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Microprocesadores
Instalación de Computadoras
1I
El microprocesador
• Es el microchip más importante en una
computadora, se le considera el cerebro de una
computadora. Esta realizado de silicio y
constituido por millones de transistores integrados
que permiten realizar las labores o funciones que
tenga encomendado el chip. En el
microprocesador se procesan todas las acciones de
la computadora.
Partes de un Microprocesador
• Lógicamente funciona como la
unidad central de procesos
(CPU/Central Procesing Unit).
El microprocesador está
compuesto internamente por dos
elementos principales la unidad
de control (UC) y la unidad
aritmético-lógica (ALU). UC y
ALU están conectadas entre sí
mediante de un conjunto
conexiones conocidas como
buses.
UC y ALU
• UC: Se encarga de recibir y ejecutar las
instrucciones que el usuario introduce en el
ordenador. Gestiona, directamente a la ALU, e
indirectamente, al resto de componentes del
equipo.
• ALU: Se encarga de realizar operaciones
matemáticas específicas (sumas, multiplicaciones,
división, etc) que le indica la UC.
Arquitectura de un Microprocesador
Arquitectura de un Microprocesador
En un microprocesador podemos diferenciar diversas partes:
• El encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para darle
consistencia, impedir su deterioro
• La memoria cache: es una memoria ultrarrápida que emplea el micro
para tener a mano ciertos datos que prediciblemente serán utilizados en
las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM
reduciendo el tiempo de espera.
– cache interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del
micro, tanto que está encapsulada junto a él.
– Caché Interna de segundo nivel o L2: más grande aunque menos rápida
• Coprocesador Matemático: la FPU (Unidad de coma flotante). Es la
parte del micro especializada en cálculos matemáticos. Esta parte esta
considerada como una parte "lógica" junto con los registros, la unidad
de control, memoria y bus de datos.
Arquitectura de un Microprocesador
• Los registros: son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines
especiales. Un grupo de registros esta diseñado para control del
programador y hay otros que la CPU los utiliza en algunas operaciones
en total son 32 registros.
• La memoria: es el lugar donde el procesador encuentra sus
instrucciones de programa y sus datos. Tanto los datos como las
instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador los toma
de ahí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función
esencial es proporcionar un espacio de trabajo para el procesador.
• Puertos: es la manera en que el procesador se comunica con el mundo
externo. Un puerto es parecido a una línea de teléfono. Cualquier parte
de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita
comunicarse, tiene asignado un número de puerto que el procesador
utiliza para llamar al circuito o a partes especiales.
La velocidad del microprocesador
• El microprocesador está gobernado por un reloj
especial (reloj del sistema) que marca el ritmo y
velocidad a la que se resuelven las operaciones. A
mayor velocidad del reloj, más operaciones se
podrán realizar en el mismo período de tiempo. La
velocidad de este reloj se mide en Megahertzios
(Mhz) o Gigahertzios (Ghz, 1 Ghz = 1000 Mhz).
La velocidad del microprocesador
• La velocidad es únicamente una medida de
la "potencia bruta" del microprocesador; un
micro anticuado a 500 MHz puede ser
mucho más lento que uno moderno que
vaya a 400 MHz.
La velocidad del microprocesador
Los micros modernos tienen dos velocidades:
• Velocidad interna: Velocidad a la que funciona el
micro internamente (1 Ghz, 2 Ghz, 3 Ghz, ...).
• Velocidad externa o del bus: También conocida
como "velocidad del FSB"; es la velocidad a la
que se comunican el micro y la placa base.
Típicamente, entre 166 y 800 MHz.
Conexión con la placa base
• La conexión es mediante unos
conectores externos que hay
que "pincharlos" en la placa
base. El lugar de la placa en el
que se "pincha" el micro se
conoce como zócalo. A lo largo
de la historia informática han
ido surgiendo diferentes tipos
de encapsulado para el micro, y
por tanto, diferentes tipos de
zócalo.
Fabricantes
• Si hablamos de procesadores de
computadoras, seguramente estaremos
hablando de alguna de las dos principales
empresas que lideran el mercado de los
procesadores, Intel y AMD
Disipación de calor
• Con el aumento en el número de transistores
incluidos en un procesador, el consumo de energía
se ha elevado a niveles en los cuales la disipación
natural del procesador no es suficiente para
mantener temperaturas aceptables en el material
semiconductor, de manera que se hace necesario el
uso de mecanismos de enfriamiento forzado, como
son los disipadores de calor.
Sistemas de Enfriamiento
• Existen principalmente dos sistemas de
enfriamiento:
– Sistemas por Aire es el mas utilizado consta de
un disipador metálico que aumentan el área de
radiación, permitiendo que la energía salga
rápidamente del sistema y un Cooler que lo
enfría.
– También los hay con refrigeración líquida, por
medio de circuitos cerrados.
Enfriamiento por Aire
Enfriamiento Liquido
Microprocesador multinúcleo
• Un microprocesador multinúcleo es aquel que combina dos
o más procesadores independientes en un solo paquete, en
un solo circuito integrado. La ventaja de poder trabajar con
estos procesadores está en el hecho de que las aplicaciones
se pueden ordenar en uno de los núcleos y este dedique su
esfuerzo en el trabajo con dicha aplicación, dejando libres el
o los otros núcleos para que puedan ser utilizadas en otras
operaciones y procesos del sistema operativo.
Procesadores Multinucleo
Características de un micro multiciclo:
• Una única unidad de memoria
• Una única ALU
• Uno o más registros luego de cada unidad funcional que
sostiene la salida de la misma hasta que se usa el valor en un
ciclo subsecuente de reloj
• Si las instrucciones no son de tamaño constante (como en el
8086) son necesarios varios ciclos de traída de instrucción.