2. MICROPROCESADOR DE LA COMPUTADORA
4.2.1 Investigue yredacte enundocumentode Wordtitulado“Microprocesador”:
A. Enuncie lasfuncionesque desempeñael microprocesadorenuncomputador.
Un microprocesadorestádiseñadoparaejecutaroperacionestípicastalescomoadición,
sustracción,división,multiplicación,comunicaciónde dispositivose interprocesos,
administraciónde entradas,salidas,ymás
B. Segúnsuarquitectura,identifique detalladamente laspartesque conformanun
microprocesador.
En un microprocesadorse puede diferenciarvarias partes:
ENCAPSULADO:esel que rodeaa la obleade silicioensí,para darle consistenciaimpedir
su deterioro(porejemploporoxidaciónporel aire) ypermite el enlaceconlosconectores
externosque loacoplaronasu zócalode laplaca base.
MEMORIA CACHÉ: esuna memoriaultrarrápidaque empleael procesadorparatener
alcance directoa ciertosdatosque predeciblemente seránutilizadosenlasiguientes
operaciones,sintenerque acudira lamemoriaRAM, reduciendoasíel tiempode espera
para la adquisiciónde datos.
COPROCESADORMATEMÁTICO:unidadde coma flotante,eslaparte del micro
especializadaenesaclase de cálculosmatemáticos.Antiguamente estabaenel exterior
del microprocesadorenotrochip.
3. REGISTROS: sonbásicamente untipo de memoriaconfinesespecialesque el microtiene
disponible paraalgunosusosparticulares.Hayvariosgruposde registrosencada
procesador.
MEMORIA: es el lugardonde el microprocesadorencuentralasinstruccionesde los
programasy de susdatos.Tanto losdatos como lasinstruccionesestánalmacenadosen
memoria,yel procesadorlasaccede desde allí.
PUERTOS: esla maneraen que el procesadorse comunicacon el mundoexterno.Un
puertoesanálogoa una líneade teléfono.Cualquierparte de lacircuiteríade la
computadoracon la cual el procesadornecesitacomunicarse.
C. ¿En que se mide la velocidaddel Microprocesador?
Al tener una velocidad MHz mejores el rendimiento del procesadora las operacionesque
tenga quehacer en tucomputadora.
Actualmente lavelocidadde losprocesadoresse mideenGHz.La unidadesel Hz (Hertzo
hercio) ysus múltiplos:MHz,GHz, etc. Porejemplo,el gigahercio (GHz) es un múltiplo de la
unidad demedida de frecuencia hercio (Hz) y equivalea 109 (1.000.000.000) Hz.
D. ¿Cuálessonlasvelocidadesde losmicroprocesadores?
VELOCIDAD INTERNA:
Es la velocidadalaque funcionael
microprocesador
internamente,se mide enHz
-Hz
-KHz
-MHz
-GHz
-THz
VELOCIDAD EXTERNA:
Bus de sistema,que eslavelocidad
con la que se comunicael
procesadorcon laplaca base (FSB).
Dispone de unmultiplicadorpara
indicarla diferenciade velocidades.
4. E. ¿Cuálessonlosfabricantesmásconocidosenprocesadores?
Los principalesfabricantesde microprocesadoresson:
Frescales,Fujitsu,Intel,AMD,Intersil,Toshiba,Zarlink,Arm, Motorola,Apple,Sun,
Compaq,IBM, cyrix.
Aunque sinlugara dudalas dosmarcas que manejanel Mercado de los
microprocesadores y están en constante competencia son: INTEL y AMD
4.2.2 responde:
A. ¿Qué pasoshay que tenerencuentaen lainstalaciónde unmicroprocesador?
Antesde empezar:Como se dijo,instalarunprocesadoresunprocedimientomuysencillo,
perode todasformasdebentenercuidadoynohacer nada con demasiadafuerza,un
daño enel procesadoro enla placamadre puede serirreparable,aunque enmi
experiencianuncaehvistodañoenunprocesadoro placa haciendoeste procedimiento.
Implementosnecesarios:
Un PC
Un procesadorcompatible conlaplaca madre del PC
Procedimiento:
1.- Para que seamás fácil entenderel procedimiento,vamosausar unaplaca sinnada
instalado
2.- Tomandosu procesadory si lomiran porabajo tendráuna marca enalguna esquina
En este caso esun triánguloenlaesquinainferiorizquierda.
3.- En la placa,en laparte donde vael procesador,veránunamarca similarenunade las
esquinas,tienenque hacerque lamarca del procesadorcalce con lamarca enla placa,de
todasformas el procesadordebe entrarfácilmente,sinhacermayorfuerza,quedando
algoasí.
4.- Cuandoel procesadorentre,bajanlapatitametálicaque habíanlevantadoenun
principio,ahorasi se fijanel procesadoryaestáfirme enla placa,sóloquedaponerel
ventilador.
5.- Para eso,con el cable del ventiladorconectadoalaplaca (comose vioenla primera
foto),ponenel ventiladorsobre el procesador,luegode hechoestoenganchanunaplaca
metálica(que vieneenel ventilador) aloscostadosdel plásticonegroque se ve enla foto
anterior(el plásticocuadradoalrededordel procesador),conesohecho,el ventilador
5. tendráun seguroenunode suslados,sólotienenque bajarlo yque el ventiladorquede
bienfirme
B. Enuncie lostrestiposde conexiónexistentesparael microprocesador.
PGA(pingridarray, matriz de rejillade pines):laconexiónse realizamediantepequeños
pinesmetálicosrepartidosal largode laCPU. Estos pinesencajanenlosorificiosdel zócalo
con el mismodiámetrode lospines.
BGA (ball gridarray,matriz de rejillade bolas):laconexiónse realizamediantepequeños
pinesenformacircularcolocadosenel zócalo,estasconexionesencajanalosorificiosde
la CPU y se fijansoldándolos.
LGA (landgridarray, matrizde contactos enrejilla):laconexiónse realizamediante
superficiesde contactoque encajanentre lasde laCPU y lasdel zócalo.
C. Enuncie losmétodosde refrigeraciónde losmicroprocesadoresque existen.
1) Activa
Este tipode refrigeraciónse caracterizaportomarun sistemapasivoyadicionarun
elementoque acelere el flujode aire atravésde un ventilador.
2) Pasiva
Esta refrigeraciónfuncionamediante el usode un“cooler”o “radiador”que permite la
transferenciatérmicaentre el dispositivoaemplearconel medioambiente.Por
convenciónnatural este aire caliente se mueveporser más livianopermitiendoel flujode
aire.
3) Refrigeración Líquida(Watercooling):
En este tipode refrigeraciónel caloralmacenadode loscomponentesse disipaal bombear
agua u otro líquidorefrigerante porunatuberíala cual estáconectadaal disipador
metálicoque vamontadoenel microprocesadoryque al entraren contactocon la
temperaturadel procesadorse evaporaparaluegoserevacuadapor un“radiador”.
4) RefrigeraciónporMetal Líquido:
Es un sistemade enfriamientocuyafuente de disipaciónesunmetal enestadolíquidoque
posee uníndice de conductividadtérmicamayorque el del agua.
5) Refrigeración porCambiode Fase:
Está basadoen el principiode lafísicaque explicaque,cadavezque unfluidocambiade
fase,lohace absorbiendoodesprendiendocalorde suentornopara poderrealizarel
cambio.
6. 6) Refrigeración porCriogenización:
Es aquellabasadaenla "criogenia"oenfriamientoporNitrógenoLiquidooporHieloSeco
usadosa temperaturasextremadamente bajasdirectamentesobre el procesadorpara
mantenerlofrio.
Este tipode refrigeraciónsoloesutilizadacuandose hace "overclocking"enel procesador
y solopor cortos periodosde tiempo.
7) Refrigeración Termoeléctrica:
Funcionaconun una célulahechade dossemiconductoresque al recibirelectricidad
generaunadiferenciade temperatura,lacual se ve reflejadaenlosdosladosdel pequeño
dispositivo.Unode losladosquedafrioyel otro caliente.
D. ¿Qué esOverclocking?
La prácticaconocidacomo overclockingpretende alcanzarunamayorvelocidadde reloj
para un componente electrónico.
Overclock esun concepto eninglésque se traduce como“sobre el reloj”.En términos
informáticosse usapara describirel procesode aumentarlavelocidaddel reloj de los
componentes,comoel CPU,paraque corran más rápidode loque fuerondiseñados.
¿Cómo?A travésde la BIOS.
E. Enuncie al menos4 materialesque se utilizanparalainstalacióndel microprocesador.
-El coolercpu fan o ventilador.
-La grasa térmica.
-El desarmador
-Lossegurospara fijarlo
F. Investigue el acrónimoeninglésoespañol de lassiguientes siglas:CPU,FSB,ZIF,INTEL,
AMD, ALU
CPU
ESPAÑOL: La unidadcentral de procesamientoounidadde procesamientocentral
conocidapor lassiglasCPU.
INGLÉS: central processingunit
FSB: es el tipode bususado comobus principal enalgunosde losantiguos
microprocesadoresde lamarcaIntel para comunicarse conel circuitointegradoauxiliaro
chipset.
INGLES:El front-side bus,tambiénconocidoporsuacrónimoFSB
ESPAÑOL: busde laparte frontal
7. ZIF: esun tipode zócalo que permite insertaryquitarcomponentessinhacerfuerzayde
una formafácil
INGLES: El Zero InsertionForce
ESPAÑOL: Fuerzade inserciónceroonula
INTEL
INGLÉS:suenacomo More Noise compañíaIntegratedElectronics
ESPAÑOL: ElectrónicaIntegrada
AMD
INGLES:advancedmicro devices
ESPAÑOL: microdispositivosavanzados
ALU
INGLÉS: ArithmeticLogicUnit
ESPAÑOL: la unidadaritméticológica
8. 4.2.3 Realice:
A. Cuadro comparativode lostiposde microprocesadores,teniendoencuentael fabricante,
año de lanzamiento,velocidad,caché,tipode socket,características,preciode al menos8
modelosde procesadoresdiferentes,incluyacomomínimodosfabricantes.
PROCESADOR FABRICANTE CACHE AÑO VELOCIDAD TIPODE SOCKET CARACTERISTICAS PRECIO
Intel 386 DX Intel; AMD;
IBM
Soporte
de 16 a
64 KiB
1986 12MHz a 40
MHz
PLCC de 68
pines
Primerchipcapaz
de manejarjuegos
de datos de 32 bits
Pentium II Intel Posee 32
KiB de
memoria
caché
1997 166 y
450 MHz
66 — 100
Se conecta a:
Slot 1
MMC-1
MMC-2
Mini-Cartridge
Doble bus,
ejecución dinámica
$11.000
INTEL
PENTIUM4
Intel L1 8 KB L2
512 KB
2000 13 GHz- 4,0
GHz- 400
1066 MT/s
432 PMS 478-
LGA 775
Es el primer
microprocesador
con diseño
completamente
nuevosdesde el
Pentiumpro
$7.900
Intel core i7 Intel 8 MB
Smart
Cache
2008 2,66 GHz a
4,2 GHz
Socket LGA
1336
Séptima
generaciónde
microprocesadores
$1.150.000
AMD RYZEN
AMD
GlobalFound
ries 2017
AM4
AMD K5 AMD 8 KB + 16
KB
1996 75 A 100
MHz
7 o 5 (en
versiones
menores a
PR166)
Transformatodos
loscomandosx86
(de laaplicaciónen
curso) en comando
RISC
AMD AMX86 AMD L2 (512
KiB) L3 (6
MiB)
1995 1800MHz
2000 MHz
486 PNS Superaronla
frecuenciadel reloj
de los
procesadoresIntel
AMD Athlon
k7
AMD L1 (128
KIB)
L2 (512)
1999 400 MHz (2 *
200)
SlotA; Socket A;
Socket 563
Tiene 3 unidades
de coma flotante
que pueden
trabajar
simultáneamente
$219.900
9. B. Cuadrocomparativode la arquitecturade los trestiposdel conjuntode instruccionesdel
microprocesador
Arquitectura
de
computadoras
MODELO RISC MODELO SISC
DEFINICION La arquitecturaCISC(Complex
InstructionSetComputer,
Ordenadorde Conjuntode
InstruccionesComplejas) se refiere
a la conexiónpermanente del
procesadorcon lasinstrucciones
complejas,difícilesde creara
partir de lasinstruccionesde base.
La arquitecturaCISCes
especialmentepopularen
procesadoresde tipo80x86. Este
tipode arquitecturatiene uncosto
elevadoacausa de las funciones
avanzadasimpresasenlasilicona.
Las instruccionessonde longitud
diversa,y requierenmás de un
ciclode reloj.Dadoque estossolo
puedenprocesarunainstruccióna
la vez,el tiempode procesamiento
esuna funcióndel tamaño de la
instrucción.
Los procesadorescon
tecnologíaRISC(Reduced
InstructionSetComputer,
Ordenadorde Conjuntode
InstruccionesReducidas) no
poseenfuncionesavanzadas
conectadasenforma
permanente.
Es por esoque losprogramas
debentraducirse en
instruccionessencillas,locual
complicael desarrolloohace
necesarialautilizaciónde un
procesadormás potente.
Este tipode arquitecturaesde
costo reducidosi se locompara
con losprocesadoresCISC.Para
terminar,dichosprocesadores
puedenmanejarmúltiples
instruccionesenforma
simultánea,procesándolasen
paralelo
RISC vs SISC
1. Énfasisenel software 1. Énfasisenel hardware
2. Incluye el multi-reloj instruccionesreducidas 2. Sólo-reloj instruccionescomplejas
3. Inter- registro:“CARGA”y “ALMACEN” 3. Memoriaa memoria“CARGA”y
Incorporadoeninstrucciónes “ALMACÉN” sonlas instrucciones
4. Altosciclosporsegundo,tamañode códigos independientes
Pequeños. 4. Ciclosbajosporsegundotamaño
5. Transistoresusadosparaalmacenar de códigosgrandes.
Instruccionescomplejas. 5. Pasamas transistores enlos
Registrosde lamemoria.
10. 4.2.4.
4.2.5. De acuerdoal funcionamientodel microprocesador,describapasoapasoel clico de
ejecuciónde instrucciones(programas)
EJECUCIÓNDE INSTRUCCIONES La función básica querealiza un computadoresla ejecución
de un programa.Un programa consisteen un conjunto deinstruccionesy datosalmacenadosen la
unidad dememoria.La CPU es la encargada deejecutarlas instruccionesespecificadasen el
programa.
- La secuenciade operacionesrealizadasenlaejecuciónde unainstrucciónconstituye loque se
denominaciclode instrucción.Lomáscómodoesconsiderarque el procesamientodelciclode
instrucciónconstade dos fases:
a) Fase de Búsqueda
b) Fase de Ejecución
Fase de Búsqueda:
1. Transferirel contenidodel Contadorde Programa(CP) al registrode Direcciones(RD).
2. Pasar a registrode Memoria(RM) el dato almacenadoenladirecciónde memoria
indicadaporRD.
3. Transferirel datoleídodesde el RMal registrode instrucción(RI).
4. Incrementarel valordel Contadorde Programapara apuntara la instrucciónsiguiente
Fase de Ejecución:Comprende el conjuntode operacioneselementalesespecíficasde la
instrucción encurso.
5. Decodificaciónde laInstrucción.PorejemplolaInstrucciónADD.(lainstrucciónes
cambiadapor su códigomáquinacorrespondiente)
6. Transferenciadel campo“CD”de lainstrucciónencurso (este campocontiene ladirección
de memoriaenla que se encuentrael operando,yque se encuentraenel registroRI
desde que finalizólafase de búsqueda),al registroRD.Se inicia,portanto,un proceso
La culminación de cada una de
estas fases necesita de uno a seis
ciclos de reloj
11. similaral de la fase de búsqueda,peroenestaocasiónparabuscar en memoriael
operandode lainstrucción
7. 7. Lanzar unciclo de lecturade memoriaque pongaenRM el operandoalmacenadoenla
direcciónindicadaporRD.
8. Transferenciadel datoleídodesde el RMal registrointermedio,Ro2,del Operador.
Paralelamente se puedetransferirel otrooperando desde el acumulador,AC,(contenido
enél un instante anterior),al registrointermedioRo1.
9. Realizarlaoperaciónde SUMA (ADD) y almacenarel resultadoenel AC.
1. Buscar lainstrucciónenlamemoriaprincipal
Se vuelcael valordel contadorde programasobre el bus de direcciones.EntonceslaCPUpasala
instrucciónde lamemoriaprincipal atravésdel busde datos al Registrode Direcciónde Memoria
(MAR).A continuaciónel valordel MARescolocadoenel Registrode InstrucciónActual (CIR),un
circuitoque guarda la instruccióntemporalmente de maneraque puedaserdecodificaday
ejecutada.
2. Decodificarlainstrucción
El decodificadorde instruccióninterpretae implementalainstrucción.El registrode instrucción
(IR) mantiene lainstrucción encursomientrasel contadorde programa(PC,programcounter)
guarda la direcciónde memoriade lasiguiente instrucciónaserejecutada.
Recogidade datosdesde lamemoriaprincipal
Se accede al banco de registrosporlosoperandos(solosi esnecesario)
Se calcula el valordel operandoinmediatoconextensiónde signo(solosi esnecesario)
Tambiénse lee ladirecciónefectivade lamemoriaprincipalsi lainstruccióntiene unadirección
indirecta,yse recogenlosdatosrequeridosde lamemoriaprincipal paraserprocesadosy
colocadosenlosregistrosde datos.
12. 3. Ejecutar lainstrucción
A partirdel registrode instrucción,losdatosque formanlainstrucciónsondecodificadosporla
unidadde control.Ésta interpretalainformacióncomouna secuenciade señalesde control que
son enviadasalasunidadesfuncionalesrelevantesde laCPUpara realizarla operaciónrequerida
por la instrucciónpoderterminarlayseguirasí.
4. Almacenaro guardar resultados
El resultadogeneradoporlaoperaciónesalmacenadoenlamemoriaprincipal oenviadoaun
dispositivode salidadependiendode lainstrucción.Basándose enlosresultadosde laoperación,
el contadorde programase incrementaparaapuntara lasiguiente instrucciónose actualizacon
una direccióndiferentedonde lapróximainstrucciónserárecogida.
4.2.6. Investigue:
A la hora de adquirirunmicroprocesador,¿qué característicasdebensertomadasencuenta?
Cuálessonlostiposde procesadoresactuales.¿Digasuscaracterísticas?
1. ¿qué característicasdebensertomadasencuenta?:
1.1. Conocersu marca esdecir tenerclaro
1.2. Tenerencuentalos núcleos (chip)
1.3. Tenerencuentala frecuenciade trabajodel procesador;se recomienda(MHz)
1.4. La memoriacache
1.5. La importanciadel consumoenergético
1.6. Las capacidadesdel overclock
2. Cuálessonlostiposde procesadoresactuales:LOSMASCONOCIODOSSONINTEL, Y AMD
2.1. Intel
2.1.1.1. Celeron:Sonprocesadoreseconómicoscondosnúcleosydoshilosque
ofrecenunbuenrendimientoenofimáticageneral,multimediay navegación.
Tambiénrindenbienconjuegosque norequierenmásde dosnúcleos.
2.1.1.2. Pentium:Haymodeloscondosnúcleosydoshiloscasi idénticosalos
anterioresyotroscon dos núcleosycuatro hilosque ofrecenunrendimiento
excelente,tantoque quedan casi al mismonivel que losCore i3.
13. 2.1.1.3. Core i3: Tienendosnúcleosycuatrohiloshastala serie Core 7000, lo que
unidoa su altoIPClos convierte enunasoluciónexcelenteparalosque quieran
montar equiposeconómicosde altorendimientoyeficiencia. Sirvenparajugar
y para trabajar. Los Core 8000 han dadoel saltoa loscuatro núcleosreales.
2.1.1.4. Core i5: Sonuna de las gamas con mejorrelaciónrendimiento-precioque
ofrece Intel yunaelecciónmuybuenaque sirve parahacer cualquiercosa.
Tienencuatronúcleosycuatro hilos,ysonuna excelenteelecciónpara
usuariosconpresupuestosmedios.A partirde losCore 8000 tienenseis
núcleosreales.
2.1.1.5. Core i7: Hay dosgamas, la normal y laextrema.Enla básicatenemos
procesadoresde cuatronúcleosyocho hiloshastala serie Core 7000, ya que
losCore 8000 sumanseisnúcleosydoce hilos.Tienenunrendimientocasi
idénticoal de losCore i5 en lamayoría de loscasos.En la serie extremade Intel
hay modelosque vandesde losseishastalosdieznúcleos dentrode losCore
6000 (Broadwell-E) ylleganhastalos8 núcleosenlaserie 7000 (Skylake-X).Los
modelosconmásnúcleossonrecomendablesparaprofesionalesque se
muevenenentornosmultihilo.
2.1.1.6. Core i9: Sonlo más potente que ofrece Intelhastael momento.Se
agrupan dentrode laserie Skylake-Xytienenhasta18 núcleosy36 hilos.Sólo
losaprovecharánrealmente losusuariosprofesionalesque utilicenaplicaciones
exigentesconunaltogrado de paralelizado.
2.2. AMD
2.2.1.Sempron:Sonprocesadoresasequibles conunrendimientomuybásico,aunque
suficienteparaofimáticayotras tareassencillas.TienencuatronúcleosperounIPC
muybajo,y una frecuenciade trabajomuyreducida.
2.2.2.Athlon:Hayversionesque vande dosa cuatro núcleos.Surendimientoesbueno
para casi cualquiertareabásica,ylos modelosde cuatronúcleosofrecenunbuen
desempeñoinclusoenjuegos,aunquenolleganal nivel de unCore i3.
2.2.3.APUs:Integranprocesadory GPU en unmismoencapsulado.Lasconfiguracionesson
muyvariadasya que podemosencontrarversionesconprocesadoresde dosacuatro
núcleosynúcleosgráficosbastante potentes.Buenaopciónparamontarequipos
para jugar con presupuestosmuylimitados,aunquelasnuevassolucionesbasadas
14. enRyzeny Vegaofrecenunaimportante mejorade rendimientoque lashace viables
inclusoenequiposparagamingen1080p.
2.2.4.FX 4300: Tienencuatronúcleosyunasfrecuenciasde trabajomuyaltas,loque les
permite ofrecerunbuenrendimientoencualquiertarea.Sonunabuenaopción
como actualizaciónde bajocoste de unaplataformaAM3+, especialmente si
tenemospensadomoverjuegos.
2.2.5.FX 6300: Están unpeldañoporencimade losanteriores,yaque cuentanconseis
núcleosytambiéntienenfrecuenciasde trabajomuyelevadas.Rindenbienen
juegos,perodanlomejorde sí enentornosmultihilo.
2.2.6.FX 8300: Sonla gama mediaactual de AMD juntoconlos FX9000, aunque éstos
últimosnosonrecomendablesporsualtísimoTDP.Tienenochonúcleosyunas
frecuenciasde trabajoque superanlos4 GHz, loque los mantiene comouna
solucióncapazde afrontar cualquiertarea.
2.2.7.RYZEN 7: Sonlosactualestope de gama de AMD. Utilizanunanuevaarquitectura,
estánfabricadosenprocesode 14 nm y cuentande momentoconversionesde ocho
núcleosrealesydieciséishilos.Ofrecenunexcelente nivelde rendimientoymodelos
como el 1700-2700 tienenunpreciomuyatractivo.
2.2.8.RYZEN 5: Ofrecenel mismorendimiento mononúcleo que losmodelosanteriores,
peroreducenel númerode núcleos-hilosa6 y 12 en laserie 1600-2600 y a 4 y 8 en
los1500X y 1400.
2.2.9.RYZEN 3: Mantienenel rendimientobrutode losmodelossuperioresperocuentan
con cuatro núcleosycuatro hilos.
2.2.10. RYZEN Threadripper:Eslaserie extremade AMDy está compuestapor
procesadoresde hasta16 núcleos y32 hilos
VAL: 5.0
