits con interfase de 64 bits, ejecución paralela, usa un juego de instrucciones x87, IEEE-754 compatible Voltaje Arquitectura 3.45v en el núcleo, 5v para I/O Predicción de saltos, adelantamiento de datos, unidad de carga/almacenamiento decuplicada, cache de saltos en blanco, ciclo sencillo de ejecución y decodificación de instrucciones Administración de energía Sistema en modo de aldminidtración SMM, suspensión de hardware, capacidad de stop/clock, autodesconexión del FPU Disipador Incluide en la unidad PGA NUCLEO ARQUITECTONICO DE QUINTA GENERACION DEL MICROPROCESADOR 5x86 16 KByte Cache Unificado de Retroescritura 128 48 Byte Buffer de Instrucciones Buffer de Salto Vacio DATOS Unidad de Instrucciones de Busqueda DIRECCIONES 64 32 Unidad editora y decodificadora de instrucciones Unidad de Carga/Almacenamiento Unidad de Administracion de Memoria ALU Unidad de Punto Flotante Cola de Carga Registro de Archivo 10 PROCESADORES DE SEXTA GENERACION PENTIUM PRO Un avance significativo de la firma INTEL fue el desarrollo de su procesador de sexta generación conocido con el nombre de PENTIUM PRO cuyas características lo hacían el procesador más poderoso de la época, diseñado con un CPU de triple vía y un cache L2 de 512Kb encapsulado y adecuado para ejecutar la mayoría del software de 32 bits. Una de las metas principales del procesador PENTIUM PRO fue la de rebasar ampliamente el rendimiento del procesador PENTIUM corriendo a 100 Mhz, manteniendo el mismo proceso de manufactura existente, esto permitiría una producción en gran volumen reduciendo el costo final. Este procesador construido con microarquitectura súper escalar y súper entubada reduce los estados por capa de tubería en un 33% comparado con un procesador PENTIUM normal permitiendo un 33% más de velocidad. El nuevo enfoque utilizado por el procesador PENTIUM PRO, elimina el cuello de botella que se produce al ejecutar secuencias de instrucciones lineales entre las fases de extracción y ejecución, esto le permite ser más inteligente en términos de predicción del flujo de programa. La combinación de predicción de saltos mejorada (para ofrecer al núcleo muchas instrucciones), un análisis de flujo de datos (para elegir mejor), una ejecución especulativa (ejecutando instrucciones en orden preferente), es conocida como ejecución dinámica. CYRIX 6x86 Un fabricante que ha estado en el mercado de microprocesadores es la firma CYRIX, la cual puso en el mercado su versión de dispositivos de sexta generación con el nombre de 6x86, con dos versiones, la primera no incluye el juego de microinstrucciones para el manejo de multimedia, conocido como el 6x86, la segunda versión incluye dicho juego, conocido con el nombre de MX y su código es 6x86L. Debido a que esta marca logró hacer que sus procesadores sean más eficientes que los correspondientes Pentium trabajando a velocidades de reloj menores que Pentium, estableció dentro de su nomenclatura la identificación PR, que significa un rendimiento igual a un Pentium de una velocidad superior; por ejemplo tenemos una versión de CYRIX 6x86 PR166, significa que este procesador trabaja a una velocidad real de 133Mhz, pero su rendimiento equivale al rendimiento de un Pentium trabajando a 166Mhz. Este procesador cuenta también con las características típicas de un procesador sencillo de sexta generación. La ultima versión de procesadores de la firma CYRIX es el procesador M II, diseñado para operar con frecuencias mayores a las del MX, su diseño se basa en el núcleo del procesador 6x86 con características superescalares conteniendo doble tubería para procesar simultáneamente múltiples instrucciones, tiene un cache interno de 64kb unificado y dos niveles de TLB además de una entrada de 512 BTB. Este procesador ofrece alto rendimiento en procesos avanzados de Windows 95 y 98, dispone de una unidad de administración de memoria ampliada y 64Kb de memoria cache de nivel 1, su arquitectura ofrece un juego de instrucciones MMX, tiene un diseño superescalar y superentubado, dispone de renombre de registros, remoción de dependencia de datos, predicción de múltiples saltos, ejecución especulativa, completado fuera de orden y una unidad de punto flotante de 80 bits. 11 CARACTERISTICAS TECNICAS DEL CYRIX MII Reloj Cache L1 Bus Pin / Socket Compatibilidad Voltaje 2x, 2.5x, 3x, 3.5x bus/núcleo multiplicador de reloj flexible 64Kb, retroescritura, 4 vías asociativas, instrucciones y datos unificados, direccionamiento de punto dual Bus de datos externo de 64 bits, bus de direcciones de 32 bits Socket 7 compatible (P54C) Compatible con Windows 95, Windows NT, Unix, OS/2, y otros sistemas operativos; corre aplicaciones de 16 y 32 bits asi como software MMX extendido 2.9v para el núcleo, 3.3v para I/O Este procesador trabaja con una alimentación eléctrica de 2.9v para el núcleo y los pines de entrada/salida se alimentan con 3.3v, utilizando un zócalo 7 en el motherboard. Actualmente se cuenta con procesadores M II-300, M II-333, M II-366 y M II-433 de velocidad. PROCESADOR AMD K6 La firma AMD ha producido su versión de sexta generación denominada como K6, con características similares a sus competidores, colocando con éxito su modelo MMX de 266Mhz, este procesador al igual que los otros es de excelente calidad y de bajo precio. Este procesador ha sido diseñado para competir con el Pentium II de INTEL, con alto rendimiento en Windows 95 y 98, Windows NT y todos los sistemas operativos x86. Su edición de microarquitectura avanzada RISC86 permite decodificadores múltiples de instrucciones x86 a RISC 86, dispone de 7 unidades de ejecución paralela, predicción de saltos avanzado de 2 niveles, ejecución total fuera de orden, adelantamiento de datos y renombrado de registros. La unidad de cache L1 de este procesador tiene una capacidad de 64k bytes, 32 Kbytes para instrucciones mas el cache predecodificador y 32 Kbytes de cache de retroescritura, doble puerto, además dispone del protocolo MESI para mantener la coherencia del cache. Este procesador tiene una unidad del punto flotante compatible con la norma IEEE-754, 57 microinstrucciones MMX de INTEL para el manejo de multimedia, cuenta además con un sistema de administración de energía [SMM] compatible y la disposición de sus pines permite colocarlo en un zócalo 7. Su proceso de fabricación en silicon de 5 capas metálicas de 0.25 micrones, o 0.35 micrones es el más avanzado en la actualidad. EL PENTIUM II Este procesador se podría considerar como el producto entre el PENTIUM MMX y el PENTIUM PRO, aunque en realidad, no se combinan las mejores características de los dos, dispone de una memoria cache L2 de 512Kb, pero corre a la mitad de la velocidad, puede ser utilizado en ambientes de multiproceso pero únicamente en áreas de CPU duales con buses independientes, esto proporciona un gran ancho de banda que es llenado con la potencia de procesamiento. En lugar de tener el diseño usual de un paquete cuadrado, viene en un cartucho que se inserta en una ranura especial (SEC, Single Edge Contact), que ofrece un alto rendimiento a través de buses de alta velocidad, el núcleo y la memoria cache de nivel 2 (L2) están encerradas en un cartucho de plástico y metal, el diseño incluye 512Kb de memoria cache L2, este procesador también incluye 32Kb de memoria cache L1, 16Kb para datos y 16Kb para instrucciones, el doble de lo que dispone un PENTIUM PRO; para garantizar la integridad y seguridad de los datos, se dispone del código de corrección de errores (ECC) en la memoria cache L2 El procesador PENTIUM II tiene disponibles versiones en velocidades de 450MHz, 400MHz, 350MHz, 333MHz, 300MHz, 266MHz y 233MHz. 12 CARACTERISTICAS TECNICAS • Arquitectura de doble bus independiente (DIB): Como el procesador Pentium Pro, el procesador Pentium II también utiliza la arquitectura DIB, esta tecnología de alto rendimiento, combina una memoria cache L2 de alta velocidad y un bus de sistema avanzado que permite activar transacciones múltiples y simultáneas. • Tecnología MMX de INTEL: La tecnología ampliada de INTEL, presente en el Pentium II provee de alto rendimiento para multimedia, comunicaciones y aplicaciones 3D. • Ejecución Dinámica: El procesador Pentium II utiliza esta combinación de técnicas de procesamiento, utilizadas por primera vez en el Pentium Pro, para acelerar el rendimiento del software. • Cartucho Single Edge Contact (S.E.C.): Utilizando esta tecnología, el núcleo y la memoria cache L2 están totalmente empaquetadas en un cartucho de plástico y metal, estos subcomponentes están montados en la superficie, directamente en el substrato dentro del cartucho, para activar operaciones a frecuencias elevadas. El cartucho de tecnología S.E.C. permite el uso de BSRAMs para memorias cache L2 permitiendo un alto rendimiento en el proceso a costos bajos, esta tecnología permite además utilizar la arquitectura de bus doble independiente utilizada en el Pentium Pro; dispone de una ranura de 242 contactos. PENTIUM CELERON El procesador Pentium II Celeron y Pentium III Celeron es la versión económica del los procesadores Pentium II y Pentium III, se los conoce comercialmente como Celeron disponible en versiones trabajando a las velocidades de 300, 333, 400, 433, 466, 533, 566, 633, 733, 833MHz, Trabajando con bus externo de 66MHz y 800, 900, 1000, 1100MHz trabajando con un bus externo de 100MHz. utilizado para programas educativos, juegos interactivos 3D, aplicaciones de productividad y navegación por Internet con equipos con valor debajo de los US$ 1.000. El núcleo del procesador tiene 19 millones de transistores, ya que se ha integrado la memoria cache L2 en su interior. Actualmente el procesador está disponible en un paquete PPGA (Plastic Pin Grid Array), compatible con el zócalo 370, aunque hay algunas versiones anteriores con una disposición de pines de tipo SEPP (Single Edge Processor Package). CARACTERISITICAS TECNICAS • • • • • • • • Disponibles en 300, 333, 400, 433, 466, 533, 566, 633, 733, 833 MHz, con bus de 66MHz y 800, 900, 1000, 1100 MHz Con bus de 100MHz. El procesador Celeron de 466 Mhz tiene 5% más productividad y rendimiento, 6% más rendimiento en procesos multimedia, 7% más rendimiento en 3D y 6% más rendimiento para tecnología Internet que el Celeron a 433 Mhz como ejemplo entre ellos. Incluye tecnología Intel MMX(tm) Ofrece tecnología de ejecución Dinámica. Incluye 32Kbyte (16Kbyte/16Kbyte) de cache sin bloqueo, nivel uno, que provee acceso rápido a los datos muy utilizados Los procesadores Intel Celeron de 633, hasta 333 Mhz incluyen 128Kbyte de cache integrado. Todos los procesadores Intel Celeron utilizan la microarquitectura Intel P6 con un bus de sistema multi transaccional a 66MHz. La combinación del cache L2 y el bus del sistema de memoria procesador incrementa el ancho de banda y el rendimiento en un procesador de bus sencillo. El chipset Intel(r) 815, Intel(r) 810, el Intel(r) 440EX, y el Intel(r) 440ZX-66 AGPset optimizan el rendimiento general del sistema. 13 Microarquitectura p6 de tecnología de ejecución dinámica • Predicciones de múltiples saltos: Predice la ejecución del programa a través de múltiples saltos acelerando el flujo de trabajo del procesador • Análisis de datos: Crea una agenda optimizada y reordenada de instrucciones mediante un análisis de dependencia de datos entre instrucciones. • Ejecución especulativa: Lleva instrucciones especulativas basándose en una agenda optimizada, asegura que la ejecución superescalar y las unidades del procesador permanezcan ocupadas, aumentando el rendimiento general. AMD K6-2 3DNow! El procesador AMD-K6-2 con tecnología 3DNow! de sexta generación dispone de 9.3 millones de transistores, manufacturado con tecnología de 5 capas metálicas de AMD de 0.25 micrones empaquetado para ser utilizado en plataformas compatibles súper 7 con un paquete CPGA (Ceramic Pin Grid Array) de 321 pines utilizando tecnología de interconexión C4 flip-chip. La tecnología 3DNow! es la primera innovación de la arquitectura x86 que incluye una ampliación significativa en la unidad de punto flotante para el manejo intensivo de gráficos 3D y aplicaciones multimedia; utiliza el proceso SIMD (Single Instruction Multiple Data) considerado como una característica clave del procesador introducido en mayo de 1998. CÓMO FUNCIONA 3DNow! Mejorando la habilidad del procesador para manejar cálculos en punto flotante la tecnología 3dNow! cierra la brecha existente entre el procesador y el rendimiento de un acelerador gráfico eliminando el cuello de botella al principio del entubado gráfico mediante el uso de las siguientes características: Juego de instrucciones • 21 instrucciones nuevas • Soporte para operaciones de punto flotante y enteros SIMD • instrucciones específicas de enteros SIMD que amplía la decodificación de MPEG • Nuevas instrucciones PREFETCH para eliminar el tiempo extra de recuperación de datos • FEMMS (Fast Entry/Exit Multimedia State) instruciones que reducen el tiempo de intercambio entre código MMX(TM) y x87 • Soporte de estándar abierto IEEE 754 para tipos de datos de simple precisión Microarquitectura del procesador • recursos de ejecución dual totalmente entubados • Almacenamiento ilimitado para números de punto flotante en memoria • Ejecuta hasta dos instrucciones 3DNow! por ciclo de reloj • Un total de cuatro cálculos de punto flotante (suma, resta, multiplicación) por ciclo de reloj (Permite un rendimiento potencial en picos de 1.8 Gigaflops a 450MHz) • Pila de punto flotante común elimina el intercambio de tareas entre las de AMD 3DNow! y las operaciones MMX 14 Relación entre tecnología 3DNow! y MMX • Tecnologías diferentes con codificado similar y ejecución de instrucciones simultaneas • La tecnología MMX fue desarrollada para mejorar las operaciones intensivas de enteros en renderizados como los gráficos de 2D • La tecnología 3DNow! fue desarrollada para acelerar de principio a fin las operaciones intensivas de punto flotante para gráficos 3D y multimedia Algunas aplicaciones que usan tecnología 3DNow! • Juegos arcade con calidad 3D • Software educativo y de entretenimiento con imágenes 3D • Internet, y VRML • Documentos de negocios, presentaciones y hojas electrónicas • Paquetes CAD/CAE • Procesamiento de audio 3D • Software de reconocimiento de voz • Soft modems • Reproducción de video MPEG2 • Software de drivers para controladores gráficos 3D • Dolby AC-3 (sonido digital surround, algoritmo para películas DVD) 15 Procesador AMD-K6(r)-III El procesador AMD-K6(r)-III con último en procesadores de sexta del hogar, combina la tecnología diseño de cache de tres niveles para asombrosos detalles, gráficos a y reproducción de video digital, excepcional rendimiento en software de consumo. El actualmente dispone de velocidades tecnología 3DNow!(tm) es lo generación para computadoras 3DNow! de AMD con el nuevo procesar imágenes de 3D con todo color sonido de alta calidad permitiendo además un aplicaciones de negocios y procesador AMD-K6-III de reloj de 400-MHz a 500-MHz. Diseño de Cache de tres niveles Permite cálculos computacionales intensivos y utilización intensiva de memoria, permitiendo una ejecución de aplicaciones rápida y eficiente, cuyas características son: • Gran capacidad: Puede manejar hasta 2.368 Kb en total para memoria cache, más de 4 veces el tamaño máximo de 544Kb que maneja el procesador. • Rapidez: El cache interno de 320 Kb en total incluye 256 Kb de nivel 2 (L2) con retroescritura de velocidad completa y 64 Kb de cache de nivel 1 (L1) permite una velocidad total del procesador muy elevada, (32KB para cache de instrucciones y 32KB de cache de datos);? diseño de cache interno multipuerto, activa simultáneamente 64-bit de lectura/escritura de cache L1 y L2 • Más flexible: Este procesador es el primero que ofrece un bus de 100 Mhz a la memoria cache externa de nivel 3 (L3) opcional en plataforma súper 7. este diseño flexible de tres niveles de cache permite un sistema de cache difícil de superar. • Activa el sistema de memoria cache total más grande de la industria Características técnicas e innovaciones de la sexta edición avanzada de microarquitectura súper escalar RISC86 • • • • • • Diez unidades especializadas de ejecución Dos niveles de predicción de saltos avanzado Ejecución especulativa Ejecución total fuera de orden Renombrado de registros y adelantamiento de datos Hasta 6 ediciones de instrucciones RISC86 por ciclo de reloj Compatibilidad con plataforma de alto rendimiento Super7 • • • • • • • • • • Soporta un bus del procesador de 100Mhz de alta velocidad Soporta AGP (Accelerated Graphics Port) Ejecución de instrucciones MMX súper escalar ampliada con decodificación dual y tuberías de ejecución duales. Alto rendimiento IEEE 754 y Unidad de punto flotante 854 compatible Modo de administración del sistema estándar de la industria compatible con software binario x86 Dispone de 21.3 millones de transistores en una pastilla de 118 m2 Disponible en un chip cerámico de 321 pines CPGA (Ceramic Pin Grid Array) Compatible con la plataforma super7, utilizando la nueva tecnología C4 flip-chip Manufacturado usando el proceso AMD de 0.25 micrones, y tecnología de silicon con 5 capas metálicas y tecnología de interconexión local. El procesador AMD-K6(r)-III trabaja mano a mano con los aceleradores gráficos, lo que significa que no elimina le necesidad de una tarjeta aceleradora instalada en un equipo. 16 PENTIUM III Este procesador es básicamente un PENTIUM II, pero con una nueva versión de instrucciones MMX, que incluye 70 nuevas instrucciones que se supone incrementarán el rendimiento en los procesos 3D corriendo más rápidamente. Contiene adicionalmente un número de identificación electrónica (ID) que pretende evitar la práctica de acelerar los procesadores a velocidades superiores a las que recomienda el fabricante, (OVERCLOCKING) sin embargo esta característica ha alzado muchas voces de protesta por considerarse una intromisión a la privacidad de los individuos. Los procesadores Pentium III tienen velocidades de 450, 500, 550, 600, 650, 700, 800, 866, 900, 933, 1000, 1100 y 1200 Mhz ofreciendo gran rendimiento para negocios, comunicaciones e Internet, con capacidades que incluyen pantallas completas, multimedia total, movimiento completo, video, gráficos realistas y aplicaciones de reconocimiento de voz contando con sus características de microarquitectura P6, Ejecución Dinámica, sistema de bus multitransaccional, MMx, y 70 nuevas instrucciones para manejo avanzado de imágenes 3D. PROCESADORES DE SEPTIMA GENERACION AMD-K7-Athlon(TM) El procesador AMD-K7-3DNow!(TM) es la primera versión de poderosos procesadores de séptima generación de la firma AMD, comercialmente conocido como AMD Athlon(tm), totalmente compatible con Windows(r) de Microsoft(r), con un diseño profundamente entubado, microarquitectura optimizada súper escalar de nueve niveles de edición para altas frecuencias de reloj, una unidad de punto flotante súper escalar entubada, memoria cache de nivel 1 (L1) integrada en el chip de 128Kb, interfase posterior programable de alto rendimiento para cache L2 512 Kb a 2 Mb y un sistema de bus con interfase compatible con el alpha EV6 de Digital Equipment a 200Mhz y con soporte para multiprocesamiento. Este procesador incluye múltiples decodificadores de instrucciones x86, cache L1 dividida de 128 Kb dual-ported, tres tuberías independientes de enteros. tres tuberías de cálculo de direcciones, el primer x86 súper escalar totalmente entubado de la industria, ejecución fuera de orden, motor de la unidad de punto flotante de tres vías, este motor es capaz de entregar 2.4 Gflops de simple precisión y más de 1 Gflop de doble precisión como resultados del punto flotante a 600Mhz para un desempeño superior en aplicaciones numéricas complejas. Este procesador combina un sistema de bus avanzado con topología punto a punto, fuente de transferencias sincrónicas por paquetes y señales de bajo voltaje para proveer mayor potencia así como un bus escalable disponible para cualquier procesador x86. Este procesador estuvo en el mercado a principios de agosto de 1999 con velocidades disponibles de 500, 550,… hasta 1000 Mhz sobre una tecnología de proceso de 0.25 micrones siendo el procesador más rápido existente hasta el momento, teniendo su desempeño un 35% superior al Pentium III o al Pentium III XEON de la misma velocidad El tamaño físico del procesador es de 184mm2 y tiene aproximadamente 22 millones transistores. Tecnología ampliada 3DNow!(tm) para el procesador AMD Athlon 17 Las características ampliadas de la tecnología 3DNow! incluye 24 nuevas instrucciones a las ya existentes que incluyen: • 12 instrucciones para mejorar los cálculos matemáticos de enteros en procesos de multimedia ampliada utilizadas en aplicaciones como el caso de reconocimiento de voz y procesamiento de video. • 7 instrucciones para acelerar los movimientos de datos para gráficos más detallados y nuevas funcionalidades para los browsers de Internet y otras aplicaciones. • instrucciones DSP para ampliar el desempeño de las aplicaciones de comunicaciones incluyendo soft modems, soft ADSL, MP3, y procesamiento Dolby Digital surround. La funcionalidad DSP es exclusiva del procesador AMD Athlon y no es soportado por el procesador Pentium(r) III de Intel. AMD DURON El procesador AMD - DURON -3DNow!(TM) es la versión de poderosos procesadores de séptima generación de la firma AMD, comercialmente conocido como AMD DURON(tm), totalmente compatible con Windows(r) de Microsoft(r), con un diseño profundamente entubado, microarquitectura optimizada súper escalar de nueve niveles de edición para altas frecuencias de reloj, una unidad de punto flotante súper escalar entubada, memoria cache de nivel 1 (L1) integrada en el chip de 128Kb, interfase posterior programable de alto rendimiento para cache L2 de hasta 2MB y un sistema de bus con interfase compatible con el alpha EV6 de Digital Equipment a 200Mhz la diferencia principal con su hermano mayor es que este no utiliza el SLOT A en lugar de eso utiliza Socket #462 (conocido como Socket A) que es diferente de todos los demás, este nuevo procesador fue fabricado para ofrecer una competencia directa en precio rendimiento al CELERON, pero el rendimiento del DURON es superior al CELERON por su complejidad pero mas que nada por la cantidad de memoria cache L2 que puede tener (dependiendo del mother board), y la velocidad del bus del sistema (hasta 200MHz). Diferencias: CELERON = Bus del sistema trabajando a 66 MHz Memoria cache L1 64 KB Memoria cache L2 Nada Cuando es SEPP (SLOT1) Memoria cache L2 128 KB (en el chip) cuando es PPGA (socket 370) DURON= Bus del sistema trabajando de 100 a 200 MHz Memoria cache L1 128 KB Memoria cache L2 128 KB a 2MB (dependiendo de la memoria instalada y el Mother Board) Revisión actualizada hasta el 10 de Julio de 2002 18 AMD K7 ATHLON TUNDER BIRD (TB) El procesador K7 Athlon TB -3DNow!(TM) es la versión poderosa de procesadores de séptima generación de la firma AMD, comercialmente conocido solo como Athlon, totalmente compatible con Windows(r) de Microsoft(r), y con LINUX con un diseño profundamente entubado, microarquitectura optimizada súper escalar de nueve niveles de edición para altas frecuencias de reloj, una unidad de punto flotante súper escalar entubada, memoria cache de nivel 1 (L1) integrada en el chip de 128Kb, interfase posterior programable de alto rendimiento para cache L2 de 256 KB a 1 MB dependiendo de la cantidad de memoria Ram del sistema ya que usa una parte del final de la memoria para uso de cache L2 y un sistema de bus con interfase compatible con el alpha EV6 de Digital Equipment a 266 Mhz la diferencia principal con su hermano Athlon es que este no utiliza el SLOT A en lugar de eso utiliza Socket #462 (conocido como Socket A) este nuevo procesador fue fabricado para ofrecer un alto rendimiento superior al Pentium III por su complejidad tiene la velocidad del bus externo del sistema hasta 266 MHz. (nota : no prender sin disipador de calor (cooler)) AMD K7 ATHLON XP El procesador K7 Athlon XP -3DNow!(TM) es la una versión poderosa de procesadores de séptima generación de la firma AMD, comercialmente conocido Athlon XP, totalmente compatible con Windows XP(r) de Microsoft(r), y con LINUX con un diseño Quanti speed, microarquitectura optimizada súper escalar de nueve niveles de edición para altas frecuencias de reloj, TRES unidades de punto flotante súper escalar entubada, memoria cache de nivel 1 (L1) integrada en el chip de 128Kb, interfase posterior programable de alto rendimiento para cache L2 de 512 KB en el chip y una Cache L3 hasta 2 MB dependiendo de la cantidad de memoria RAM del sistema ya que usa una parte del final de la memoria para uso de cache L2 y un sistema de bus con interfase compatible con el alpha EV6 de Digital Equipment de 266Mhz y tecnología de sonido DRAGON dependiendo del modelo mainboard, Además utiliza zócalo #462 (conocido como Socket A) Con lo que se logra compatibilidad para actualizaciones de Athlon TB y Duron a Athlon XP a nivel de solo CPU, la diferencia principal con su hermano Athlon TB es que este nuevo procesador fue fabricado con tecnología cuántica para ofrecer un alto rendimiento superior al Pentium IV por su complejidad tiene la velocidad del bus externo del sistema desde 266 MHz. o más (nota : no prender sin disipador de calor (cooler). Número de Modelo AMD AMD AMD AMD AMD Athlon Athlon Athlon Athlon Athlon ™ ™ ™ ™ ™ XP XP XP XP XP Velocidad de operaciones 1500+ 1600+ 1700+ 1800+ 2000+ 1.33 1.40 1.47 1.53 1.60 GHz GHz GHz GHz GHz PENTIUM IV 19 Este procesador es básicamente un PENTIUM III, pero con una nueva versión de instrucciones netbrush, ejecuta 6 instrucciones por ciclo de reloj, 4 niveles de entubado o pipelines (capas ), 2 puntos flotantes, 1 decodificador de instrucciones X86, 64KB de cache interno L1 divididos en 56Kb de instrucciones y 8 KB para datos, 256 KB de cache L2 en versiones PENTIUM 4 SOCKET 423 80528, 80529, 80530 y 80531 y 512 KB L2 en versiones 80532 que se lo reconoce fácil por la letra A al final del numero que indica la velocidad, Posee un bus externo de 400 MHz el cual se encuentra solo entre la memoria del sistema y el procesador el resto del sistema trabaja a 100 o 133 MHz de bus externo, también contiene adicionalmente instrucciones SSE2 para un mejor desempeño en 3D (algo parecido al 3D NOW de AMD) y un número de identificación electrónica (ID) que pretende evitar la práctica de acelerar los procesadores a velocidades superiores a las que recomienda el fabricante, (OVERCLOCKING) sin embargo esta característica ha alzado muchas voces de protesta por considerarse una intromisión a la privacidad de los individuos. Los procesadores Pentium IV tienen velocidades de 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200,2300 y 2400 Mhz ofreciendo gran rendimiento para negocios, comunicaciones e Internet, con capacidades que incluyen pantallas completas, multimedia total, movimiento completo, video, gráficos realistas y aplicaciones de reconocimiento de voz contando con sus características de microarquitectura P6, Ejecución Dinámica, sistema de bus multitransaccional, MMx, y nuevas instrucciones para manejo avanzado de imágenes 3D. 20 CLASIFICACION DE PROCESADORES EQUIPOS XT EQUIPOS AT QUINTA GENERACION SEXTA GENERACION SÉPTIMA GENERACION 8086 80286 Intel PENTIUM P54C 80502 P54D 80501 P54T 80501 P55C 80503 MMX Intel Pentium PRO 80521 Pentium II 80522 66Mhz 80523 100Mhz Celeron 80524 66Mhz Celeron 80526 100MHz Pentium III 80525 100Mhz Pentium III 80526 133Mhz Intel Pentium IV Socket 423 80528 (256 KB) 80529 (256 KB) 80530 (256KB) Socket 478 80531 (256 KB) 80532 (512KB) 8088-1 8088-2 80386 80386SX 80386DX 80386SL AMD 586X5 AMD 586K5 AMD K6 K6 MMX K6-2 3Dnow! K6 III-3Dnow! AMD ATHLON K7 200 MHz Athlon Tunder Bird 266 MHz DURON 200MHz ATHLON XP 266MHz NEC V-10 NEC V-20 NEC V-30 80486 80486SX 80486DLC 80486SLC 80486DX 80486DX/2 80486DX/4 CYRIX 5x86 CYRIX 6x86 6x86L 6x86MX M2 NEXT GEN 586 Centauro C6 Winchip SONY CXQ70108P 8 VIA CHIP 21 LA FAMILIA MOTOROLA Los equipos de la firma APPLE han tenido un desarrollo paralelo a los equipos basados en el procesador INTEL o compatibles, esta firma ha preferido utilizar el microprocesador MOTOROLA desde casi sus inicios, pasando por todas las generaciones desde la primera constituida por el 6800º el POWER PC actualmente en el mercado. Motorola ingresa al mercado de la micro computación en el año de 1975 cuando comercializa su microprocesador de 8 bits, el 6800, capaz de direccionar 64 kilo bits de memoria. La mayor diferencia entre la arquitectura de este procesador y el de la firma INTEL, es que tendía a minimizar el uso de registros a favor del uso de la RAM de propósito general. En 1978 Motorola introduce el primer CPU de 16 bits, el 68000 con capacidad de direccionamiento de 16 megabytes de RAM directamente corriendo a una velocidad de 16 Mhz, la más rápida para su época. Se abandona la idea del uso de registros basados en la RAM e incorpora 16 registros de propósito general posteriormente desarrolla el procesador de 32 bits, el 6820, el cual tenia 16 registros de propósitos general con una capacidad de direccionamiento de 4 gigabytes directamente en RAM incluyendo un cache interno de 256 bytes. La segunda generación de procesadores de 32 bits, fueron los de la serie 68030, similar al anterior pero con mayores velocidades de proceso, incluyendo memoria cache interna, tanto para datos como para instrucciones. La tercera generación la constituye el procesador 68040, el cual incrementa la memoria cache tanto para datos como para instrucciones en 4Kb, incorporando por primera vez un coprocesador matemático interno y una unidad de administración de memoria. Uno de los últimos miembros de la familia 680x0 es el 68060 con un diseño súper escalar de tuberías de múltiples instrucciones adicionalmente incluye memoria on-board y un administrador de energía. PROCESADORES DE 32 BITS El avance tecnológico de esta empresa le permitió desarrollar el primer procesador de 32 bits, el 6820, el cual tenía 16 registros de propósito general con una capacidad de direccionamiento de 4gigaabytes directamente en RAM incluyendo un cache interno de 256 bytes. La segunda generación de procesadores de 32 bits fueron los de las series 68030, similar al anterior pero con mayores velocidades de proceso incluyendo memoria cache interna tanto para datos como para instrucciones. La tercera generación la constituye el procesador 68040, el cual incremento la memoria cache tanto para datos como instrucciones en 4Kb, incorporando por primera vez un coprocesador matemático interno y una unidad de administración de memoria. Uno de los miembros de la familia 680x0 es el 68060, con un diseño súper escalar de tuberías de múltiples instrucciones, adicionalmente incluyo memoria on-board y un administrador de energía además de otras características como: • • • • • • • • • • 22 Totalmente compatible a nivel de código de usuario con MC68040 Implementación súper escalar de arquitectura M68000 Cache de saltos reduce los saltos a cero ciclos Ejecuta tres instrucciones por ciclos de reloj Caches dobles integrados de 8-Kbyte Bus Snooping Paginado de datos MMUs e instrucciones independientes[solamente en MC68060 y MC68LC060] 32-Bits completos no multiplexados de buses de datos y direcciones Administración de energía Unidad de punto flotante IEEE-Compatible integrado [únicamente en el MC 68EC060], 50-MHz, y 66-MHz de velocidad. EL POWER PC Luego de mas de una década de desarrollo de los procesadores 680x0, Motorola se asocia con IBM y APPLE para desarrollar un nuevo microprocesador cuyo rendimiento sea superior a los anteriores, surgiendo de este convenio el microprocesador MPC601 o más comúnmente conocido como el Power PC, es un CPU DE 64 bits con diseño súper escalar que le permite efectivamente ejecutar 3 instrucciones por ciclo de reloj, edición de instrucciones por medio de múltiples unidades de ejecución, ejecución en paralelo, ejecución de instrucciones fuera de orden, preservando la exactitud del programa. El Power PC 601 integra tres unidades de ejecución de enteros [IU], una unidad de procesos de salto [BPU] Y una unidad de punto flotante [FPU]. También incorpora una unidad de administración de memoria [MMU], un cache unificado de instrucciones y datos, un reloj de tiempo real [RTC] y capacidad de auto diagnostico integrado. Este microprocesador es el primero que implementa el juego computacional de instrucciones reducidas [RISC] para computadoras personales, lo que le permite ejecutar varias instrucciones en un solo ciclo de reloj, así como ejecutar instrucciones fuera de orden. El MPC 601 tiene un bus de direcciones de 32 bits y 32 Kbytes de memoria cache así como un coprocesador matemático interno con arquitectura RISC, provee 8 niveles de ejecución para computadoras de escritorio y estaciones de trabajo así como sistema de computo de multiprocesamiento simétrico ofreciendo flexibilidad a través de operaciones a 2,5 voltios en el modelo 601 v o 3,6 voltios en el modelo 601. La habilidad para ejecutar múltiples instrucciones en paralelo y el uso de instrucciones simples con tiempo de ejecución rápido permite un máximo rendimiento del Power PC. Incluye 32-kbyte de memoria cache, un juego asociativo de direccionamiento físico de 8 vías y un cache unificado de instrucciones y datos. El MMU contiene 256 entradas, un juego asociativo de 2 vías un buffer unificado (instrucciones y datos) de traducción lookaside [UTLB] proveyendo soporte para demanda de traducción de direcciones de memoria virtual paginada y un bloque de traducción de tamaño variable. El Power PC 601 tiene un bus de ancho de banda amplia, un bus de 64-bit de datos y un bus separado de 32-bit de ancho de banda para direcciones. El protocolo de interfase permite múltiples patrones de acceso a los recursos del sistema a través de un arbitro central externo. PROCESADOR G3 Este procesador representa la tercera generación en el desarrollo de procesadores avanzados, ha sido el primer procesador diseñado completamente para la optimización del sistema operativo MAC/OS, lo cual asegura saltos mínimos y rutas de transferencia de datos cortas. Este procesador cuenta con un cache de nivel 2 innovador, constituyéndose en un puente entre el cache de nivel1 y la memoria principal. El PCU puede acceder al cache del nivel 2 directamente, utilizando un bus específicamente diseñado para este propósito permitiendo un uso más efectivo del cache de nivel 2, puestos que grandes cantidades de datos pueden ser almacenadas y accesadas rápidamente. Este procesador dispone de un cache interno de nivel 1 de 64 Kbytes, 32Kbytes son utilizados para instrucciones y 32Kbytes para datos. Su proceso de fabricación de 0.25 micrones permite crear un dispositivo de tamaño pequeño que consume menos cantidad de energía lo cual significa que disipa menos calor. Su rendimiento reduce el uso exclusivo del reloj permitiendo bajar las velocidades del mismo y obteniendo rendimiento comparable a otros procesadores de mayor velocidad, por ejemplo. El procesador G3 de 250 Mhz tiene un rendimiento similar a un Pentium II de 266Mhz, Un procesador G3 de 233Mhz es comparable a un Power PC 6500 de 300Mhz y un procesador G3 de 266 Mhz es un 30% más rápido que un procesador Pentium II de 266Mhz. 23 Apple/IBM/Motorola - PowerPC G4 Este es el primer procesador que incluye instrucciones Velocity Engine (AltiVec), con 32 registros separados de 128 bits en hardware, más de 160 nuevas instrucciones diseñadas para procesar operaciones aritméticas comúnmente usadas en gráficos 3D, imágenes y manipulación de sonido entre otras cosas. Esta tecnología fue creada para competir con SSE de Intel y 3Dnow! de AMD; corriendo de 10 a 15 veces más rápido que su predecesor G3. El tamaño físico de este procesador es de 83 mm2, consume menos de 8 watt de potencia corriendo a una velocidad de 400 Mhz y en formaciones de multiprocesadores pueden acceder a la memoria cache de una manera impresionante. Este procesador tiene el código MPC7400, integra exitosamente el tradicional proceso escalar con un motor para procesamiento vectorial independiente basado en tecnología de proceso sencilla de cobre de 15 micrones (copperHiPerMOS fabrication process), utiliza un modelo de procesamiento paralelo llamado SIMD (Single Instruction Multiple Data) que le permite ejecutar un registro de 20 operaciones por ciclo de reloj, soporta hasta 2 Mb de cache trasero L2, implementa el nuevo ancho de banda superior MPXbus, que minimiza el tiempo de la señal de configuración, reduce los ciclos desocupados y tiene la habilidad de operar el bus del sistema a frecuencias que exceden los 100 Mhz. Actualmente se cuenta con versiones que trabajan a 350, 400 y 450 Mhz y próximamente se contará con una versión de 500 Mhz 24 COMPONENTES DE UN COMPUTADOR Como ya se conoce, existen tantas clases de micro computadoras personales como fabricantes en el mercado, sin embargo todas ellas han sido diseñadas para cumplir con un mismo fin y básicamente están constituidas por los mismos elementos, lo que les permite utilizar una diversa gama de periféricos disponibles. A la organización de los elementos que integran un equipo se la conoce con el nombre de configuración, pudiendo elegir el usuario dentro de una gran gama de configuraciones la que más se ajuste a sus necesidades. En términos generales, la configuración básica de un equipo se integra de la siguiente manera: • • • • • • • Unidad de control de procesos o microprocesador Tarjeta principal o MOTHERBOARD Dispositivos de entrada salida Memoria RAM Dispositivos de almacenamiento en masa Dispositivos de comunicaciones Fuente de poder EL MICROPROCESADOR Como habíamos mencionado anteriormente, el procesador es el cerebro del computador, que se encarga de realizar todo tipo de operaciones de control de cada uno de los dispositivos de la computadora así como realizar el procesamiento de la información, para lo cual cuenta en su interior con una gran cantidad de elementos cuya complejidad varía de acuerdo a la generación a la que pertenezca el dispositivo; sin embargo, todos cuentan con una estructura más o menos típica que incluye los siguientes elementos: 1.- UNIDAD DE CONTROL DE PROCESOS La unidad de control de procesos es la parte más importante del micro computador, pues se constituye en el corazón del sistema. Esta unidad está situada en una tarjeta electrónica conocida con el nombre de tarjeta principal, tarjeta madre, mainboard o motherboard. Dentro de esta tarjeta reside el microprocesador, el que puede ser cualquiera de los que hemos mencionado anteriormente, depende del tipo de equipo que estemos revisando. Este chip, de acuerdo con su complejidad, está constituido internamente por una serie de bloques que le permiten realizar eficientemente su trabajo, el núcleo del microprocesador será siempre el denominado «MOTOR» (ENGINE) que ejecuta todas las funciones aritméticas y lógicas de una manera generalizada. Dependiendo de la información de entrada al microprocesador, se obtendrá en la salida información que puede variar, tomando en consideración, la lógica residente en su interior en forma de software. Cada bloque residente en el interior del microprocesador siempre caerá dentro de una de 3 categorías: registros, elementos de instrucción o control y la unidad aritmético lógica. REGISTROS.- Son elementos individuales dentro del microprocesador que almacenan información (RAM), los cuales de acuerdo a la función que realizan pueden ser: • • • Registros acumuladores Registro contador de programa Registro puntero de pila REGISTROS ACUMULADORES: almacenan valores y resultados de una operación sea aritmética o lógica. REGISTRO CONTADOR DE PROGRAMA: Rastrea la dirección dentro de la memoria principal (RAM), donde se encuentra la siguiente instrucción de programa que será ejecutada, esto se realiza mientras el microprocesador ejecuta una instrucción en curso. 25 REGISTRO PUNTERO DE PILA: guarda la dirección de la siguiente posición libre en la pila; este puntero puede avanzar o retroceder a lo largo de la pila; la pila puede almacenar el contenido de varios registros del CPU. REGISTRO ACUMULADOR: utilizados para almacenamiento temporal de datos, también puede ser utilizado como registro de propósito general. INSTRUCCIONES Y SEÑALES DE CONTROL Para que el microprocesador ejecute una instrucción de programa, éste debe realizar una serie de tareas tales como lectura de los datos desde la memoria principal o desde los dispositivos de entrada/salida, manejar los resultados entregados por la unidad aritmético lógica y manipular el contenido de los registros de acuerdo a la instrucción que se está ejecutando. Cada instrucción se traduce de instrucción simple de máquina a una serie de funciones simples que puede ejecutar el microprocesador, a través del decodificador de instrucciones. Cada instrucción que realiza el microprocesador requiere de un tiempo preciso y sincronizado, el cual es manejado por un reloj oscilador controlado por un cristal para generar la frecuencia de cada ciclo de tiempo. Cada pulso de reloj permite al microprocesador ejecutar una operación aunque pueden darse casos en que una operación requiera de varios ciclos de reloj para ser ejecutada. Existen señales de control que intervienen dentro de las operaciones que ejecuta el microprocesador, una función importante es la de lectura-escritura de memoria y puertos de entrada-salida utilizando una línea sencilla para ambas actividades o como el caso de la firma INTEL, existen líneas separadas para lectura y escritura por las que pasa la información. Otra importante función se refiere a las interrupciones, cada vez que existe una situación que requiere atención del microprocesador, se genera una interrupción en la actividad en curso dentro del microprocesador para atender dicha solicitud, los dispositivos que generalmente requieren de atención son el teclado, los disk drivers y los circuitos que refrescan la memoria, las tarjetas de audio y los fax módem, estas interrupciones se las conoce con el nombre de IRQ’s. UNIDAD ARITMETICO LOGICA El verdadero poder de un microprocesador radica en la capacidad que éste tenga para resolver operaciones lógicas comparativas y funciones aritméticas, a esta unidad que se constituye en el cerebro del microprocesador se le denomina Unidad Aritmético Lógica, algunos microprocesadores delegan parte de la tarea de resolver funciones matemáticas de alta complejidad a una unidad externa denominada el coprocesador matemático, sin embargo la unidad aritmético lógica es capaz por si misma de realizar sumas, restas, incrementos, decrementos, comparaciones así como ejecutar operaciones lógicas, luego de cada operación de la UAL se emite un juego de banderas que indican el status del resultado. 26 MOTHER BOARD También conocido como: MAINBOARD, tarjeta principal, tarjeta madre, placa principal, etc. es el elemento principal del computador luego del micro procesador. En esta tarjeta reside la electrónica fundamental para que pueda operar una computadora sin la cual seria imposible su funcionamiento. A través del tiempo esta placa ha modificado sus características para dar cabida a los nuevos y cada vez más potentes procesadores que aparecen en el mercado sin embargo su estructura funcional a mantenido una organización similar desde las primeras que aparecieron en el mercado en la cual podemos encontraremos siempre los siguientes elementos: 1 2 3 4 5 6 7 8 Un microprocesador y un zócalo donde debe colocarse el procesador. El reloj del sistema. La Memoria ROM y CMOS. Memoria RAM y los zócalos donde se colocaría la memoria RAM. La Memoria CACHE. Circuitos auxiliares para la conexión de elementos tales como teclados, bases de expansión, puertos de comunicación, etc. Circuitos especiales conocidos como CHIP SET, integrado por los controladores de acceso a memoria, controladores de interrupción, manejadores de MMX. Slots de expansión. Conector para la fuente de poder. En las tarjetas actuales encontraremos adicionalmente elementos que se están convirtiendo en estándares, como son: • • • • • Dispositivos E/S ( Entrada - Salida ) formados por los conectores de puertos serial, paralelo, juegos y la electrónica que los controla. Conectores IDE para dispositivos de este tipo Controladores de floppy drive Electrónica de sonido Electrónica de vídeo 27 J3 AB JP4 1 JP 5 1 JP6 ABC D ISA3 3 1 P 5 4C JP 9 P 55 C P C I3 PR O P C I4 P C8 2C 43 7V X+ IR 1 1 P C I2 VX P C I1 1 Keylock CACHE CACHE 3.3V A B 5V JP 2 1 1 1 COM2 IDE1 USB COM 1 PRN1 FDC1 JP 1 1 3 JP 3 SIMM3 SIMM2 1 CACHE CACHE ABCD PS1 SIMM4 ISA 2 BIOS PRO VX P C 8 2C 3 71U SB 28 IDE2 UMC UM8670F SOCKET 7 spk hdd-led rst tb-led tb-sw DIM2 SIMM1 DIM1 ZOCALO PARA EL MICROPROCESADOR Como se ha mencionado anteriormente, el microprocesador es el elemento fundamental de la computadora, este se halla colocado en la tarjeta principal; en los equipos de las primeras generaciones lo encontramos unas veces en un zócalo adecuado y otras soldado directamente en la placa principal. En los equipos actuales siempre están colocados en un zócalo especial de acuerdo al tipo de máquina de la que se trate. Los micro procesadores de equipos de las primeras generaciones de XT, AT se caracterizan por ser pequeños y casi no necesitaban disipadores de calor, se los reconoce leyendo la identificación de cada chip, que debe corresponder a las series: 8088, 8086, 286, 386 con sus respectivas variantes. Esta nomenclatura puede incluir letras adicionales ya sea al principio, en medio o al final del código dependiendo del fabricante que lo construyó. En este tipo de equipos no existe la posibilidad de actualizar únicamente el procesador puesto que cada fabricante adecuaba la tarjeta principal de acuerdo a las características de sus procesadores. A medida que el desarrollo de micro procesadores fue haciéndose más rápido, los fabricantes estandarizaron un zócalo especial que permite el intercambio de procesadores de diferentes características, marcas, siendo necesario configurar el motherboard para cada uno. Este zócalo aloja a los procesadores 80486 y 586 de Intel , AMD, Cyrix, tiene 236 conectores distribuídos en un paquete PGA ( Pin Grid Array ) tiene el nombre de Socket 3, diseñado de forma tal que sea fácil la instalación e intercambio de dispositivos, conocido como diseño ZIF (Zero Insertion Force), este zócalo permite velocidades del bus de hasta 40Mhz SOCKET 3 Estas tarjetas principales fueron diseñadas para obtener el mejor rendimiento de los procesadores de 4ta y 5ta generación, sin embargo disminuyen el rendimiento de un procesador más poderoso colocado en ellas. A los procesadores de la generación PENTIUM colocados en una tarjeta principal 486 se los conoce como OVERDRIVE, puesto que son de quinta generación, con características especiales que le permiten funcionar en zócalo 3. Las nuevas características de la siguiente generación de procesadores obligaron a los fabricantes a diseñar un nuevo zócalo, que permitiera trabajar con un bus de hasta 83Mhz en la tarjeta principal, permitiendo nuevos multiplicadores para velocidades más elevadas de los procesadores, pudiendo instalarse procesadores de hasta 300mHz de velocidad, para esto fue necesario rediseñar la placa y aumentar el número de conectores en el zócalo llegando a tener 296 conectores. A este nuevo zócalo se lo denomino 29 SOCKET 7 SOCKET 7. Este nuevo zócalo es utilizado por todas las marcas de procesadores que hubo en aquella época en el mercado, se puede instalar procesadores: Pentium 80502 Pentium 80503 MMx, . 6x86 y todas sus versiones AMD K6 Con la aparición del procesador K6-2 y K6-III que utilizan un bus externo de 100 MHz se vio la necesidad de nuevas y mas rápidas tecnologías para esto se utiliza el SOCKET SUPER 7, en realidad el Socket súper 7 es el mismo Socket 7 físicamente pero la diferencia es en la velocidad de la tarjeta principal 100 MHz, ya que este zócalo es idéntico (salvo por la velocidad) al anterior se puede usar para todos los procesadores anteriores incluyendo los procesadores con bus de 100 MHz que son: AMD K6-2 AMD K6-III La siguiente generación de procesadores de la marca INTEL fue el PENTIUM PRO, que utiliza un zócalo más grande con más de 400 conectores conocido con el nombre de SOCKET B, sus características RISC lo hacían único en su clase, disponiendo de buses independientes con capacidades de proceso asombrosas para su época. El tamaño de este zócalo es más grande que el anterior, puesto que el chip incluye en su interior 512Kb de memoria cache L1. Intel fue el único fabricante que utilizó este zócalo. La nueva generación de procesadores Intel, conocida como PENTIUM II tiene un cambio radical, el procesador es colocado en el interior de un cartucho que se lo instala en una ranura especial conocida como SLOT 1 (SEC, Single Edge Slot 1 Contact), que permite bus doble independiente que dispone de una ranura de 242 contactos. La velocidad del bus puede ser de 66Mhz o 100Mhz, dependiendo del tipo de procesador que se instale en él, en este zócalo también se instala Procesadores CELERON SEEP (Single Edge Pocessor Package), además la última generación de procesadores de Intel PENTIUM III (80525), pudiendo instalar 2 procesadores en la misma tarjeta principal. 30 PGA 370 Posterior al lanzamiento al mercado del PENTIUM II y del CELERON SEEP Intel pone en el mercado su versión aún más económica llamada CELERON PPGA, aparecieron simplemente en presentaciones PPGA (Plastic Pin Grid Array), que utilizan un zócalo muy parecido al SOCKET 7, denominado SOCKET PGA 370, su principal diferencia a simple vista es la ausencia de 2 pines en los extremos, este zócalo tiene características similares al SLOT 1, pero no puede manejar sino sólo un procesador y nada más, la velocidad que alcanza el bus es de 66Mhz cuando se utiliza el CELERON PPGA, posteriormente apare una versión mas nueva y veloz de PENTIUM III, el PENTIUM III FCPGA (80526), o Flip Chip PGA que posee un bus de 133MHz La séptima generación de procesadores de la marca AMD ATHLON K7, tiene un zócalo muy parecido al SLOT 1 a simple vista, sin embargo su estructura es diferente, maneja buses dobles Slot A independientes de alta velocidad superiores a los que dispone Intel, llegando a velocidades de 200Mhz, la disposición de los pines es diferente y se lo denomina SLOT A; esto significa que no es posible instalar un procesador PENTIUM II o III en esta ranura ni tampoco los procesadores AMD K5, K6, K6-2, K6-3 pueden ser instalados en SLOT 1. PGA 462 ZOCALO 462, es utilizado para instalar procesadores de AMD ATHLON TUNDER BIRD, ATHLON XP Y DURON, estos procesadores son una versión de bajo voltaje del K7 ATHLON, es decir que es el mismo núcleo pero con ciertas variantes en cuanto al tamaño de memoria cache y multiprocesador (dos o mas procesadores en el mismo mother board), también esta diseñado para funcionar con velocidades de buses externos mas grandes por ejemplo: El K7 Athlon de slot A maneja 100 Mhz de bus externo por cada lado o doble lado dando un rendimiento de 200 Mhz. En el Zócalo 462 los procesadores pueden usar velocidades de 133 Mhz o mas por cada lado por lo tanto su rendimiento sería de 266 Mhz de bus externo. Intel tiene en el mercado el procesador PENTIUM II XEON, cuyo diseño ha sido realizado para trabajar bajo sistemas operativos UNIX, su aspecto físico es similar al PENTIUM II, pero de tamaño un poco más corto, la velocidad del bus también alcanza 100Mhz y su zócalo también es una ranura algo más corta denominada SLOT 2. PGA 478 ZOCALO 478 diseñado por intel para sus procesadores PENTIUM IV es un diseño compacto mas pequeño que los zócalos hasta ahora vistos tiene 478 contactos y puede trabajar a 100, 133 y máximo 150 MHz de bus externo normalmente, pero esta diseñado para funcionar en áreas de comunicación con la memoria RAM hasta un máximo de 200, 300 y 400 MHZ de bus lamentablemente esta velocidad solo la alcanza en estas áreas pero el resto de la tarjeta principal seguirá trabajando a 100 o 133 MHz. Otro punto es el calor que emite durante su trabajo normal, siendo necesario ventilación extra para un normal desempeño. 31 Inmediatamente apareció en el mercado un nuevo tamaño de procesador también PENTIUM IV pero que usa otro tipo de zócalo es el SOCKET 423 mas grande que el 478 en tamaño pero con características similares, tiene cada lado con un número diferente de pines lo que hace que sea imposible colocarlo al revés, 1 lado tiene 5 filas, 2 tiene 6 filas, 3 tiene 7 y el ultimo lado tiene 8 filas de pines. 32 REFRIGERACION A partir de la familia de procesadores 80486 en adelante es necesaria la instalación de un disipador de calor colocado directamente sobre el procesador para que este opere en condiciones normales, la falta de este dispositivo provoca una gran pérdida de rendimiento del procesador y en ocasiones, fallas constantes en la operación del equipo. Existe un gran número de disipadores en el mercado, desde aquellos que son únicamente láminas de aluminio colocadas sobre el dispositivo hasta grandes ventiladores que enfrían adecuadamente los procesadores actuales, este dispositivo tiene mucha importancia y debe ser elegido de acuerdo al procesador que se desea enfriar. COLOCACION DEL MICRO PROCESADOR Para colocar el micro procesador en el zócalo en primer lugar se debe asegurar que el dispositivo corresponda con el zócalo correcto, es decir : los procesadores 80486 de cualquier marca, procesadores 5x86 de marca Cyrix, el procesador 586 X5 de marca AMD se debe colocar en un SOCKET 3. La serie PENTIUM P54C y P55C, así como los procesadores IBM / Cyrix 6x86, 6x86MMX, AMD 586 K5, K6, K6MX e IDTC6 se instalan en el SOCKET 7. La serie K6-2 y K6-III se instalan en SOCKET SUPER 7, pero también se puede usar para los procesadores de socket 7 común La serie CELERON, PENTIUM II y PENTIUM III de cartucho (conocido como SEC y SEPP) se instalan en SLOT 1. • • • La serie CELERON FCPGA Y PENTUM III FCPGA (FLIPCHIP) Se instalan en SOCKET PGA 370. La serie K7 ATHLON se instala en SLOT A. La serie DURON, ATHLON TUNDER BIRD (FLIP CHIP) Y ATHLON XP se instalan en SOCKET 462 también conocido como SOCKET A La serie PENTIUM IV tiene dos modelos diferentes y cada modelo usa un zócalo diferente, el primero usa un zócalo SOCKET 478, que es pequeño y el otro usa el SOCKET 423, que es mas grande. COLOCACION Para la colocación correcta de éstos procesadores debemos tomar en cuenta la posición del PIN #1 ubicado siempre en una esquina del procesador e identificado claramente en la parte superior mediante un punto de color, coincidiendo con una esquina o con un pequeño recorte diagonal en el extremo. En la parte inferior, es decir por el lado donde se encuentran la patas de conexión se puede identificar fácilmente el PIN #1 por su conexión en la base de forma cuadrada. Pin #1 Corte diagonal Punto indicador del pin #1 33 En el caso del zócalo donde se insertará el procesador, la ubicación del PIN # 1 se lo identifica de diversas maneras dependiendo del fabricante, lo más común es encontrar en una esquina la ausencia de un agujero produciendo de esta manera una esquina en diagonal, tal como muestra la figura: SOCKET 7 Pin #1 Pin #1 En otros casos se tienen mayores indicaciones como: Una esquina interna o externa, o ambas en diagonal a demás de la ausencia de un agujero en dicha esquina. En el caso de contar con un motherboard de buena calidad se encuentra muy claramente especificado la posición del PIN #1 con las indicaciones anteriormente descritas y además señales muy claras impresas en la placa principal como se muestra en la figura. Al colocar el procesador en el zócalo, debe coincidir el PIN #1 del procesador con el PIN #1 del zócalo, se lo debe colocar con mucho cuidado asegurándose de no torcer ninguna pata del procesador puesto que si eso sucedería la computadora no trabajaría, y se corre el riesgo de estropear el procesador. 34 CONFIGURACION DEL MOTHERBOARD Debido a que existe un gran número de fabricantes de procesadores, cada uno de éstos produce dispositivos con diversas características, los fabricantes de motherboards han debido adecuar a los mismos para que puedan funcionar con cualquier procesador, para esto se han concebido maneras de modificar la placa principal de acuerdo a la marca, velocidad y tipo de procesador que se vaya a instalar. El modo más común es instalar Jumpers Jumpers es un pequeño dispositivo que DOS PINES, de acuerdo a como figuración. de selección de características, un realiza una conexión eléctrica entre especifique el manual de con- Otro método es la utilización de DIP interruptores colocados en la tarjeta las necesidades de configuración del SWITCHES, que son pequeños principal y dispuestos de acuerdo a aparato. JUMPER Se debe recordar que la posición de cada adecuadamente el trabajo de procesador accidentalmente éste dejará de funcionar uno de estos aparatos controla y si se los cambia correctamente. Al instalar un procesador debemos siguientes aspectos. considerar 1. 2. 3. 4. 5. perfectamente los Marca del procesador Velocidad de operación del procesador Tipo de procesador Voltaje de operación e/s ( entrada / salida ) Voltaje de operación del nucleo ( cpu core ) Con éstos datos debemos revisar el manual de instalación que nos guiará de acuerdo a nuestra selección, los motherboards de la actualidad suelen soportar casi todas las marcas y tipos de procesadores y una amplia gama de velocidades de reloj. En estos manuales encontraremos tablas de configuración o gráficas explícitas de como se prepara la placa principal para recibir un tipo determinado de dispositivo, siempre se referirán a un JUMPER o un grupo de JUMPERS claramente visibles los que deben ser colocados adecuadamente tomaremos como ejemplo el motherboard VxPro, con capacidad de instalar un procesador de hasta 233 MHz, donde entenderemos como JP o solo J identifica a un JUMPER, por ejemplo JP1=JUMPER 1; en este motherboard encontraremos los siguientes Jumpers de configuración: 1. 2. 3. 4. 5. 6. JP1 configura CMOS RAM JP3 Selecciona velocidad del CPU JP5 Selecciona velocidad de reloj interno del CPU JP6 Selecciona el voltaje del núcleo del CPU JP9 Selecciona tipo de procesador P54C o P55C, tipo de procesador MMX o no MMX JP2 Selecciona el voltaje de operación de los módulos de memoria En este motherboard deseamos instalar un procesador CYRIX 6x86 Media GX (versión MMX de CYRIX ) de 200 Mhz, Voltaje de I/O (Entrada / Salida ) de 3.3v y voltaje del núcleo (CORE) de 2.8V. En nuestro manual encontramos algunas tablas; el primer paso que debemos dar será establecer la velocidad de operación del procesador, en este caso 200 MHz, y la marca (CYRIX) con estos 2 datos revisamos la tabla del JUMPER JP3 para seleccionar la operación adecuada del MOTHERBOARD. 35 La tabla que configura la velocidad del motherboard es la que se refiere al JP3, en esta tabla únicamente contamos con velocidades de hasta 75 Mhz por lo que debemos buscar un factor multiplicador que nos permita llegar al valor de 200 Mhz o lo más cercano posible, este factor lo encontramos en la tabla de selección de velocidad interna del reloj controlada por JP5, donde buscamos la columna que pertenece a nuestra marca (CYRIX), encontramos los diferentes factores multiplicadores, para este caso tenemos 2, 2.5 y 3. Description JP1 CMOS RAM Discharge Jumper pin Description 1 Internal Battery 2 CMOS 3 Ground JP1 1 Normal Mode 1 Clear CMOS JP3 (A,B,C): CPU Speed Jumpers JP5: CPU Internal Clock Speed Jumpers CPU IDT JP3 Clok Intel Reserved 1 1.5X/3.5X Cyrix AMD JP5 1 K5 1.5X Reserved K6 3.5X 1 50MHz Reserved 1 2.0X 2.0X Reserved 1 55MHz 1 Reserved 2.5X M2 2.5X 2.5X 60MHz 1 1 66MHz 1 75MHz C& 3.0X 3.0X M2 3.0X K& 3.0 ABC JP6 (A,B,C,D): CPU Core Voltage Jumper ABC Voltaje Setting JP3 (D): PCI clock Jumper PCI Clock JP3 Voltaje Setting 3.5V ABCD 2.8V ABCD 3.2V ABCD 2.5V ABCD 2.9V ABCD 1 CPU CLK/2 1 33 MHz JP2: DIMM Module Voltage Jumpers JP9: CPU Type Jumpers Description CPU Setting 1 P55C (Dual voltage) 1 P54C (Single Voltage) 36 Example Intel MMX, AMD K6, IBM/Cyrix 6x86L, M2 Intel P54C, AMD K5, IBM/Cyrix 6x86 JP2 1 For SDRAM DIMM Module (3.3V) For EDO DRAM/Fast Page DRAM DIMM Module (5V) 1 Para llegar a nuestro valor deseado entonces debemos escoger la velocidad externa de la placa 66 Mhz ( JP3 ) y multiplicarla por el factor de multiplicación 3 ( M2 3.0 X) entonces 66 Mhz X 3 = velocidad Externa Factor de Placa Multiplicación 198 ~ 200 Mhz Velocidad Interna de Reloj CPU Es importante mencionar que el resultado de esta multiplicación debe ser lo más cercano posible a la velocidad interna del reloj ( CPU ) pero sin sobrepasar nunca el valor normal de operación ( en este caso 200 Mhz ) conocidos estos datos procedemos a configurar el jumper 3 y el jumper 5 con lo que se ha determinado en el manual. El siguiente paso consiste en configurar el voltaje de operación del núcleo del procesador, en el ejemplo contamos con las siguientes posibilidades 3.5V, 3.2V, 2.9V, 2.8V y 2.5V ; el jumper encargado de esta selección es JP6. El dato del voltaje del núcleo lo tomamos de la cubierta del procesador, para el procesador CYRIX es común encontrar un voltaje del núcleo igual a 2.8V lo que significa que JP6 deberá estar configurado de la siguiente manera. Finalmente debemos configurar el tipo de dispositivo, en la actualidad existen 2 tipos, Normal y MMX, aquellos procesadores que no tiene extensión multimedia son: Intel P54C, AMD K5, IBM/CYRIX 6x86 y las versiones con MMX son: Intel MMX P55C, AMD K6, IBM/CYRIX 6x86L y M2 de la misma empresa CYRIX. 37 COLOCACION DE CABLES Dentro de la computadora, encontraremos varios dispositivos periféricos que deben ser conectados a sus circuitos de control, para esto, se cuenta con algunos cables planos que se los conoce con el nombre de buses; existen de diferentes tamaños, y número de contactos, de acuerdo al dispositivo o puerto de comunicaciones que se vaya a conectar. Todos estos cables, que generalmente son de color gris, aunque existen de varios colores, tienen una característica común, hay un cable de un color diferente en uno de sus lados, que sirve para identificar al cable que conectará el Pin #1, tanto en el dispositivo como en el conector respectivo. 1 39 Junto a los conectores, encontraremos diferentes métodos de identificación del Pin #1, el más común es mediante la numeración de los pines como se observa en la figura. 2 40 2 40 2 40 En el caso de que no se encuentre exactamente el número 1, nos podemos valer de los otros números que están alrededor del conector, la posición del cable que identifica el número 1, deberá ser en el extremo en que encontremos impreso este número junto al conector, en algunos casos este número no aparece, pero en su lugar encontramos el número 2, el que también nos indica la posición del cable que identifica al pin número 1, y finalmente, si no encontramos los números 1 y 2, es posible encontrar los números opuestos, en éste caso, el cable de identificación del pin número 1 deberá colocarse en sentido opuesto a dichos números. Otra manera de identificar la posición del Pin #1, se la hace mediante gráficos alrededor de los conectores, los más comunes son los siguientes: Algunos fabricantes identifican al pin #1 imprimiendo el Pin #1 nombre del conector en uno de los extremos, hacia ese extremo se debe colocar el cable identificador del pin #1. Pin #1 Pin #1 Con 15 Pin #1 Pin #1 Pin #1 Finalmente, en caso de que existan varios dispositivos juntos entre sí y no se disponga de espacio suficiente para identificar cada uno de ellos, suele asignarse un solo número 1 al conector más libre, y todos los conectores a su alrededor tendrán el pin #1 en el mismo lugar. 38 Para identificar el conector IDE en las tarjetas, debemos revisar el tipo de equipo en el que estamos trabajando, es frecuente encontrarlo en una tarjeta multipuerto en computadoras de las primeras generaciones hasta los equipos 486 SX, en éstos casos se suele contar con un solo conector, identificado con los nombres de: HDD, HDC ó IDE. En los equipos modernos, existen por lo general 2 conectores IDE instalados en la tarjeta principal, identificados como IDE1 e IDE2, el primero es el conector IDE primario y el segundo es el conector IDE secundario. Por cada conector IDE únicamente es posible conectar como máximo 2 dispositivos. Para la conexión de dispositivos IDE, tales como discos duros, lectores de CD, grabadores de CD, ZIP drivers, DVD, etc., se cuenta con un cable de 40 pines de ancho, con tres conectores tipo hembra, el conector que está en un extremo y más alejado de los otros dos, se lo coloca en su respectivo conector macho, que puede encontrarse en una tarjeta adicional o en la tarjeta principal. Los dos conectores que quedan libres, se los utiliza para conectar el dispositivo que estamos instalando, generalmente se encuentra un dispositivo IDE master en el conector del medio y el dispositivo esclavo en el conector del extremo. Por cada cable IDE, pueden conectar máximo dos dispositivos, aunque en ocasiones se puede encontrar cables que solo cuentan con dos conectores, lo que permitiría únicamente la conexión de un solo dispositivo IDE. Para localizar el conector respectivo de los dispositivos IDE en las tarjetas, se cuenta con dos posibilidades; dependiendo del tipo de máquina que tengamos en nuestras manos, en máquinas del tipo 486 o inferiores (386, 286) se busca los conectores en una tarjeta adicional que tiene el nombre de tarjeta multipuerto; en las máquinas modernas (586 en adelante), los conectores respectivos se los ubica en la tarjeta principal. Para ubicar correctamente al conector IDE, se debe buscar entre los diferentes conectores, alguno que tenga cuarenta pines del tipo macho con una de las siguientes identificaciones impresas junto al: IDE, HDD, HDC, en las tarjetas principales actuales, se pueden encontrar hasta dos conectores IDE, los que se identifican como IDE primario e IDE secundario, y están numerados como IDE1 e IDE2; por cada uno de estos conectores se puede conectar máximo dos dispositivos IDE, debiendo ser siempre uno el dispositivo maestro (MASTER) y el otro el dispositivo esclavo (SLAVE), si se cuenta únicamente con un dispositivo, este debe ser un dispositivo maestro. Los cables IDE cuentan con tres conectores del tipo hembra, el un extremo se lo conecta en la tarjeta, y los dos restantes se los conecta en los dispositivos, preferiblemente el dispositivo maestro en el conector intermedio y el dispositivo esclavo en el conector extremo. LOS BUSES DE EXPANSION Desde que la computadora APPLE II aparecióó en el mercado, todos los fabricantes han procurado diseñar sus equipos con la posibilidad de ampliar sus capacidades mediante el uso de tarjetas suplementarias que pueden ser provistas por diferentes fabricantes, esto es posible porque se cuenta con la presencia de conectores estandarizados con un número determinada de contactos y dimensiones estándares especificas las que permiten llevar las señales necesarias para realizar diferentes operaciones o interfases del sistema. A este conjunto de señales la llamamos BUSES. 39 Un bus está definido generalmente por diferentes especificaciones que aseguran que todos los productos puedan trabajar adecuadamente en equipos diseñados bajo dichas normas, tenemos tres tipos de especificaciones: !" ESPECIFICACIONES FISICAS.- Incluye la tarjeta principal, las tarjetas conectadas a ella y otras tarjetas adicionales. Estas especificaciones detallan los conectores utilizados, la distancia entre las tarjetas, el máximo calor de disipación y otras características mecánicas. !" ESPECIFICACIONES ELECTRICAS.- Cada pin en un conector de bus, lleva una señal energía o tierra, éstas especificaciones definen que señal debe llegar a cada pin y el mínimo o máximo valor para cada uno. !" EL SEGMENTO DE TIEMPO Y PROTOCOLO.- El comportamiento y los segmentos de tiempo que controlan el bus deben estar definidos precisamente para que todo funcione adecuadamente. El lenguaje utilizado para comunicarse entre dispositivos de denomina protocolo y su estructura está perfectamente especificada. La posibilidad de tener diferentes opciones para configurar un equipo ha permitido el gran desarrollo y versatilidad de las Señal Pin Pin Señal computadoras personales, B1 Ground A1 adecuándolos a todo tipo de -I/O CHCK B2 Reset A2 Data Bit 7 aplicaciones teniendo como B3 + 5VDC A3 Data Bit 6 base un sistema compuesto por B4 IRQ2 A4 Data Bit 5 un procesador principal, una B5 -5VDC A5 Data Bit 4 memoria básica, diferentes B6 DRQ2 A6 Data Bit 3 circuitos de entrada / salida y B7 -12VDC A7 Data Bit 2 las diferentes tarjetas de B8 Card selected A8 Data Bit 1 expansión conectadas a través B9 +12VDC A9 Data Bit 0 B10 del Bus. Ground A10 -I/O CHRDY -SMEMW -SMEMR - I/O W -I/O R -DACK 3 DRQ3 -DAQ1 DRQ1 -REFRESH Clock (4.77 Mhz) IRQ 7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 IRQ3 -DACK 2 T/C BALE + 5VDC Osc. (14.3 Mhz) Ground B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20 B21 B22 B23 B24 B25 B26 B27 B28 B29 B30 B31 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 A28 A29 A30 A31 AEN Address Bit 19 Address Bit 18 Address Bit 17 Address Bit 16 Address Bit 15 Address Bit 14 Address Bit 13 Address Bit 12 Address Bit 11 Address Bit 10 Address Bit 9 Address Bit 8 Address Bit 7 Address Bit 6 Address Bit 5 Address Bit 4 Address Bit 3 Address Bit 2 Address Bit 1 Address Bit 0 BUS PC O ISA DE 8 BITS El primer bus que apareció al mercado junto con la aparición de la primera IBM PC en 1982, de donde tomó el nombre, conservándose posteriormente en los modelos XT, y convirtiéndose en un estándar de la industria. Considerando que el bus de datos externo del procesador de primera generación es de 8 bits, que lo utiliza para comunicarse con los periféricos, tomó posteriormente el nombre de bus ISA de 8 bits. Este bus dispone de una ranura de expansión simple de 62 conectores, 31 por cada lado, los cuales están numerados desde A1 hasta A31 por cada lado, y por el otro, desde B1 hasta B31 a través de los cuales se conectan los buses de datos, direcciones, también encontramos algunas señales de control y de reloj; Así como en voltajes de alimentación; casi todos conectados al microprocesador a través de drivers y buffers para protegerlo de posibles cortocircuitos y malas conexiones. 40 Este bus contiene 6 señales de Interrupción (IRQ2 a IRQ7), que utilizan las tarjetas de expansión para demandar atención por parte del microprocesador, las interrupciones 0 y 1 tienen la más alta prioridad y están asignados al temporizador principal y al teclado. Se dispone además de tres canales DMA y una señal de reloj de 4.77 MHz. BUS ISA DE 16 BITS La siguiente generación de procesadores, 80286 de 16 bits de ancho de bus de datos requería de una ranura de expansión que le permitiera aprovechar las nuevas capacidades manteniendo la compatibilidad con la generación anterior, para esto se ideó una ranura que mantenía el diseño original de la ranura de 8 bits, aumentando un conector independiente de 36 pines alineados con el primero que agregaba conectores adicionales para los 8 bits nuevos de datos, 7 pines nuevos para direcciones, 5 canales de interrupciones adicionales, 4 canales DMA nuevos y algunas señales de control, así como se aumentó la velocidad a 8.33 MHz. Este bus aún se encuentra en la mayoría de computadoras actuales con el fin de mantener total compatibilidad con las tarjetas fabricadas para este tipo de bus. BUSES DE 32 BITS Cuando aparecieron en el mercado las nuevas generaciones de procesadores de 3ra. y 4ta. generación (386 y 486), con anchos de bus de datos de 32 bits y mayor capacidad de direccionamiento a memoria se vio la necesidad de actualizar nuevamente los slots de expansión para aprovechar las nuevas capacidades con que se contaba. Para esto se han creado varios buses en diferentes épocas y propuestos por diferentes fabricantes; el primero que apareció al mercado lo creó la compañía IBM denominándolo BUS MCA. BUS MCA DE 32 BITS En el año de 1987, IBM decidió crear un nuevo diseño de Bus que aproveche de la mejor manera posible las características de los nuevos procesadores, este BUS tiene el nombre de MCA (Micro Channel Architecture) ó Arquitectura de Micro Canal y apareció por primera vez en las computadoras de IBM serie Ps/2. Las características de este bus incluían: ♦ Vía de datos de 32 bits- El Bus MCA soporta transferencias de datos de 8, 16 y 32 bits a una velocidad de reloj de 10 MHz y para un pico de transferencia de datos de 20 MB/sg. ♦ Direccionamiento de 32 bits- El bus MCA dispone de 32 líneas de direcciones, capaz de direccionar hasta 4 Gb. en memoria. ♦ Soporte completo para Buses Maestros- Incluye un manejo mejorado del contenido cuando múltiples maestros requieren el bus. ♦ Configuración Automática- El MCA soporta un análisis y configuración automática para direcciones de E/S, niveles de requerimiento de interrupción, (IRQ) y asignación de direcciones de memoria para tarjetas conectadas al BUS, a través del POS(Programable Option Select). ♦ Esta nueva tecnología fue exclusiva de la marca IBM, siendo totalmente incompatible con la tecnología ISA entre otros motivos, porque su conector es totalmente diferente al ISA, teniendo una separación entre pines de 0.050”. ♦ Un factor importante que derivó en el fracaso de ésta tecnología extremadamente bien diseñada fue el costo muy elevado de sus componentes y la escasez de compañías con licencia de IBM para producir dispositivos con esta arquitectura. 41 BUS EISA La resistencia del mercado a cambiarse a la tecnología MCA y la dificultad de los fabricantes para producir dispositivos con esa arquitectura obligó a que un grupo de 9 Fabricantes: Compaq, Hewllet Packard, Nec, Zenith, AST, EPSON WYSE, Olivetti y Tandy decidan desarrollar un nuevo Bus que sea competitivo con MCA y a la vez compatible con el estándar ISA. El primer problema que debieron solucionar fue el diseño de la nueva ranura que permitiera manejar los 32 bits de los nuevos procesadores mientras permanecía compatible con el viejo ISA; la solución llegó con un diseño de la ranura un poco más profunda, donde en la parte superior permanecían los pines del Bus ISA de 8 y 16 bits mientras que en el fondo se colocaron 90 nuevos pines para completar los 16 bits adicionales y nuevas señales de control. Las características de éste nuevo bus fueron las siguientes: #"Tazas de transferencias elevadas: este diseño soporta nuevos modos de transferencia de datos entre dispositivos compatibles con EISA capaces de operar a 33Mb/sg, una velocidad de transferencia muy elevada en comparación a su predecesor ISA aunque la velocidad del bus se conservó en 8.33 MHz. para permitir compatibilidad con ISA. #"Operaciones de Acceso directo a memoria rápida: mediante el uso de un circuito adicional llamado controlador de DMA para mover bloques de datos de un lugar a otro, se logra de dos hasta seis veces mayor rendimiento. #"Soporte para Bus Mastering (manejo autónomo del Bus) mejorado: el Bus Mastering permite intercambio de información entre 2 periféricos sin la intervención del CPU; EISA trasladó el control del Bus Mastering fuera del procesador y provee una estructura que asegura que los requerimientos necesarios sean adecuadamente asignados. #"Interrupciones compartidas: aún con la adición de 7 interrupciones nuevas el diseño de 16 bits de ISA restringe la adición de sistemas más funcionales. El bus EISA mantiene las mismas 15 interrupciones que el estándar ISA pero a las interrupciones generadas por las tarjetas EISA, permite que las interrupciones sean compartidas entre más de un dispositivo. El Bus EISA tiene 99 pines por cada lado en su ranura con un espaciamiento de 0.050”, contando con 30 líneas de direccionamiento, 32 bits de datos, 15 niveles de interrupción y 7 canales de DMA. BUS LOCAL VESA Este tipo de Bus fue introducido al mercado en el año 1992 por la Asociación de Estándares para Electrónica de Video (Video Electronic Standard Asociation) de donde tomó su nombre, esta tecnología realiza la conexión de las tarjetas de video directamente al bus del procesador, a esto lo llaman “BUS LOCAL”, éste método de conexión elimina muchas de las características de los buses ISA, EISA y MCA, pero incrementa la velocidad en forma considerable debido a su simplicidad, la velocidad de trabajo de este bus suele estar ajustable a la velocidad del procesador, en general trabajaba a 33 MHz. Este bus dispone de una ranura similar a la utilizada por Micro canal con 116 pines alineadas con las ranuras ISA, se puede expandir de 32 a 64 bits siendo capaz de transferir datos a una velocidad de 100Mb/sg. Debido al éxito obtenido con ésta tecnología de costo relativamente bajo, además de tarjetas de video se fabricaron otro tipo de dispositivos. BUS PCI (Peripheral Component Interconnet) Este bus propuesto por la firma Intel y apoyado por la mayoría de los fabricantes incluidos Mac apareció por primera vez en 1992, tratando de mejorar considerablemente el rendimiento de la máquina en procesos de manejo de datos de alta intensidad como son el manejo de gráficos de alta resolución y de 2 ó 3 dimensiones, despliegue de video en pantalla completa y reproducción de sonido con calidad de CD. 42 El Bus PCI es un bus local muy atado al procesador, pero tiene suficiente independencia para poder soportar procesadores 486, Pentium o posteriores generaciones; éste bus cuenta con las siguientes características: !" Provee un rendimiento superior: logra velocidades de transferencia de 132 Mb/sg y soporta 32 bits completos siendo posible expandido hasta 64 bits. !" Soporta múltiples bus masters: permite que los dispositivos periféricos tengan altas tazas de transferencia de datos independientemente del procesador permite una comunicación inteligente entre dispositivos. !" Dispone de configuración automática: o también conocida como Plug & Play, característica que asigna correctamente direcciones de memoria y canales de interrupción de cada dispositivo. !" Independencia del procesador: este bus esta diseñado para mantener suficiente independencia, reduciendo el costo de desarrollar chips que soporten el bus en las diferentes generaciones de procesadores. !" Mantener soporte para Bus ISA para aprovechar la gran cantidad de dispositivos que usan ese bus existentes en el mercado. !" Bajo costo de implementación El conector de este bus cuenta con 188 pines para ranuras de 64 bits o 124 para ranuras de 32 bits, utilizando técnicas de multiplexación de direcciones y datos para reducir el número de pines necesarios, sin embargo esto crea la necesidad de circuitos de adaptamiento (buffers) que reducen la velocidad de transferencia. Hay versiones que soportan lógico de 3.3v y otras diseñados para lógica de 5v. BUS AGP ( Accelerater Graphic Port ) Esta ranura tiene la capacidad de comunicarse directamente con el chipset llamado NORTH (norte) que se encarga de los procesos de altas velocidades para que el procesador de video pueda leer texturas directamente de la memoria RAM del sistema, liberando al procesador central de este trabajo y así obtener mas velocidad en la transferencia de datos. La diferencia también radica en la velocidad de comunicación de las ranuras, que dependen directamente del modelo del Chipset NORTH y la tecnología de la tarjeta de video ej: AGP 2X transfiere 532 MB por segundo AGP 4X transfiere 1 GB por segundo !" Provee un rendimiento superior al PCI: logra velocidades de transferencia de 1 Gb/sg y soporta 64 bits completos siendo posible expandirlo hasta 256 bits vía bus local. !" Soporta múltiples bus masters: permite que los dispositivos periféricos tengan altas tazas de transferencia de datos independientemente del procesador permite una comunicación inteligente entre dispositivos. !" Dispone de configuración automática: o también conocida como Plug & Play, característica que asigna correctamente direcciones de memoria y canales de interrupción de cada dispositivo. 43 !" Independencia del procesador: este bus esta diseñado para mantener suficiente independencia, reduciendo el costo de desarrollar chips que soporten el bus en las diferentes generaciones de procesadores. !" Acceso directo a memoria (DMA): este bus no necesita utilizar un IRQ como lo hacia el PCI, en lugar de eso utiliza acceso a memoria directamente para trabajar con los datos que en ella se guardan. Velocidades y ancho del bus AGP: 66 MHz 100 MHz 133 MHz 44 64 – 128 64 – 128 64 - 128 –256 1X 2X 4X TIPO Y DISPOSICION DE MEMORIA MEMORIA ROM, CMOS - RAM Existen varios tipos de memoria en una computadora, todas ellas necesarias para su funcionamiento, el primer tipo del que nos vamos a ocupar es la memoria ROM que significa Read Only Memory, esto significa que la información contenida en este dispositivo solo es posible leerla, no puede ser modificada de ninguna manera. Esta información grabada por el fabricante contiene el programa de arranque de la computadora, también conocido como BIOS (Basic Input Ouput System ), el cual realiza una serie de comprobaciones a los diferentes dispositivos del equipo tales como memoria RAM, teclado, unidades de disco y diskette, controladores DMA e IRQ y puertos de comunicación, posteriormente carga el sistema operativo y cede el control al usuario ; Este proceso de comprobación inicial toma el nombre de POST ( Power On Self Test ) o auto prueba de encendido. La capacidad de almacenamiento en ROM varía de acuerdo al fabricante y podemos encontrar chips de 256, 512, y 1MB de memoria ROM de carácter no volátil, es decir permanece la información aún cuando se apague el equipo, la memoria ROM comúnmente se relaciona con otro elemento electrónico conocido como CMOS - RAM frecuentemente incorporado en el CHIP Motorola MC146818A o en algún otro equivalente, este chip almacena información sobre la configuración del computador especialmente lo relacionado al tipo y número de unidades de disco duro, tipo y número de floppy drivers, cantidad de memoria RAM instalada, distribución de asignación de memoria shadow, secuencia de búsqueda en el encendido, claves de protección de acceso, fecha y hora de tiempo real etc., mientras mas moderno sea el equipo se puede encontrar mayor cantidad de información para ser configurada. Este tipo de memoria no existe en un equipo XT y es de carácter volátil, es decir pierde su información al quedarse sin energía eléctrica razón por la cual dispone de una pila o batería que la alimenta permanentemente, aún cuando el computador se encuentra apagado. Esta pila se la puede ubicar fácilmente dentro de su zócalo instalado en el motherboard o soldado sobre la tarjeta principal, en algunos casos esta se halla colocada fuera de la tarjeta principal, y está unida mediante un conector adecuado; los voltajes de esta pila varían de acuerdo al fabricante, encontramos baterías que van desde 12V hasta 3V en los equipos más modernos; la forma de estas también varía habiendo desde paquetes grandes de baterías de Níquel / Cadmio, baterías pequeñas con forma de Barril y baterías planas como las que se instalan en los relojes de pulsera ; las más comunes suelen ser las de forma de barril de 3.6V y 600mA en los equipos antiguos mientras que en los actuales las baterías planas de 3V CR2032 o su equivalente. Existen algunos fabricantes que instalan en el motherboard en lugar de una pila común, un dispositivo conocido como el CHIP DALLAS, en el cual se incorpora el mecanismo de reloj y una batería de larga duración, según datos del fabricante esta batería tiene un tiempo de vida de 20 años. La alimentación eléctrica al CMOS, frecuentemente esta configurado mediante un JUMPER, para al caso del ejemplo JP1 este JUMPER permite algunas posibilidades, la primera sería la alimentación normal al CMOS, colocando el mismo en la posición NORMAL La segunda posibilidad nos permite borrar la información de configuración almacenada en NORMAL el CMOS - RAM, opción principalmente CLEAR utilizada cuando deseamos eliminar las claves de protección de acceso al sistema; se debe considerar sin embargo que al utilizar esta opción no solo eliminamos las claves de acceso sino todo el resto de información de la configuración y para que el equipo nuevamente opere correctamente, debemos reconfigurarlo lo cual en ocasiones se nos complica si no obtuvimos previamente la información original. 1 1 45 Existe en otras ocasiones una tercera posibilidad que nos permite la instalación de una batería externa sin desconectar la batería del motherboard la cual comúnmente se conecta en los conectores centrales del JUMPER que controla al CMOS. Cuando no se encuentra instalado un JUMPER para controlar el CMOS y queremos eliminar la configuración del computador, lo que se debe hacer es retirar la batería de su zócalo por un tiempo aproximado de 15 minutos antes de colocarlo nuevamente en su sitio. En el único caso en que nos encontraremos en problemas será cuando tengamos instalado un CHIP DALLAS y no dispongamos de un JUMPER de borrado del CMOS, en dicho caso, para eliminar la información de la configuración debemos reemplazar el CHIP DALLAS por uno nuevo o esperar 20 años hasta que por fin se agote la batería para reemplazarlo por otro CHIP DALLAS. MEMORIA RAM Un elemento importante en el motherboard constituye la memoria RAM (Random Access Memory), en esta memoria debe cargarse cualquier programa antes de ser ejecutado, así como los datos que requiere el programa. La memoria RAM, es la memoria que utiliza el procesador para almacenar la información de uso más frecuente, es de acceso aleatorio porque podemos acceder a una celda determinada sin necesidad de leer toda una fila de celdas. La memoria está organizada en celdas, como una hoja cuadriculada, y para acceder a una celda determinada se utiliza el nº de fila y de columna, como cuando jugamos a los barcos; el procesador cuando necesita un dato primeramente lo busca en la memoria cache L1, si no está lo busca en la L2, y si no está lo busca en la RAM. La memoria RAM está formada por chips denominados DRAM (Dynamic RAM) que es un dispositivo económico pero también es lento ya que hay que refrescarlo periódicamente para que no pierda la información, esta memoria es la más antigua, y es asíncrona. La memoria RAM ha experimentado una constante evolución desde que aparecieron las primeras computadoras, en éstas la RAM estaba formada por un conjunto de chips de memoria formando bancos en la tarjeta principal, estos chips solían tener las siguientes capacidades: 16kbits, 64kbits, 64knybbles, 128kbits, 256kbits, 256knybbles, 1024kbits. Estos dispositivos almacenan la información en bits independientes o en nybbles. Un Nybble es un grupo de 4 bits, un chip de 64 knybbles tiene 64 K grupos de 4 bits o sea tiene 256 kbits que equivale a contar con 4 chips de 64 kbits cada uno. Los bancos de chips de memoria de los primeros equipos solían colocarse en el motherboard en 2 o 4 columnas de 8 chips del mismo tipo cada una en memorias sin paridad y 9 chips cada una en memorias con paridad claramente visibles, para identificar plenamente a estos bancos de memoria RAM debíamos leer la codificación de uno de los chips la que debía coincidir con los restantes; solíamos encontrar códigos como los siguientes: 4164-20 = 64Kbits 414256-15 = 256Knibbles 3764-20 = 64Kbits 44256-15 = 256Knibbles 6665A20 = 64Kbits 514256-15 = 256Knibbles 4264-20 = 64Kbits 424256-15 = 256Knibbles Como podemos observar, estos códigos tienen todos algo en común, dependiendo de su capacidad; podemos encontrar que en el primer grupo está siempre presente el número 64 salvo en el tercer caso donde aparece en número 65; este número indica la capacidad del chip expresada en kilobits; algunos fabricantes codifican sus productos con números cercanos a las capacidades comunes por ejemplo el número 65 es cercano a 64. En el segundo grupo se observa códigos de elementos de mayor capacidad, en este caso 256 knybbles, como se mencionó anteriormente, un nibble está compuesto de 4 bits, su codificación nos especifica esto claramente mediante en número 4 que antecede al número que identifica la capacidad (414256-15, 256Knibbles). 46 Para conocer la capacidad total de memoria instalada en estos equipos, debíamos identificar la capacidad de cada chip, luego debíamos verificar que los restantes chips de la columna tengan la misma codificación y que el banco de memoria tenga al menos 8 chips iguales. Por ejemplo encontramos un equipo con una configuración como la del gráfico siguiente: SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 SIEMENS 41256 -20 Posterior a los bancos de memoria, ya en la época del 386 y 486 cuando se cambiaba el procesador, implicaba un cambio de tarjeta principal y de procesador, la memoria nos valía de un procesador a otro, eran los SIMM’s (Single In Line Memory Module) de 30 pines, luego vinieron los de 72 y 168 pines. Esto sucede debido a las nuevas arquitecturas de los procesadores y a las nuevas frecuencias de trabajo, tanto de los procesadores como de los buses del sistema. Los SIMM´s de memoria físicamente están instalados en una pequeña tarjeta impresa, originalmente formada por chips comunes DRAM, y posteriormente equipados con los nuevos chips SDRAM. La memoria SDRAM sincrona es más rápida que la DRAM, es sincrona, es decir esta memoria se sincroniza con el procesador para que el procesador sepa exactamente cuando va a tener su petición lista para poder recogerla y cuando puede hacer otra petición sin tener que esperar a que la memoria esté libre. Esto evita que el procesador esté pendiente de la memoria y desperdicie ciclos de reloj. El estándar de la memoria SDRAM es el llamado JEDEC de diciembre de 1996. La SDRAM puede venir en varios formatos, SIMM o DIMM. SIMM: Single In line Memory Module, pueden ser de 30 o 72 pines. Los de 30 pines son para las tarjetas principales 386 y las primeras de 486, los de 72 pines también en las tarjeta principales 486 más modernas y en las tarjeta principales Socket7 o súper 7 para Pentium y AMD. La colocación de esta memoria tiene que realizarse considerando diferentes aspectos; 1. Los módulos deben colocarse en pares llenando por lo menos la mitad de los zócalos que se 2. 3. 4. 5. disponga en la tarjeta principal y en ocasiones es necesario llenar todos los zócalos para que estos funcionen. Todos los módulos deben ser de la misma capacidad de memoria Todos los módulos deben ser de igual tipo, con paridad o sin paridad La capacidad total de memoria instalada debe ser 1Mb, 2Mb, 4Mb, 8Mb, 16Mb o 32Mb Deben colocarse en secuencia ordenada y ascendente es decir, se llena primero el zócalo para SIMM 1, luego el zócalo para el SIMM 2 y así sucesivamente. 47 6. Es preferible que se instalen todos los SIMM´s de la misma velocidad La colocación física se la realiza colocando el dispositivo de manera inclinada en su zócalo, considerando la muesca lateral que impide su colocación invertida, una vez en dicha posición se empuja el SIMM hacia adelante hasta lograr una posición perpendicular para que los seguros laterales del dispositivo puedan sujetarlo. Para remover el SIMM, basta presionar los seguros laterales hacia fuera y automáticamente éste caerá hacia atrás de donde se lo retira con cuidado. COLOCACION DE UN SIMM Levantar cuidadosamente Seguro del SIMM Insertar en posición inclinada RETIRO DE UN SIMM El SIMM caerá hacia atrás automáticamente Liberar los seguros SIMM DE 72 PINES Los SIMM´s de 72 pines son una nueva generación que fueron instalados en las 486 y primeras Pentium o 5x86, podían encontrarse junto a los antiguos SIMM´s de 30 pines, aunque para realizar instalaciones de memoria de los dos tipos se debe consultar el manual de la tarjeta principal ya que no todas soportan dicha mezcla. La memoria de 72 puede ser de dos caras, ofrece 4bytes por acceso y tampoco todas las tarjetas principales las soportan. La instalación debe realizarse en diferente manera de acuerdo a la tarjeta principal que estemos preparando, puesto que varía el proceso para cada una. MAQUINAS 486 En estos equipos se instalaba la memoria de la siguiente manera: 1. Se deben colocar únicamente SIMM´s Page Module (PM), típicamente de 70ns o más lento. 2. Pueden instalarse en forma independiente (dependiendo de la tarjeta principal), es decir podemos colocar uno por uno cada SIMM de memoria. 3. Debe instalarse SIMM´s del mismo tipo, es decir con paridad o sin paridad. 4. Deben colocarse en secuencia ordenada y ascendente. 5. Preferible se debe instalar capacidades de memoria con capacidades de 1Mb, 2Mb, 4Mb, 8Mb, 16Mb, 32Mb o 64Mb. 6. Es preferible que se instalen todos los SIMM´s de la misma velocidad 48 MAQUINAS DE QUINTA GENERACION O SUPERIOR En estos equipos la instalación varía un poco pues existen nuevos tipos de SIMM´s de 72 pines: MEMORIAS DIMM: Double memoria es de 168 pines y se Trabaja a 3.3v. Es la que se principales Pentium II y Penprincipales súper Socket 7. bytes por acceso. Hay una verllamada SO-DIMM, que es un reducido. COLOCACION DE UN DIMM La instalación de los DIMM´s tarjeta principal que estemos proceso para cada una de la Inline Module Memory, esta puede colocar un único módulo. utiliza ahora en las tarjeta tium III actuales y en las tarjeta Esta memoria proporciona 8 sión especial para portátiles DIMM de tamaño más debe realizarse de acuerdo a la preparando, puesto que varía el siguiente manera: 1. Pueden instalarse en decir podemos colocar memoria. forma independiente, es uno por uno cada DIMM de 2. Debe instalarse DIMM´s del mismo tipo, es decir PM, FPM, EDO, PC100. 3. Se colocan en cualquier zócalo. 4. La memoria debe colocarse de acuerdo a la tarjeta principal, es decir una memoria EDO puede ser colocada en una tarjeta principal de 66MHz, y una memoria PC100 debe colocarse en tarjetas principales de buses de 100MHz. 5. Es preferible que se instalen todos los SIMM´s de la misma velocidad CONDICIONES DE TRABAJO DE LA MEMORIA (datos de Intel) DIMM Requerimientos de temperatura, humedad Temperatura y presión barométrica requeridos: Temperatura de operación 0Cº hasta +65 Cº a temperatura ambiente Humedad de Operación 10% a 90% de humedad relativa Temperatura de almacenamiento -50 Cº a + 100 Cº Humedad de almacenamiento: 5% a 95% sin condensación Presión barométrica(operación y almacenamiento) 105K - 69K Pascal (a 9,850 ft.) Como comentábamos anteriormente, la memoria está dividida en filas y columnas, ahora bien como accedemos a una celda determinada. Primero se carga en el buffer de fila el numero de fila requerido, cuando llega la señal RAS y después de estabilizarse, se activa la fila, en ese momento cargamos en el buffer de columna la columna que queremos para que cuando llegue la señal CAS se active la columna y se active igualmente el buffer de salida, cuando la señal CAS se estabiliza, la celda se copia en el buffer de salida. Con lo cual: CAS : Son los ciclos de reloj que tarda en ser transferida la información desde la celda de memoria hasta el buffer de salida trabajando a 100Mhz. Esto claro está en las Memorias PC-100 y puede tener dos valores, 3 o 2, aunque las especificaciones de Intel recogen el valor 1. También queda claro que es más rápido CAS 2 que CAS 3. Ahora bien, cuando aumentamos la frecuencia del bus a 133Mhz, el módulo de memoria CAS 2 se convierte en CAS 3 y el de CAS 3 en CAS 4, con lo cual el primer módulo trabaja sin problemas, pero el segundo se ha ido ya a CAS 4, y no funciona ya que la máxima latencia permitida es 3. Por ello si pensamos en el Overcloking a más de 112Mhz, necesitaremos CAS 2. La memoria antigua tenia un modo de acceso PM que significa Page Mode, (no otra cosa), en este modo se mantiene la señal RAS activa y solamente hay que seleccionar la columna, siempre y cuando coincida el nº de fila. 49 Luego vino la FPM, Fast Page Mode, que se diferencia de la anterior en que asume que la siguiente petición de memoria que se va a realizar es la columna inmediatamente siguiente manteniendo la fila anterior. Timings 6-3-3-3 o 5-3-3-3, 120ns a 70ns, 33Mhz de bus, 5v, no sincronizada con la CPU y la información está disponible después de 3 ciclos de reloj. EDO, Extended Data Out, es una mejora de la FPM, en este modo no se desactivan los buffers de salida, con lo cual se ahorra el tiempo de activación Timigns 5-2-2-2, 80ns a 45ns, 66Mhz de bus, 3.3v, no sincronizada. BEDO, Burst Extended Data Out, este acceso a memoria maneja bloques de datos. Timings 4-1-1-1, 60ns a45ns, 66mhz de bus, no sincronizado. Este modo no se ha llegado a utilizar debido a la aparición de la SDRAM y que no soportaba las nuevas frecuencias de 100Mhz. Después de todo ello llegó la SDRAM, que es memoria sincrona, no asíncrona. Los modos anteriormente vistos son modos de operación asíncrona. ESPECIFICACIONES PC66 – PC100 y PC133 La especificación PC100 de Intel, PC SDRAM Unbuffered DIMM Specification, vio la luz junto con el nuevo chip set 440BX, también de Intel. Este chip set está diseñado para trabajar a frecuencias de 66 o 100Mhz. Como la memoria SDRAM de aquel entonces estaba pensada para un bus de 66Mhz, Intel dio unas nuevas especificaciones para la memoria que debía usarse con su nuevo chip set. En estas especificaciones se detallan todas las características que debe cumplir un módulo PC66, PC100 y PC133, desde el revestimiento que deben tener los conectores de los DIMM hasta el aislamiento de las líneas de datos para que no existan interferencias, también especifica la existencia de una memoria ROM, llamada SPD. EL SPD, Serial Presence Detect, es una pequeña memoria EEPROM, (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) de 2048 bits que tienen los DIMM’s en donde se encuentra toda la información relativa al módulo de memoria del DIMM. Aquí figuran los valores CAS, RDC, RP, si es ECC etc. Así, si la tarjeta principal lo soporta, utiliza esa pequeña memoria y ajusta los timings de la memoria automáticamente a sus valores óptimos sin necesidad de hacerlo manualmente. Esto es útil porque no siempre conocemos el CAS, RCD, RP, de nuestra memoria, ya que no todos los módulos vienen con la codificación PC66, PC100 y PC133 standard. También si cambiamos de memoria, no tendremos que volver a ajustar los valores, estos se ajustaran solos, siempre y cuando tengamos la opción activada. La tarjeta principal ASUS P2B soporta el SPD, aunque también podemos poner los valores manualmente. Hay una codificación standard para rotular las memorias que cumplen esta especificación, tanto para las PC133. PC100 como las PC66, pero desgraciadamente la mayoría de las memorias que se venden no llevan esta rotulación, si bien en distribuidores especializados podemos encontrar memoria que si venga rotulada adecuadamente. Este rotulado estará inscrito con un tamaño de letra no inferior a 8 puntos. Los DIMM’s tienen que tener una inscripción de la forma PCX-abc-def, donde: X = Máxima frecuencia (Mhz) de bus. a = CL, o lo que es lo mismo el CAS de la memoria. b = trcd, RAS to CAS delay, el tiempo mínimo entre RAS y CAS. c = trp, tiempo de precarga RAS. d = tac/trc, tiempo de acceso a una columna. e = nº de revisión del SPD. f = reservado. Ejemplo : PC100-322-720, es de 100Mhz, CAS=3,trcd=2,trp=2,tac=7,SPD revisión 1.2, el SPD puede venir con la referencia completa, en lugar de venir rotulado con un dígito puede traer los dos quedando así: PC100-322-7120. Las opciones que hay para estos parámetros respetando las especificaciones PC-100 de Intel rev 1.63 son: 50 CAS Trcd Trp Trc Comentario 66 MHz 3clks 2clks 3clks 8clks 2clks 2clks 3clks 8clks 2clks 2clks 2clks 7clks 100 MHz 3clks 3clks 3clks 8clks La más lenta soportada. 3clks 2clks 2clks 7clks La más común. 3clks 2clks 3clks 8clks Segunda opción. 2clks 2clks 2clks 7clks La mejor de todas, PC100-222-7xx. 133 MHz las latencias para 133 MHz son similares a las de 100 MHz Una memoria PC-100 debe de cumplir tres requisitos básicos, que figuran en las especificaciones de Intel: 1. El tiempo de ciclo de reloj será de 10ns como máximo, también hay módulos de 8ns. Los módulos de 7 y 6ns, no existen en PC100, son inscripciones de los fabricantes que llevan a engaño, mirar la tabla más adelante. 2. Tiempo de acceso por ciclo de reloj será de 6ns como máximo, hay módulos que no cumplen este requisito y el tiempo es de 7ns. 3. La latencia CAS será de 2 o 3. Ahora unos ejemplos sacados de Micrón para ver un poco mejor lo dicho anteriormente: SAMSUNG Part# Suffix Performance -10 -GL -GH -8 NO PC100 PC100 PC100 PC100 TOSHIBA Part# Suffix Performance -10 -8 Goldstar Part# Suffix NO PC100 PC100 Performance Cycle Time Access Time 10ns 10 ns. 10 ns. 8 ns. 7 ns. 6 ns. 6 ns. 6 ns. Cycle Time Access Time 10 ns. 8 ns. 7 ns. 6 ns. CAS Latency 3 3 2 3 CAS Latency 3 3 Cycle Time Access Time CAS Latency 3 10 ns. -10K 8 ns. NO PC100 -8 PC100 8 ns. 6 ns. 3 -7J** PC100 10 ns. 6 ns. 3 **La inscripción de la Goldstar, pone 7j pero es de 10ns, no de 7ns como podríamos pensar. 51 MICRON Part# Suffix Performance Cycle Time Access Time CAS Latency -10 10 ns. 3 NO PC100 7 ns. -8C PC100 8 ns. 6 ns. 3 -8E PC100 8 ns. 6 ns. 2 Los fabricantes rotulan las memorias como les parece, y una memoria de 8ns no es más rápida que una de 10ns si ambas son CAS 3, son igualmente rápidas, pero la de 8ns usando un CAS 2 si es mas rápida usando un aumento de la frecuencia de bus llegando a los 133Mhz normal o un máximo de150 MHZ (OverClock de memoria). Aquí tenemos una pequeña tabla de los códigos que usan algunos fabricantes en sus módulos de memoria. FABRICANTES CÓDIGOS Corsair Fujitsu Goldstar Hitachi Hyundai Micron Mitsubishi Motorola NEC Oki Samsug Siemens Texas instruments Toshiba CM MB GM, LG HM HY MT M5M MCM PD, NEC M, NPNx SEC, KM HYB TMS, TI TMM ¿Qué es el ECC?. Error Correcting Code, es un código de corrección de error. Para que funcione, la memoria ha de ser ECC, la tarjeta principal debe soportarlo y debe de estar activada la opción en el BIOS. Con esta memoria tendremos un rendimiento algo inferior que con una memoria sin ECC debido a las operaciones de control que hay que realizar, mas o menos un 3% de penalización. Si la memoria tiene ECC, el número de chips será impar, y el módulo del medio será el del ECC, según las especificaciones de Intel. La antigua memoria con paridad funciona del siguiente modo: por cada 8 bits de información hay un bit adicional de paridad, este bit de paridad tiene el valor 0 o 1 dependiendo de la información contenida en los 8 bits y si es paridad par o impar. Se cuenta el número de unos que hay en los 8 bits de datos, si el número de unos es impar y la paridad es par, el bit de paridad valdrá 1, así el número de unos en los 9 bits, (8datos+1paridad), es un número par. Si la paridad fuese impar el bit de paridad valdría 0, normalmente se utiliza la paridad par. Una vez almacenado este bit de paridad cuando se lee la información de la memoria, los 9 bits, se comprueba que el número de unos es par, en el caso de paridad par, si no fuese así hay un error. Como pueden darse cuenta si hay 2 errores el sistema de paridad no se da cuenta. Y este sistema no corrige ningún error. 52 La memoria ECC, detecta hasta 4 errores, cosa muy improbable que ocurra, y si ha habido un sólo error es capaz de corregirlo, esta corrección la realiza mediante un algoritmo matemático y es transparente para el usuario, en algunos sistemas operativos hay un log donde puedes consultar si ha habido algún tipo de error. Memorias PC - 133 Intel Lanzó al mercado la tarjeta principal i815 que maneja entre otras cosas tiene el soporte de AGPx4 y la frecuencia de bus de 133Mhz, con la que trabajan los PentiumIII. Con esto aumentó el uso de memorias que funcionen con la nueva especificación de memoria basada en las anteriores PC-66 y PC-100, estándar JEDEC a 133MHz las cuales tienen características similares a los PC-100 pero con mayor velocidad. DDR SDRAM Y QDR SDRAM Double Data Rate SDRAM Y Quad Data Rate SDRAM, la diferencia con la SDRAM es que por cada ciclo de reloj se activa dos o cuatro veces, dependiendo del modelo, en las DDR se activa 2 vías una en el flanco de ida y otra en el de regreso haciéndola bidireccional con ello dobla la velocidad y en la QDDR se activan cuatro vías con ello teóricamente se cuadruplica la velocidad, además trabajan a 64 bits. Es una memoria que se utiliza en tarjetas gráficas y también en la nueva Nintendo64, soporta un bus de 500Mhz, 2ns y es de 3.3v. AMD también se lanzó al mercado con el K7 ATLON que funciona con un bus de 200Mhz y 266MHZ. Aunque también puede usar PC-100 y PC-133 pero el resultado final será mas lento. Por tanto la memoria DDR tendría casi el doble de la velocidad de la SDRAM, por esto se usa de preferencia para lo procesadores K7 de 200 y 266 MHZ de bus sin olvidar que su funcionamiento es de 64 bit reales y completos hace que sea una memoria muy poderosa, además poseen múltiples modelos que son desde 2X doble vía de datos y 4X vía de datos cuádruplo cuatro veces mas rápida se las usó y seguirá usando en tarjetas de video de alto rendimiento por su velocidad doble, cuádruplo y mas, bus de trabajo desde 200 hasta 500MHZ. Funcionamiento: MEMORIA SDRAM PC-66, PC-100 o PC-133 MEMORIA DDR Datos ida Datos CPU Memoria UNIDIRECCIONAL CPU Datos regreso Memoria BIDIRECIONAL MEMORIA QDR Dos vías de ida CPU Dos vías de Regreso Memoria CUATRO VIAS Por tanto la memoria DDR tendría casi el doble de la velocidad de la SDRAM, La memoria QDR el cuádruplo de la SDRAM, por esto se usa de preferencia para lo procesadores K7 de 200 y 266 MHZ de 53 bus sin olvidar que su funcionamiento es de 64 bit reales y completos hace que sea una memoria muy poderosa, además poseen múltiples modelos que son desde 2X doble salida de datos y 4X salida de datos cuádruplo cuatro veces mas rápida se las usó y seguirá usando en tarjetas de video de alto rendimiento por su velocidad doble, cuádruplo y mas, bus de trabajo desde 200 hasta 1000MHZ y número de bits desde 64 hasta 512bits. Las memorias DDR poseen diferentes modelos y velocidades que se muestra a continuación: DDR BUS EXTERNO MB/Segundo PC-1600 = 100 MHz (DDR 200) 1600 MB/s PC-2100 = 133 MHz (DDR 266) 2100 MB/s PC-2700 = 166 MHz (DDR 333) 2700 MB/s PC-3200 = 200 MHz (DDR 400) 3200 MB/s QDR BUS EXTERNO MB/Segundo PC-1600 = 100 MHz (QDR 400) 3200 MB/s PC-2100 = 133 MHz (QDR 533) 4200 MB/s PC-2700 = 166 MHz (QDR 666) 5333 MB/s MEMORIA DDR II El funcionamiento de esta memoria y su tecnología es superior a todas las anteriores posee una nueva forma de almacenamiento y trabajo, logrando un proceso superior, además posee un bus mucho mas rápido DDR II BUS EXTERNO MB/Segundo PC-3200 = 200 MHz 3200 MB/s PC-4300 = 266 MHz 4300 MB/s PC-5400 = 333 MHz 5333 MB/s RDRAM Rambus DRAM conocida también como RIMM es de 16 bits, este tipo de memoria está basado en la SDRAM pero hiper acelerada, maneja un bus especial asignado solo entre el CPU y la memoria, logrando altas velocidades de bus desde 100 MHZ hasta 800MHz, por el momento se usa de 266 hasta 400MHz. Es un nuevo tipo de arquitectura propietaria de Rambus, con lo cual todos aquellos fabricantes que quieran fabricar este tipo de memorias tendrán que pagar derechos, por ello el precio de la memoria se incrementará aun más. Las especificaciones hablan de 800Mhz de bus y ancho de banda de 1.066MB/s hasta 1.6Gb/s. También viene en un formato distinto, ya no viene en DIMM’s ahora son RIMMS, Rambus Inline Memory Module. 54 Rambus Bus de trabajo Real BUS EXTERNO MB/Segundo PC-600 ( 16 bits) PC-700 ( 16 bits) PC-800 ( 16 bits) = 133 MHz 266 MHz 1066 MB/s = 100 MHz 300 MHz 1400 MB/s = 100 MHz 133 MHz 400 MHz 400 MHz 1600 MB/s 1800 MB/s Bus Externo MB/Segundo DRambus Bus de trabajo Real PC-4200 = 133 MHz ( 16 bits x 2) PC-4800 = 133 MHz ( 16 bits x 2) 533 MHz 4266 MB/s 600 MHz 4800 MB/s Direct RDRAM , Direct Rambus DRAM características similares al anterior. es la versión de 32 bits del Rimm normal, mantiene SLDRAM, Synk Link SDRAM, desarrollada por el consorcio SynkLink, es también una nueva arquitectura pero no es propietaria, y nace como competencia de un grupo de fabricantes a la RDRAM, propietaria de Rambus Inc. Funciona como la DDR SDRAM, se activa dos veces por ciclo de reloj. Esta memoria tiene una menor latencia y mayor ancho de bus que la RDRAM, soportará hasta 400Mhz de bus y su voltaje será de 2.5v. Lamentablemente la alternativa SLDRAM no tuvo acogida por el mercado. Mientras que la RDRAM (RIMM) si, que fue promovida por Intel y por tanto con bastante empuje en el mercado, aunque con unas prestaciones un poco discutidas MEMORIA CACHE ¿Qué es la memoria cache?, Es una memoria muy rápida que sirve para que el procesador guarde las instrucciones repetitivas mas importantes que se dan, podemos encontrar varias clases o niveles de cache: CACHE L 1 (Level 1) o de primer nivel situada en el procesador en su parte interna o núcleo. CPU Alu FPU L1 CACHE L2 CACHE L 2 (Level 2) segundo nivel, situada ya sea en la tarjeta principal o junto al chip del procesador pero fuera del núcleo. CACHE L2 RAM y o CACHE L3 La última situada en la última parte o el final de la memoria RAM, mientras mas memoria RAM tengamos mas grande es la memoria cache asignada, por ejemplo: 64 MB de RAM = 128 KB cache L2 o L3 dependiendo del CPU 128 MB de RAM = 256 KB cache L2 o L3 dependiendo del CPU 256 MB de RAM = 512 KB cache L2 o L3 dependiendo del CPU 55 512 MB de RAM = 1 MB 1024 MB de RAM = 2 MB cache L2 o L3 dependiendo del CPU cache L2 o L3 dependiendo del CPU Esta memoria sirve de buffer de datos o instrucciones al procesador. Esta memoria es SRAM, Static RAM, es muy rápida. Al ser estática, no hay que refrescarla periódicamente para que mantenga la información, con lo cual la CPU no pierde ciclos refrescándola. Así mismo es muy cara y por ello sólo se usa en los procesadores y en pequeñas cantidades, 16Kb a 64Kb en L1, y de 128Kb a 512Kb en procesadores normales y hasta 2Mb en servidores. La cache L2, o de segundo nivel, trabaja a una frecuencia diferente en cada tipo de procesador, así tenemos como en el Pentium la cache va en tarjeta principal base y trabaja a 66Mhz. En el Pentium II la cache está integrada en la tarjeta principal del procesador, y está conectada a el con un bus trasero y esto le permite trabajar a la mitad de la frecuencia del procesador, y tiene un tamaño de 512Kb. En los Celeron la cache L2 trabaja a la misma frecuencia que el procesador y su tamaño es de 128Kb. Cuando hacemos overcloking y aumentamos la velocidad del procesador, también estamos aumentando la velocidad de trabajo de la cache, si aumentamos la velocidad le procesador más allá de la frecuencia de trabajo de la cache, el procesador no arrancará. 56 TARJETAS DE VIDEO A pesar de no ser aparentemente muy importantes en el desempeño del Computador las tarjetas de video (o bien placas de video), han sido desde sus inicios un elemento muy importante tanto para el color y aspecto como en el rendimiento del computador, si bien es cierto en sus principios a los usuarios poco o nada les importaba el tema (hablando siempre de computadoras personales o PC’s), debido a la baja necesidad de una tarjeta de video poderosa por parte de los programas comunes y sistemas operativos, además con un sistema operativo (D.O.S.) que no manejaba modos gráficos, no se podía sentir de verdad una necesidad de cambio ya que con solo modo texto era más que suficiente para muchas personas, pero por suerte los tiempos han cambiado y con ellos los sistemas operativos y programas cada vez más gráficos y poderosos, por lo cual se siente la necesidad de una tarjeta de video cada vez mejor y más rápida. Al igual que los Procesadores y las Memorias, la tecnología de video también va evolucionando, en este capítulo conoceremos varios tipos de tarjetas de video con las cuales funcionaban y funcionarán las computadoras, desde las primeras hércules (un solo color) hasta el poderoso y rápido GPU (Graphics Processing Unit) Unidad de Procesamiento Gráfico. TARJETA DE VIDEO HERCULES La tarjeta de video hércules o hércules monocromático, es la primera tecnología de video en lo que a computadoras personales se refiere, se llama monocromática o monocromo por que solo puede manejar UN COLOR y nada más (recordarán las pantallas verdes, ámbar o blancas) se las reconoce físicamente por que la gran mayoría, (ojo no todas) poseen un conector de puerto paralelo (25 pines hembra) y su conector de video de 9 pines hembra en la misma tarjeta, pero existen otros muchos modelos donde solo podemos reconocer el conector de 9 pines hembra y nada más, esta tecnología de video se maneja en forma digital. Conector de puerto Paralelo 25 pines hembra en 2 filas conector de video hércules 9 pines hembra en 2 filas OJO estas tarjetas solo funcionan con monitores hércules si se usa otro que no corresponda con su tecnología simplemente no funciona, por ejemplo si se desea probar una tarjeta hércules es necesario que se utilice un monitor hércules, si utilizamos un monitor diferente como uno de color (CGA, EGA, etc.) en la pantalla solo se apreciarían líneas diagonales u horizontales pero nada de la imagen que debería aparecer, en otros casos no aparece nada como si la tarjeta no funcionara por esta razón para probar una tarjeta de video hércules se debe usar un monitor hércules; Sus características técnicas son: - Tecnología digital Utilizan ranuras (slots) ISA de 8 bits. Trabajan únicamente a 8 bits de procesamiento de datos y comunicaciones tanto interno como externo. 57 - La velocidad de comunicación entre la tarjeta hércules y cualquier procesador (incluido Pentium III o más potente) es de apenas 8 Mhz, (debido al slot que usaban). Existieron dos tipos de tarjetas hércules: 1) Las tarjetas hércules que soportan modo de texto y modo gráfico, se las reconoce porque generalmente presenta el procesador de video (tipo PGA) y además uno que otro chip adicional (que puede ser memoria) y en ocasiones incluso un juego de dip switches (micro interruptores) o juegos de jumpers. 2) Las hércules que soportan (o pueden utilizar) solo modo de texto, generalmente son más simples que las anteriores y sin o escasa memoria en la tarjeta, solo se observa el procesador de video (tipo PGA), un chip de control de puerto paralelo y una que otra resistencia, muy sencillo en su construcción. Con esto sabremos en que computadoras se pueden instalar y que funcionen programas gráficos como Windows y en que computadoras no funcionan programas que usan modos gráficos. TARJETAS DE VIDEO CGA (Color Graphic Adapter) La tecnología Color Graphic Adapter (Adaptador Gráfico de Color) cuyas siglas son CGA fue la primera tarjeta de video para PC´s que podía manejar(o soportar)colores, pero debido al alto costo con que salió al mercado hoy en día ya no queda casi nada (o nada) de esta tecnología en el mercado, la tecnología CGA podía manejar apenas 4 colores, el magenta, cían, blanco, negro, funciona en modo digital y necesita de un monitor también CGA para funcionar, ojo, no funciona con monitores antiguos como hércules, necesitan de monitores CGA para funcionar. Se las puede reconocer físicamente por que poseen un conector de 9 pines hembra y generalmente les acompaña uno o dos conectores de tipo RCA (como el de audio y video de TV) que sirven para conectar una televisión en lugar de monitor y así abaratar el equipo, recuerden que el monitor de colores era muy costoso en esa época. Conector de video CGA pines hembra en 2 filas conector RCA conector RCA Sus características técnicas son: - Tecnología digital Utilizan slots de 8 y de 16 bits (dependiendo del modelo). La velocidad de comunicación entre la tarjeta y el procesador sigue a 8 Mhz. Su resolución es de 640x200 pixeles (puntos). Pueden conectarse a una TV en caso de no poseer monitor. TARJETAS DE VIDEO EGA ( Enhanced Graphic Adapter) El video EGA Enhanced Graphic Adapter (Adaptador Gráfico Ampliado) es una mejora del CGA que permite utilizar mayor cantidad de memoria en la tarjeta con lo que se conseguía tener mas colores llegando a 64 colores, la tecnología permanece digital, necesitan de monitores EGA para poder trabajar, si se los conecta en monitores CGA o en Hércules simplemente no funcionan, por suerte tampoco se queman ni se dañan solo no funcionan, si se conecta una tarjeta de video EGA en cualquier monitor que 58 no sea EGA el efecto que produce en la pantalla es que se aprecian líneas diagonales u horizontales pero nada de la imagen que debería aparecer, en otros casos no aparece nada como si la tarjeta no funcionara. Se la puede reconocer físicamente por que posee el conector de video de 9 pines hembra y además 1 o 2 conectores de tipo RCA pero lo principal es que tiene un juego de Dip Switches (micro interruptores) que servían para configurar la cantidad de memoria que se instalaba en la tarjeta. Conectores RCA Juego de Conector de video EGA Dip Switches 9 pines hembra en 2 filas Características técnicas: - Tecnología digital Utilizan slots de 16 bits Velocidad entre la tarjeta EGA y el procesador es de 8 Mhz Manejan 8 colores Su resolución es de y 640x350 (También puede usar resoluciones más bajas como 640x200). TARJETAS DE VIDEO VGA (Video Graphic Array) Las tarjetas de video VGA (Arreglo Gráfico de Video) tiene por característica principal que manejan los datos en forma ANALOGICA, para esto se necesita que los monitores también funcionen en la misma forma, al igual que las PANTALLAS PLANAS las cuales manejan los datos en forma DIGITAL, aunque existen pantallas planas analógicas, en la actualidad debemos usar tarjetas de video que manejen tanto la información de modo analógico como digital para poder usar cualquier tipo de pantalla (digital) o monitor (analógico). Desde su aparición en el mercado el video VGA a sufrido muchos cambios y mejoras, el cambio más notorio es el incremento de memoria en la tarjeta de video con lo cual cambia de nombre según la cantidad de memoria que tenga pero la tecnología básica VGA permanece en todas, a pesar del número de variantes en su presentación las vamos a reconocer siempre por el mismo conector que es de 15 pines hembra en 3 filas, debido los continuos cambios que ha sufrido en el transcurso del tiempo, la más básica se la reconoce de la siguiente manera: 59 Tarjeta VGA- Se la reconoce por su conector de 15 pines hembra en 3 filas, tiene de 256 KB de memoria en Video hasta un máximo de 512 KB de memoria en el video, manejan desde 16 colores con 256 KB de memoria hasta un máximo de 256 colores con 512 KB de memoria. Utilizan generalmente Slots o Ranuras de 16 Bits ISA pero también existen en modelos VESA Cantidad de colores y resoluciones de acuerdo con la cantidad de memoria Memoria 0 a 256 KB 512 Colores Resoluciones 16 256 640x480 640x480 Conector de video VGA Tarjeta de Video súper VGA (SVGA)- Este modelo de video no se lo reconoce a simple vista por que su conector es el mismo que el VGA y utiliza el mismo conector por que la tecnología básica sigue siendo VGA pero la diferencia entre una tarjeta de video VGA y una SVGA radica en la cantidad de memoria que esta instalada en la tarjeta. La tarjeta SVGA tiene de 1 MB de memoria en video hasta 2 MB y pueden desplegar las siguientes cantidades de colores dependiendo de la cantidad de memoria que tengan: Memoria 1 MB Colores 16 1 MB 256 640x480 800x600 1024x768 1 MB 64.000 (16 Bits de alta densidad) 640x480 800x600 1 MB 16´000.000 (24 Bits color verdadero) 640x480 2 MB 16 – 256 640x480 hasta 1024x768 2 MB 65.536 (16 Bits alta densidad) 16´000.000 (24 Bits alta densidad) 640x480 hasta 1024x768 640x480 800x600 2 MB 60 Resoluciones 640x480 800x600 1024x768 Existen muchos modelos de tarjetas de video SVGA pero todas tienen el mismo conector de 15 pines hembra en 3 filas, ojo algunos fabricantes NO ponen los 15 pines sino que tapan a propósito algunos para que sean utilizados solo por ciertos modelos de monitores, si deseamos utilizan estas tarjetas tapadas con cualquier monitor solo debemos destapar el orificio tapado, generalmente es solo un tapón, sino perforamos con taladro o aguja. Conector de video SVGA Cada vez existen mas modelos de tarjetas en donde sus conexiones externas son cada vez mas extrañas dependiendo de lo que desee proporcionar como accesorio el fabricante, en donde encontramos, salidas para TV, video cámara, antena de TV, dip switch, etc. Conector RCA Conector de Video SVGA Tarjetas de Video Ultra VGA (UVGA)- Posee el mismo tipo de conector VGA, su parte externa es similar a las demás tarjetas de tecnología VGA y SVGA, pero la diferencia esta otra vez en la cantidad de memoria que posee además algunos modelos (no es obligatorio) tienen salidas adicionales como pueden ser un conector RCA para el uso de una televisión, junto con el monitor que serviría para video conferencias o presentaciones, en otras ocasiones además se encuentra una conexión de mini DIN para conexión a una video cámara y otras tarjetas poseen una salida especial para uso de DFP (Digital Flat Panel) primeras pantallas planas Digitales, otra característica diferente es que son de tecnología PCI o AGP en adelante. Generalmente estas tarjetas utilizan las características de bus local para acelerar el trabajo con gráficos teniendo como máximo en PCI un bus de 128 Bits y en AGP 256 Bits además de poder acelerar la memoria de la tarjeta de video ya que el trabajo de esta es independiente de la memoria de la computadora, pudiendo acelerar la velocidad de comunicación entre la memoria de video y el procesador de video hasta 350 MHz (RAM DAC) logrando con esto mayor velocidad en el despliegue de gráficos dando sensación de fluidez y por consiguiente velocidad. Aunque el procesador central de la computadora no sea muy potente si se instala una tarjeta de video con un chip poderoso el rendimiento global de la maquina aumenta. Conector de video UVGA 61 Conector RCA Conector de Video UVGA Otro modelo de Video UVGA pero con conexión para cámara Conector Mini DIN Conector RCA Conector de Video UVGA Antes de comprar una tarjeta de video es importante saber si el conector de video y la tarjeta en si puede usar o no DFP o pantallas planas digitales en el caso de que nuestro video no soporte el sistema DFP, nos daremos cuenta cuando, conectemos una pantalla plana en un video normal y la pantalla plana no funciona obviamente en el caso de no saber si es o no digital la tarjeta de video o de no tener el manual o la caja con esta información. Si encontramos una tarjeta de video ANALOGICA o que no puede usar el sistema DFP (Digital Flap Panel), debemos buscar una pantalla plana Análoga o AFP (Analog Flap Panel) y asunto arreglado, claro en el caso de no querer cambiar la tarjeta de video por otra que soporte modos digitales. VIDEO 3D Dedicado (Ej: Chip voodoo y voodoo2) Desde la aparición del video UVGA las fabricas de procesadores de video empezaron a desarrollar mejores y más poderosos procesadores especialmente dedicándole mayor atención al área de gráficos en 3 Dimensiones, en el principio aparecieron tarjetas dedicadas solo a 3D, donde necesitábamos para que funcione la computadora, la presencia de un video que se dedique a las imágenes planas y en 2 Dimensiones (2D) y la tarjeta de 3D, ambas unidas por medio de cables, sea interno o externo. Conector Hembra de video al monitor video Salida macho Para conexión Externa RCA Tarjeta Aceleradora Dedicada solo a procesos 3D 62 salida de video no se usa conector RCA de video 3D para uso común Tarjeta de video Conexión de 2 tarjetas de video utilizando cable de bus de datos interno de 26 pines, también se la conoce como conexión en SLI (Scan Line interfase) En donde las tarjetas deben ser compatibles entre sí, es preferible utilizar la misma marca para ambas tarjetas. En el caso que una de las tarjetas no posea el conector interno se puede conectar de modo externo utilizando un cable de conexión, (que viene incluido con la tarjeta 3D dedicada) desde el video normal que servirá de 2D hacia la entrada de video del que será el 3D dedicado solo a imágenes y procesos en 3D (Como juegos en 3D, autocad, renderizados etc. no sirve como 2D normal, por eso es dedicada) Salida de video hacia el monitor Entrada de Video en la Tarjeta 3D Aplicada Salida de Video 2D conector RCA TARJETAS DE VIDEO 2D/3D POR SOFTWARE (aceleración 3D por programa) Es una de las elecciones más baratas en primer lugar la tarjeta de video no posee el procesador 3D físicamente sino que lo emula por medio de programas esto hace que la tarjeta sea más barata pero también menos eficiente por que no tiene soporte por hardware (chip 3D físico). Es más lenta y los gráficos en 3D se despliegan más lento y en algunos casos no se despliegan todos los gráficos por falta de poder en 3D. TARJETAS DE VIDEO 2D/3D POR HARDWARE (aceleración 3D Con chip físico) Son una de las mejores opciones ya que posee integrada en la misma tarjeta un procesador con toda la circuitería para manejar gráficos simples y 2D, además de un procesador encargado del manejo de gráficos 3D, como todo esta incorporado en la misma tarjeta la sincronía se realiza de manera más eficiente, tanto entre el proceso 2D y 3D como con el intercambio de datos, obteniendo un rendimiento superior a las configuraciones en SLI o uniendo 2 tarjetas de video. 63 Algo que debemos tener en cuenta en el momento de obtener una tarjeta de video, es el tipo de ranura que se va a utilizar, ya que de esta depende en parte la velocidad del despliegue gráfico, pero LO MAS IMPORTANTE es el modelo y tipo de PROCESADOR DE VIDEO, si bien podemos tener tarjetas con más o con menos memoria, la cantidad de la memoria en la tarjeta no determina la calidad ni la potencia de esta, la potencia, velocidad, estará dado por la calidad del procesador de video y en ultima instancia la resolución y la cantidad de colores por cuanto de memoria tiene, por ejemplo: Instalando una tarjeta de video 2D/3D de tipo PCI con 4 MB de memoria en video (que es poco) pero un procesador de video de excelente calidad (ej: video blaster extreme o la Intel 740 PCI), reaccionará mucho mejor y más rápido, que una tarjeta AGP con 8MB de memoria en video (el doble de memoria) con un procesador mediocre o de mala calidad (ej: SIS ). A los modelos que poseen los chips 2D y 3D en la misma tarjeta en el principio se las llamó Fussion. Las tarjetas de video con chips 3D súper acelerados de alto rendimiento o procesadores 3D súper acelerados más conocidos son: (lo más importante es el chip de video sin importar la marca) CHIP FABRICANTE CONECCION SOPORTE VOODOO 3DFX Requiere video 2D SLI Glide/miniGL Direct 3D VOODOO 2 3DFX Requiere video 2D SLI Glide/miniGL Direct 3D VOODOO BANSHEE Creative Labs Direct 3D VOODOO 3 3DFX Video 2D/3D Glide/miniGL Video 2D/3D * Glide/OpenGL VOODOO5 3DFX CHIP FABRICANTE CONECCION RIVA TNT NVIDIA RIVA TNT2 NVIDIA Video 2D/3D OpenGL/Direct 3D Video 2D/3D OpenGL/Direct 3D RIVA TNT2 ULTRA NVIDIA Ge Force 256 GPU NVIDIA Video 2D/3D * Glide/OpenGL Video 2D/3D OpenGL/Direct 3D * Video 2D/3D OpenGL/Direct 3D Ge Force 2 GTS NVIDIA GPU * Video 2D/3D OpenGL/Direct 3D Ge Force2 MX 400 GPU NVIDIA * Video 2D/3D OpenGL/Direct 3D Ge Force 3 GPU NVIDIA * Video 2D/3D OpenGL/Direct 3D 64 SOPORTE SAVAGE 4 SAVAGE 4 XTREME G 400 Max G 450 Max • • S3 Video 2D/3D OpenGL/Direct 3D S3TC S3 Video 2D/3D * OpenGL/Direct 3D S3TC MATROX Video 2D/3D * OpenGL/Direct 3D MATROX Video 2D/3D * OpenGL/Direct 3D *Las mejores elecciones (no quiere decir que las otras no sean buenas) Ge Force 2 GTS la más poderosa y rápida de todas Muchos fabricantes en el mudo utilizan estos procesadores en sus placas de video por ejemplo Diamond, Teppro, Asus, Creative Labs, etc., por lo cual en el momento de comprar lo primero que debemos fijarnos es: El chip de video, que salidas posee (TV, Cámara, etc.), cuantos triángulos por segundo despliega, el soporte que tiene (Glide, Direct 3D, OpenGL, S3TC) esto es importante por que mientras más soporte tiene puede usar mas programas y de mejor manera, o sea es compatible con todo y finalmente cuanto de memoria posee (esto determina la cantidad de resolución y color que puede usar). El número de millones de triángulos por segundo suele variar entre 3,7, 9 o más dependiendo del modelo y la potencia del chip 3D. El funcionamiento del video se lo puede entender de mejor manera con el siguiente gráfico: Aqui se deposita la imagen para ser llevada hacia la tarjeta de video o cualquier otro sitio. Memoria RAM del Sistema Procesa la imagen C.P.U. La imagen pasa por el chipset para ser direccionada hacia el chip de video. Chipset La imagen pasa al chipset para direccionarla hacia la memoria RAM Video VGA Aqui se termina de procesar los datos de la imagen y se despliega en el monitor. Como se aprecia en el gráfico el chipset es importante para un correcto paso de información y de él depende el direccionamiento, un chipset de pésima calidad no podrá direccionar correctamente grandes cantidades de información dando lugar a molestos fallos en video. Las velocidades de los videos según la ranura (slot) que se use son: PCI Velocidad Máximo de bits (bus local) 33 MHz 32 – 64 - 128 66 MHz 32 – 64 – 128 65 AGP 66 MHz 64 – 128 1X 100 MHz 64 – 128 2X 133 MHz 64 - 128 –256 4X 200 MHZ 64 –128 –256 8X Esto es importante a la hora de elegir, pero debemos tener en cuenta si tenemos o no el tipo de slots que se necesita en nuestra computadora. G.P.U. (Graphics Processing Unit) Unidad de Procesamiento Gráfico Esta nueva tecnología de manejo gráfico diseñado e inventado por la fabrica NVIDIA incluye el primer GPU del mundo, con tecnología de 0.22 micrones, efectúa funciones de cálculo y proceso 3D totalmente independiente del CPU (procesador central del equipo) trabajando en un ancho de Bus de 256 Bits, es el primer procesador gráfico y no solo un chip 3D súper acelerado, además puede procesar mas de 15 millones de triángulos por segundo, esto es algo que las anteriores tarjetas no pueden hacer, primero es una tarjeta de manejo de 2D y 3D a la vez, igual que antes pero trabajando a velocidades de mas de 350 MHz de memoria en la tarjeta de video y con un ancho de 256 bits, además utiliza ranuras AGP 4X lo que nos da un rendimiento superior, lo único que nos limita es que esta tecnología no trabaja en computadoras que no posean ranura AGP, es decir no existen modelos para PCI. Gráficamente trabajan de la siguiente manera: Memoria RAM del Sistema Pasa los datos para procesar en el GPU C.P.U. Chipset Los datos pasan por el chipset para ser direccionados hacia el procesador de video. GeForce 256 Aqui se procesan los datos de la imagen y se despliega en el monitor. Con este nuevo procesador Gráfico de video, los procesos se realizan casi en su totalidad en la tarjeta de video liberando al procesador central y así obtener mas velocidad, pero como los procesos se dan en la tarjeta, esta debe poseer una gran cantidad de memoria para almacenas los datos, lo cual puede llegar a encarecer la tarjeta. Los fabricantes mas conocidos de estas tarjetas son: Creative labs con su modelo 3D annihilator y el 3D annihilator Pro 2 Otro fabricante de muy buena calidad es Guillemont y GTS La diferencia también radica en el uso de ranuras AGP 4X ya que la transferencia de datos es mucho mayor que la 2X ej: 66 AGP 2X transfiere 532 MB por segundo AGP 4X transfiere 1 GB por segundo Por esto debemos tener en cuenta la tecnología antes de comprar y para saber cual es realmente 4X y cual es 2X solo debemos fijarnos en los pines de la tarjeta. Esta es una AGP 2X Esta es una AGP 4X Esta es una AGP 8X Nótese la diferencia de la ranura entre una y otra. 67 IMPRESORAS Las impresoras lastimosamente se han vuelto prácticamente elementos desechables, aquí revisaremos las 3 clases principales de impresoras, las impresoras matriciales, impresoras de tinta inyectable o chorro de tinta y por ultimo las impresoras láser. Partes mecánicas y electrónicas Antes de empezar debemos tener en cuenta que la parte mecánica y electrónica de las impresoras matriciales y de tinta básicamente son iguales, por lo tanto los problemas en estos dos tipos de impresoras se los resolverá de igual manera tanto en la matricial como en la de tinta. Cabeza de Impresión Matriz Disipador de calor Receptácuo Bobinas Receptàculo Resorte Aguja Bobina Elemento de martillo Cinta Papel Cabeza de Impresión de Tinta inyectable 68 Recipiente Tinta Entrada y salida de tinta Elemento piezoeléctrico Bus de datos Agujeros Gotas de tinta Punto Impreso en el papel Papel La cabeza de impresión en la impresora matricial es totalmente diferente a la cabeza de la impresora de tinta por tanto los fallos que en ellas se provocan poseen diferentes métodos para su corrección o reparación, en algunos casos parecen iguales pero su forma de corregirlos son muy diferentes. Partes Mecánicas Las partes mecánicas son tanto en impresoras matriz y de tinta las siguientes: Cabeza de impresión Porta Cabezas Guía delantera del porta cabezas Guía trasera del porta cabezas Banda de arrastre de cabezas Motor de arrastre de cabezas Censor de fin de carrera Motor de arrastre de papel Censor de papel Rodillo Partes Electrónicas Las partes electrónicas son tanto en impresoras matriz y de tinta las siguientes: Fuente de poder: posee los mismos elementos de una fuente de poder común de computadora Tarjeta principal: formada por el procesador de impresión, el bios de la impresora, los transistores de impresión, y dependiendo del modelo de impresora la memoria. Mantenimiento.- El mantenimiento de las partes mecánicas de las impresoras matriciales y de tinta se lo realiza de la misma forma, se utiliza para su limpieza alcohol isopropílico un pincel y un paño que no deje pelusa, vertimos el alcohol sobre las piezas metálicas previamente separadas de sus partes electrónicas, las cuales se limpiarán luego, podemos sumergir toda la estructura de la impresora en un recipiente con alcohol, pero es mejor y mas recomendable utilizar una pistola de pintar (soplete) llena con alcohol así logramos una limpieza mas profunda y mas rápida, una vez que estén listas las piezas mecánicas debemos dejar secar perfectamente para luego proceder a lubricar. La lubricación se la realiza utilizando aceite de silicona para las guías delanteras y traseras, para la cabeza de impresión cuando es matricial y para los motores de arrastre de cabezas y arrastre de papel, una vez lubricado estas partes se lubrica con grasa de silicona los engranes y piñones de todo el sistema mecánico. 69 Para la limpieza de las partes electrónicas fuente de poder y tarjeta principal de la impresora utilizamos primero un pincel seco para retirar las basuras mas gruesas, una aspiradora o aire a presión (de la misma forma que se limpian las tarjetas del P.C.) Luego utilizamos un pincel empapado en alcohol para retirar las basuras mas finas, dejamos secar y listo. Daños comunes y Reparación Impresora Matriz Fallas: Letras entre contadas Causa: Generalmente este problema se produce por ruptura del bus de datos, típico en la impresora matriz debido al rozamiento del bus de datos con parte inferior de la caja de la cinta de impresión, (solución : cambiar el bus roto por uno nuevo), otra posible causa del mismo fallo en caso de estar bien el bus es la ruptura de una o mas agujas de la cabeza de la impresora, además por el daño en los transistores de la tarjeta principal de la impresora, cuya solución seria cambiar los transistores en el caso que estuviesen quemados F = Falla C = Causa F. Impresora no imprime. C. Ruptura total del bus de datos o bien esta desconectado F. Impresora no se pone en línea (no enciende la luz del ON LINE) por tanto no imprime. C. Censor de papel sucio, dañado o no conectado. F. impresora pasa las hojas sin imprimir C. Censor de papel atascado o sucio F. Porta cabezas de impresora se atasca en algún lugar de la guía delantera C. Buje del porta cabezas gastado por falta de lubricación F. El porta cabezas choca con los laterales ya sea izquierdo o derecho. C. El censor de fin de carrera esta atascado sucio o en mal estado. F. Cinta de impresora salta de su lugar. C. Guía de cinta no existente, mal colocada o dañada. F. Las hojas se arrugan. C. Rodillos inferiores sucios o papel muy delgado, generalmente se debe usar papel de 75 Gr. F. Al usar papel copia la copia presenta dos o más líneas negras y en ocasiones arruga el papel copia. C. Rodillos inferiores sucios, mal colocados, o muy apretados. 70 IMPRESORA DE TINTA Letras entrecortadas Causa: Generalmente este problema se produce por falta de tinta en le cartucho o recipiente que la contiene, otra posible causa del mismo fallo es cuando los agujeros de la cabeza se tapan, esto ocurre cuando dejamos mucho tiempo la impresora en desuso sin efectuar un clean o cleaning (presionando el botón de limpieza de cabezas de la impresora) también sucede cuando recargamos más de 4 o 5 veces el mismo cartucho (solo pasa esto cuando nuestro modelo de cartucho tiene la tinta y la cabeza en el mismo lugar), podría aunque menos probable suceder que el bus de datos de impresora se rompiera, además por el daño en los transistores de la tarjeta principal de la impresora, cuya solución seria cambiar los transistores en el caso que estuviesen quemados F. Impresora no imprime. C. Ruptura total del bus de datos o bien esta desconectado, no hay contacto con entre el porta cabezas y el cartucho, no hay tinta F. Impresora no se pone en línea (no enciende la luz del ON LINE) por tanto no imprime. C. Censor de papel sucio, dañado o no conectado, no hay tinta. F. impresora pasa las hojas sin imprimir C. Censor de papel atascado o sucio F. Porta cabezas de impresora se atasca en algún lugar de la guía delantera C. Buje del porta cabezas gastado por falta de lubricación F. El porta cabezas choca con los laterales ya sea izquierdo o derecho. C. El censor de fin de carrera esta atascado sucio o en mal estado. F. Las hojas se arrugan. C. Rodillos inferiores sucios o papel muy delgado, generalmente se debe usar papel de 75 Gr. F. La impresora mancha las hojas o bien crea una mancha que parecería que tilda todas o casi todas las letras C. Cartucho en mal estado, muy usado o bien no se lo batió cuando se instaló por primera vez. F. Impresora Suena como si se atasca algo daño mas común en las impresoras HP. C. Sucio el flat o lecturador ya sea por la misma tinta, polvo u otro sucio El Flat es de plástico transparente con una franja cuadriculada para calibrar la cabeza de impresión debe estar totalmente limpio, se lo encuentra detrás del porta cabezas, se debe tener cuidado de no romper los agujeros con que se asegura. Este método de calibración y guía es muy utilizado por la marca HP (Hewlet Packard) pero tambien se lo puede encontrar en otras marcas. 71 F. La impresora titila la luz de papel atascado y no hace nada más Luz C. cartucho sin tinta o cartucho en mal estado. FIN. 72
