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Investigacion #7 procesador

Microprocesador

 
Uno de los actuales microprocesadores de 64 bits y doble núcleo, un AMD Athlon 64 X2 3600.

Desde el punto de vista funcional, un microprocesador es un circuito integrado que incorpora en su interior una unidad central de proceso (CPU) y todo un conjunto de elementos lógicos que permiten enlazar otros dispositivos como memorias y puertos de entrada y salida (I/O), formando un sistema completo para cumplir con una aplicación específica dentro del mundo real. Para que el sistema pueda realizar su labor debe ejecutar paso a paso un programa que consiste en una secuencia de números binarios o instrucciones, almacenándolas en uno o más elementos de memoria, generalmente externos al mismo. La aplicación más importante de los microprocesadores que cambió totalmente la forma de trabajar, ha sido la computadora personal o microcomputadora.

El microprocesador o simplemente procesador, es el circuito integrado más importante, de tal modo, que se le considera el cerebro de una computadora. Está constituido por millones de transistores integrados. Puede definirse como chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles o en ocasiones millones, según su complejidad, de elementos llamados transistores cuyas interacciones permiten realizar las labores o funciones que tenga encomendado el chip.

Así mismo, es la parte de la computadora diseñada para llevar a cabo o ejecutar los programas. Éste ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel realizando operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar o dividir. Se ubica generalmente en un zócalo específico en la placa o tarjeta madre y dispone para su correcto y estable funcionamiento de un sistema de refrigeración (generalmente de un ventilador montado sobre un disipador de metal termicamente muy conductor).

Lógicamente funciona como la unidad central de procesos (CPU/Central Procesing Unit), que está constituida por registros, la unidad de control y la unidad aritmético-lógica principalmente. En el microprocesador se procesan todas las acciones de la computadora.

La evolución del microprocesador

  • 2004: PENTIUM 4 (PRESCOTT)

A principios de febrero de 2004, Intel introdujo una nueva versión de Pentium 4 denominada ’Prescott’. Primero se utilizó en su manufactura un proceso de fabricación de 90 nm y luego se cambió a 65nm. Su diferencia con los anteriores es que éstos poseen 1 MB o 2 MB de caché L2 y 16 KB de caché L1 (el doble que los Northwood), Prevención de Ejecución, SpeedStep, C1E State, un HyperThreading mejorado, instrucciones SSE3, manejo de instrucciones AMD64, de 64 bits creadas por AMD, pero denominadas EM64T por Intel, sin embargo por graves problemas de temperatura y consumo, resultaron un fracaso frente a los Athlon 64.

  • 2004: ATHLON 64

El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generación que implementa el conjunto de instrucciones AMD64, que fueron introducidas con el procesador Opteron. El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado del microprocesador y otras mejoras de arquitectura que le dan un mejor rendimiento que los anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad, incluso ejecutando código heredado de 32 bits.El Athlon 64 también presenta una tecnología de reducción de la velocidad del procesador llamada Cool’n’Quiet,. Cuando el usuario está ejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador, la velocidad del mismo y su tensión se reducen.

  • 2006: INTEL CORE Y CORE 2 DUO

Intel lanzó ésta gama de procesadores de doble núcleo y CPUs 2x2 MCM (Módulo Multi-Chip) de cuatro núcleos con el conjunto de instrucciones x86-64, basado en el la nueva arquitectura Core de Intel. La microarquitectura Core regresó a velocidades de CPU bajas y mejoró el uso del procesador de ambos ciclos de velocidad y energía comparados con anteriores NetBurst de los CPUs Pentium 4/D2 La microarquitectura Core provee etapas de decodificación, unidades de ejecución, caché y buses más eficientes, reduciendo el consumo de energía de CPUs Core 2, mientras se incrementa la capacidad de procesamiento. Los CPUs de Intel han variado muy bruscamente en consumo de energía de acuerdo a velocidad de procesador, arquitectura y procesos de semiconductor, mostrado en las tablas de disipación de energía del CPU. Esta gama de procesadores fueron fabricados de 65 a 45 nanómetros.

  • 2007: AMD PHENOM

Phenom fue el nombre dado por Advanced Micro Devices (AMD) a la primera generación de procesadores de tres y cuatro núcleos basados en la microarquitectura K10. Como característica común todos los Phenom tienen tecnología de 65 nanómetros lograda a través de tecnología de fabricación Silicon on insulator (SOI). No obstante, Intel, ya se encontraba fabricando mediante la más avanzada tecnología de proceso de 45 nm en 2008. Los procesadores Phenom están diseñados para facilitar el uso inteligente de energía y recursos del sistema, listos para la virtualización, generando un óptimo rendimiento por vatio. Todas las CPUs Phenom poseen características como controlador de memoria DDR2 integrado, tecnología HyperTransport y unidades de coma flotante de 128 bits, para incrementar la velocidad y el rendimiento de los cálculos de coma flotante. La arquitectura Direct Connect asegura que los cuatro núcleos tengan un óptimo acceso al controlador integrado de memoria, logrando un ancho de banda de 16 Gb/s para intercomunicación de los núcleos del microprocesador y la tecnología HyperTransport, de manera que las escalas de rendimiento mejoren con el número de núcleos. Tiene caché L3 compartida para un acceso más rápido a los datos (y así no depender tanto de la propia latencia de la RAM), además de compatibilidad de infraestructura de los socket AM2, AM2+ y AM3 para permitir un camino de actualización sin sobresaltos. A pesar de todo, no llegaron a igualar el rendimiento de la serie Core 2 Duo.

  • 2008: INTEL CORE NEHALEM

Intel Core i7 es una familia de procesadores de cuatro núcleos de la arquitectura Intel x86-64. Los Core i7 son los primeros procesadores que usan la microarquitectura Nehalem de Intel y es el sucesor de la familia Intel Core 2. FSB es reemplazado por la interfaz QuickPath en i7 e i5 (socket 1366), y sustituido a su vez en i7, i5 e i3 (socket 1156) por el DMI eliminado el northBrige e implementando puertos PCI Express directamente. Memoria de tres canales (ancho de datos de 192 bits): cada canal puede soportar una o dos memorias DIMM DDR3. Las placa base compatibles con Core i7 tienen cuatro (3+1) o seis ranuras DIMM en lugar de dos o cuatro, y las DIMMs deben ser instaladas en grupos de tres, no dos. El Hyperthreading fue reimplementado creando nucleos lógicos. Está fabricado a arquitecturas de 45 nm y 32 nm y posee 731 millones de transistores su versión más potente. Se volvió a usar frecuencias altas, aunque a contrapartida los consumos se dispararon.

  • 2008: AMD PHENOM II Y ATHLON II

Phenom II es el nombre dado por AMD a una familia de microprocesadores o CPUs multinúcleo (multicore) fabricados en 45 nm, la cual sucede al Phenom original y dieron soporte a DDR3. Una de las ventajas del paso de los 65 nm a los 45 nm, es que permitió aumentar la cantidad de cache L3. De hecho, ésta se incrementó de una manera generosa, pasando de los 2 MB del Phenom original a 6 MB.

  • 2010: INTEL CORE SANDY BRIDGE

Los próximos procesadores de Intel de la familia core

  • 2011: AMD BULLDOZER

Los próximos procesadores de AMD de la familia Fusion

Su "velocidad" se determina por la cantidad de operaciones por segundo que puede realizar: también denominada frecuencia de reloj. La frecuencia de reloj se mide Hertzios, pero dado su elevado número se utilizan los múltiplos megahertzio o gigahertzio

Una computadora personal o más avanzada puede estar soportada por uno o varios microprocesadores, y un microprocesador puede soportar una o varias terminales (redes). Un núcleo suele referirse a una porción del procesador que realiza todas las actividades de una CPU real.

La tendencia de los últimos años ha sido la de integrar múltiples núcleos dentro de un mismo encapsulado, además de componentes como memorias caché, controladoras de memoria e incluso unidades de procesamiento gráfico; elementos que anteriormente estaban montados sobre la placa base como dispositivos individuales.

La Velocidad del Procesador es afectada por:

RelojReloj del Sistema  = Un pulso electrónico usado para sincronizar el procesamiento.
(Entre pulso y pulso solamente puede tener lugar una sola acción).

Medido en megahertz (MHz)  dónde 1 MHz= 1 millón de ciclos por segundo o gigahertz (GHz) donde 1 GHz = 1 ciclos de mil millones por segundo.

De esto es lo que están hablando cuando dicen que una computadora es una máquina de 2.4 GHz .La velocidad de su reloj es de 2.4 mil millones de ciclos por segundo.

Cuanto más grande el número = más rápido el procesamiento

 
áutobusAncho del Bus = Es la cantidad de datos que la CPU puede transmitir en cada momento hacia lla memoria principal y a los dispositivos de entradas y salidas. (todo camino para conducir bits es un bus).

Un bus de 8 bits mueve en cada instante 8 bits de datos.

El ancho del Bus puede ser de 8, 16, 32, 64, o 128 bits, hasta ahora.

Piense en ello como "cuántos pasajeros (bits) puede caber en determinado momento, dentro del autobús a fin de trasladarse de una parte de la computadora a otra." 

Cuanto más grande sea el número =  más rápida será la transferencia de datos.

 
palabra pequeño, palabra más grande, palabra aún más grandeTamaño de la palabra  =  Una palabra es la cantidad de datos que la CPU puede procesar en un ciclo de reloj.

Un procesador de 8 bits puede manejar 8 bits cada vez. Los procesadores pueden ser, hasta ahora, de 8-, 16-, 32, o 64- bits.

Cuanto más grande sea el número =  más rápida será la procesamiento


  
  
  
  
  
  
  
  
  
 
  
  
  
 
 

Es necesaria la plena coincidencia entre el tamaño de la palabra, tamaño del bus y el reloj. No serviría de nada tener un bus que entregue 128 bits cada vez, si la CPU solo puede, utilizar 8 bits y tiene un reloj de baja velocidad. Se formaría una enorme fila de datos esperando poder salir del bus! Cuando las computadoras se saturan como en ese caso, pueden suceder cosas indeseables con sus datos.

Características y ventajas del procesador Intel® Xeon® serie 5600

 
 
Rendimiento inteligente

Aumente el rendimiento de su servidor hasta 15 veces frente a servidores de un único núcleoς ‡ con procesadores que se adaptan de forma inteligente a su carga de trabajo

Tecnología Intel® Turbo BoostΨ 

Maximiza dinámica y automáticamente el rendimiento de las aplicaciones de servidor incrementando las frecuencias de los núcleos, ofreciendo velocidades más rápidas para hilos específicos y cargas de trabajo megatarea.

Tecnología Intel® QuickPath

Arquitectura de memoria compartida escalable con interconexiones de procesador de punto a punto y de alta velocidad además de cachés y memoria mayores para servidores de dos procesadores.

Gran capacidad de memoria

Hasta 18 ranuras DIMM que alcanzan hasta los 288 GB de memoria principal para ofrecer un mayor rendimiento para sus aplicaciones de datos exigentes.

12 MB de caché L3 compartida con smart cache mejorada

La caché L3 compartida incluida incrementa el rendimiento de las aplicaciones reduciendo el tráfico hacia los núcleos del procesador.

Tecnología Intel® de aceleración de E/S (Intel® I/OAT) con tecnología Intel® QuickData

Transfiere los datos con más eficiencia mediante los servidores y las estaciones de trabajo basados en el procesador Intel® Xeon® para garantizar un rendimiento de la red rápido, escalable y fiable.

AES-NI de Intel® (nuevas instrucciones del estándar de codificación avanzada)

Proporciona una robusta codificación sin dispositivos adicionales ni margen de ampliación del rendimiento incrementado, mejorando el rendimiento de la CPU para la codificación.

Eficiencia energética automatizada

Alcance un rendimiento similar que con un procesador Intel® Xeon® X5570 pero con un 30% menos de consumo energéticoλ, utilizando servidores basados en la tecnología de proceso de 32 nm de la próxima generación.

Puertas de energía integradas

Permita que los núcleos inactivos lleguen a un consumo cercano al cero, independientemente de otros núcleos, reduciendo el consumo de energía inactiva del servidor.

Estados de energía reducidos automáticos

Sitúe automáticamente el procesador, la memoria y la controladora de E/S en los estados de energía más bajos posibles que satisfagan la carga de trabajo actual minimizando el impacto en el rendimiento.

Virtualización flexible

Combine servidores de varias generaciones en el mismo grupo de servidores virtualizados para ampliar la capacidad de recuperación ante los desastres, el balance de cargas y los fallos.

Tecnología de virtualización Intel®Λ (Intel® VT) 
  • Permite que más sistemas operativos y software funcionen en los entornos virtuales actuales.
  • Desarrollada conjuntamente con proveedores de software de virtualización para ofrecer mayor funcionalidad y compatibilidad en comparación con entornos virtuales no asistidos por hardware.
  • Obtenga el rendimiento y el margen de ampliación que necesita para mejorar el rendimiento de virtualización medio frente a los servidores de dos procesadores de las generaciones anteriores.
Tecnología de ejecución de confianza Intel® (Intel® TXT)◊

Proporciona una seguridad de virtualización mejorada mediante una resistencia basada en hardware frente a los ataques de software maliciosos en el inicio.

 

Procesadores

Capacidad

Dependiendo del tipo de procesador y su velocidad, se obtendrá un mejor o peor rendimiento. La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHZ = millones de ciclos por segundo), este parámetro indica el número de ciclos de instrucciones que el procesador realiza por segundo, pero solo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo, por ejemplo un procesador 586 de 133 MHz no es más rápido que un pentium de 100 MHz.

 

  

Disipador

Procesador Pentium III a 800 MHz (con conexión Slot 1), que lleva incorporado un disipador alargado, y dos ventiladores, cada uno de ellos con un cable de alimentación para ser conectado a la placa base.

Un disipador es un elemento físico, sin partes móviles, destinado a eliminar el exceso de calor de cualquier elemento.

Su funcionamiento se basa en la segunda ley de la termodinámica, transfiriendo el calor de la parte caliente que se desea disipar al aire. Este proceso se propicia aumentando la superficie de contacto con el aire permitiendo una eliminación más rápida del calor excedente.

 

Diseño
Disipadores.

Un disipador extrae el calor del componente que refrigera y lo evacúa al exterior, normalmente al aire. Para ello se necesita una buena conducción de calor a través del mismo, por lo que se suelen fabricar de aluminio por su ligereza, pero también de cobre, mejor conductor del calor, pero más pesado.

En el caso habitual, el disipador está en íntimo contacto con el dispositivo que refrigera, empleando grasa de silicona o láminas termoconductoras para asegurar una baja resistencia térmica entre el componente y el disipador. Para evacuar el calor al ambiente, se aumenta la superficie del disipador mediante aletas o varillas, cuyo diseño varía dependiendo de si existe circulación forzada del aire o sólo convección natural.

El acabado suele ser negro para mejorar la radiación, pero muchas veces se deja el metal expuesto y únicamente se protege de la corrosión. El acabado no debe aumentar la resistencia térmica

Byte

Byte es una palabra inglesa (pronunciada [bait] o [’bi.te]), que si bien la Real Academia Española ha aceptado como equivalente a octeto (es decir a ocho bits), para fines correctos, un byte debe ser considerado como una secuencia de bits contiguos, cuyo tamaño depende del código de información o código de caracteres en que sea definido. La unidad byte no tiene símbolo establecido internacionalmente, aunque en países anglosajones es frecuente B mientras que en los francófonos es o (de octet); la ISO y la IEC en la norma 80000-13:2008 recomiendan restringir el empleo de esta unidad a los octetos (bytes de 8 bit).

Se usa comúnmente como unidad básica de almacenamiento de información en combinación con los prefijos de cantidad. Originalmente el byte fue elegido para ser un submúltiplo del tamaño de palabra de un ordenador, desde cinco a doce bits. La popularidad de la arquitectura IBM S/360 que empezó en los años 1960 y la explosión de las microcomputadoras basadas en microprocesadores de 8 bits en los años 1980 ha hecho obsoleta la utilización de otra cantidad que no sean 8 bits. El término octeto se utiliza ampliamente como un sinónimo preciso donde la ambigüedad es indeseable (por ejemplo, en definiciones de protocolos).

  Escala

En arquitectura de ordenadores, 8 bits es un adjetivo usado para describir enteros, direcciones de memoria u otras unidades de datos que comprenden hasta 8 bits de ancho, o para referirse a una arquitectura de CPU y ALU basadas en registros, bus de direcciones o bus de datos de ese ancho.

  • Nota: Excepto para elementos con fotos, los elementos se toman como colecciones de caracteres (letras, números y signos de puntuación) cada uno 1 byte. Un documento formateado ocupa mucho más espacio.
TamañoCapacidad de almacenamiento aproximada
1 BUna letra
10 BUna o dos palabras
100 BUna o dos frases
1 kBUna historia muy corta
10 kBUna página de enciclopedia (tal vez con un dibujo simple)
100 kBUna fotografía de resolución mediana
1 MBUna novela
10 MBDos copias de la obra completa de Shakespeare
100 MB1 metro de libros en estantería
1 GBUna furgoneta llena de páginas con texto
1 TB50,000 árboles
10 TBLa colección impresa de la biblioteca del congreso de EE. UU.

 Significados

La palabra "byte" tiene numerosos significados íntimamente relacionados:

  1. Una secuencia contigua de un número de bits fijo. La utilización de un byte de 8 bit ha llegado a ser casi ubicua.
  2. Una secuencia contigua de bits en una computadora binaria que comprende el sub-campo direccionable más pequeño del tamaño de palabra natural de la computadora. Esto es, la unidad de datos binarios más pequeña en que la computación es significativa, o se pueden aplicar las cotas de datos naturales. Por ejemplo, la serie CDC 6000 de mainframes científicas dividió sus palabras de 60 bits de punto flotante en 10 bytes de seis bits. Estos bytes convenientemente colocados forman los datos Hollerith de las tarjetas perforadas, típicamente el alfabeto de mayúsculas y los dígitos decimales. El CDC también refiere cantidades de 12 bits como bytes, cada una albergando dos caracteres de 6 bits, debido a la arquitectura de E/S de 12 bits de la máquina. El PDP-10 utilizaba instrucciones de ensamblado de 12 bits LDB y DPB para extraer bytes—estas operaciones sobreviven hoy en el Common Lisp. Los bytes de 6, 7 ó 9 bits se han utilizado en algunas computadoras, por ejemplo en las palabras de 36 bits del PDP-10. Los ordenadores del UNIVAC 1100/2200 series (ahora Unisys) direccionaban los campos de datos de 6 bits y en modo ASCII de 9 bits modes con su palabra de 36 bits.

 

 

 

 

 

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