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KLEIDER TORRES AREVALO
Arquitectura de
computadores
Instituto madre del buen consejo
13/08/2014
1.HISTORIA DE LOS MICROPROCESADORES
Intel empezó en 1971 a fabricar el primer procesador integrado en un chip, el 4004. Este
procesador tenía 2250 transistores y trabajaba a 0,1 MHz, con un ancho de bus de 4 bits.
Tradicionalmente su uso ha sido para calculadoras. En 1972 presentó el 8008 con un ancho de
bus de 8 bits que se utilizaba principalmente para controlar procesos industriales; aún no se
hablaba de las CPU como orientadas a los usuarios normales, pero a partir de ese momento se
empezaron a desarrollar de forma continua nuevas familias de procesadores que se han ido
clasificando por generaciones de acuerdo a saltos tecnológicos.
1ª Generación: El 8080 en 1973, es el primer microprocesador útil para cualquier tipo de
operación, funcionaba a 1 MHz con un ancho de 8 bits, lo cual le permitía manejar 64KB de
RAM, otros fabricantes como Motorola con su M6800 y Zilog con su Z80, también se dedicaban
a construir microprocesadores pero destinados al sector industrial y científico. En 1978 llegan
los procesadores a 16 bits de ancho de bus que ya permiten manejar 1MB de RAM, como el
8086 de Intel, el Z800 de Zilog y el 6800 de Motorola. De estos tres fabricantes sólo Intel y
Motorola prosperaron. Los procesadores Intel fueron la base de los Personal Computer (PC) de
la familia x86 y Motorola fue la base de los primeros Apple y plataformas Unix.
2ª Generación: El 80286, año 1982, procesador que introduce el modo real, y el protegido de
32 bits que permitía aumentar el rendimiento, esta CPU ya era bastante más eficaz y podía
ejecutar más de una instrucción por ciclo.
3ª Generación: El 80386, año 1985, primer procesador de 32 bits de ancho del que solo
Windows sacaba provecho ya que DOS no podía. Trabajaban a velocidades entre 16 y 33 MHz
Incluyeron un Pipeline de 4 etapas, era posible adquirir el modelo 80386DX que integraba en el
núcleo la FPU (Coprocesador Matemático) que permitía trabajar con gráficos, también se podía
adquirir el 80386SX que era la versión económica sin FPU pero que permitía adquirirlo
posteriormente comprando el 80397 (que es la FPU) y que se montaba en un socket al lado de
la CPU, otra limitación del SX es que le redujeron el ancho de banda a 16 bits lo que le permitía
utilizar hasta 16MB RAM.
4ª Generación: El 80486 en el año 1989 con 32 bits de ancho que mejoro el juego de
instrucciones x86 y utilizo por primera vez una memoria cache L1. Este avance lo hacia el
doble de rápido que un 386 trabajando a la misma velocidad. Igual que sucedió con el 386
tuvimos versión DX con FPU y versión SX sin FPU pero con la posibilidad de comprar
posteriormente el 80487. Fue la primera CPU que tuvo una larga evolución tecnológica
sacando múltiples versiones conocidas como 486SX, 486DX, 486DX2 y 486DX4. Todas estas
familias como Intel, AMD como Cyrix supieron comercializar con gran éxito. Los modelos DX2
fueron los primeros que a través de la opción de turbo permitía dobla r la velocidad interna de
trabajo de la CPU respecto a la velocidad externa para comunicarse con la RAM de esta
manera la CPU podía trabajar a 66MHz mientras que la memoria RAM trabajaba a 33MHz. El
486DX5 de AMD fue el más rápido que salió al mercado trabajando a una velocidad de
166MHz.
5ª Generación: Pentium 1993, primera tecnología de Intel que incorpora una arquitectura súper
escalada. Esto quiere decir que incorporaba dos unidades de procesamiento o pipelines
trabajando en paralelo por lo que podía ejecutar dos instrucciones por ciclo de reloj esta CPU
también incremento a 64 bits el ancho del bus FSB y subió su frecuencia de 33 a 66MHz, su
nueva arquitectura le permitió aprovechar el incremento constante de la velocidades de trabajo
de las CPU’s. Cyrix se retira. AMD saca su K5 en el 1994 procesador de 32 bits de AMD que
no tuvo éxito y con un flujo rendimiento respecto a Pentium, utilizaba un pipeline de 6 etapas
para los números enteros y así poder incrementar algo su potencia de trabajo.
2. CLASES DE MICROPROCESADORES
Microprocesador 486DX:
La versión estándar del microprocesador 486 es el 486DX que maneja registros de 32 bits y
tiene un bus interno de 32 bits.
El 486DX incluye dentro del microchip, los circuitos especializados en las operaciones con
punto flotante.
Microprocesador 486SX:
Es una versión más económica que el 486DX en el que se han eliminado los circuitos del
coprocesador matemático para disminuir su consumo electrónico. El 486DX se comercializa en
2 versiones: de 25MHz y de 33MHz.
Microprocesador 486 DX2:
Es una versión mejorada del 486DX que además de incluir el coprocesador matemático,
incorpora circuitos que permiten trabajar a 2 velocidades: Internamente al doble de velocidad
que el 486DX y
Externamente a la misma velocidad que el 486DX.
Microprocesador 486 SX2:
Apareció en 1995, siendo una versión más económica del 486Dx2que elimina el coprocesador
matemático. Se comercializa en 2 versiones: De 50MHz y 66MHz.
Microprocesador DX4
Apareció en marzo de 1994 guarda la misma filosofía del diseño del 486DX2, trabajando
internamente hasta el triple de la velocidad externa. El DX4 incorpora 16Kbytes de memoria
caché de primer nivel tipo Write-through y se está fabricando de 3 versiones: De 75MHz, De
83MHz y de 100MHz.
Microprocesador Pentium P5:
La versión estándar del microprocesador Pentium P5 emplea tecnología superes calar
(tecnología escalar aplicada a varias unidades de procesamiento), que le permite ejecutar dos
operaciones enteras no dependientes simultáneamente, gracias a la presencia de 2 unidades
aritmético-lógicas para operaciones con enteros entubadas, después de cuatro ciclos de
latencia.
Microprocesador Pentium P54C:
En marzo de 1994, ingreso al mercado la segunda familia de procesadores Pentium bajo la
identificación Pentium P54C con micro transistores de 0.6 micras, tensión de trabajo de 3.3V y
reloj interno de 90 y 100 MH, que trabajan con tarjetas madres 1.5 veces menos rápidas, de 60
MHz y de 66MHz respectivamente. Durante 1995, se lanzaron microprocesadores P54C con
tecnologías de 0.60 micras con 3.3V, y 0.35 micras con 2.9V, introduciéndose versiones de
75MHz, 120MHz, 133MHz, 150MHz y de 166MHz, que trabajaban con tarjeta madre de 50
MHz, de 60MHz, 66MHz respectivamente. En 1996 apareció el PentiumP54C de 200MHz de
velocidad.
El microprocesador Pentium P55C:
También se le conoce como Pentium – MMX. A fines de 1996, ingreso al mercado la tercera
familia de microprocesadores Pentium bajo la identificación de Pentium P55C con
características similares al Pentium P54C, pero mejorado ostensiblemente para el uso de
multimedia mediante la incorporación de 54 nuevas instrucciones de Micro código.
3. PARTES DEL MICROPROCESADOR
es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir
su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire) y permitir el enlace con los conectores
externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base.
una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos
datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a
la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera.Todos los micros "compatibles PC" desde el
486 poseen al menos la llamada caché interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más
cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Los micros más modernos (Pentium III
Coppermine, Athlon Thunderbird, etc.) incluyen también en su interior otro nivel de caché, más
grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.
o, más correctamente, la FPU (Floating Point Unit, Unidad de
coma Flotante). Parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos;
antiguamente estaba en el exterior del micro, en otro chip.
el cual tiene varias partes (unidad de enteros, registros, etc.)
4. CUAL ES EL MICROPROCESADOR MAS PEQUEÑO
EL PROCESADOR INTEL ATOM EL MAS PEQUEÑO DEL MUNDO
El procesador Intel Atom está construido con los transistores energéticamente más eficientes y
más pequeños del mundo.
La división de computación embebida de Intel, con más de 30 años, se concentra en máquinas,
dispositivos y equipos que tienen capacidades de Internet y computación pero que no son PCs
tradicionales, laptops o servidores. Intel ofrece un ciclo de vida extendido de 7 años para
aquellas áreas que requieren ciclos de renovación más largos.
5. COMO ES SU FUNCIONAMIENTO EXPLICARLO
El Procesador Intel Atom es el nombre de una nueva familia de procesadores con consumo
eficiente de energía diseñados específicamente para dispositivos móviles para Internet (Mobile
Internet Devices, MID, por sus siglas en inglés) y una nueva clase de computadoras
económicas y sencillas centradas en Internet.
El procesador Intel Atom está basado en una micro arquitectura completamente nueva que fue
diseñada específicamente para dispositivos pequeños y para ofrecer un bajo consumo de
energía, al tiempo de conservar total compatibilidad con el conjunto de instrucciones Intel Core
2 Duo a la que están acostumbrados los consumidores cuando utilizan una PC común e
Internet.
A pesar de sus 25 milímetros cuadrados de área, tiene 1.6 gigas de velocidad y 512k de
memoria cache, con solo necesitar 4 watios de energía. Serviría para el “laptop” de un ratón, El
diseño incluye soporte para múltiples canales para ofrecer un alto rendimiento y una mayor
capacidad de respuesta del sistema. Todo esto en un chip que mide menos de 25 mm², lo que
lo convierte en el procesador más pequeño y de más bajo consumo de energía que Intel ha
presentado hasta ahora.
Hasta 11 “dies” (las diminutas placas de silicio que contienen 47 millones de transistores cada
una), cabrían en un área del tamaño de una moneda de 1 centavo de dólar estadounidense.
Estos nuevos chips, originalmente con los nombres en código Silverthorne y Diamondville, se
manufacturarán con el proceso de 45 nm de Intel con tecnología de compuerta metálica Hi-K,
Un Nanómetro es una unidad de medida del sistema métrico que equivale a una billonésima
parte de un metro, o una millonésima de milímetro, esto para ponerlos en perspectiva del
tamaño. Ahora, comparativamente un pelo tiene 90.000 nanómetros de espesor, una bacteria
alrededor de 2.000nm de espesor y nuestros últimos transistores 45nm.
Que es lo interesante de todo esto? Que dentro de un Core 2 Duo, podemos poner 820
Millones de transistores para hacerlo más rápido y más poderoso basándonos en el proceso de
fabricación de 45nm.
ESPECIFICACIONES DEL PROCESADOR INTEL ATOM
Los chips tienen un consumo de energía promedio en un rango de 0.6 – 2.5 watts y hasta 1.8
GHz, dependiendo del diseño y de las necesidades del cliente. En comparación, los chips Core
2 Duo móviles de alto rendimiento tienen un consumo de energía promedio en el rango de 35watts.
“Este es nuestro procesador más pequeño, construido con los transistores más pequeños de la
industria”, explicó Sean Maloney, vicepresidente ejecutivo y director general de ventas y
mercadotecnia de Intel.
Esta pequeña maravilla es un cambio fundamental en diseño, aún más pequeño y
suficientemente poderoso para permitir una gran experiencia en Internet para los nuevos
dispositivos. Pensamos que esto liberará grandes innovaciones en toda la industria”.Con las
computadoras personales que se vuelven cada vez más móviles y la industria desarrollando
rápidamente nuevas clases de productos para conectar a los próximos mil millones de
personas a Internet, el procesador Atom ofrece a los clientes la habilidad única de innovar
alrededor del nuevo diseño de bajo consumo de energía.Además de la oportunidad que
representan los MID, Intel cree que la demanda de una nueva categoría de dispositivos de
cómputo móviles de bajo costo centrados en Internet llamados “netbooks” y PCs de escritorio
básicas también centradas en Internet llamadas “nettops” aumentará considerablemente en los
próximos años. El procesador Intel Atom es perfecto para satisfacer a estos nuevos segmentos
del mercado.