Guia de trabajo académico no 9

AREA: Tecnología e Informática Unidad No 4: MICROPROCESADOR INSTITUCIÓN EDUCATIVA SAN JUAN DEL CÓRDOBA DOCENTE: Esp. Robert Melo Lora Año: 2011 Grado: Undécimo (11º

NUCLEO TEMÁTICO: EL MICROPROCESADOREJES TEMÁTICOS:

Definición de microprocesador, Marcas y modelos de los microprocesadores, Velocidades y tecnologías de los microprocesadores, Memorias integradas a los circuitos de los microprocesadores,

PREGUNTAS PROBLEMÁTIZADORA: ¿Qué es el microprocesador?, ¿Cuáles son las marcas y modelos de los microprocesadores?, ¿Cuáles son las velocidades y tecnologías de los microprocesadores?, ¿Qué memorias están integradas a los circuitos de los microprocesadores?

MARCO TEÓRICODEFINICIÓN DE MICROPROCESADOR

Es un circuito sumamente complejo ya que está integrado por componentes electrónicos microscópicos integrados en un pequeño chip. Este se encarga de la coordinación y dirección de todas las operaciones que se llevan a cabo entre los diversos dispositivos de la computadora; tales como la memoria RAM, las unidades de disco duro, la ejecución de instrucciones de los programas, el control hacia los puertos de comunicación, las operaciones matemáticas, etc. Se le puede denominar indistintamente entre procesador y microprocesador, actualmente se está llegando al límite de la miniaturización de los componentes internos y se tendrán que desarrollar nuevos procesadores basados en la computación cuántica (uso de qubits en lugar de los bits de la computación clásica).

DEFINICIÓN DE CPU, GPU Y VPU

Las tres siglas hacen referencia al microprocesador, sin embargo cada una se utiliza en actividades distintas: Qué significa CPU: es ("Central Process Unity") ó unidad central de proceso, siendo el microprocesador principal que utiliza la computadora en su conjunto para el proceso de datos en general. Qué significa GPU y que significa VPU: significan ("Graphic Process Unity") ó unidad de proceso de gráfico / ("Video Process Unity") ó unidad de proceso de video respectivamente. Ambas siglas se refieren a un mismo procesador independiente del principal; que se encarga específicamente del proceso de video y gráficos, y así libera de esta carga de trabajo al CPU. El procesador de gráficos puede estar integrado en la tarjeta principal o bien en una tarjeta aceleradora de gráficos.

EL COPROCESADOR MATEMÁTICO

Es un chip independiente que contiene un circuito de apoyo para el microprocesador, su función era encargarse de liberarlo de las operaciones aritméticas y así el microprocesador se encargara de los demás procesos y hacer mas eficiente el sistema. Los microprocesadores se vendían en el mercado con la opción de adquirir sus respectivos coprocesadores matemáticos pero fue hasta el lanzamiento de los modelos Intel® 486 DX (1989), que este integró al cuerpo del microprocesador y a partir de entonces todos lo tienen integrado.

MARCAS Y MODELOS DE MICROPROCESADORES

La imagen nos muestra un microprocesador marca Via Tecnologies®, modelo C3, velocidad 1.4 GHz.

La imagen nos muestra un coprocesador matemático marca Intel®, modelo i487SX, para apoyo de los microprocesadores i486SX, i486DX, i486DX2 ó i486DX4 de Intel®


Al adquirir un microprocesador, este se ofrece con ciertas características que lo definen; entre ellas están las siguientes:

LA MARCA: Esta puede ser alguna de las 3 líderes:

1.- AMD®: Significa ("American Micro Devices"), que traducido significa micro dispositivos Americanos. Es una empresa integrada en el año de 1976, dedicada inicialmente a fabricar microprocesadores idénticos a los de la empresa Intel®, pero esta última patentó sus productos, por lo que AMD® comenzó a diseñar los propios con muy excelentes resultados.

2.- INTEL®: Significa ("INT egrated ELectronics"), que significa electrónicos integrados. Esta empresa se forma en el año de 1968 en el Sillicon Valley de California en EUA.

3.- CYRIX®: Esta marca dominaba en tercer lugar las ventas, pero actualmente se ha quedado muy relegada por la popularidad que adquirió AMD®; así que fue absorbida por la empresa Via Technologies®. Actualmente hay una línea moderna de productos de esta marca que poco a poco se intenta colocar en el mercado de las Desktop y de las Netbook.

LOS MODELOS DE MICROPROCESADORES

Es la subdivisión de los microprocesadores. Los modelos regularmente se referirán a una versión completa del producto ó a otra más austera. La austera se refiere a que contiene menor cantidad de memoria caché L2 integrada dentro del circuito, por lo que es más lento en acceder a ciertos datos e instrucciones.

PARA LA MARCA AMD®: podemos encontrar principalmente el modelo Athlon y Phenom, mientras que las versiones austeras son Duron y Sempron.

Ejemplo de ello:

MODELO AUSTERO: microprocesador AMD® Sempron, modelo LE-1250, velocidad de 2.2 GHz, memoria caché de 512 Kb, para Socket 940 AM2.

MODELO COMPLETO: microprocesador AMD® Phenom, modelo 9850 X4, velocidad de 2.5 GHz, memoria caché de 4 Mb L2 y L3, para socket AM2.

PARA LA MARCA INTEL®: los modelos completos son Pentium y las versiones austeras son Celeron.

Ejemplo de ello:

MODELO AUSTERO: microprocesador Intel® Celeron D, modelo Dual Core, velocidad de 1.6 GHz, memoria caché de 512 Kb, FSB de 800 MHz, para Socket 775.

MODELO COMPLETO: microprocesador Intel® Pentium 4, modelo E 6750, velocidad de 2.66 GHz, memoria caché de 4 Mb, FSB de 1333 MHz, para socket 775.

LA VELOCIDAD INTERNA (GT/S, GHZ Y MHZ)

LA UNIDAD GT/S: es una variable utilizada en microprocesadores Intel® de nueva generación denominada iX (la familia ó gama i3, i5, i7 e i9), la cuál significa ("GigaTransferences/second") ó GigaTransferencias/segundo. En la práctica, los GT´s se refieren a los datos que se están enviando y recibiendo simultáneamente de manera efectiva y no hay que confundirla con la velocidad en GigaHertz (GHz). Ejemplo de ello se encuentra en la siguiente tabla:

Marca Modelo Velocidad en GHz Transferencias Año de lanzamiento


Intel® i5 750 Quad 2.66 GHz 2.5 GT/s 2009Intel® i7 920 X58 Quad 2.66 GHz 4.8 GT/s 2009

LA VELOCIDAD: esta variable se refiere al máximo número de procesos por segundo que es capaz de realizar el microprocesador. Su unidad de medida es el Hertz (Hz). Actualmente se utilizan múltiplos como el MegaHertz y el GigaHertz (GHz) debido a la gran capacidad que puede llegar a desarrollar. Actualmente, los microprocesadores pueden desarrollar hasta 3.6 GHz es decir 3600 MHz de velocidad interna, mientras que los primeros microprocesadores comerciales (año 1982), tenían una velocidad de 8 MHz.

A finales de Julio de 2010, la marca de procesadores Intel®, anuncia que ha desarrollado una tecnología capaz de alcanzar velocidades de proceso muy superiores a lo que conocemos hoy en día, ya que la velocidad máxima que se puede lograr con el uso de la tecnología actual no se puede superar en 10 GHz. Su desarrollo está basado en la utilización de fotónica de silicio (el láser y fibra óptica básicamente) también llamada "Avalanche Photodetector (APD)", dentro de sus procesadores, con un límite teórico de hasta 340 GHz.

TABLA CON LAS DIFERENTES VELOCIDADES ENTRE DISTINTOS MICROPROCESADORES Y SU EVOLUCIÓN:

Marca Modelo Velocidad en MHz

Velocidad en GHz

Año de lanzamiento

Intel® 80286 8 MHz 0.008 GHz 1982AMD® Gamma 386SX 33 MHz 0.033 GHz 1985Intel® Pentium 100 MHz 0.1 GHz 1993Intel® Pentium III 800 MHz 0.8 GHz 1999AMD® Athlon 1300 MHz 1.3 GHz 2005Intel® Pentium 4 E8400,

Core Duo3000 MHz 3 GHz 2008

AMD® Phenom 2 965 X4, 4 Core

3400 MHz 3.4 GHz 2009

Intel®** ? 50000 MHz >10 Ghz a 50 GHz

Se espera su lanzamiento a finales del 2015

Tabla 1. Comparativa de velocidades entre microprocesadores al paso del tiempo en MegaHertz y GigaHertz.

EL "FRONTAL SIDE BUS" (FSB) TECNOLOGÍA FSB:

("Frontal Side Bus") que significa transporte frontal interno, que para el caso de los microprocesadores se refiere a la velocidad máxima con la que es capaz de transmitir datos con la tarjeta principal ("Motherboard") y el sistema en general. El FSB en términos físicos se trata de una serie de líneas eléctricas interconectadas de modo paralelo, implementado por la marca Intel®; actualmente todos los dispositivos tienden a utilizar el modo serial, por lo que este tipo de tecnología genera cuellos de botella en los nuevos equipos de alta capacidad de proceso. Por este motivo la empresa AMD® desarrolló a partir de 2001 una nueva tecnología denominada HT "Hypertransport". La unidad de medida para el FSB del microprocesador es el MegaHertz (MHz), actualmente las velocidades se encuentran entre los 800, 1066 y 1333 MHz.

Ejemplo de ello es:

+ Microprocesador Intel® Pentium 4, modelo E 6750, velocidad de 2.66 GHz, memoria caché de 4 Mb, FSB de 1333 MHz, para socket 775. (Agosto de 2008).

TECNOLOGÍA HT: ("HyperTransport") significa Hiper-transportación; se trata de una tecnología desarrollada por AMD® en 2001 en sustitución del FSB clásico, la cuál implementa un bus serial con controlador de memorias independiente que permite la conexión directa con la memoria RAM sin necesidad del uso del NorthBridge de la tarjeta principal ("Motherboard"), es utilizado en microprocesadores basados en arquitectura de 64 bits.


Ejemplo de ello es: + Microprocesador marca AMD®, modelo Phenom 8450 X3, frecuencia 2.1 GHz, L2 3.5 Mb, para socket AM2.

TECNOLOGÍA QPI: ("QuickPath Interconnect") significa interconexión de ruta sencilla; se trata de tecnología desarrollada por Intel® en contraposición a la tecnología HT de AMD®, la cual consiste en un controlador de memoria que permite el control de memoria RAM directamente desde el microprocesador. La unidad de medida utilizada en esta nueva gama de productos es la unidad GT/s, lo cuál significa literalmente GigaTransferencias/segundo. Esta tecnología coexiste aún con FSB.

Ejemplo de ello es:

+ Microprocesador marca Intel®, modelo i7 920 Quad, frecuencia 2.66 GHz, 4.8 GT/s, caché 8 Mb, para socket 1366.

PROCESADORES DE 32 BITS Y 64 BITS.

Los bits en la nomenclatura del microprocesador, se tratan del ancho de palabra que puede transmitir de manera simultánea, por lo tanto entre mayor sea la capacidad, mayor eficiencia tendrá al momento de recibir y enviar información. Esto es, si tenemos que el bus (líneas eléctricas por las que fluyen los datos), podía enviar 32 bits, ahora es posible que se envíen 64 bits al mismo tiempo, esto es "ensanchar" el bus. La tecnología de 64 bits es usada por servidores, sin embargo la apuesta de las empresas fabricantes, es estar aplicando a las computadoras domésticas, lo que hasta hace poco se utilizaba solo en equipos de muy alto rendimiento, por lo que se ha roto la barrera de los 4 Gb de memoria RAM y es posible en teoría alcanzar hasta 16, 000, 000, 000 de Gb de RAM, además de aumentar las capacidades matemáticas, entre otras mejoras. Inclusive los sistemas operativos modernos como Microsoft® Windows Vista tiene dos versiones para ser instaladas en los equipos, esto es de 32 bits y 64 bits, así mismo hay microprocesadores duales que tienen ambas características y permiten elegir que modo utilizar.

LA MEMORIA CACHÉ L1, L2 Y L3

CACHÉ: es una memoria tipo SRAM, basada en transistores y por ello es muy veloz. Es intermedia entre el microprocesador y la memoria RAM, esta memoria guarda los datos utilizados frecuentemente y evita volver a buscarlos en la memoria RAM ya que está es relativamente lenta, por lo que se agilizan los procesos. Su unidad de medida es en Megabytes (Mb). En el caso de los microprocesadores, estos integran 3 tipos de memoria caché denominadas L1, L2 y L3, que significan ("Level X") ó traducido es nivel 1, nivel 2 y nivel 3.

MEMORIA L1: se encuentra integrada dentro de los circuitos del microprocesador y eso la hace más cara y más complicado el diseño, pero también mucho más eficiente por su cercanía al microprocesador, ya que funciona a la misma velocidad que él. Esta a su vez se subdivide en 2 partes.

- L1 DC: ("Level 1 date cache"): se encarga de almacenar datos usados frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos, inmediatamente los utiliza, por lo que se agilizan los procesos.

- L1 IC: ("Level 1 instruction cache"): se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, inmediatamente las recupera, por lo que se agilizan los procesos.

Memoria L2: esta anteriormente se encontraba en tarjetas de memoria, para ser insertada en una ranura especial de la tarjeta principal (Motherboard) y funciona a la velocidad de trabajo de la misma. Actualmente la memoria L2 viene integrada en el microprocesador, se encarga de almacenar datos de uso frecuente y agilizar los procesos; determina por mucho si un microprocesador es la versión completa ó un modelo austero.

MEMORIA L3: esta memoria es un tercer nivel que soportan principalmente los procesadores de la firma AMD®. Con este nivel de memoria se agiliza el acceso a datos e instrucciones que no fueron localizadas en L1 ó L2. Si no se encuentra el dato en ninguna de las 3, entonces se accederá a buscarlo en la memoria RAM.


INSTITUCIÓN EDUCATIVA SAN JUAN DEL CORDOBATECNOLOGIA E INFORMÁTICA

DOCENTE: Esp. ROBERT ANTONIO MELO LORA NÚCLEO TEMÁTICO: LOS MICROPORCESADORES GRADO: 11º

GUIA DE TRABAJO ACADÉMICO No 9Estándar curricular: Solución de problemas con tecnología e informática.

Competencia: Resuelvo problemas tecnológicos e informáticos y evalúo las soluciones teniendo en cuenta las condiciones, restricciones y especificaciones del problema planteado.

Desempeños: Investigo y documento algunos procesos de producción y manufactura de productos. Selecciono y utilizo (según los requerimientos) instrumentos tecnológicos e informáticos para medir,

interpreto y analizo los resultados y estimo el error en estas medidas. Integro componentes y pongo en marcha sistemas informáticos personales utilizando manuales e

instrucciones.


ACTIVIDAD INDIVIDUAL: Lea el marco teórico relacionado con el núcleo temático “Los Microprocesadores” y consulte las siguientes direcciones electrónicas que le permitirán responder las preguntas que se encuentran debajo de éstas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Qubihttp://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_cu%C3%A1nticahttp://www.informaticamoderna.com/Historia_de_los_microprocesadores3.htm#lighttp://www.trucoswindows.net/conteni7id-1-Tipos-de-Memoria.html

RESPONDER LAS SIGUIENTES PREGUNTAS: 1. ¿Qué es un qubit y un bit y cuál es la diferencia entre ellas?2. ¿Qué relación guarda un qubit con la teoría de la información cuántica?3. A que equivale un computador de 30 qubits en términos de procesador convencional? 4. Realice un cuadro comparativo que nos muestre las diferencias entre las tecnologías FSB, HT y

QPI.5. ¿Cuáles son las características y velocidad de los procesadores Core2Duo y Core2Quat.6. Realice un mapa conceptual que muestre las diferencias entre los tipos de memoria cache L1, L2 y

L3.

PRODUCTO A ENTREGAR:

Los estudiantes deberán entregar un trabajo manuscrito con las siguientes características:1. PRESENTACIÓN: Hojas de Block, tamaño carta, sin raya.2. GRÁMATICA: Buena caligrafía y ortografía.3. CONTENIDO CONCRETO EN LAS RESPUESTAS: Capacidad para responder adecuadamente

los interrogantes planteados.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

PRESENTACIÓN: 0.50 puntos; GRAMÁTICA: 0.50 puntos; CONTENIDO CONCRETO EN LAS RESPUESTAS: Cada respuesta acertada tendrá un valor de 0.25 puntos.

CRONOGRAMA DE ENTREGA DE LAS GUIAS DE TRABAJO ACADÉMICOLa entrega de la guía de trabajo académico No 9 para los tres once (B,C Y D) es para el día 26 de mayo de 2011 y el once A para el viernes 27 de mayo de 2011.

http://www.trucoswindows.net/conteni7id-1-Tipos-de-Memoria.html

http://www.informaticamoderna.com/Historia_de_los_microprocesadores3.htm#lig

http://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_cu%C3%A1ntica

http://es.wikipedia.org/wiki/Qubi

Guia de trabajo académico no 9

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