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08/10/2011 2 Encapsulado (I) Unidad Central De Proceso (II) Para poder comunicarse con el resto del sistema el procesador utiliza las líneas de comunicación a través de sus pines; Sistemas Informáticos I.E.S. Virgen de la Paloma Encapsulado es la forma en la que se empaqueta la oblea de silicio para efectuar su conexión con el sistema. 2 Funciones del Encapsulado (II) Principios de los Encapsulados (III) Excluir las influencias ambientales: Humedad, polvo, vibraciones, golpes, iluminación e imanes. Permitir la conectividad eléctrica: permiten la fijación de conductores metálicos denominados pines o esferas de soldadura (BGA) permitiendo que las señales sean enviadas a y desde el dispositivo semiconductor. Disipar el calor: Los encapsulados pueden efectivamente liberar el calor generado por los chips de silicio. Mejorar el manejo y montaje: Debido a que los circuitos incorporados en chips de silicio y los chips de silicio en sí son tan pequeños y delicados, no pueden ser fácilmente manipulados, y realizar un montaje en esa pequeña escala sería difícil. Colocar el chip en una cápsula hace que sea más fácil manejar y de montar en placas de circuitos impresos. Primeros encapsulados soviéticos DIP: Los pines se extienden a lo largo del encapsulado (en ambos lados) y tiene como todos los demás una muesca que indica el pin número 1. SIP: Los pines se extienden a lo largo de un solo lado del encapsulado. La consiguiente reducción en la zona de montaje permite un densidad de montaje mayor a la que se obtiene con el DIP. 3 4 Encapsulado Actual (IV) 5 PGA (Pin Grid Array) Los pines se encuentran en la parte inferior del micro formando cuadrados concéntricos. Utilizado hasta los Pentium II, y posteriormente a partir de los Pentium III. Socket 7 Muy utilizado en los Pentium, es un encapsulado de tipo PGA que se compone de 321 pines. Intel vendió la patente de forma que muchos fabricantes lo utilizaron, incluido AMD en su K6 LGA (Land Grid Array) Nuevo tipo de encapsulado implantado desde los micros: Intel Xeon, Intel Core 2 Duo y AMD Opteron. La diferencia con respeto a PGA es que los pines dejan de estar en el microprocesador para establecer puntos de contacto. Ocupan menos que las esferas de BGA: la altura de montaje puede ser reducida. 6 Encapsulado Actual (V) Socket 7 5 SECC SECC (Single Edge Contact Cartridge) Tipo de encapsulado utilizado en los Pentium II que deja de ser del tipo PGA. Ahora en vez de tener cuadrados concéntricos de pines disponemos de una hilera de contactos parecida a las de las placas PCI. Su tamaño era mucho mayor que los encapsulados de tipo PGA. SECC2 Utilizado en las primeras versiones de Pentium III SECC y SLOT1 6 1 08/10/2011 7 Encapsulado (VII) Encapsulado Actual (VI) FC-PGA (Flip Chip Pin Grid Array) Tipo de encapsulamiento que supone una evolución sobre el tipo PGA. Su tecnología de fabricación es de 0,18 micras y se insertaba en el zócalo con un ligero golpecito. FC-PGA2 Evolución del anterior. Disminuye la tecnología de fabricación a 0,13 micras e incluye mejoras en la disipación de energía calorífica. 8 TCP, micro PGA, micro BGA, micro FCPGA, micro FCBGA, LGA Todos estos tipos de encapsulados son los utilizados en ordenadores portátiles. La razón de que se utilicen distintos encapsulados es la necesidad de reducir el tamaño y de tener un reducido consumo eléctrico. TCP FCPGA TCP El chip de silicio se encapsula en forma de cintas de películas, se puede producir de distintos tamaños, el encapsulado puede ser doblado FCBGA 7 8 Encapsulado (VIII) 9 BGA (Ball Grid Array) Los terminales externos, en realidad esferas de soldadura, se sitúan en formato de tabla en la parte inferior del encapsulado. Suelen usarse en modelos portátiles. Se utiliza en muchos procesadores, incluidos PowerPC e Intel Core 2. BGA 10 Socket (I) Micro BGA Micro FC PGA Micro FC BGA El socket o zócalo es la base sobre la que se conecta el microprocesador a la placa base. En los microprocesadores de tipo PGA los sockets utilizados consisten en un prisma de poca altura que presenta muchos pequeños agujeros dispuestos regularmente. El avance y desarrollo de los sockets va íntimamente relacionado con el desarrollo de los encapsulados de los microprocesadores. 9 10 Socket (II) 11 Sockets utilizados con encapsulados PGA a la arquitectura del SECC se paso de tener una matriz de pines a una ranura de conexiones, con lo que el socket debía adecuarse. Utilizado en el Pentium y por aquellos fabricantes que compraron la patente a Intel (incluido AMD, donde se denominó Super 7) Son sockets de tipo ZIF utilizados en Celeron y Pentium III y Pentium IV Socket LGA 638, 754, 771, 775, 939, 940, 1366, 1156, 2011 Sockets utilizados con encapsulado SECC Debido Socket 370, socket 423, socket 478 Incluye una pequeña pestaña para apretar el chip una vez colocado. Sobre este tipo de socket se basaron muchos modelos de distintos fabricantes. Socket 7 Socket (III) ZIF (Zero Insertion Force) 12 PGA-ZIF Slot 1 -> 242 contactos. Slot 2 -> 330 contactos. Slot A -> Idéntico en tamaño y distribución al slot1, pero incompatibles electrónicamente. Utilizado en versiones iniciales de Athlon. Utilizados en Athlon 64, Opteron, Pentium 4, Xeon, Core 2 Duo, Quad Core, i7, i5, Phenom II, Phenom X3, X4, Opteron 6 nucleos 11 12 2 08/10/2011 13 Socket (IV) 14 Enlaces de micros Rating micros Intel Funcionamiento micro multinucleo http://www.intel.com/technology/product/demos/multi/dem o.htm?iid=tech_multi-core+body_demo Instalación de un micro http://www.intel.com/consumer/rating.htm http://www.intel.com/cd/channel/reseller/asmona/eng/299985.htm Micro Intel 80 de núcleos http://news.cnet.com/Intel-shows-off-80-coreprocessor/2100-1006_3-6158181.html?tag=newsmap 13 15 Chipset (I) 14 16 El chipset (conjunto de chips) es un grupo de componentes hardware que controlan el flujo de información entre los diferentes partes funcionales del ordenador subsistemas de un ordenador personal. Constituye la cimentación sobre la que se construyen las diferentes placas base, y su elemento definitorio más característico. Chipset y placa base van indisolublemente unidos, determinando éste cuáles van a ser los principales parámetros de la placa base que lo constituye. Chipset (II) Arquitectura clásica Componentes principales Chip PAC (controlador PCI-AGP) Se encarga de conectar y controlar los buses AGP y PCI y de supervisar los intercambios de información entre estos y la memoria principal. Chip PIIX (PCI ISA IDE Xcelerator) Tenia cuatro funciones principales: Controlador de los discos IDE Controlador de DMA Puente entre los buses ISA y PCI Controlador de USB 15 17 Chipset (III) Puente 18 En esta arquitectura ya se aprecia la estructura de doble puente, la cual esta formada por dos chips: Puente 16 Chipset (IV) Puente norte: Típicamente recibe el nombre de controlador/concentrador de memoria (MCH – Memory Controller Hub). A él se conecta tanto la memoria principal, como la tarjetas aceleradoras de video y las tarjetas de red de alta velocidad. norte sur Es la precursora de la “Hub Arquitecture” a la cual pertenecen las arquitecturas AHA y CSA 17 Puente sur: Denominado típicamente controlador de salida (ICH – Input-output Controller Hub) al cual se conectan los dispositivos ATA, SATA, USB, PCI, … 18 3 08/10/2011 19 Chipset (V) 20 Chipset (VI) Arquitectura AHA AHA (Accelerated Hub Architecture) Acaba con la era PCI eliminando el papel protagonista de este bus en la interconexión de los principales componentes del sistema. AHA dota a cada subsistema con requerimientos críticos de una conexión directa con el chipset. Hub Arquitecture 19 21 20 Chipset (VIII) Chipset (VII) 22 Arquitectura AHA 21 22 Chipset (IX) 23 24 Chipset (X) Arquitectura CSA CSA (Communication Streaming Architecture) La progresiva implantación de Gigabit Ethernet capaz de transmitir datos a 1000Gbps implica descartar el bus PCI para conectar tarjetas controladoras de red. Intel integra en la arquitectura un chip Gigabit Ethernet conectado directamente al puente norte. 23 24 4 08/10/2011 25 Chipset (XII) Chipset (XI) 26 Arquitectura CSA 25 27 Chipset (XIII) 26 28 Chipset (XIV) Hypertransport Desarrollada por AMD para suministrar un enlace punto a punto de alta velocidad que permitiera interconectar circuitos integrados dentro de los equipos informáticos. Intenta complementar soluciones de red como Gigabit Ethernet y 10Gigabit Ethernet (protocolos de altas prestaciones para red que permiten interconectar diferentes equipos) Hypertransport incluye mecanismos de enlace y gestión de suministro eléctrico optimizados para la comunicación y alimentación de dispositivos. Para enviar información de un elemento a otro utiliza un protocolo basado en paquetes cuyo tamaño de trama es múltiplo de 4 bytes (32 bits) Permite conectar directamente varios procesadores en una misma máquina implementando sistemas de procesamiento simétrico. 27 28 Chipset (XV) 29 30 Chipset (XVI) PCI-EXPRESS Como respuesta a Hypertransport Intel desarrolló la tecnología PCI-EXPRESS que en esencia se basa en la misma idea: basar las conexiones entre los dispositivos en enlaces punto a punto. 29 30 5 08/10/2011 Chipset (XVII) 31 32 La topología de bus paralelo PCI Express consiste en un puente concentrador (host bridge) y un conjunto de puntos de conexión para periféricos de E/S. El bus paralelo permitirá el establecimiento de múltiples conexiones punto a punto, para cuyo control aparece un nuevo elemento: el concentrador (switch). El switch reemplaza al saturado bus compartido de arquitecturas anteriores estableciendo conexiones punto a punto entre los distintos componentes. Chipset (XVIII) Arquitectura PCI-Express 31 Chipset (XIX) 33 32 34 Chipset (XX) Pese a la total revolución de la arquitectura PCI-Express, ésta no fue tal debido a que a la hora de llevarla a producción se siguieron manteniendo los puentes norte y sur. 33 34 Chipset (XXI) 35 Chipset (XXII) Ejemplos de algunos chipset http://www.intel.com/cd/products/services/emea/spa/chipsets/322153.htm http://www.amd.com/us/PRODUCTS/DESKTOP/CHIPSETS/Pages/desktopchipsets.aspx Pentium IV 875P, 865PE,850E,846P,845PE Corel Duo Quad core Familias 945, 965, 975 de Intel Familias 975, P3x, G3x de Intel Intel Core 2 Intel Core i7-800, Intel Core i5 e Intel Core i3 36 Q43 Express, P45 Express, H55 Express, H57 Express, Q57 Express, P55 Express Otros Fabricantes ALI, AMD, SIS, VIA, ATI, NVIDIA,… NForce 500 de NVIDIA para AMD 580x, 690, 7 series, 8 series, … de AMD … 35 36 6 08/10/2011 Chipset (XXIII) Chipset (XXIV) 37 37 39 Chipset (XXV) 38 40 Chipset (XXVI) Chipset AMD 890 FX 39 41 Ranuras de expansión BIOS 40 42 Es un programa firmware, almacenado en una memoria flash. Configura y gestiona todos los componentes de la MOBO (Placa Base o Placa madre). Se encarga de encontrar el sistema operativo y cargarlo en la memoria RAM. A través de menús podemos configurar multitud de parámetros de la MOBO. Fabricantes: Award / Phoenix Amibios 41 Son unas ranuras de plástico, con conectores eléctricos donde se insertan las tarjetas de expansión. Conectan a un bus, en general PCI Express. 42 7 08/10/2011 Placa Base Panel de conectores traseros 43 44 Son los conectores de Entrada / Salida externos. Circuito impreso (PCB) al que se conectan los componentes que constituyen el ordenador. Se instala atornillada al chasis de la caja del PC. http://es.wikipedia.org/wiki/P laca_base Vemos el diagrama de una placa base típica: 43 45 Ejemplo Placa Base (I) 44 46 Ejemplo Placa Base (II) 45 46 Comparación Placas Base (III) 47 48 Placa Base Extended-ATX (IV) 48 47 8 08/10/2011 49 Placa Base estándar-ATX(V) 50 Placa Base extended-ATX (VI) GA- G1975X MSI -MS-7345-010 49 51 50 Conexiones en la Placa Base (VIII) Ejemplo Placa Base (VII) 52 51 52 Conexiones en la Placa Base (IX) Conexiones en la Placa Base (X) 53 54 Placa Base ATX 53 54 9 08/10/2011 Conexiones en la Placa Base (XI) Conexiones en la Placa Base (XII) 55 56 55 56 10