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MsC. Pedro Alberto Arias
Estructura de computadores
Sistemas los procesadores
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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
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• 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.
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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).
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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.
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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
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Evolución de los Microprocesadores
Resumen de los Microprocesadores Intel
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Lista de MP de 4 y 8 bits
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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 --“--
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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
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• 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
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• 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
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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
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• 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
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• 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
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• 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
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• 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
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• 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
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• 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)
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Summary
• Aumento de104 en el contador de transistores, ¡frecuencia de reloj durante 30 años!
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