sistemas los procesadores · • chip de silicona que contiene una cpu. los términos...
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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
Evolución de los Microprocesadores
Resumen de los Microprocesadores Intel
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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
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• 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
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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
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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
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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
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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
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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
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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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