CPU es el acrónimo de Central processing unit=
La CPU clasificada en
instrucciones basadas en pilas, acumuladores y registros. Las instrucciones basadas en registros han recibido
semiconductores, diseñen arquitecturas de microprocesadores SEGUN la forma en que se administran los
registros.
Partiendo de esa base, han surgido dos grandes arquitecturas de microprocesadores para PCs: los diseñados
con instrucciones avanzadas o complejas
La arquitectura CISC ( Complex Instruction Set Computer ). Fue la
8088) que fueron lanzadas bajo la
Dicha técnica consiste en
Considerando la extraordinaria cantidad de instrucciones que la CPU puede
con arquitectura CISCes realmente compleja. A este
El origen de la arquitectura CISC se remonta a los inicios de la
contrarrestar la
que una
arquitectura. La posterior masificación de los PCs, permitió que el
creado para procesadores CISC.
Entre las bondades de CISC destacan las siguientes:
1. Reduce la dificultad de crear compiladores.
2. Permite reducir el
3. Reduce los costos de creacion de Software.
4. Mejora la compactación de código.
5. Facilita la depuración de errores (debugging).
La arquitectura RISC (RISC = Reduced Instruction Set Computer). Ha sido la consecuencia evolutiva de las CPU.
Como su nombre lo indica, se trata de microprocesadores con un
contraposición a CISC. ¿Que
1. La CPU trabaja mas rápido al utilizar menos ciclos de reloj para cumplir sus funciones (ejecutar instrucciones).
2.Utiliza un sistema de direcciones no destructivas en Ram. Eso significa que a diferencia de CISC, RISC conserva después de realizar sus operaciones en memoria los dos operandos y su
3.Cada instrucción puede ser ejecutada en un
Considerada como una innovación tecnológica creada a partir del
ha dado origen a la aparición de Microprocesadores poderosos cuya principal
2003), ha sido el trabajo en las grandes máquinas (servidores ), aunque también han llegado a posicionarse en
ciertas
domésticos.
Ejemplos de tecnología RISC son los sistemas MIPS (Millions Instruction Per Second), 1992, SPARC = Scalable
Processor ARChitecture de la
1993, diseñado por Apple, Motorola e IBM, son utilizados en PCs de Apple, Macinstosh y mainframes de IBM
(RS/6000 y AS/400) con sistemas operativos AIX y Windows NT. El PowerPC se conoce también como G3, G4,
G5 (alcanza un billon de operaciones de punto flotante por segundo).
Arquitectura RISC vs CISC.
Partiendo de lo expuesto, habría que evaluar las ventajas de ambas arquitecturas para tomar decisiones
Hay mas software de uso
periódicamente mayor velocidad y administración de espacio en Ram y
arquitecturas deben seguir innovando. Dado que CISC es mas
categoría son mas numerosas (nuevas interfaces,
Técnicamente hablando, el
microprocesador compensa a la mayor cantidad de código en software que es necesario utilizar, por lo que su
arquitectura se considera mas potente que CISC.
Fabricación de la CPU.
Dado que la mayor plataforma a nivel mundial de PC, se basa en la tecnología CISC, veamos el análisis arquitectónico y funcional de estos Microprocesadores a fin de comprender como esta construido internamente el CEREBRO del PC (unidades internas ALU, AU, micro códigos, caché, direcciones,
etc.).
Estructura interna del microprocesador central o CPU
La descripción completa, tanto física como funcional de un Microprocesador moderno amerita la edición de un
texto sobre CPUs. Tal estudio tiene su énfasis necesario para quienes estudian la programación o creación de
software. No obstante a fin de comprender su estructura y forma de trabajo básicos que inciden a la hora de
diagnosticar fallas en las computadoras, analizamos en forma global su arquitectura y funcionamiento internos.
1.Una sección conocida como Interfaz con el
2. Una unidad de control o área lógica (ALU= Arithmetic-logic Unit) coordina las operaciones que se deben realizar para atender el pedido del operador (visualización de texto, grafico, calculo, etc.).
3.Una subdivisión de la ALU, la AU (Arithmetic Unit) se encarga de atender las operaciones matemáticas y calculo avanzado con operaciones de punto flotante (función crítica en la
4. Una sección de instrucciones (micro código) almacena en la Ram los códigos correspondientes (soluciones) para atender las solicitudes de trabajo existentes.
5.Cada vez que el
6. Las direcciones en la memoria se mueven a la velocidad que ella permite ( 400MHz, 800MHz, etc.),
cambiando permanentemente el deposito de datos y reemplazándolos por los nuevos
la
orden de multiplicar ambos, el resultado 32, queda almacenado en A.
7. Un reloj interno marca el 'ritmo' de trabajo, estableciendo ciclos de reloj para que cada operación se ejecute.
8. Secciones especiales de memoria en el microprocesador conocidas como Cache (nivel 1, nivel 2, etc.)
guardan porciones de
perdida de
9.Las velocidades internas en que ocurren las operaciones, dependen de la capacidad del microprocesador (cantidad de transistores), de su bus interno (ancho de
10.Otras variables dependen del fabricante y
Ejemplo de las caracteristicas de un microprocesador
El microprocesador. Teoría del funcionamiento
Los bloques funcionales básicos son: la unidad de procesamiento central (CPU), la memoria principal, y el
procesador de Entrada - Salida. Unidad de proceso central: esta es la responsable de la
ejecución de instrucciones contenidas en la memoria principal, las
principal se realizan a través de 2 canales funcionalmente distintos: el de direcciones y el de datos.
Para introducir en la memoria, una instrucción especifica, la CPU envía a dicha memoria la
instrucción por el canal de direcciones y recibe por el mismo medio la instrucción que está en esa dirección.
Parte de la instrucción es utilizada por la CPU para identificar la operación. Esta parte se
La acción de leer una instrucción en la CPU y prepararla para su ejecución se denomina ciclo de búsqueda. Para
completar una instrucción la CPU decodifica el código de operación, genera las señales de control que se
necesitan para introducir los operandos requeridos y controla la ejecución de la instrucción. Por ejemplo,
suponiendo que la operación especificada consiste en sumar 2
almacenar el resultado en un tercer
registros y generará las señales de control adecuados para conectar los registros a la unidad de Aritmética y
Lógica (ULA).
La CPU también hace que la ULA funcione como sumadora y dirija la
realización que especifica una
de ejecución derivan de la naturaleza cíclica de la operación de la computadora y una vez que esta empieza a
funcionar repite los ciclos de búsqueda y ejecución de manera continua. Para hacer referencia a cada ciclo suele
utilizar el termino ciclo de maquina.
La CPU puede dividirse funcionalmente en 3 sub
búsqueda y ejecución, la ULA que desempeña funciones aritméticas como por ejemplo, suma y resta, de lógica
por ejemplo AND, OR y un conjunto de registros dedicados al almacenamiento de datos en la CPU y a ciertas funciones de control.
La CPU contiene un conjunto de localidades de almacenamiento temporal de datos de alta velocidad
registro. Algunos de los registros están dedicados al control, y solo la unidad de control tiene acceso a ellos. Los
registros restantes son los registros de uso general y el
Dentro del conjunto básico de registros de control se incluyen los siguientes:
1. Contador de
2. Registro de direcciones de la memoria (MAR),
3. Registro de datos (RD),
4.Registro de instrucciones (ER),
5. Palabra de
La función del PC consiste en seguir la pista de la instrucción por
maquina, por lo tanto contiene la dirección de la siguiente instrucción por ejecutar. El PC es modificado dentro
del ciclo de búsqueda de la instrucción actual mediante la suma de una constante. El numero que se agrega al
PC es la longitud de una instrucción en palabras. Por lo tanto, si una instrucción tiene una palabra de longitud
se agrega 1 al PC, si una instrucción tiene dos palabras de largo se agrega 2, y así sucesivamente.
Registro de direcciones de la memoria (MAR): funciona como registro de enlace entre la CPU y el canal de direcciones. Cuando se logra el acceso a la memoria la dirección es colocada en el MAR por la unidad de control y ahí permanece hasta que se completa la
Registro de datos: la función del RD consiste en proporcionar un área de almacenamiento temporal (memoria intermedia, acumulada o buffer) de datos que se intercambian entre la CPU y la memoria. Los datos pueden ser instrucciones (obtenidos en el ciclo de ejecución) o datos del operando (obtenidos en el ciclo de ejecución). Debido a su conexión directa con el canal de datos el RD contiene el mismo numero de bit que dicho canal.
Registro de instrucciones (ER): es un registro que conserva el código de operación de la instrucción en
Palabra de estado de programa (PSW): la palabra de estado o condición de programa almacena información pertinente sobre el programa que este ejecutándose. Por ejemplo al completarse una función de la unidad aritmética lógica se modifica un conjunto de bit llamados códigos (o señales de condición). Estos bits especifican si el resultado de una operación aritmética fue 0 o negativo o si el resultado se desbordó. El programa puede verificar estos bits en las instrucciones siguientes o cambiar en forma condicional su flujo de control según su
Además el PSW contiene bits que hacen posible que la computadora responda a solicitudes de
asincrónicas generadas por dispositivos de Entrada-Salida, o condiciones de error interno. Estas señales se
denominan interrupciones.
Los registros restantes que se pueden
para almacenar información en forma temporal. También retienen operandos que participan en operaciones de
la ULA.
Si bien en todas las maquinas la información contenida en el registro puede manipularse como datos ordinarios
durante la ejecución de algunas instrucciones, los datos se utilizan en forma explícita para asignar una dirección
de la memoria. La ventaja de usar registros para retener datos de operaciones es la velocidad.
Las instrucciones pueden clasificarse en 5 categorías:
1. Instrucciones de aritmética y lógica,
2. Instrucciones de movimientos de datos,
3. Operaciones de datos en bloques,
4. Instrucciones de control del programa,
5. Instrucciones de Entrada - Salida
Instrucciones de aritmética y lógica. Entre ellas se encuentran operaciones binarias, las cuales requieren dos operandos y producen un resultado único. La suma, la resta, la multiplicación y división, son operaciones
standard en la mayor parte de las maquinas con excepción de algunas mini-computadoras y microprocesadores.
Las operaciones de lógica incluida en el conjunto de instrucciones son las operaciones AND, NAND, NOR, XAND,
XOR. También dentro de las instrucciones de aritmética y lógica se encuentran las operaciones de
desplazamiento y las de rotación.
Instrucciones de movimientos de datos. Esta instrucción da por resultados la copia de datos desde una
localidad de operando a otra; además del código de operación, estas instrucciones requieren información que
identifique los operandos
de: registro a registro, registro a memoria, memoria a registro, memoria a memoria.
Operaciones de datos en bloques. Son aquellas que se efectúan con un conjunto de operandos y no con un solo operando. También dentro de esta instrucción se encuentra la de control del programa. Esto hace posible que un programa se adapte a la secuencia inherente al ciclo de maquina de la computadora. En otras palabras, se pueden pasar por alto secciones de instrucciones como resultado de la activación de un código de condiciones o como resultado directo del
Instrucciones de control del programa e Instrucciones de Entrada - salida. Desde el punto de vista de la
programación para el acceso a la memoria o a un periférico simplemente se requiere el mismo conjunto de
instrucciones. Estos sistemas se denominan sistemas de Entrada - Salida mapeados por memoria. La
programación de un dispositivo en estos sistemas requiere el conocimiento de este dispositivo y sus
características, aunque no se necesitan instrucciones especiales. El dispositivo se caracteriza como un conjunto
de localidades de la memoria que se dividen en dos sub categorías: un conjunto de registro de estado de control y un registro de información.
Registro de estado y control. Estos suelen contener información acerca del estado inactivo, ocupado, etc. En estos registros también se almacena información de control, como por ejemplo el tipo de paridad y la velocidad de transmisión de los datos. La información contenida en los registros de estado y control se utiliza
principalmente para proporcionar una
Registro de información:estos constituyen una memoria intermedia para la información que se transfiere entre la CPU y el periférico. En el caso de un dispositivo se transfieren datos sobre la base de carácter por carácter y suele
El microprocesador
Principales características de la arquitectura de los procesadores AMD Phenom™
X4 de Cuatro Núcleos
X4 de Cuatro Núcleos
El primer procesador x86 del mercado con verdadero diseño de Cuatro Núcleos
Verdadero diseño de cuatro núcleos desde el comienzo para
BENEFICIO :
Los núcleos pueden comunicarse sobre la pastilla y no sobre el
Plataforma AMD64 con Arquitectura de Conexión Directa
Ayuda a
BENEFICIOS :
Aumenta el rendimiento de la aplicación al disminuir la latencia de la memoria El rendimiento y el ancho de banda de la memoria escalan hasta igualar las necesidades de computación La tecnología HyperTransport™ ofrece picos de ancho de banda de hasta 16.0 GB/s por procesador —reduciendo los cuellos de botella del dispositivo de E/S Ancho de banda total del procesador al sistema de hasta 33.1 GB/s (Bus HyperTransport + bus de memoria)
Caché Inteligente Balanceada de AMD
Caché L3 compartida Además de los 512 K de caché L2 por núcleo, hasta 2 MB de caché L3 compartida hasta por 4 núcleos.
BENEFICIO:
Tiempos de acceso más cortos a los datos más solicitados para mejor rendimiento.
Acelerador de Punto Flotante de AMD
Unidad de punto flotante (FPU, por sus siglas en inglés) de 128 bits Unidad de punto flotante de alto rendimiento (ruta de datos interna de 128 bits) por núcleo
BENEFICIO:
Ruta de datos mas grande para cálculos de punto flotante más rápidos y mejor rendimiento.
Tecnología HyperTransport™
Un enlace de 16 bits de hasta 4000 MT/s Ancho de banda del dispositivo HyperTransport™ de hasta 8 .0 GB/s; hasta 16.0 GB/s en modo HyperTransport de generación 3.0 Ancho de banda total del procesador al sistema de hasta 33.1 GB/s (Bus HyperTransport bus + bus de memoria)
BENEFICIO:
Tiempos de acceso más cortos a los recursos del sistema para mejor rendimiento.
Controlador DDR2 DRAM integrado con Tecnología de Optimización de Memoria AMD
Controlador de memoria DDR2 integrado de mayor ancho de banda y baja latencia Soporta memoria DIMMs SDRAM PC2-8500 (DDR2-1066); PC2-6400 (DDR2-800), PC2-5300 (DDR2-667), PC2-4200 (DDR2-533) o PC2-3200 (DDR2-400) sin búfer Soporte para memoria DDR2 SDRAM de 64 bits Ancho de banda de memoria de hasta 17.1 GB/s
BENEFICIO:
Rápido acceso a la memoria del sistema para mejor rendimiento.
Virtualización™ AMD (AMD-V™) con Indexación Rápida de Virtualización
Mejoras en el conjunto de características de la pastilla de silicio diseñadas para mejorar el rendimiento, la
confiabilidad y
con acceso rápido y directo a su memoria asignada.
BENEFICIO:
Ayuda al software de virtualización a ejecutarse de manera más segura y eficiente cuando tiene que manejar sistemas virtuales.
Tecnología AMD Cool'n'Quiet™ 2.0
Reduce el
de memoria puede desactivar la lógica de escritura cuando
del sistema. Trabaja automáticamente sin necesitar
Administración de Energía Dinámica Dual™
Permite capacidades más detalladas de administración de energía para reducir el consumo de energía del
procesador. Planos de energía separados para los núcleos y el controlador de memoria para un óptimo rendimiento y consumo de energía, creando más oportunidades para
BENEFICIO:
Ayuda a mejorar la eficiencia de la plataforma al ofrecer rendimiento de memoria sobre demanda al tiempo que permite reducir el consumo de energía del sistema
Todo Microprocesador tiene UNA ESQUINA diferente que se EMPAREJA con su equivalente en el socket de la motherboard
Instalación de la CPU LGA 775 con Clip de MSI y Ventilador
● Confirme que su ventilador de la CPU está firmemente instalado antes de encender su sistema.
● Verifique la información de la temperatura de la CPU en el
● No toque los pines del socket de la CPU para prevenir daños.
● Siempre que la CPU no esté instalada, proteja los pines del socket con la cubierta plástica (vea la Figura 1) para prevenir daños.
● Note que la durabilidad para encajar / desencajar la CPU es de 20 ciclos. Por lo tanto, sugerimos que no conecte /desconecte la CPU muy seguido.
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