el procesador

el procesador

1. que es el procesador

   •    También conocido como la Unidad Central de Proceso (CPU) es el cerebro del computador. La CPU lleva a cabo todos los cálculos y procesamientos del sistema. La Unidad central de proceso o CPU , se puede definir como un circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones. La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en los computadores. Este componente es el más costoso del equipo entero, y su precio es cuatro veces mayor al de la tarjeta madre. Generalmente se conoce a Intel como el creador del primer procesador y, actualmente, Intel mantiene el control del mercado de procesadores, por lo menos en el campo de los microcomputadores (conocidos como computadores personales, su abreviación en inglés –PC-). Esto implica que todos los sistemas compatibles con PC usan procesadores Intel o compatibles producidos por un grupo de competidores (como AMD, Cyrix y Transmeta). Habitualmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, el cual es un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos. El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético lógica que realiza cálculos, comparaciones y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole), por medio de una serie de registros que se almacenan temporalmente y por una unidad de control, que interpreta y ejecuta las instrucciones. Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, un 

2. elementos de la cpu

   • unidad de control
     •    controla el funcionamiento de la CPU y por tanto el computador.   
     • unidad de aritmetica
       •    encargada de llevar a cabo las funciones de procesamiento de datos del computador.   
       • registros
         • proporcionan almacenamiento interno a la CPU
         • interconexiones cpu
           • Son mecanismos que proporcionan comunicación entre la unidad de control, la ALU y los registros

3. tipo de cpu

   •    Básicamente nos encontramos con dos tipos de diseño de los microprocesadores: RISC (Reduced-Instruction-Set Computing) y CISC (complex-instruction-set computing). Los microprocesadores RISC se basan en la idea de que la mayoría de las instrucciones para realizar procesos en el computador son relativamente simples, por lo que se minimiza el número de instrucciones y su complejidad a la hora de diseñar la CPU. Algunos ejemplos de arquitectura RISC son el SPARC de Sun Microsystem's, el microprocesador Alpha diseñado por la antigua Digital, hoy absorbida por Compaq, y los Motorola 88000 y el PowerPC. Estos procesadores se suelen emplear en aplicaciones industriales y profesionales por su gran rendimiento y fiabilidad. Los microprocesadores CISC, al contrario, tienen una gran cantidad de instrucciones y por tanto son muy rápidos procesando código complejo. Las CPU's CISC más extendidas son las de la familia 80x86 de Intel cuyo último microprocesador es el Pentium II. Últimamente han aparecido otras compañías    Los procesadores pueden ser identificados fácilmente a través de un parámetro como es la velocidad. La velocidad se mide en megahertz (Mhz), es decir, millones de ciclos por segundo, y entre más mehahertz el procesador es más veloz. Los procesadores INTEL de primera generación van desde el 8080 hasta el 80486/80586 pasando por el 8086, 8088, 80286 y 80386. Los procesadores de segunda generación de Intel son los Pentium, Pentium MMX, Pentium II, con velocidades de 233, 266, 300, y 450 Mhz. Los procesadores de tercera generación son Pentium III, con frecuencias de 450 y 500 Mhz hasta 933 Mhz. Así mismo Athlon, del fabricante AMD, comercializa procesadores hasta de 1.1 Ghz. Intel fabrica una serie económica y de menores prestaciones denominada Celeron que oferta procesadores de 500 Mhz a 677 Mhz. Intel lanzó al mercado en el año 2000 la siguiente generación, Pentium 4 , con una nueva micro arquitectura diseñada para ser más rápida.   

4. relacion de procesadores comercial

   •    Intel AMD Pentium MMx   233 MHz Duron 900 MHz Celerom 1,7 GHz Duron 1.1 GHz Celerom   1,8 GHz Duron 1.3 GHz Celerom   2,0 GHz Celerom   2,1 GHz Celerom   2,2 GHz Pentium 4   1,8 GHz Athlon XP 1800+ 1.53 GHz Pentium 4   2,0 GHz Athlon XP 2000+ 1.66 GHz Pentium 4   2,4 GHz Athlon XP 2100+ 1.73 GHz Pentium 4   2,53 GHz Athlon XP 2200+ 1.8 GHz Pentium 4   2.66 GHz Athlon XP 2400+ 2.0 GHz Pentium 4   2.8 GHz Athlon XP 2600+ 2.08 GHz Pentium 4   3.08 GHz Athlon XP 2700+ 2.16 GHz Athlon XP 2800+           
   • el microprocesador4004 1971
     • El 4004 fue el primer microprocesador de Intel. Este microprocesador impulsó la calculadora de Busicom (empresa japonesa). Es un microprocesador de 4 bits de bus de datos, direcciona 32768 bits de ROM y 5120 bits de RAM. Además se pueden direccionar 16 puertos de entrada (de 4 bits) y 16 puertos de salida (de 4 bits). Contiene alrededor de 2300 transistores MOS de canal P de 10 micrones. El ciclo de instrucción es de 10,8 microsegundos
   • el microprocesador 8008 1972
     • Los 8008 eran dos veces más poderosos como los 4004. Se debe destacar que este microprocesador de ocho bits poseía alrededor de 3500 transistores, direccionaba 16 KBytes y la frecuencia máxima de reloj (clock) era de 108 KHz
   • el micro procesador 8080 1973
   • el micro procesador8085 1997
     •    Una de sus características principales es su alimentación única: requiere sólo +5V. Esto se debe a la nueva tecnología utilizada para la fabricación llamada HMOS (High performance N-channel MOS) que además permite una mayor integración, llegando a la VLSI (Very Large Scale of Integration o muy alta escala de integración) con más de diez mil transistores. Tiene incorporado el generador de pulsos de reloj con lo que sólo hace falta un cristal de cuarzo y un par de capacitores externos. El bus de datos está multiplexado con los ocho bits menos significativos del bus de direcciones (utiliza los mismos pines para ambos buses), con lo que permite tener más pines libres para el bus de control del microprocesador. Intel produjo ROMs, RAMs y chips de soporte que tienen también el bus multiplexado de la misma manera que el microprocesador. Todos estos integrados forman la familia MCS-85.  Debido  a la gran densidad de integración comparado con el 8080, se utilizó mucho este microprocesador en aplicaciones industriales
   • el microprocesador 8086 1978
     • es un microprocesador de 16 bits, tanto en lo que se refiere a su estructura como en sus conexiones externas, mientras que el 8088 es un procesador de 8 bits que internamente es casi idéntico al 8086. La única diferencia entre ambos es el tamaño del bus de datos externo. Intel trata esta igualdad interna y desigualdad externa dividiendo cada procesador 8086 y 8088 en dos sub-procesadores. O sea, cada uno consta de una unidad de ejecución (EU: Execution Unit) y una unidad interfaz del bus (BIU: Bus Interface Unit). La unidad de ejecución es la encargada de realizar todas las operaciones mientras que la unidad de interfaz del bus es la encargada de acceder a datos e instrucciones del mundo exterior. Las unidades de ejecución son idénticas en ambos microprocesadores, pero las unidades de interfaz del bus son diferentes en varias cuestiones
   • el microprocesador matematico 8087
     • El procesador de datos numérico (NDP) 8087 aumenta el juego de instrucciones del 8086/8088 mejorando su capacidad de tratamiento de números. Se utiliza como procesador paralelo junto al 8086/8088 añadiendo 8 registros de coma flotante de 80 bits así como instrucciones adicionales. Utiliza su propia cola de instrucciones para controlar el flujo de instrucciones del 8086/8088, ejecutando sólo aquellas instrucciones que le corresponden, e ignorando las destinadas a la CPU 8086/8088. El 8086/8088 deberá funcionar en modo máximo para poder acomodar el 8087. Las instrucciones del NDP 8087 incluyen un juego completo de funciones aritméticas así como un potente núcleo de funciones exponenciales, logarítmicas y trigonométricas. Utiliza un formato interno de números en coma flotante de 80 bits con el cual gestiona siete formatos exteriores
   • el procesador80286 1982
     • El 8086 es un microprocesador de 16 bits, tanto en lo que se refiere a su estructura como en sus conexiones externas, mientras que el 8088 es un procesador de 8 bits que internamente es casi idéntico al 8086. La única diferencia entre ambos es el tamaño del bus de datos externo. Intel trata esta igualdad interna y desigualdad externa dividiendo cada procesador 8086 y 8088 en dos sub-procesadores. O sea, cada uno consta de una unidad de ejecución (EU: Execution Unit) y una unidad interfaz del bus (BIU: Bus Interface Unit). La unidad de ejecución es la encargada de realizar todas las operaciones mientras que la unidad de interfaz del bus es la encargada de acceder a datos e instrucciones del mundo exterior. Las unidades de ejecución son idénticas en ambos microprocesadores, pero las unidades de interfaz del bus son diferentes en varias cuestiones
   • el microprocesador 80386 1985
     • De este procesador se fabricaron 3 versiones
     • 80386
       • En octubre de 1985 la empresa Intel lanzó el microprocesador 80386 original de 16 MHz, con una velocidad de ejecución de 6 millones de instrucciones por segundo y con 275.000 transistores. La primera empresa en realizar un computador compatible con IBM PC AT basada en el 80386 fue Compaq con su Compaq Deskpro 386 al año siguiente
     • 386sx
       • Para facilitar la transición entre los computadores de 16 bits basadas en el 80286, apareció en junio de 1988 el 80386 SX con bus de datos de 16 bits y 24 bits de direcciones (al igual que en el caso del 80286). Este microprocesador permitió el armado de computadores en forma económica que pudieran correr programas de 32 bits. El 80386 original se le cambió de nombre: 80386 DX
     • 386sl
       • En 1990 Intel introdujo el miembro de alta integración de la familia 386: el 80386 SL con varias características extras (25 MHz, frecuencia reducida ó 0 MHz, interfaz para caché opcional externo de 16, 32 ó 64 KB, soporte de LIM 4.0 (memoria expandida) por hardware, generación y verificación de paridad, ancho de bus de datos de 8 ó 16 bits) que lo hacen ideal para equipos portátiles
   • el microprocesador 80486 1989
     • De este procesador se fabricaron cinco versiones
     • 80486 dx
       • En abril de 1989 la compañía Intel presentó su nuevo microprocesador: el 80486 DX, con 1.200.000 transistores, el doble de la velocidad del 80386 y 100% de compatibilidad con los microprocesadores anteriores. El consumo máximo del 486DX de 50 MHz es de 5 watt
     • 80486sx
       • En abril de 1991 introdujo el 80486 SX, un producto de menor costo que el anterior sin el coprocesador matemático que posee el 80486 DX (bajando la cantidad de transistores a 1.185.000
     • 80486dx2
       • En marzo de 1992 apareció el 80486 DX2, que posee un duplicador de frecuencia interno, con lo que las distintas funciones en el interior del chip se ejecutan al doble de velocidad, manteniendo constante el tiempo de acceso a memoria. Esto permite casi duplicar el rendimiento del microprocesador, ya que la mayoría de las instrucciones que deben acceder a memoria en realidad acceden al caché interno de 8 KBytes del chip
     • 80486sl
       •  En el mismo año apareció el 80486 SL con características especiales de ahorro de energía
     • 80486dx4
       • Siguiendo con la filosofía del DX2, en 1994  apareció el 80486 DX4, que triplica la frecuencia de reloj y aumenta el tamaño del caché interno a 16 KBytes

5. procesador pentium 1992

   •    El 19 de octubre de 1992, Intel anunció que la quinta generación de su línea de procesadores compatibles (cuyo código interno era el P5) llevaría el nombre Pentium en vez de 586 u 80586, como todo el mundo estaba esperando. Esta fue una estrategia de Intel para poder registrar la marca y así poder diferir el nombre de sus procesadores del de sus competidores (AMD y Cyrix principalmente). Este microprocesador se presentó el 22 de marzo de 1993 con velocidades iniciales de 60 y 66 MHz (112 millones de instrucciones por segundo en el último caso), 3.100.000 transistores (fabricado con el proceso BICMOS (Bipolar-CMOS) de 0,8 micrones), caché interno de 8 KB para datos y 8 KB para instrucciones, verificación interna de paridad para asegurar la ejecución correcta de las instrucciones, una unidad de punto flotante mejorada, bus de datos de 64 bit para una comunicación más rápida con la memoria externa y, lo más importante, permite la ejecución de dos instrucciones simultáneamente. El chip se empaqueta en formato PGA (Pin Grid Array) de 273 pines. Como el Pentium sigue el modelo del procesador 386/486 y añade unas pocas instrucciones adicionales pero ningún registro programable, ha sido denominado un diseño del tipo 486+. Esto no quiere decir que no hay características nuevas o mejoras que aumenten la potencia. La mejora más significativa sobre el 486 ha ocurrido en la unidad de punto flotante. Hasta ese momento, Intel no había prestado mucha atención a la computación de punto flotante, que tradicionalmente había sido el bastión de las estaciones de ingeniería. Como resultado, los coprocesadores 80287 y 80387 y los coprocesadores integrados en la línea de CPUs 486 DX se han considerado de poco rendimiento cuando se les compara con los procesadores RISC (Reduced Instruction Set Computer), que equipan dichas estaciones. Todo esto ha cambiado con el Pentium: la unidad de punto flotante es una prioridad para Intel, ya que debe competir en el mercado de Windows NT con los procesadores RISC tales como el chip Alpha 21064 de Digital Equipment Corporation y el MIPS R4000 de Silicon Graphics. Esto puede ayudar a explicar por qué el Pentium presenta un incremento de 5 veces en el rendimiento de punto flotante cuando se le compara con el diseño del 486. En contraste, Intel sólo pudo extraer un aumento del doble para operaciones de punto fijo o enteros. El gran aumento de rendimiento tiene su contraparte en el consumo de energía: 13 watt bajo la operación normal y 16 watt a plena potencia (3,2 amperes x 5 volt = 16 watt), lo que hace que el chip se caliente demasiado y los fabricantes de tarjetas madres (motherboards) tengan que agregar complicados sistemas de refrigeración. Teniendo esto en cuenta, Intel puso en el mercado el 7 de marzo de 1994 la segunda generación de procesadores Pentium. Se introdujo con las velocidades de 90 y 100 MHz con tecnología de 0,6 micrones y posteriormente se agregaron las versiones de 120, 133, 150, 160 y 200 MHz con tecnología de 0,35 micrones. En todos los casos se redujo la tensión de alimentación a 3,3 volt. Esto redujo drásticamente el consumo de electricidad (y por ende el calor que genera el circuito integrado). De esta manera el chip más rápido (el de 200 MHz) consume lo mismo que el de 66 MHz. Estos integrados vienen con 296 pines. Además la cantidad de transistores subió a 3.300.000. Esto se debe a que se agregó circuitería adicional de control de reloj, un controlador de interrupciones avanzado programable (APIC) y una interfaz para procesamiento dual (facilita el desarrollo de motherboards con dos Pentium). En octubre de 1994, un matemático reportó en Internet que la Pentium tenía un error que se presentaba cuando se usaba la unidad de punto flotante para hacer divisiones (instrucción FDIV) con determinadas combinaciones de números. Por ejemplo: 962 306 957 033 / 11 010 046 = 87 402,6282027341 (respuesta correcta) 962 306 957 033 / 11 010 046 = 87 399,5805831329 (Pentium fallada) El defecto se propagó rápidamente y al poco tiempo el problema era conocido por gente que ni siquiera tenía computador. Este bug se arregló en las versiones D1 y posteriores de los Pentium 60/66 MHz y en las versiones B5 y posteriores de los Pentium 75/90/100 MHz. Los Pentium con velocidades más elevadas se fabricaron posteriormente y no posee este problema.   

6. familia pentium intel

   • procesador pentium pro 1995
     •    Este es uno de los mejores procesadores que ha sacado Intel, a pesar de su relativa antigüedad. Parte de este mérito lo tiene la caché de segundo nivel, que está implementada en el propio chip, y por tanto se comunica con la CPU a la misma velocidad que trabaja ésta internamente.   
     • caracteristicas
       •    ·         El zócalo es específico para este modelo y es conocido como Tipo 8. ·         No cuenta con el juego de instrucciones MMX. ·         Está optimizado para aplicaciones de 32 bits. (Windows NT, Unix, OS/2) ·         Dispone de una caché L1 de 8KB + 8KB. (instrucciones + datos) Hay una gama de procesadores que posee 256 KB. de caché L2, otra 512, y por último un modelo que cuenta con un Mega.  Puede cachear hasta 64 GB. de RAM
   • el pentium mmx
     •    es una mejora del Pentium al que se le ha incorporado un nuevo juego de instrucciones (57 para ser exactos) orientado a mejorar el rendimiento en aplicaciones multimedia, que necesitan mover gran cantidad de datos de tipo entero, como pueden ser videos o secuencias musicales o gráficos 2D. Al ser un juego de instrucciones nuevo, si el software que utilizamos no lo contempla, no nos sirve para nada, y ni Windows 95, ni Office 97 ni la mayor parte de aplicaciones actuales lo contemplan (Windows 98 si). Sin embargo, aun en el caso de que no utilicemos tales instrucciones, notaremos una mejora debido a que, entre otras mejoras, dispone de una caché que es el doble de la del Pentium "normal", es decir 16 Kb para datos y 16 para instrucciones. La gama MMX empieza en los 133Mhz, pero sólo para portátiles, es decir la versión SL. Para computadores personales la gama empieza en los 166Mhz., luego viene el de 200 y finalmente el de 233 que utiliza un multiplicador de 3,5 y que además necesita de algo más de corriente que sus compañeros
     • caracteristicas
       •    ·         Sigue siendo un procesador optimizado para aplicaciones de 16 bits. ·         Requiere zócalo de tipo 7 (socket 7). También es conocido como P55C. ·         Trabaja a doble voltaje 3,3/2,8V. ·         Utiliza la misma tecnología de 0,35 micras. ·         Lleva en su interior 4,5 millones de transistores. También podemos distinguir según el encapsulado sea plástico o cerámico. El mejor y más moderno es el plástico
       • el procesador pentium 2 1997
         • Básicamente es un Pentium Pro al que se ha sacado la memoria caché de segundo nivel del chip y se ha colocado todo ello en un tarjeta de circuito impreso, conectada a la placa a través de un conector parecido al del estándar PCI, llamado Slot 1, y que se es utilizado por dos tipos de cartuchos, el S.E.C. 
         • caracteristicas
           •    ·         Está optimizado para aplicaciones de 32 bits. ·         Se comercializa en versiones que van desde los 233 hasta los 400 Mhz. ·         Posee 32 Kbytes de caché L1 (de primer nivel) repartidos en 16Kb. para datos y los otros 16 para instrucciones. ·         La caché L2 (segundo nivel) es de 512 Kb. y trabaja a la mitad de la frecuencia del procesador. ·         La velocidad a la que se comunica con el bus (la placa base) sigue siendo de 66 Mhz, pero en las versiones a partir de los 333 ya pueden trabajan a 100 Mhz. Incorpora 7,5 millones de transistores. Los modelos de 0,35 µ pueden cachear hasta 512 Mb, los de 0,25 hasta 4 Gb. (menos los antiguos modelos a 333
           • el microprocesador celeron 1999
             •    Este procesador ha tenido una existencia bastante tormentosa debido a los continuos cambios de planes de Intel. Debemos distinguir entre dos empaquetados distintos. El primero es el S.E.P.P que es compatible con el Slot 1 y que viene a ser parecido al empaquetado típico de los Pentium II (el S.E.C.) pero sin la carcasa de plástico. El segundo y más moderno es el P.P.G.A. que es el mismo empaquetado que utilizan los Pentium y Pentium Pro, pero con distinto zócalo. En este caso se utiliza el Socket 370, incompatible con los anteriores socket 7 y 8 y con los actuales Slot 1. Por suerte existen unos adaptadores que permiten montar procesadores Socket 370 en placas Slot 1 (aunque no al revés). También debemos distinguir entre los modelos que llevan caché y los que no, ya que las diferencias en prestaciones son realmente importantes. Justamente los modelos sin caché L2 fueron muy criticados porque ofrecían unas prestaciones que en algunos casos eran peores que las de los Pentium MMX a 233.   
             • caracteristicas
               •    ·         Está optimizado para aplicaciones de 32 bits. ·         Se comercializa en versiones que van desde los 266 hasta los 466 Mhz. ·         La caché L2 trabaja a la misma velocidad que el procesador (en los modelos en los que la incorpora). ·         Posee 32 Kbytes de caché L1 (de primer nivel) repartidos en 16Kb. para datos y los otros 16 para instrucciones. ·         No poseen cache de nivel 2 los modelos 266-300 y sí el resto (128 KB). ·         La velocidad a la que se comunica con el bus (la placa base) sigue siendo de 66 Mhz. ·         Posee el juego de intrucciones MMX. Incorpora 7,5 millones de transistores en los modelos 266-300 y 9,1millones a partir del 300A (por la memoria caché integrada
               • el microprocesador pentium 3 1999
                 • Se le han añadido las llamadas S.S.E. o Streaming SIMD Extensions, que son 70 nuevas instrucciones orientadas hacia tareas multimedia, especialmente en 3D. Estas extensiones son el equivalente a las 3D Now que lleva implementando AMD desde hace tiempo en el K6-2, K6-III y Athlon. Por supuesto, dicho juego de instrucciones a pesar de realizar operaciones similares en ambos procesadores son totalmente incompatibles entre sí. Otra de las novedades introducidas y también la más polémica es la incorporación de un número de serie que permite identificar unívocamente a cada una de las unidades, con lo que se obtiene una especie de "carné de identidad" único para cada computador
                 • caracteristica
                   •    ·         Está optimizado para aplicaciones de 32 bits. ·         Se comercializa en versiones que van desde los 450 hasta los 600 Mhz. ·         Posee 32 Kbytes de caché L1 (de primer nivel) repartidos en 16Kb. para datos y los otros 16 para instrucciones. ·         La caché L2 (segundo nivel) es de 512 Kb. y trabaja a la mitad de la frecuencia del procesador. ·         La velocidad a la que se comunica con el bus (la placa base) es de 100 Mhz. ·         Incorpora 9,5 millones de transistores. ·         Pueden cachear hasta 4 Gb. ·         Los modelos actuales todavía están fabricados con tecnología de 0,25 micras.   
   • pentium 4
     •    el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz y fue lanzado en noviembre de 2000. Para la sorpresa de la industria informática, el Pentium 4 no mejoró el viejo diseño P6 según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u operaciones de coma flotante. La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE. Al igual que los demás procesadores de Intel, el Pentium 4 se comercializa en una versión para equipos de bajo presupuesto (Celeron) y una orientada a servidores de gama alta (Xeon). El procesador debutó con 42 millones de transistores y con una línea reducción de 0.18 micras.     
   • intel pentium m
     •    Introducido en marzo de 2003, el Pentium M es un microprocesador con arquitectura x86 diseñado y fabricado por Intel. El procesador fue originalmente diseñado para su uso en computadores portátiles. Su nombre en clave antes de su introducción era "Banias". Todos los nombres clave del Pentium M son lugares de Israel, la ubicación del equipo de diseño del Pentium M. El Pentium M representa un cambio radical para Intel, ya que no es una versión de bajo consumo del Pentium 4, sino una versión fuertemente modificada del diseño del Pentium III (que a su vez es una modificación del Pentium Pro). Está optimizado para un consumo de potencia eficiente, una característica vital para ampliar la duración de la batería de los computadores portátiles. Funciona con un consumo medio muy bajo y desprende mucho menos calor que los procesadores de computadores de escritorio; el Pentium M funciona a una frecuencia de reloj más baja que los procesadores Pentium 4 normales, pero con un rendimiento similar (por ejemplo un Pentium M a 1,6 GHz normalmente puede igualar o superar el rendimiento de un Pentium 4 Northwood a 2,4 GHz (FSB400, sin Hyper Threading)).