1.CONTENIDO
Definición:
La estructura tecnológica del microprocesador determinara en cuantos ciclos se efectuara la operación en el CPU y su duración estará determinada por la frecuencia de reloj, dicha duración nunca podrá ser menor al tiempo requerido para efectuar la tarea individual (en un ciclo) de mayor coste temporal.
Los microprocesadores contienen un oscilador de cuarzo que genera los pulsos a un ritmo constante de manera que se pueden generar varios ciclos en un segundo, la velocidad de los microprocesadores se mide en frecuencias y estas pueden ser megahertzios (MHz) o Gigahertzios (GHz) es decir, miles de millones o millones de ciclos por segundo.
Para determinar la velocidad a la que trabaja la CPU podemos utilizar el indicador de frecuencia, es decir, entre mayor frecuencia mayor velocidad para el proceso de información, pero no es el único indicador que lo determina, también necesitamos saber la cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea concreta y la cantidad de instrucciones ejecutadas por ciclo (ICP).
La cantidad de instrucciones que se necesita para ejecutar un proceso depende directamente de cuantas estén disponibles, mientras que para ICP dependerá del factor súper segmentación y la cantidad de unidades de proceso o conocido como pipelines.
La arquitectura de un microprocesador es similar a la de una computadora digital, esto se debe a que ambos realizan operaciones bajo un programa de control.
Historia
El microprocesador es un producto de la computadora y con tecnología semiconductora. Se eslabona desde la mitad de los años 50's; estas tecnologías se fusionaron a principios de los años 70`'s, produciendo el llamado microprocesador.
La computadora digital hace cálculos bajo el control de un programa. La manera general en que los cálculos se han hecho es llamada la arquitectura de la computadora digital. Así mismo la historia de circuitos de estado sólido nos ayuda también, porque el microprocesador es un circuito con transistores o microcircuito LSI (grande escala de integración), para ser más preciso.
El mapa de la figura, mostrada al final de esta sección, muestra los sucesos importantes de éstas dos tecnologías que se desarrollaron en las últimas cinco décadas. Las dos tecnologías iniciaron su desarrollo desde la segunda guerra mundial; en este tiempo los científicos desarrollaron computadoras especialmente para uso militar. Después de la guerra, a mediados del año de 1940 la computadora digital fue desarrollada para propósitos científicos y civiles.
La tecnología de circuitos electrónicos avanzó y los científicos hicieron grandes progresos en el diseño de dispositivos físicos de Estado Sólido. En 1948 en los laboratorios Bell crearon el Transistor.
En los años 50's, aparecen las primeras computadoras digitales de propósito general. Éstas usaban tubos al vacío (bulbos) como componentes electrónicos activos. Tarjetas o módulos de tubos al vacío fueron usados para construir circuitos lógicos básicos tales como compuertas lógicas y flip-flops (Celda donde se almacena un bit). Ensamblando compuertas y flip-flops en módulos, los científicos construyeron la computadora ( lalógica de control, circuitos de memoria, etc.). Los bulbos también formaron parte de la construcción de máquinas para la comunicación con las computadoras. Para el estudio de los circuitos digitales, en la construcción de un circuito sumador simple se requiere de algunas compuertas lógicas.
La construcción de una computadora digital requiere de muchos circuitos o dispositivos electrónicos. El principal paso tomado en la computadora fue hacer que el dato fuera almacenado en memoria como una forma de palabra digital. La idea de almacenar programas fue muy importante.
La tecnología de los circuitos de estado sólido evolucionó en la década de los años 50's. El uso del material silicio de bajo costo y con métodos de producción masiva, hicieron al transistor ser el más usado para el diseño de circuitos. Por lo tanto el diseño de la computadora digital fue un gran avance del cambio para remplazar al tubo al vacío (bulbo) por el transistor a finales de los años 50's.
A principios de los años 60's, el arte de la construcción de computadoras de estado sólido se incrementó y surgieron las tecnologías en circuitos digitales como: RTL (Lógica Transistor Resistor), DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor Transistor), ECL (Lógica Complementada Emisor).
A mediados de los años 60's se producen las familias de lógica digital, dispositivos en escala SSI y MSI que corresponden a pequeña y mediana escala de integración de componentes en los circuitos de fabricación. A finales de los años 60's y principios de los años 70's surgieron los LSI (gran escala de integración ). La tecnología LSI fue haciendo posible más y más circuitos digitales en un circuito integrado. Pero pocos circuitos LSI fueron producidos, los dispositivos de memoria fueron un buen ejemplo.
Las primeras calculadoras electrónicas requerían de 75 a 100 circuitos integrados. Después se dio un paso importante en la reducción de la arquitectura de la computadora a un circuito integrado simple, resultando un circuito que fue llamado el 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.
A principios de los años 60's, el arte de la construcción de computadoras de estado sólido se incrementó y surgieron las tecnologías en circuitos digitales como: RTL (Lógica Transistor Resistor), DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor Transistor), ECL (Lógica Complementada Emisor).
A mediados de los años 60's se producen las familias de lógica digital, dispositivos en escala SSI y MSI que corresponden a pequeña y mediana escala de integración de componentes en los circuitos de fabricación. A finales de los años 60's y principios de los años 70's surgieron los LSI (gran escala de integración ). La tecnología LSI fue haciendo posible más y más circuitos digitales en un circuito integrado. Pero pocos circuitos LSI fueron producidos, los dispositivos de memoria fueron un buen ejemplo.
Las primeras calculadoras electrónicas requerían de 75 a 100 circuitos integrados. Después se dio un paso importante en la reducción de la arquitectura de la computadora a un circuito integrado simple, resultando un circuito que fue llamado el 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.
Funcionamiento:
El rendimiento de un microprocesador está directamente relacionado con su capacidad de memoria.
Su estructura interna
Dentro de la arquitectura del microprocesador se diferencian distintos componentes específicos como la memoria caché, encargada de procesar datos con un alto rango de predictibilidad, apoyándose en una memoria auxiliar; un bus de datos por donde se da el tránsito de la información que es capaz de enviar y recibir datos; y una línea de lectura y otra de escritura, que es la que le indica a la memoria las instrucciones necesarias para ubicar la dirección de los datos requeridos. De la misma manera todos los procesos realizados se escriben en la memoria para ser posteriormente usados de acuerdo a los registros de cada uno.
La arquitectura de Von Neumann
Otro factor fundamental en el funcionamiento de los microprocesadores, es lo que se conoce como arquitectura de Von Neumann. En la década de los cuarentas, el matemático John Von Neumann, durante el desarrollo de la antecesora de las computadoras modernas, la Eniac (una gigantesca y paquidérmica calculadora que requería el cambio y reconexión constante de cables), halló una solución consistente en almacenar las instrucciones necesarias para el proceso de la información por medio de tarjetas perforadas, lo que hizo que los procesos se simplificaran, siendo el antecedente directo del principio de funcionamiento de los microprocesadores actuales.
Partes del Microprocesador.
El encapsulado: 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.
La memoria caché: 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.
El coprocesador matemático: 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 resto del micro: el cual tiene varias partes (unidad de enteros, registros, etc.
Microprocesador Intel y AMD
2.RESUMEN
Los microprocesadores contienen un oscilador de cuarzo que genera los pulsos a un ritmo constante de manera que se pueden generar varios ciclos en un segundo, la velocidad de los microprocesadores se mide en frecuencias y estas pueden ser megahertzios (MHz) o Gigahertzios (GHz) es decir, miles de millones o millones de ciclos por segundo.
Para determinar la velocidad a la que trabaja la CPU podemos utilizar el indicador de frecuencia, es decir, entre mayor frecuencia mayor velocidad para el proceso de informacion, pero no es el unico indicador que lo determina, tambien necesitamos saber la cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea concreta y la cantidad de instrucciones ejecutadas por ciclo (ICP).
Dentro de la arquitectura del microprocesador se diferencian distintos componentes especificos como la memoria cache, encargada de procesar datos con un alto rango de predictibilidad, apoyandose en una memoria auxiliar; un bus de datos por donde se da el transito de la informacion que es capaz de enviar y recibir datos; y una linea de lectura y otra de escritura, que es la que le indica a la memoria las instrucciones necesarias para ubicar la direccion de los datos requeridos.
En la decada de los cuarentas, el matematico John Von Neumann, durante el desarrollo de la antecesora de las computadoras modernas, la Eniac (una gigantesca y paquidermica calculadora que requeria el cambio y reconexion constante de cables), hallo una solucion consistente en almacenar las instrucciones necesarias para el proceso de la informacion por medio de tarjetas perforadas, lo que hizo que los procesos se simplificaran, siendo el antecedente directo del principio de funcionamiento de los microprocesadores actuales.
La memoria cache: una memoria ultrarrapida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que previsiblemente seran 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 cache interna de primer nivel o L1; es decir, la que esta mas cerca del micro, tanto que esta encapsulada junto a el
3.RECOMENDACIONES
-Buena relación calidad precio.
-Mejora de tamaño y rendimiento.
4.CONCLUSIONES.
5.Apreciación:
6.GLOSARIO DE TERMINOS:
-Digital:
Que suministra los datos mediante dígitos o elementos finitos o discretos.
-Estructura:
Modo de estar organizadas u ordenadas las partes de un todo.
-Oscilador:
Aparato para producir corrientes oscilatorias, especialmente el que se usa en radiotelegrafía y radiotelefonía.-Frecuencia:
Número de veces que aparece, sucede o se realiza una cosa durante un período o un espacio determinados.-ICP:
son las siglas para Interruptor de Control de Potencia. Como su nombre indica su finalidad es controlar que la demanda de potencia que reclama tu instalación no supere tu potencia contratada. O lo que es lo mismo, que no utilices más potencia de la que tienes contratada.
-Transistor:
En electrónica, pequeño dispositivo semiconductor que cierra o abre un circuito o amplifica una señal; se emplea en circuitos integrados para generar bits (ceros y unos).
-Celda:
En informática, las celdas son campos de variable tamaño y disposición que permiten introducir datos-Placa Madre:
tarjeta que reúne aquellos circuitos impresos que permiten interconectar los diversos elementos que componen una computadora.-Gaming:
jugar diversos tipos de videojuegos.-Pipelines:
transformar un flujo de datos en un proceso comprendido por varias fases secuenciales, siendo la entrada de cada una la salida de la anterior.7.Linkografía:
http://www.partesdeunacomputadora.net/procesador
http://www.monografias.com/trabajos11/micro/micro.shtml
http://www.taringa.net/post/info/15952617/Comparacion-entre-Los-procesadores-de-intel-y-AMD.html
http://www.monografias.com/trabajos11/micro/micro.shtml
http://www.taringa.net/post/info/15952617/Comparacion-entre-Los-procesadores-de-intel-y-AMD.html
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