UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO: MICROPROCESADOR

UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO:
MICROPROCESADOR
MICROPROCESADOR
Es un circuito electrónico que actúa como unidad central de proceso de un ordenador, proporcionando
el control de las operaciones de cálculo. Los microprocesadores también se utilizan en otros sistemas
informáticos avanzados, como impresoras, automóviles o aviones. En 1995 se produjeron unos 4.000
millones de microprocesadores en todo el mundo.
El microprocesador es un tipo de circuito
sumamente integrado. Los circuitos integrados,
también conocidos como microchips o chips, son
circuitos electrónicos complejos formados por
componentes extremadamente pequeños formados
en una única pieza plana de poco espesor de un
material conocido como semiconductor. Los
microprocesadores modernos incorporan hasta 10
millones de transistores (que actúan como
amplificadores electrónicos, osciladores o, más a
menudo, como conmutadores), además de otros
componentes
como
resistencias,
diodos,
condensadores y conexiones, todo ello en una
superficie comparable a la de un sello postal.
Un microprocesador consta de varias secciones diferentes. La unidad aritmético-lógica (ALU, siglas en
inglés) efectúa cálculos con números y toma decisiones lógicas; los registros son zonas de memoria
especiales para almacenar información temporalmente; la unidad de control descodifica los programas;
los buses transportan información digital a través del chip y de la computadora; la memoria local se
emplea para los cómputos realizados en el mismo chip. Los microprocesadores más complejos
contienen a menudo otras secciones; por ejemplo, secciones de memoria especializada denominadas
memoria cache, que sirven para acelerar el acceso a los dispositivos externos de almacenamiento de
datos. Los microprocesadores modernos funcionan con una anchura de bus de 64 bits (un bit es un
dígito binario, una unidad de información que puede ser un uno o un cero): esto significa que pueden
transmitirse simultáneamente 64 bits de datos.
Un cristal oscilante situado en el ordenador proporciona una señal de sincronización, o señal de reloj,
para coordinar todas las actividades del microprocesador. La velocidad de reloj de los
microprocesadores más avanzados es de unos 300 megahercios (MHz) —unos 300 millones de ciclos
por segundo—, lo que permite ejecutar unos 1.000 millones de instrucciones cada segundo.
Memoria de computadora
Como el microprocesador no es capaz por sí solo de albergar la gran cantidad de memoria necesaria
para almacenar instrucciones y datos de programa (por ejemplo, el texto de un programa de tratamiento
de texto), pueden emplearse transistores como elementos de memoria en combinación con el
microprocesador. Para proporcionar la memoria necesaria se emplean otros circuitos integrados
llamados chips de memoria de acceso aleatorio (RAM, siglas en inglés), que contienen grandes
cantidades de transistores. Existen diversos tipos de memoria de acceso aleatorio. La RAM estática
(SRAM) conserva la información mientras esté conectada la tensión de alimentación, y suele emplearse
como memoria cache porque funciona a gran velocidad. Otro tipo de memoria, la RAM dinámica
(DRAM), es más lenta que la SRAM y debe recibir electricidad periódicamente para no borrarse. La
DRAM resulta más económica que la SRAM y se emplea como elemento principal de memoria en la
mayoría de las computadoras.
Microcontrolador
Un microprocesador no es un ordenador completo. No contiene grandes cantidades de memoria ni es
capaz de comunicarse con dispositivos de entrada —como un teclado, un joystick o un ratón— o
dispositivos de salida como un monitor o una impresora. Un tipo diferente de circuito integrado
llamado microcontrolador es de hecho una computadora completa situada en un único chip, que
contiene todos los elementos del microprocesador básico además de otras funciones especializadas. Los
microcontroladores se emplean en videojuegos, reproductores de vídeo, automóviles y otras máquinas.
Semiconductores
Todos los circuitos integrados se fabrican con semiconductores, sustancias cuya capacidad de conducir
la electricidad es intermedia entre la de un conductor y la de un no conductor o aislante. El silicio es el
material semiconductor más habitual. Como la conductividad eléctrica de un semiconductor puede
variar según la tensión aplicada al mismo, los transistores fabricados con semiconductores actúan como
minúsculos conmutadores que abren y cierran el paso de corriente en sólo unos pocos nanosegundos
(milmillonésimas de segundo). Esto permite que un ordenador pueda realizar millones de instrucciones
sencillas cada segundo y ejecutar rápidamente tareas complejas.
El bloque básico de la mayoría de los dispositivos semiconductores es el diodo, una unión de
materiales de tipo negativo (tipo n) y positivo (tipo p). Los términos "tipo n" y "tipo p" se refieren a
materiales semiconductores que han sido dopados, es decir, cuyas propiedades eléctricas han sido
alteradas mediante la adición controlada de pequeñísimas concentraciones de impurezas como boro o
fósforo. En un diodo, la corriente eléctrica sólo fluye en un sentido a través de la unión: desde el
material de tipo p hasta el material de tipo n, y sólo cuando el material de tipo p está a una tensión
superior que el de tipo n. La tensión que debe aplicarse al diodo para crear esa condición se denomina
tensión de polarización directa. La tensión opuesta que hace que no pase corriente se denomina tensión
de polarización inversa. Un circuito integrado contiene millones de uniones p-n, cada una de las cuales
cumple una finalidad específica dentro de los millones de
elementos electrónicos de circuito. La colocación y polarización
correctas de las regiones de tipo p y tipo n hacen que la corriente
eléctrica fluya por los trayectos adecuados y garantizan el buen
funcionamiento de todo el chip.
Transistores
El transistor empleado más comúnmente en la industria
microelectrónica se denomina transistor de efecto de campo de
metal-óxido-semiconductor (MOSFET, siglas en inglés). Contiene
dos regiones de tipo n, llamadas fuente y drenaje, con una región de
tipo p entre ambas, llamada canal. Encima del canal se encuentra una capa delgada de dióxido de
silicio, no conductor, sobre la cual va otra capa llamada puerta. Para que los electrones fluyan desde la
fuente hasta el drenaje, es necesario aplicar una tensión a la puerta (tensión de polarización directa).
Esto hace que la puerta actúe como un conmutador de control, conectando y desconectando el
MOSFET y creando una puerta lógica que transmite unos y ceros a través del microprocesador.
Fabricación de microprocesadores
Los microprocesadores se fabrican empleando técnicas similares a las usadas para otros circuitos
integrados, como chips de memoria. Generalmente, los microprocesadores tienen una estructura más
compleja que otros chips, y su fabricación exige técnicas extremadamente precisas.
La fabricación económica de microprocesadores exige su producción masiva. Sobre la superficie de
una oblea de silicio se crean simultáneamente varios cientos de grupos de circuitos. El proceso de
fabricación de microprocesadores consiste en una
sucesión de deposición y eliminación de capas
finísimas de materiales conductores, aislantes y
semiconductores, hasta que después de cientos de
pasos se llega a un complejo "bocadillo" que contiene
todos
los
circuitos
interconectados
del
microprocesador. Para el circuito electrónico sólo se
emplea la superficie externa de la oblea de silicio, una
capa de unas 10 micras de espesor (unos 0,01 mm, la
décima parte del espesor de un cabello humano).
Entre las etapas del proceso figuran la creación de sustrato, la oxidación, la litografía, el grabado, la
implantación iónica y la deposición de capas.
La primera etapa en la producción de un microprocesador es la creación de un sustrato de silicio de
enorme pureza, una rodaja de silicio en forma de una oblea redonda pulida hasta quedar lisa como un
espejo. En la actualidad, las obleas más grandes empleadas en la industria tienen 200 mm de diámetro.
En la etapa de oxidación se coloca una capa eléctricamente no conductora, llamada dieléctrico. El tipo
de dieléctrico más importante es el dióxido de silicio, que se "cultiva" exponiendo la oblea de silicio a
una atmósfera de oxígeno en un horno a unos 1.000 ºC. El oxígeno se combina con el silicio para
formar una delgada capa de óxido de unos 75 angstroms de espesor (un angstrom es una
diezmilmillonésima de metro).
Casi todas las capas que se depositan sobre la oblea deben corresponder con la forma y disposición de
los transistores y otros elementos electrónicos. Generalmente esto se logra mediante un proceso
llamado fotolitografía, que equivale a convertir la oblea en un trozo de película fotográfica y proyectar
sobre la misma una imagen del circuito deseado. Para ello se deposita sobre la superficie de la oblea
una capa fotosensible cuyas propiedades cambian al ser expuesta a la luz. Los detalles del circuito
pueden llegar a tener un tamaño de sólo 0,25 micras. Como la longitud de onda más corta de la luz
visible es de unas 0,5 micras, es necesario emplear luz ultravioleta de baja longitud de onda para
resolver los detalles más pequeños. Después de proyectar el circuito sobre la capa fotorresistente y
revelar la misma, la oblea se graba: esto es, se elimina la parte de la oblea no protegida por la imagen
grabada del circuito mediante productos químicos (un proceso conocido como grabado húmedo) o
exponiéndola a un gas corrosivo llamado plasma en una cámara de vacío especial.
En el siguiente paso del proceso, la implantación iónica, se introducen en el silicio impurezas como
boro o fósforo para alterar su conductividad. Esto se logra ionizando los átomos de boro o de fósforo
(quitándoles uno o dos electrones) y lanzándolos contra la oblea a grandes energías mediante un
implantador iónico. Los iones quedan incrustados en la superficie de la oblea.
En el último paso del proceso, las capas o películas de material empleadas para fabricar un
microprocesador se depositan mediante el bombardeo atómico en un plasma, la evaporación (en la que
el material se funde y posteriormente se evapora para cubrir la oblea) o la deposición de vapor químico,
en la que el material se condensa a partir de un gas a baja presión o a presión atmosférica. En todos los
casos, la película debe ser de gran pureza, y su espesor debe controlarse con una precisión de una
fracción de micra.
Los detalles de un microprocesador son tan pequeños y precisos que una única mota de polvo puede
destruir todo un grupo de circuitos. Las salas empleadas para la fabricación de microprocesadores se
denominan salas limpias, porque el aire de las mismas se somete a un filtrado exhaustivo y está
prácticamente libre de polvo. Las salas limpias más puras de la actualidad se denominan de clase 1. La
cifra indica el número máximo de partículas mayores de 0,12 micras que puede haber en un pie cúbico
de aire (0,028 metros cúbicos). Como comparación, un hogar normal sería de clase 1 millón.
Historia del microprocesador
El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una
calculadora, y resultaba revolucionario para su época. Contenía 2.300 transistores en un
microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000 operaciones por segundo. El primer
microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, desarrollado en 1979 para su empleo en terminales
informáticos. El Intel 8008 contenía 3.300 transistores. El primer microprocesador realmente diseñado
para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4.500 transistores y
podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo. Los microprocesadores modernos tienen una
capacidad y velocidad mucho mayores. Entre ellos figuran el Intel Pentium Pro, con 5,5 millones de
transistores; el UltraSparc-II, de Sun Microsystems, que contiene 5,4 millones de transistores; el
PowerPC 620, desarrollado conjuntamente por Apple, IBM y Motorola, con 7 millones de transistores,
y el Alpha 21164A, de Digital Equipment Corporation, con 9,3 millones de transistores.
Tecnologías futuras
La tecnología de los microprocesadores y de la fabricación de circuitos integrados está cambiando
rápidamente. En la actualidad, los microprocesadores más complejos contienen unos 10 millones de
transistores. Se prevé que en el 2000 los microprocesadores avanzados contengan más de 50 millones
de transistores, y unos 800 millones en el 2010.
Las técnicas de litografía también tendrán que ser mejoradas. En el
año 2000, el tamaño mínimo de los elementos de circuito será
inferior a 0,2 micras. Con esas dimensiones, es probable que
incluso la luz ultravioleta de baja longitud de onda no alcance la
resolución necesaria. Otras posibilidades alternativas son el uso de
haces muy estrechos de electrones e iones o la sustitución de la
litografía óptica por litografía que emplee rayos X de longitud de
onda extremadamente corta. Mediante estas tecnologías, las
velocidades de reloj podrían superar los 1.000 MHz en el 2010.
Se cree que el factor limitante en la potencia de los microprocesadores acabará siendo el
comportamiento de los propios electrones al circular por los transistores. Cuando las dimensiones se
hacen muy bajas, los efectos cuánticos debidos a la naturaleza ondulatoria de los electrones podrían
dominar el comportamiento de los transistores y circuitos. Puede que sean necesarios nuevos
dispositivos y diseños de circuitos a medida que los microprocesadores se aproximan a dimensiones
atómicas. Para producir las generaciones futuras de microchips se necesitarán técnicas como la epitaxia
por haz molecular, en la que los semiconductores se depositan átomo a átomo en una cámara de vacío
ultraelevado, o la microscopía de barrido de efecto túnel, que permite ver e incluso desplazar átomos
individuales con precisión.
Microprocesador 68881, en informática, el coprocesador matemático, o de coma flotante, de la firma
estadounidense Motorola para los procesadores 68000 y 68020.
Los coprocesadores matemáticos aceleran cualquier función de cálculo matemático siempre que las
aplicaciones los admitan. El 68881 acelera los procesos mediante un conjunto adicional de
instrucciones aritméticas de coma flotante muy complejas, un conjunto de registros de datos en coma
flotante y 22 constantes incorporadas que incluyen potencias de 10. El 68881 cumple el estándar
ANSI/IEEE 754-1985 de aritmética binaria en coma flotante.
Durante el diseño del Macintosh II, la compañía Apple descubrió que la instalación del 68881 mejoraba
de forma significativa el rendimiento de la interfaz, y con ello el rendimiento aparente de todo el
equipo. Por ello, Apple decidió incluir el coprocesador como equipamiento de serie.
Microprocesador 80286, denominado también 286.
Se trata de un microprocesador de 16 bits de Intel, presentado en 1982 e incluido desde 1984 en el
equipo PC/AT de IBM y compatibles. El 80286 dispone de registros de 16 bits, transfiere información
a través del bus de datos a 16 bits simultáneos y utiliza 24 bits para direccionar la memoria. El 80286
puede operar en dos modos, el real (que es compatible con MS-DOS y con los límites de los chips 8086
y 8088) y el protegido (que potencia la funcionalidad del microprocesador). El modo real limita a 1
megabyte la cantidad de memoria que el microprocesador puede direccionar. Por otro lado, en el modo
protegido, el 80286 puede acceder directamente a 16 megabytes de memoria. Además, un 80286 en
modo protegido protege al sistema operativo de aplicaciones que provocan fallos. Esta protección no
existe en procesadores 8088 y 8086, ni está presente en el 80286 cuando funciona en modo real.
Microprocesador 80386SX, denominado también 386SX en informática.
Se trata de un microprocesador de Intel, introducido en 1988 como un producto de bajo costo
alternativo al 80386DX. El 80386SX es básicamente un procesador 80386DX limitado por un bus de
datos de 16 bits. El diseño basado en 16 bits permite configurar los sistemas 80386SX con
componentes menos costosos del tipo AT, reduciendo considerablemente el precio total del sistema. El
80386SX proporciona además prestaciones superiores al 80286 y compatibilidad con todo el software
diseñado para el 80386DX. Incorpora también características del 80386DX, como la multitarea y el
modo 8086 virtual.
Microprocesador 80387, denominado también 387 en el campo de la informática.
Se trata de un coprocesador matemático, también denominado de coma flotante, diseñado por Intel para
la familia de procesadores 80386. Está disponible a velocidades de 16, 20, 25 y 33 MHz. El
coprocesador 80387 puede aumentar de forma considerable el rendimiento del sistema, siempre que el
software de aplicación haga uso de él, ya que pone a disposición de la aplicación instrucciones
aritméticas, trigonométricas, exponenciales y logarítmicas con las que no cuenta el 80386. El 80387
también incorpora operaciones fundamentales para el cálculo de senos, cosenos, tangentes,
arcotangentes y logaritmos. Si se utilizan estas instrucciones adicionales, las operaciones son realizadas
por el 80387, permitiendo al 80386 dedicarse a otras tareas. El 80387 puede procesar enteros de 32 y
64 bits, números en coma flotante de 32, 64 y 80 bits y operandos BCD (decimales codificados en
binario) de 18 dígitos; cumple la norma ANSI/IEEE 754-1985 sobre aritmética en coma flotante
binaria. El 80387 opera con independencia del modo en que se encuentre el 80386 y funciona
correctamente cuando éste trabaja en modo real, protegido o en 8086 virtual.
Microprocesador 8086, en informática, microprocesador de Intel presentado en 1978.
Es un descendiente directo del 8080, pero con registros de 16 bits, un bus de datos de 16 bits y
direccionamiento de 20 bits, y permite controlar más de un megabyte de memoria. Está disponible con
velocidades de 4,77, 8 y 10 MHz. Los modelos 25 y 30 de los equipos PS/2 de IBM, disponen de un
8086 a 8 MHz.
Comparativa Pentium II, AMD K6 Y Cyrix M-II
Actualmente las empresas AMD y Cyrix intentan competir en el mercado con el todopoderoso Intel.
En esta comparativa se verán las versiones de Intel Pentium II a 400 y 450 Mhz, junto con el Celeron a
33 Mhz, el K6-2 a 300 y 350 MHz de la casa AMD y la casa Cyrix representada por el M-II a 300 y
333 MHz.
El microprocesador de Intel se conecta a la placa base a través del slot 1, mientras que los otros dos
mediante el tradicional zocalo.
Comenzamos con el M-II-233 de Cyrix, que intenta entrar en un mercado prácticamente controlado por
AMD y sobre todo por Intel.
En la actualidad gozan de cierto prestigio a nivel oficina y en aplicaciones 2D, pero sin ofrecer grandes
posibilidades en las 3D, cosa que el M-II intenta superar,
mejorando su FPU (es decir, la unidad que realiza operaciones en
coma flotante). Rinde bastante bien en aplicaciones en las cuales
no se requieran gran cantidad de operaciones en coma flotante, si
embargo, en aplicaciones 3D que requieren muchas operaciones
en coma flotante su rendimiento baja mucho con relación a sus dos
competidores en mercado. Esto es un gran inconveniente a la hora
de manejar aplicaciones como juegos en 3D o diseño gráfico.
Su arquitectura presenta similitudes con la del Pentium II, lo que
permite conectarse a cualquier placa base Pentium.
Una cosa que hay que dejar clara es que a pesar de llamarse M-II 300, su velocidad real es de 233
MHz, y la del bus de 66MHz.
Con el M-II 333, que tampoco funciona a 333MHz, sino a 250 MHz, se mejora el rendimiento pero es
necesario configurar el bus de la placa base a 83MHz, aplicando un multiplicador 3X –83x3=249MHz.
Esto mejora la velocidad a cambio de perder compatibilidad con algunas placas base.
El M-II 333 funciona realmente bien en aplicaciones en 2D, incluso superiores al K6 a 300MHz, pero
sigue siendo algo lento en aplicaciones con múltiples operaciones en coma flotante.
En conclusión, el M-II 333 es un buen microprocesador para personar que lo utilicen a nivel usuario y
en oficinas, así como en todos aquellos lugares sin necesidades de aplicaciones tridimensionales.
Todo esto puede ser comprensible teniendo en cuenta que en realidad la velocidad del M-II 333 es de
250 MHz. En caso de trabajar a la misma velocidad que sus competidores los resultados podrian ser
otros.
A continuación veremos el K6-2 300 de la casa AMD. Cada vez
tiene más cuota de mercado comiendole terreno a Intel.
En un principio la casa AMD se dedicaba a clonar los micros de
Intel, pero a raíz del Pentium II y su arquitectura registrada,
AMD tuvo que comenzar a utilizar ingeniería propia. Esto dio
lugar a unos excelentes resultados, ya que conseguia una
velocidad similar al Pentium II, pero utilizando un conector a la
placa como el de los clásicos Pentium, es decir un conector
Socket-7.
Con los avances de Pentium la casa AMD tuvo que sacar el K6-2, una evolución del K6 pero que
incorpora 21 nuevas instrucciones llamadas 3D Now! que aceleran notablemente las aplicaciones 3D.
Además de mejorar las aplicaciones 3D es compatible con la tecnología MMX.
Trabaja sin ningún problema con la coma flotante y ejecuta cuatro instrucciones FPU por ciclo a
diferencia de Intel que ejecuta una sola por ciclo.
Para que todo esto sea realidad, debe disponer de los drivers 3D Now! adecuados y aprovechar al
máximo DirectX 6.0.
Su velocidad sin los 3D Now! no alcanza al Pentium II, pero si los utiliza se coloca prácticamente al
mismo nivel que el Pentium II 400.
Por lo tanto el K6-300 es una buena inversión para aquellos que no quieran pagar los altisimos precios
de Intel, aunque por un poco más de dinero es preferible adquirir el K6-2 350 con un rendimiento
superior.
Con el K6-2 350 se obtiene un rendimiento algo superior al K6-2 300, aunque sin ser muy
significativo.
Utilizando los driver 3D Now! con el K6-2 350 se alcanza el rendimiento del Pentium II 400 y se
acerca mucho al Pentium II 450, todo ello sin olvidar que el K6 va a 350 MHz y cuesta tres veces
menos.
Queda claro que Intel ya no esta sola y
por lo tanto tiene que hacer frente sus
competidores, no solo en calidad sino
sobre todo en precio. Para bajar los
precios y poder competir con AMD y
Cyrix, Intel presenta el Celeron, es decir
un microprocesador Pentium II al que se
le a quitado la memoria caché.
El procesador Pentium II de Intel
presenta una arquitectura completamente diferente a cualquier otro conocido. Su principal novedad es
las prestaciones que ofrece la memoria caché L2, instalada dentro del propio micropocesador, dentro de
un cartucho llamado SEC y de mayor tamaño que cualquier otro.
El Pentium II 400 dispone de 512 Ks de caché funcionando a 200 MHz, frente a los 66 MHz de los
AMD y Cyrix. Esto mejora la conexión entre la CPU, el bus AGP y la memoria.
Para conectar el microprocesador a la placa esta debe equipar un Slot 1, que es donde se conecta el
cartucho (SEC).
Con este micro no hay que preocuparse de la
configuración ni de los drivers, ya que son
reconocidos automáticamente.
El Pentium II 400 y 450 destacan sobre todo en
las pruebas de velocidad pura, es decir, sin
necesidad de utilizar tarjetas aceleradoras, como
era el caso de sus competidores K6 y M-II.
Como ya es conocido, estos microprocesadores son adecuados para quienes no les importe gastarse
más dinero a cambio de la tranquilidad de que todos los programas son aprovechados al máximo, da
igual que sean antiguos.
La diferencia de precio entre el Pentium II 400 y el 450
hace pensarse bien si compresa gastarse mucho más
dinero a cambio de aumentar la velocidad del
microprocesador en tan solo 50 MHz.
MICROPROCESADOR
Los microprocesadores suelen estar recubiertos por una carcasa de protección. Los conductores que
sobresalen del procesador mostrado arriba se
conectan a unas pequeñas patillas metálicas que se
sueldan a las placas de circuito integrado.
Microprocesador Pentium
El microprocesador Pentium (que aquí se muestra
con una ampliación de 2,5 veces) es fabricado por
Intel Corporation. Contiene más de tres millones de
transistores, y puede hacer que algunas partes de sus
circuitos vayan más lentas o se detengan cuando no
son necesarias, con lo que ahorra energía.
MODELO
AMD K6-2 300
AMD K6-2 350
Ciryx M-II 300
Ciryx M-II 333
CeleronA 300
CeleronA 333
IDT Winchip 225
IDT Winchip 240
PentiumII 400
PentiumII 450
PentiumII XEON 400
PentiumIII 450
PentiumIII 500
PentiumIII XEON 500
PentiumIII 533
PentiumIII 400 Portátil
PentiumIII 433 Portátil
PentiumIII XEON 550
PentiumIII 600
PentiumIII XEON 600
PentiumIII XEON 666
PentiumIII 733
BUS
100 MHZ
100 MHZ
100 MHZ
133 MHZ
100 MHZ
100 MHZ
100 MHZ
133 MHZ
133 MHZ
133 MHZ
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CACHÉ L1
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CACHÉ L2
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TECNOLOGÍA
0,25 micras
0,25 micras
0,35 micras
0,35 micras
0,25 micras
0,25 micras
0,35 micras
0,35 micras
0,25 micras
0,25 micras
0,25 micras
0,25 micras
0,25 micras
0,25 micras
0,25 micras
0,18 micras
0,18 micras
0,25 micras
0,18? Micras
0,18 micras
0,18 micras
0,18 micras
CONECTOR
Socket 7
Socket 7
Socket 7
Socket 7
Slot 1
Slot 1
Socket 7
Socket 7
Slot 1
Slot 1
Slot 2
Slot 1
Slot 1
Slot 2
SECC -2
Slot 2
SECC -2
Slot 2
Slot 2
Sock 370
ULTIMOS MICROPROCESADORES:
AMD K7
El nuevo micro de la multinacional AMD, cuyo nombre más conocido es el de K7, se ha lanzado a la
competencia con Intel, el rey actual del mercado. El K7 ha sido bautizado con el nombre de Athlon por
razones de marketing y para diferenciar este último lanzamiento de la familia del K6, ya que el K7 no
es una evolución sino una máquina con nuevas características.
Con este nombre también se quiere remarcar que el K7 es el procesador más rápido del momento.
AMD ha sido un directo competidor de Intel, junto con otras pequeñas compañias como Cyrix. La
lucha con Intel, es que AMD ofrece precios más económicos que Intel con similares características.
AMD ha roto el monopolio de Intel y ofrecer una competencia directa ofreciendo calidad y buenas
prestaciones. Destaca en sus mejoras en rendimientos de aplicaciones Multimedia superando a Intel en
este sector, pero sin poder competir todavia en las prestaciones más profesionales aunque esto puede
cambiar con el último procesador, el K7.
Su último y revolucionario lanzamiento, pretende desarrollar un microprocesador superior a Intel en
todos los aspectos profesionales. AMD K7 es la séptima generación de AMD mientras que el Pentium
III es la sexta generación de ordenadores de Intel. Con esto, AMD pretende entrar en sectores
anteriormente inaccesible para ellos como servidores, estaciones de trabajo potentes y en general todo
el entorno profesional de alto rendimiento.
Principales características
Su aspecto físico es un cartucho de plástico que encierra el microprocesador sobre el cual se encuentra
la memoria Caché.
Las frecuencias iniciales llegan hasta seiscientos MHz. lo cual supera ya a los Pentium III de Intel.
Además al ser el K7 la séptima generación de AMD supera a los Pentium III en prestaciones a igual
frecuencia en MHz. Esto se obtiene sobre todos por las extraordinarias características de AMD en
cálculos en coma flotante.
El K7 presenta nueve lineas de ejecución completamente optimizadas que ofrecen un alto ancho de
banda y la posibilidad de funcionar a altas frecuencias. También permite ejecutar instrucciones de
distinto tipo asi como cambiar de un tipo a otro incluida la unidad de coma flotante.
AMD ha optimizado sus características para competir con Intel en aplicaciones Multimedia, prestando
especial atención en 3D y operaciones matemáticas para codificación de voz, video, sonido digital y
descodificación de Dolby (util para películas en DVD). Sin embargo el problema de las aplicaciones
Multimedia en 3D sigue siendo la falta de un software apropiado para su optimización. Aunque el
desarrollo del software para aplicaciones en 3D aceleraría las aplicaciones, los fabricantes prefieren
centrar sus esfuerzos en mejorar los microprocesadores.
Memoria caché
La memoria Caché del AMD K7 de primer nivel, se situa en 128Kb repartidas entre instrucciones
(64Kb) y datos (64Kb). Esto supone que supera cuatro veces el tamaño de el caché del Pentium III que
es de 32Kb repartidas en dos unidades de 16Kb cada una. Respecto al caché de segundo nivel es igual
al del Pentium III, situada en 512 Kb; aunque la del K7 trabaja a la misma velocidad que el micro.
Buses
El desarrollo de los buses es fundamental. Han mejorado los buses convencionales optimizando la
interconexión entre memoria, microprocesadore, chipset, etc. que permite trabajar a unas frecuencias
superiores a las actuales.
Comienza por 200 MHz, pero puede alcanzar los 600 MHz perfectamente.
El microprocesador se conecta directamente al corazón de la placa, para realizar todas las operaciones
de intercambio de datos. Eso supone que el sistema multiproceso, los distintos chips, no tenga que
compartir los buses por lo que aumentan las prestaciones.
El slot de conexión es fisicamente igual para AMD y para Pentium, porque facilita el intercambio de
las piezas ya existentes aunque cambia a nivel eléctrico para que los micros tengan una distinción.
El AMD K7 Athlon, no solo atrae por su precio sino también por sus prestaciones. Su mercado inicial
son las estaciones de trabajo y equipos potentes, aunque les seguirán versiones para servidores y
sectores de alto rendimiento.
AMD ha dado un paso de gigante en la lucha con Intel y sus productos cada vez son más conocidos a
nivel usuario y a nivel profesional. Esta competencia con Intel permitirá una mayor solvencia en el
mercado y un desarrollo tecnológico para los usuarios de estos procesadores.
PENTIUM III
El microprocesador Intel Pentium III salió al mercador el 26 de Febrero de 1999. Tras su aparición, se
ha ido incrementando en nivel de frecuencia de forma progresiva hasta llegar a los 600 MHz hasta el
momento.
Uno de los hechos que revolucionó los PC´s fue la aparición de las instrucciones MMX, relacionadas
con la ejecución de tareas Multimedia pero también destaca el Pentium III por su exagerada campaña
de marketing, incluida en la red comercial Microsoft.
Novedades del Pentium III
El formato del microprocesador es similar al de Pentium II, asi como su conexión a la placa a través del
slot 1, lo cual es una ventaja para mantener la compatibilidad de los componentes.
Las primeras versiones salieron con una frecuencia de 450 y 500 MHz, aunque en la actualidad ya
existen de 600 MHz; con un bus de 100 MHz y una memoria caché de primer nivel de 32 o 64 Kb en
un bloque para instrucciones y otro bloque para datos.
La caché de segundo nivel sigue siendo de 512 Kb al igual que en el AMD K7 Athlon.
El microprocesador Pentium III recoge una serie de novedades principales:
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Integra setenta nuevas instrucciones entre las que estan las SIMD para coma flotante.
Permite la ejecución simultanea de tareas en la unidad matemática, MMX y nuevas instrucciones.
Las instrucciones KNI, que supone la novedad principal del Pentium III.
Instrucciones KNI
Se dividen en tres apartados.
Cincuenta instrucciones SIMD para la ejecución de datos en coma flontante, que se suman a las ya
incorporadas por las MMX que solo podían trabajos con números enteros. Las nuevas extensiones son
capaces de ofrecer hasta 4 resultados por ciclo de reloj.
Doce instrucciones destinadas al proceso de tareas multimedia, como codificación de vídeo MPEG 2 en
tiempo real, mejora en las prestaciones de imágenes en 3D y analisis más rapido en el tratamiento de
audio y reconocimiento de voz. Estas se suman a las 59 instrucciones ya existentes.
Ocho instrucciones creadas para optimizar al máximo el acceso a la caché. Eso permite el trabajo con
arrays de tres dimensiones, mejorando el tratamiento de vídeo e imágenes, asi como el reconocimiento
de voz.
El ID único y universal
Esto es algo buscado desde largo tiempo por los usuarios de todo el mundo. Consiste en la
identificación del microprocesador con un número grabado en el propio microcódigo. Esto supone
identificar de manera única el ordenador, muy util para realizar transacciones de comercio electronico,
además permitía a los administradores de red mantener todos sus equipos identificados de forma
sencilla y rápida. Esto ayuda a evitar el fraude de los microprocesadores probados y remarcados.
Todo esto ha generado una polémica sobre la libertad de intimidad de las personas.
Un modo de trabajo de Pentium III es evitar los errores que sucedían al utilizar la tecnología MMX y
querer pasar a la tradicional en coma flotante. La instrucción KNI, permite intercambiar datos con la
tecnología MMX sin disminuir sus prestaciones.
Requerimientos deHardware
Para poder montar el microprocesador, la placa base debe tener un soporte de bus a 100 MHz, es decir,
los modelos dotados con chipset BX. Hay que tener en cuenta que previamente debemos configurar la
BIOS para que se reconozca la presencia de este microprocesador. Aunque pueda montarse con placas
de chipset BX, se espera la aparición de placas diseñadas por Intel solo para Pentium III. Las
principales novedades de estas placas serán el soporte de bus de 133 MHz, que será imprescindible, el
sopote de AGP4x, bus PCI de 64 bits, memoria DIRECT RAMBUS, FIRE WIRE y el estándar
DMA66.
Requerimientos de software
Si el software quiere ser eficaz, debe estar optimizado y preparado para el Pentium III. En caso de
utilizarlo con un software antigüo, funcionará a nivel de las prestaciones del propio Software y no de
las del procesador Pentium III. Para que el software antigüo dependa del procesador y no de si mismo,
se les colocarán parches para adecuarlos a las propiedades del Pentium III. A partir de aquí habrá que
esperar a que se desarrollen las nuevas aplicaciones.
Con estos cambios se espera una mejora de entre el 15 y el 25% en las prestaciones de las aplicaciones
y juegos.
CONCLUSIONES FINALES
Con las nuevas instrucciones KNI, Intel nos ofrece un futuro repleto de Multimedia con increibles
imágenes, un espectacular nivel de sonidos y animaciones.
En definitiva una Multimedia más auténtica e interactiva. Realmente las ventajas se verán más a nivel
de ocio y doméstico que a nivel de oficina, ya que no siempre necesitan aplicaciones en Multimedia.
Todas las posibilidades que ofrece Pentium III, no se pueden disfrutar a espera del desarrollo de un
Hardware adecuado, aunque todo llegará.
FUENTES:
Microprocesadores. Alfredo Castillo, Luis Flores, Rubén Povedano, Raúl Sagarribay.
http://guindo.pntic.mec.es/~pold0000/trabajosASI/asi104/Micros.htm