sistemas los procesadores · • chip de silicona que contiene una cpu. los términos...

MsC. Pedro Alberto Arias

Estructura de computadores

Sistemas los procesadores

EL MICROPROCESADOR

El microprocesador es un CIRCUITO integrado que contiene todos loselementos necesarios para conformar una "unidad central deprocesamiento" UCP, también es conocido como CPU (por sus siglasen inglés: Central Process Unit). En la actualidad este componenteelectrónico está compuesto por millones de transistores, integrados enuna misma placa de silicio

• Chip de silicona que contiene una CPU. Los términos microprocesador y CPU se usan indistintamente.

• En todos los ordenadores personales y en la mayoría de workstations hay un microprocesador.

• MP también controla la lógica de casi todos los accesorios digitales, desde despertadoras de radio hasta sistemas de inyección de gasolina en automóviles.

Í

Los microprocesadores se diferencian por trescaracterísticas básicas:

Set de instrucción: El set de instrucciones que puedeejecutar el microprocesador.

Ancho de banda: La cantidad de bits procesados enuna sola instrucción.

Velocidad del reloj: (MHz) – determina cuántasinstrucciones por segundo puede ejecutar elprocesador.

Además, MP se clasifican como RISC (en inglés,ordenador de set de instrucciones reducidas) o CISC(ordenador de set de instrucciones complejas).

á

Forma direcciones de instrucciones y operandos

Recupera y desempeña operaciones;

Mantiene información sobre el proceso de registro de banderas;

Inicializa operaciones de entrada/salida;

Respalda al sistema de interrupciones y procesado;

Controla el intercambio, procesado y errores;

Mantiene un diálogo con el usuario.

ALU(Arithmetic/Logic

Unit)

Registros– visible e invisible al

programador (los registros visiblesrepresentan el

modelo de programación del

MP)

Unidad de Control

I/O y bufferes internos

(normalmente 3 estados)

I/O y buses internos

Como se hace un microprocesador

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Evolución de los Microprocesadores

Resumen de los Microprocesadores Intel

9

Lista de MP de 4 y 8 bits

10

ТипEmpresa

/año

Tecnolo-

gía

Palabra

(bits)Tc/ft

Instrucci

onesMemoria

Registros

Acc/ind/

GPR

Voltaje

бит us/Mhz бр. КВ V

4004 Intel/71 p-mos 4 10.8/ 46 4 1/0/16 +5-10

8008 --“--/72 p-mos 8 12.5/ 48 16 1/0/6 +5-9

8080 --“--/74 n-mos 8 2/1 78 64 --“-- +-5+12

Z80 Zilog/75 --“-- “ 1.6/ 158 “ 1/2/14 +5

6502 MosTehn --“-- “ 1 55 “ 1/2/0 “

CM630 Bulgaria --“-- “ 1 55 “ --“-- --“--

6800 Motorola --“-- “ 2/1 72 “ 2/1/0 --“--

CM601 Bulgaria --“-- “ “ “ “ --“-- --“--

8085 Intel/77 --“-- “ 1.3/2 80 “ 0/2/8 --“--

Intel 4004

• Primer microprocesador (1971 – T. Hoff)• Para calculadora Busicom

• Características• 10 mm proceso

• 2300 transistores

• 400 – 800 kHz

• Tamaño de palabra 4bit

• Paquete DIP 16-pin

• Masks hand cut from Rubylith• Dibujadas con lápices de colores

• 1 metal, 1 poly (jumpers)

• Líneas diagonales

11

• 8-bit follow-on (1972)• Terminales mudos

• Características• 10 mm proceso

• 3500 transistores

• 500 – 800 kHz

• Tamaño de palabra 8-bit

• Paquete DIP 18-pin

• Rutas de datos de 8-bit • Transistores individuales visibles

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Intel 8008

• Bus de dirección de 16-bit (1974)• Usado en ordenador Altair (primeros

aficionados al PC)

• Características• 6 mm proceso

• 4500 transistores

• 2 MHz

• Tamaño de palabra 8-bit

• Paquete DIP 40-pin

13

Intel 8080

• Procesador de 16-bit (1978-9)• IBM PC y PC XT

• Productos revolucionarios

• Introducida x86 ISA

• Características• 3 mm proceso

• 29k transistores

• 5-10 MHz

• Tamaño de palabra 16-bit

• Paquete DIP 40-pin

• Microcódigo ROM

14

Intel 8086 / 8088

Memoria Virtual (1982)◦ IBM PC AT

Características◦ 1.5 mm proceso◦ 134k transistores◦ 6-12 MHz◦ Tamaño d palabra 16-bit ◦ 68-pin PGA

Rutas de datos regulares y pociones de bits de la ROM claramente visibles

15

Intel 80286

• Procesador de 32-bit (1985)• Modern x86 ISA

• Características• 1.5-1 mm proceso

• 275k transistores

• 16-33 MHz

• Tamaño de palabra 32-bit

• 100-pin PGA

• Ruta de datos 32-bit

microcódigo ROM, control combinado

16

Intel 80386

• Pipelining (1989)• Unidad de punto flotante en el chip

• 8 KB cache

• Características• 1-0.6 mm proceso

• 1.2M transistores

• 25-100 MHz

• Tamaño de palabra 32-bit

• 168-pin PGA

• Cache, ruta de datos íntegra, FPU, microcódigo, control combinado

17

Intel 80486

• Superescalar (1993)• 2 instructiones por ciclo

• Separado 8KB I$ & D$

• Características• 0.8-0.35 mm proceso

• 3.2M transistores

• 60-300 MHz

• Tamaño de palabra 32-bit

• 296-pin PGA

• Caches, ruta de datos FPU, control

18

Intel Pentium

• Ejecución dinámica (1995-9)

• 3 micro-ops / ciclo

• Ejecución de fuera de servicio

• 16-32 KB I$ & D$

• Instrucciones Multimedia

• PIII adds 256+ KB L2$

• Características

• 0.6-0.18 mm proceso

• 5.5M-28M transistores

• 166-1000 MHz

• Tamaño de palabra 32-bit

• MCM / SECC

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Intel Pentium Pro / II / III

• Pipeline profunda (2001)• Reloj muy rápido

• 256-1024 KB L2$

• Características• Proceso 180 – 90 nm

• 42-125M transistores

• 1.4-3.4 GHz

• Tamaño de palabra de 32-bit

• 478-pin PGA

• Las unidades comienzan a hacerseinvisibles en esta escala

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Intel Pentium 4

• Core Tukwila (65 nm) (2010)• Reloj muy rápido

• 256-1024 KB L2$

• Características• Velocidad de reloj 1.73 GHz

• Cache

• L2 256 KiB + 512 KiB; L3 24 MiB

• Transistores – alrededor de 600M

• QuickPath4.8 GT/s

• Núcleos 4

• 64-bit word size

• Socket LGA1248

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Itanium 2 (última versión)

Summary

• Aumento de104 en el contador de transistores, ¡frecuencia de reloj durante 30 años!

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Los procesadores ARM son el futuro del PC

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