Funciones Generales, Rendimiento y Tipos Actuales De Microprocesadores
Derick Gramajo
Quetzaltenango, Guatemala 23/07/13
Índice Introducción………………………………………………………………………………3 Problema………………………………………………………….………………………4 Planteamiento Del Problema………………………………….………………………….4 Formulación Del Problema…………………………………….………………………....4 Objetivos………………………………………………………………..…………………..5 Justificación De La Investigación…………….……………………...…………………..5 Limitaciones………………..………………………………………………………………6
Marco Teórico……………………………………………………………………………7 Antecedentes De La Investigación………………………………………………………7 Bases Teóricas………….…………………………………………………………………7 Definición De Términos………………………………………………………………….11 Sistema Hipótesis………………………...……………………………………………...12
E-grafía…………………………………………………………………………….……13
Introducción La tecnología cada día rebaza al ser humano porque a cada momento se vuelve más moderna y compleja llevando al hombre a una ignorancia sobre la misma creando ciertas dificultades en su manejo que han hecho en interesarse más en investigar y conocer lo que maneja. Una de los objetos tecnológicos más utilizados en la actualidad es el microprocesador un tipo de elemento que funciona como el cerebro de un humano en el sistema de cómputo, capaz de lograr ciertas tareas con gran velocidad que a una persona común le duraría largo tiempo. Por este y muchos motivos es necesario conocer lo que es un microprocesador su funcionamiento en los sistemas informáticos, su rendimiento y los sistemas actuales que se manejan en estos momentos por la humanidad. Esto hace que el mundo de los microprocesadores sea muy extenso y difícil de estudiar teniendo a la vez poca información de ciertas características de los mismos a si abordando a continuación de temas poco desarrollados sobre los microprocesadores como lo que es su funcionamiento, su rendimiento y sistemas actuales.
Problema Planteamiento Del Problema El mundo actual en donde vivimos está lleno de cambios cada día, que a veces es difícil adaptarnos y a similar estos ya que por lo general cada día hay más haciéndose así más común verlos. Hablando así del ámbito tecnológico el cual es demasiado extenso para enfocarse en todo su entorno ya que dé el resulta la mayoría de los cambios que vemos hoy en día. Al enfocarnos a la tecnología debemos desglosar que tecnología es el conjunto de conocimientos técnicos, ordenados científicamente, que permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitan la adaptación al medio ambiente y satisfacer tanto las necesidades esenciales como los deseos de la humanidad. Conociendo a lo que se refiere tecnología, hablar de una de las creaciones más importantes y sobresalientes del siglo XX a lo que generalmente escuchamos como el cerebro de la computadora que es la parte más compleja de un sistema informático. El cual es desconocido por la mayoría de las personas y que por lo general no es de su interés sabiendo que es uno de los mejores logros que ha tenido la tecnología en estos últimos años. Por lo general toda persono que estudia el ámbito tecnológico sabes lo que es un microprocesador, donde se encuentra, como está formado, porque tiene un disipador de calor, porque es muy delicado tocarlo sin cierta protección, como va ir montado en su placa base, etc. Pero en si no saben lo más importante y si saben por lo general es lo más básico de un microprocesador en los sistemas de cómputo donde al momento de hablar del tema genera ciertas preguntas, al cual genera dudas y las informaciones expuestas en la red o en distinto libros no son lo suficientemente concretas ocasionando dificultades al lector de todo el entendimiento del mimos y volviendo a quedar incompleto su conocimiento sobre este tema. Formulación Del Problema ¿Cuál son las funciones generales que tiene como deber microprocesador reciente en la actualidad en un sistema de cómputo básico?
un
¿Qué tipo de rendimiento genera un microprocesador actual convencional en un sistema de cómputo básico? ¿Qué tipo de microprocesador es el más utilizado en estos momentos en Latinoamérica?
Objetivos
Determinar las funciones generales que tiene como deber un microprocesador. Establecer el rendimiento de microprocesadores recientes gracias al conocimiento de funciones. Conocer las funciones modernas de que realiza un microprocesador. Cuáles son los tipos de funciones que realiza un microprocesador. Las limitaciones de un microprocesador conforme a sus funciones.
Justificación De La Investigación Esta investigación está hecha con el motivo de colaborar con el investigador para que él pueda conocer el funcionamiento en la actualidad de un microprocesador de forma concreta sin rebuscar para que le sea más fácil en cualquier tipo de investigación. Aportando al tema investigativo las funciones, rendimiento y microprocesadores actuales desde el año 2007 en una forma clara y sintetizada. Para ayudar al ámbito estudiantil tanto de nivel medio como de nivel universitario colaborando con el estudio del microprocesador. Limitaciones La única limitación del funcionamiento de un microprocesador es la falta de información que se encuentra en la red ya que por lo general es la misma es decir que esta copiada de otra enciclopedia.
Marco Teórico Antecedentes De La Investigación Se encuentra bases teóricas sobre el funcionamiento de microprocesadores y su rendimiento aunque es antigua por la velocidad que se muestra en http://www.monografias.com/trabajos11/micro/micro.shtml#mo ya que en una tabla muestran hasta el año 97 el desarrollo de microprocesadores lo cual muestra lo anticuado de la información mostradada p Pentium MMX Es un micro propio de la filosofía Intel. Con un gran chip como el Pentium Pro ya en el mercado, y a 3 meses escasos de sacar el Pentium II, decidió estirar un poco más la tecnología ya obsoleta del Pentium clásico en vez de ofrecer esas nuevas soluciones a un precio razonable. Así que se inventó un nuevo conjunto de instrucciones para micro, que para ser modernos tuvieran que ver con el rendimiento de las aplicaciones multimedia, y las llamó MMX (MultiMedia eXtensions). Prometían que el nuevo Pentium, con las MMX y el doble de caché (32 KB), podía tener ¡hasta un 60% más de rendimiento!! Disculpen si respondo: ¡y unas narices! En ocasiones, la ventaja puede llegar al 25%, y sólo en aplicaciones muy optimizadas para MMX (ni Windows 95 ni Office lo son, por ejemplo). En el resto, no más de un 10%, que además se debe casi en exclusiva al aumento de la caché interna al doble. ¿La ventaja del chip, entonces? Que su precio final acaba siendo igual que si no fuera MMX. Además, consume y se calienta menos por tener voltaje reducido para el núcleo del chip (2,8 V). Por cierto, el modelo a 233 MHz (66 MHz en placa por 3,5) está tan estrangulado por ese "cuello de botella" que rinde poco más que el 200 (66 por 3). Demostrando la ancianidad de este tipo de información y los funcionamientos y la velocidad que ellos tienen en el área tecnológica.
Bases Teóricas Funcionamiento En si es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria. Desde el punto de vista lógico, singular y funcional, el microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad
aritmético lógica, y dependiendo del procesador, puede contener una unidad de coma flotante. El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases: Prefetch, prelectura de la instrucción desde la memoria principal. Fetch, envío de la instrucción al decodificador Decodificación de la instrucción, es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer. Lectura de operandos (si los hay). Ejecución, lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento. Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros. Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se conecta a un circuito PLL, normalmente basado en un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo. Este reloj, en la actualidad, genera miles de megahercios. Así también los microprocesadores deben cumplir con ciertas capacidades, la primera leer y escribir información en la memoria de la computadora. Esto es decisivo ya que en las instrucciones del programa que ejecuta el microprocesador y los datos sobre los cuales trabaja están almacenados temporalmente en esa memoria. La otra capacidad es reconocer y ejecutar una serie de comandos o instrucciones proporcionados por los programas. La tercera capacidad es decirle a otras partes de la computadora lo que deben de hacer, para que el micro pueda dirigir la operación a la computadora. En pocas palabras los circuitos de control de la MPU o microprocesador tienen la función de decodificar y ejecutar el programa (un conjunto de instrucciones para el procesamiento de los datos). Rendimiento El rendimiento del procesador puede ser medido de distintas maneras, hasta hace pocos años se creía que la frecuencia de reloj era una medida precisa, pero ese mito, conocido como «mito de los mega hertzios» se ha visto desvirtuado por el
hecho de que los procesadores no han requerido frecuencias más altas para aumentar su potencia de cómputo. Durante los últimos años esa frecuencia se ha mantenido en el rango de los 1,5 GHz a 4 GHz, dando como resultado procesadores con capacidades de proceso mayores comparados con los primeros que alcanzaron esos valores. Además la tendencia es a incorporar más núcleos dentro de un mismo encapsulado para aumentar el rendimiento por medio de una computación paralela, de manera que la velocidad de reloj es un indicador menos fiable aún. De todas maneras, una forma fiable de medir la potencia de un procesador es mediante la obtención de las Instrucciones por ciclo Medir el rendimiento con la frecuencia es válido únicamente entre procesadores con arquitecturas muy similares o iguales, de manera que su funcionamiento interno sea el mismo: en ese caso la frecuencia es un índice de comparación válido. Dentro de una familia de procesadores es común encontrar distintas opciones en cuanto a frecuencias de reloj, debido a que no todos los chip de silicio tienen los mismos límites de funcionamiento: son probados a distintas frecuencias, hasta que muestran signos de inestabilidad, entonces se clasifican de acuerdo al resultado de las pruebas. Esto se podría reducir en que los procesadores son fabricados por lotes con diferentes estructuras internas atendidendo a gamas y extras como podría ser una memoria caché de diferente tamaño, aunque no siempre es así y las gamas altas difieren muchísimo más de las bajas que simplemente de su memoria caché. Después de obtener los lotes según su gama, se someten a procesos en un banco de pruebas, y según su soporte a las temperaturas o que vaya mostrando signos de inestabilidad, se le adjudica una frecuencia, con la que vendrá programado de serie, pero con prácticas de overclock se le puede incrementar La capacidad de un procesador depende fuertemente de los componentes restantes del sistema, sobre todo del chipset, de la memoria RAM y del software. Pero obviando esas características puede tenerse una medida aproximada del rendimiento de un procesador por medio de indicadores como la cantidad de operaciones de coma flotante por unidad de tiempo FLOPS, o la cantidad de instrucciones por unidad de tiempo MIPS. Una medida exacta del rendimiento de un procesador o de un sistema, es muy complicada debido a los múltiples factores involucrados en la computación de un problema, por lo general las pruebas no son concluyentes entre sistemas de la misma generación. Microprocesadores Actuales 2007: El AMD Phenom Phenom fue el nombre dado por Advanced Micro Devices (AMD) a la primera generación de procesadores de tres y cuatro núcleos basados en la
microarquitectura K10. Como característica común todos los Phenom tienen tecnología de 65 nanómetros lograda a través de tecnología de fabricación Silicon on insulator (SOI). No obstante, Intel, ya se encontraba fabricando mediante la más avanzada tecnología de proceso de 45 nm en 2008. Los procesadores Phenom están diseñados para facilitar el uso inteligente de energía y recursos del sistema, listos para la virtualización, generando un óptimo rendimiento por vatio. Todas las CPU Phenom poseen características tales como controlador de memoria DDR2 integrado, tecnología HyperTransport y unidades de coma flotante de 128 bits, para incrementar la velocidad y el rendimiento de los cálculos de coma flotante. La arquitectura Direct Connect asegura que los cuatro núcleos tengan un óptimo acceso al controlador integrado de memoria, logrando un ancho de banda de 16 Gb/s para intercomunicación de los núcleos del microprocesador y la tecnología HyperTransport, de manera que las escalas de rendimiento mejoren con el número de núcleos. Tiene caché L3 compartida para un acceso más rápido a los datos (y así no depende tanto del tiempo de latencia de la RAM), además de compatibilidad de infraestructura de los zócalos AM2, AM2+ y AM3 para permitir un camino de actualización sin sobresaltos. A pesar de todo, no llegaron a igualar el rendimiento de la serie Core 2 Duo. 2008: El Intel Core Nehalem Intel Core i7 es una familia de procesadores de cuatro núcleos de la arquitectura Intel x86-64. Los Core i7 son los primeros procesadores que usan la microarquitectura Nehalem de Intel y es el sucesor de la familia Intel Core 2. FSB es reemplazado por la interfaz QuickPath en i7 e i5 (zócalo 1366), y sustituido a su vez en i7, i5 e i3 (zócalo 1156) por el DMI eliminado el northBrige e implementando puertos PCI Express directamente. Memoria de tres canales (ancho de datos de 192 bits): cada canal puede soportar una o dos memorias DIMM DDR3. Las placa base compatibles con Core i7 tienen cuatro (3+1) o seis ranuras DIMM en lugar de dos o cuatro, y las DIMMs deben ser instaladas en grupos de tres, no dos. El Hyperthreading fue reimplementado creando núcleos lógicos. Está fabricado a arquitecturas de 45 nm y 32 nm y posee 731 millones de transistores su versión más potente. Se volvió a usar frecuencias altas, aunque a contrapartida los consumos se dispararon. 2008: Los AMD Phenom II y Athlon II Phenom II es el nombre dado por AMD a una familia de microprocesadores o CPUs multinúcleo (multicore) fabricados en 45 nm, la cual sucede al Phenom original y dieron soporte a DDR3. Una de las ventajas del paso de los 65 nm a los 45 nm, es que permitió aumentar la cantidad de caché L3. De hecho, ésta se incrementó de una manera generosa, pasando de los 2 MiB del Phenom original a 6 MiB. Entre ellos, el Amd Phenom II X2 BE 555 de doble núcleo surge como el procesador binúcleo del mercado. También se lanzan tres Athlon II con sólo
Caché L2, pero con buena relación precio/rendimiento. El Amd Athlon II X4 630 corre a 2,8 GHz. El Amd Athlon II X4 635 continua la misma línea. AMD también lanza un triple núcleo, llamado Athlon II X3 440, así como un doble núcleo Athlon II X2 255. También sale el Phenom X4 995, de cuatro núcleos, que corre a más de 3,2GHz. También AMD lanza la familia Thurban con 6 núcleos físicos dentro del encapsulado 2011: El Intel Core Sandy Bridge Llegan para remplazar los chips Nehalem, con Intel Core i3, Intel Core i5 e Intel Core i7 serie 2000 y Pentium G. Intel lanzó sus procesadores que se conocen con el nombre en clave Sandy Bridge. Estos procesadores Intel Core que no tienen sustanciales cambios en arquitectura respecto a nehalem, pero si los necesarios para hacerlos más eficientes y rápidos que los modelos anteriores. Es la segunda generación de los Intel Core con nuevas instrucciones de 256 bits, duplicando el rendimiento, mejorando el desempeño en 3D y todo lo que se relacione con operación en multimedia. Llegaron la primera semana de enero del 2011. Incluye nuevo conjunto de instrucciones denominado AVX y una GPU integrada de hasta 12 unidades de ejecución 2011: El AMD Fusion AMD Fusion es el nombre clave para un diseño futuro de microprocesadores Turion, producto de la fusión entre AMD y ATI, combinando con la ejecución general del procesador, el proceso de la geometría 3D y otras funciones de GPUs actuales. La GPU (procesador gráfico) estará integrada en el propio microprocesador. Se espera la salida progresiva de esta tecnología a lo largo del 2011; estando disponibles los primeros modelos (Ontaro y Zacate) para ordenadores de bajo consumo entre últimos meses de 2010 y primeros de 2011, dejando el legado de las gamas medias y altas (Llano, Brazos y Bulldozer para mediados o finales del 2011) 2012: El Intel Core Ivy Bridge Ivy Bridge es el nombre en clave de los procesadores conocidos como Intel Core de tercera generación. Son por tanto sucesores de los micros que aparecieron a principios de 2011, cuyo nombre en clave es Sandy Bridge. Pasamos de los 32 nanómetros de ancho de transistor en Sandy Bridge a los 22 de Ivy Bridge. Esto le permite meter el doble de ellos en la misma área. Un mayor número de transistores significa que puedes poner más bloques funcionales dentro del chip. Es decir, este será capaz de hacer un mayor número de tareas al mismo tiempo.
Definición De Términos Anticuado que está pasado de moda o que no se usa desde hace tiempo. Determinar Fijar de manera clara y exacta una información o los límites de una cosa. Establecer Hacer que empiece a funcionar una cosa o una actividad, generalmente con propósito de continuidad. Función Destino o utilidad que se da a algo así también ejercicio de un cargo. Microprocesador es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el cerebro de un computador. Moderno que pertenece al presente, al periodo de tiempo actual. Rendimiento Producto o utilidad que da una persona o cosa Tecnología es el conjunto de conocimientos técnicos, ordenados científicamente, que permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitan la adaptación al medio ambiente y satisfacer tanto las necesidades esenciales como los deseos de la humanidad. Sistema Hipótesis 1. Las funciones generales de un microprocesador son las de las operaciones aritméticas básicas y la de las operaciones lógicas. 2. El tipo de rendimiento de un microprocesador actual es normal a comparación con un antiguo es rápido creo que aproximadamente 2.5GHz en cómputo básico en uno de hogar de clase promedio.
3. El producto más utilizado tomando en cuenta que la mayor distribución de microprocesadores es Intel Core Sandy Bridge (i3, i5 y i7) creo que es este microprocesador porque lo podemos encontrar en casi todas la ventas de aparatos de computo.
E-Grafía https://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador#Funcionamiento http://www.monografias.com/trabajos11/micro/micro.shtml http://www.slideshare.net/apostolnegro/ejemplo-de-proyecto-de-investigacion http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090103092339AA983lP http://equiposmicroinformaticos.wikispaces.com/FUNCIONAMIENTO+DE+MICRO PROCESADOR