PDF de programación - Tema 5 - El Microprocesador CPU

Dpto. de Electrónica
2º GM - EMTT

Tema 5

El Microprocesador

CPU

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Tema 5 - El Microprocesador

El Microprocesador

Definición: Es un conjunto de transistores conectados
entre si por conductores y ordenados de manera que
forman puertas lógicas para realizar operaciones de
todo tipo.

Funciona sincronizado por un reloj.
La velocidad del procesador depende del número de
pulsaciones de ese reloj y de otros factores de diseño.

Esta velocidad del micro se mide en Mhz o Ghz.
Se encarga del control y procesamiento de datos en

todo el PC.

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Tema 5 - El Microprocesador

El Microprocesador

Los microprocesadores actuales tienen dos velocidades:

Velocidad interna. Es la velocidad de funcionamiento y

procesamiento interno.

Velocidad externa. También llamada Velocidad del Bus o
FSB y es la velocidad a la que se comunica el micro y la
placa base. En realidad es la velocidad de funcionamiento
de la placa base.

La relación entre estas dos velocidades es el Factor
Multiplicador y es la cifra por la que se multiplica la
velocidad externa o de la placa base (FSB) para dar la
interna o del micro. Este se puede ajustar en la placa por
puentes o mediante el setup de la bios.

Overcloking. Método para subir la velocidad del micro por

encima de la nominal de fabricación.

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El Microprocesador. FSB

La velocidad del “Front Side Bus" o FSB es la velocidad a la cual
la CPU se comunica con la memoria RAM y el Chipset Norte de la
placa base.

El FSB está asociado al ChipSet y a la memoria RAM del sistema.
Las velocidades más habituales han sido y son las de 100, 266,

333, 400, 533, 800 y 1066 Mhz.

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Tema 5 - El Microprocesador

El Microprocesador. FSB

bus

de

El
del
procesador se llama también
Front Side Bus (FSB)

sistema

Usado por el procesador
para pasar información
a y desde la caché,
memoria principal y el
Chipset Norte

Es el bus de velocidad más
elevada

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Tema 5 - El Microprocesador

El Microprocesador
Tareas de la CPU

1. Captar instrucción: la CPU lee una instrucción de la memoria.
2. Interpretar

instrucción se decodifica para

instrucción:

la

determinar que acción es necesaria.

3. Captar datos: la ejecución de una instrucción puede exigir leer

datos de la memoria o de un módulo de entrada y salida.

4. Procesar datos: en la ejecución se puede exigir llevar a cabo

alguna operación aritmética o lógica con los datos.

5. Escribir datos: los resultados de la ejecución pueden exigir escribir

datos en la memoria o en un módulo de entrada o salida.

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Partes del microprocesador

Unidad de Control

las
actividades de un ordenador. Es el núcleo del PC,
coordina y controla todo el sistema.

(UC). Gobierna

todas

Coprocesador matemático (FPU). Realiza cálculos

matemáticos y operaciones lógicas.

Área de almacenamiento primario. Es la caché.
El resto del micro. Contiene partes dedicadas a tareas

de registro, comunicación, decodificación, etc.

El encapsulado. Es el envoltorio de todo y permite el
interior, mediante conectores externos

enlace del
(patillas), al zócalo de la placa base.

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Tema 5 - El Microprocesador

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Historia y Evolución
Intel 8086
Fue el primer microprocesador en llegar al gran público, el corazón del IBM
PC. Microprocesador de 16 bits, con hasta 1 Mb de memoria.

8086-8088 (1978-1979)

8086
6/8/78
5MHz, 8MHz,
10MHz
16 bits
29,000

1 MB

8088
6/1/79
5MHz, 8MHz

8 bits
29,000

1 MB

Fecha Inicio
Vel. Reloj

Ancho Bus
Número de
Transistores
Memoria
Direccionable

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Historia y Evolución
Intel80286
Microprocesador utilizado por el IBM AT. Conseguía doblar el rendimiento del
8086 a la misma velocidad, gestionaba hasta 16 Mb de memoria y funcionaba a
un máximo de 20 Mhz de velocidad. Se conoce como "286".

80286 (1982)

Fecha Inicio
Vel. Reloj

Ancho Bus
Número
Transistores
Memoria
Direccionable

2/1/82
6MHz, 8MHz,
10MHz, 12.5MHz
16 bits
134,000

16 megabytes

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Historia y Evolución
Intel80386
Microprocesador que sustituyó al 286 y el primero de 32 bits, llegó a alcanzar
una velocidad de 40 Mhz. Este procesador permitió que los PCs de aquella
época pudieran utilizar sistemas operativos multitarea y memoria virtual. El 386
original fue el Intel 386 DX. Fue el primer micro de Intel del que AMD y Cyrix
produjeron clónicos compatibles.

80386 (1985)

Intel386TM DX
Microprocessor
10/17/85

Intel386TM SX
Microprocessor
6/16/88

16MHz, 20MHz, 25MHz,
33MHz

16MHz, 20MHz, 25MHz,
33MHz

32 bits

275,000

16 bits

275,000

4 gigabytes

16 megabytes

Fecha Inicio

Vel. Reloj

Bus Width

Número de
Transistores

Memoria
Direccionable

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Historia y Evolución
Intel80486
Tiene un juego de instrucciones optimizado y el coprocesador matemático
integrado en el chip. Existían versiones que doblaban o cuadruplicaban la
velocidad de la CPU (100 Mhz).

80486 (1989)

Fecha Inicio
Vel. Reloj

Ancho Bus
Número
Transistores
Memoria
Direccionable

Intel486TM DX
4/10/89
25MHz, 33MHz,
50MHz
32 bits
1.2 millones (1
micra )
4 gigabytes

Intel486TM SX
4/22/91
16MHz, 20MHz,
25MHz, 33MHz
32 bits
1.185 millones (1
micron)
4 gigabytes

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Historia y Evolución
IntelPentium80586
Microprocesador de 5ª generación que sucedió al Intel 80486 en 1993, y
desde entonces se le han introducido numerosas modificaciones.
Aparece también el Pentium MMX con manejo de instrucciones multimedia..

Pentium (1993)

Fecha Inicio
Vel Reloj
Ancho Bus
Número de Transistores
Memoria Direccionable

3/22/93
60MHz,66MHz
32 bits
3.1 millones (.8 micron)
4 gigabytes

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Historia y Evolución
IntelPentium
Fue usado en estaciones de trabajo con sistemas operativos de 32 bits como
Windows 95/98/Me.

Pentium (1995)

Pentium® Pro
Processor
11/01/95
150MHz, 166MHz,
180MHz, 200MHz
32 bits
5.5 millones

64 gigabytes

Fecha Inicio
Vel. Reloj

Ancho Bus
Número de
Transistores
Memoria
Direccionable

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Historia y Evolución
IntelPentiumII
Desarrollo del Pentium con instrucciones MMX (multimedia) aparecido en
1997, con bus de sistema de 66 Mhz. También incorporó un nuevo tipo de
encapsulado y el zócalo Slot 1.

Pentium II (1997)

Fecha Inicio
Vel. Reloj

Ancho Bus
Número de
Transistores
Memoria
Direccionable

5/07/97
200MHz, 233MHz,
266MHz, 300MHz
32 bits
7.5 millones (0.35
micras)
64 gigabytes

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Historia y Evolución
IntelXeon
Versión de los microprocesadores Intel Pentium II y III enfocada a servidores
y estaciones de trabajo. Se diferencia de éstos en que emplea el
encapsulado Slot 2, en que tiene una mayor velocidad de conexión con la
caché L2, y en que pueden manejar hasta 64 Gbytes de memoria.

Xeon (1999)

Fecha Inicio
Vel. Reloj
Ancho Bus
Número de Transistores 7.5 millones (0.35 micras)

26/3/99
400 MHz
32 bits

Memoria Direccionable

64 gigabytes

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Historia y Evolución

IntelPentiumCeleron
Es una versión de bajo coste del Intel Pentium II, hoy en día del Intel Pentium
IV. Los primeros modelos no incluían caché L2.

Celeron (1999)

Fecha Inicio
Vel. Reloj

Ancho Bus
Número de
Transistores
Memoria
Direccionable

26/4/98
233, 300 MHz, 450
MHz.
32 bits
7.5 millones (0.25
micras)
64 gigabytes

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Historia y Evolución
IntelPentiumIII
Fue el sucesor de el Pentium II en 1999, sólo los diferenciaba el juego de
instrucciones mejoradas SSE y la memoria SDRAM. Posteriormente fue
incorporando nuevas características y abandona el zócalo slot 1 para pasar
al 370.

Pentium III (1999)

Fecha Inicio
Vel. Reloj
Ancho Bus
Número de
Transistores
Memoria
Direccionable

26/02/99
1 GHz, 1.4 GHz
32 bits
24 millones (0.13
micras)
64 gigabytes

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Historia y Evolución
IntelPentiumIV
Microprocesador sucesor del Pentium III aparecido en noviembre de 2000. Es
un procesador de 32 bits, con un bus de sistema de 400 Mhz y un nuevo tipo
de conexión a la placa base llamado Socket 423.

Pentium IV (2000)

Fecha Inicio

Vel. Reloj
Ancho Bus
Número de
Transistores
Memoria
Direccionable

20/11/2000

2.53 GHz, 3.8 GHz
32 bits
43 millones (0.13
micras)
64 gigabytes

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Tema 5 - El Microprocesador

Historia y Evolución

- Procesadores de 32 bits orientados a consumo y bajo costo.

• AMD Sempron
• Intel Celeron
• Intel Pentium

altas prestaciones.

- Procesadores de 64 bits, dual core o core 2 duo para sobremesa de

• AMD Athlon 64
• AMD Opteron para estaciones de trabajo
• Intel Pentium D
• Intel Pentium Extreme Edition
• Intel Core Duo

- Equipos portátiles y tecnología de bajo consumo.

• AMD Turion
• Intel Centrino
• Intel Centrino Core Duo

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Identificación de micros
Encapsulados e identificación

El formato más común para los microprocesadores actuales es el Staggered Pin

Grid Array (SPGA).

Los pines se agrupan en filas y columnas para mantener el conjunto encapsulado

lo más compacto y pequeño posible.

En el exterior pueden leerse los datos que permiten identificar la CPU.

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Tema 5 - El Microprocesador

Identificación de micros
Identificación

La utilidad CPU-Z es un programa gratuito que identifica CPUs.
La utilidad de Intel se puede descargar de su Web

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Identificación de micros

Veamos los del tipo AMD.

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Tema 5 - El Microprocesador

Identif