~~~~~~~~~~~~~~

~~~~~~~~~~~~~~

domingo, 24 de septiembre de 2023

miércoles, 24 de mayo de 2023

Tipos de fuentes de alimentación

 

Tipos de Fuente de Alimentación

Existen dos tipos de fuentes de alimentación: las lineales y las conmutadas.

Fuente de Alimentación Lineal

  • ¿Qué son las fuentes lineales?

Las fuentes de alimentación lineales son muy sencillas pero su eficiencia es muy baja. Es decir, son fáciles de producir y mantener, pero al no ser eficientes, pierden mucha energía durante el proceso de conversión de corriente alterna a continua. 

  • ¿Cómo funcionan las fuentes lineales?

Las fuentes de alimentación lineales siguen una serie de pasos que van transformando la corriente alterna de la red a corriente continua. El esquema sería: Transformador, rectificador, filtro, regulador y salida. Vamos a verlos en detalle.

fuente

  El primer paso, la señal pasa por un transformador, que transforma la señal, y esto significa que reduce la tensión de entrada hasta niveles más bajos (5V, 12V, 24V…) 

  El segundo paso, la señal pasa por un rectificador. Éste elimina las ondas negativas (rectificador de media onda) o las convierte en positivas (rectificador de onda completa). 

El tercer paso, la señal pasa por un filtro, el filtro es el encargado de reducir el rizado de la señal. Se carga con la corriente y se descarga poco a poco hasta que vuelve a recibir corriente, así conseguimos una tensión con un menor rizado. 

.  El cuarto y último paso, la señal pasa por un regulador. Éste paso permite adaptar la señal a una tensión constante y la convierte en corriente continua (DC). Para conseguir eliminar el poco rizado que queda a la corriente después de pasar por el filtro, se utiliza un transistor. El transistor actúa como una resistencia, y permite expulsar el exceso de energía en forma de calor. 

Justamente el problema de este tipo de fuentes de alimentación está en que no son eficientes, ya que el exceso de energía la estamos desechando en forma de calor. Y por esta razón surgieron las fuentes de alimentación conmutadas. 

Fuente de Alimentación Conmutada

  • ¿Qué son las fuentes conmutadas?

Son fuentes de alimentación más eficientes y de un tamaño menor, pero mucho más complejas. Según la aplicación y el caso concreto donde vayan instaladas se necesita un tipo u otro de fuente. 

  • ¿Por qué surgieron las fuentes conmutadas si ya teníamos las lineales?

Por el transformador. El transformador es lo mas caro de las fuentes de alimentación, ya que es un componente muy complejo de fabricar y está compuesto de materiales pesados y caros como el cobre. 

Así que la forma de hacer más baratas las fuentes de alimentación era hacer el transformador más pequeño. Conseguir esto es posible si el transformador recibe una alta frecuencia, que es justamente lo que permiten las fuentes de alimentación conmutadas. 

Fuente de Alimentación Conmutada
  • ¿Cómo funcionan las fuentes conmutadas?

Primero de todo, la tensión alterna de red, por ejemplo 230V (1), pasa a través del filtro de entrada (3). Este filtro protege la fuente de interferencias y de los posibles picos de tensión de la fuente hacia la red eléctrica. 

Después la corriente eléctrica pasa por un rectificador (4) que elimina o convierte las frecuencias negativas en positivas, la tensión llega después al transformador (8) que es modulado por un transistor (5), también llamado conmutador. De aquí el nombre de fuentes de alimentación conmutadas. 

El transistor permite el paso de corriente o lo corta de forma que crea una onda rectangular con una frecuencia fija y definida. Esto es lo que llamamos modulación por ancho de pulsos (PWM).  

Como vemos es un circuito circular, con lo que el transformador se controla por medio del circuito de retroalimentación (6, 7) compuesto por un optoacoplador y un controlador (driver). 

El sistema comprueba cuál es la tensión de salida y, dependiendo de si aumenta o disminuye, cambia el ancho del pulso (duración) controlando el transistor y ajustando de manera que la tensión de salida sea siempre constante. 

Este sistema funciona a alta velocidad, lo que permite mantener la tensión de salida constante, y según si aumenta o disminuye, corregir inmediatamente las variaciones al fin de mantenerla al mismo nivel. 

Finalmente, la tensión rectangular en la salida del transformador (8) se rectifica (9) y luego pasa a través del filtro de salida (10) que debe «bloquear» las armónicas superiores e interferencias generadas por el funcionamiento del convertidor. 

En la salida (11) de la fuente conmutada se obtiene la tensión continua estabilizada. 

Conclusión

Como hemos visto, las fuentes de alimentación lineales, a pesar de ser menos eficientes, son mucho más sencillas, y por lo tanto mucho más fáciles de reparar. Por otro lado, las fuentes de alimentación conmutadas son mucho más complejas y difíciles de reparar.

lunes, 27 de marzo de 2023

Puertos PCIe

 

Puertos PCIe de la placa base: cuáles son y para qué sirven


Todos conocemos qué es un puerto PCIe, y la función que desempeñan en una placa base. Sin embargo, no todos conocen los tipos de este puerto que podemos encontrar en ellas. De la misma manera que, muchos usuarios desconocen lo que pueden esperar de cada uno de ellos. Es por ello que hemos querido realizar este artículo. En el que veremos los diferentes tipos de puertos PCIe y sus especificaciones.

Bajo el nombre de PCI Express tenemos varios puertos diferentes en nuestra placa base. Os enseñamos cuáles son las características de cada uno de ellos y que forma tienen para que los puedas identificar sin problemas.

¿Qué es el PCI Express?

Llamamos «puertos PCIe» a algunas de las ranuras o zócalos de expansión que hay sobre el PCB de nuestra placa base. Como suponemos que sabréis, estas ranuras tienen como función, permitir la colocación de tarjetas de expansión para nuestros ordenadores personales. Hasta no hace muchos años, nuestros PC solían tener una mezcla de ranuras PCI y PCIe. Sin embargo, desde hace unos cuantos años ni Intel ni AMD dan soporte oficial al bus PCI en sus placas base, con lo que, actualmente, las placas base solo soportan puertos PCIe.

Se trata de lo que llamamos un bus en paralelo, el cual tiene una gran cantidad de pines para la transferencia de datos de forma simultánea. Lo cual le permite otorgar un ancho de banda mucho mayor que los puertos USB. Lo que lo hace ideal para componentes que requieren comunicarse con el procesador y la RAM a gran velocidad. Siendo el caso más famoso el de las tarjetas gráficas. Eso a su vez lo hace modular, es decir, existen diferentes variaciones de los puertos PCI Express que los fabricantes distribuyen alrededor de sus placas base. Lo cual influirá en el ancho de banda disponible y obviamente en la longitud.

Esto significa que el fabricante de la placa base puede elegir qué tipo de puertos quiere instalar en ella. Y esto lo hará, dado que, según el modelo de puerto, así será el ancho de banda y la tasa de transferencia que tendrá disponible una tarjeta de expansión. Esto es en claro contraste a los puertos PCI antiguos (como el de la imagen superior). Cuyo ancho de banda era compartido por todas las tarjetas conectadas en el bus.

Puerto PCI (arriba) y PCIe x1 (abajo)

Tipos de puertos PCIe

Todos los puertos PCIe se caracterizan por estar divididos en dos partes, con un pequeño saliente en medio que «parte» el puerto en dos, para separar precisamente la una de la otra. Este es el motivo por el que las tarjetas de expansión PCIe, como pueden ser las tarjetas gráficas, tienen también «partido» su puerto de conexión.

  • La parte inicial es la alimentación que proporciona la placa base a la tarjeta de expansión. Esta alimentación puede llegar hasta los 75 W. Y es el motivo por el que algunas tarjetas gráficas de gama baja, no requieren de conectores de alimentación auxiliar.
  • En cuanto a la parte que va a continuación de la alimentación, es la zona donde se conectan las vías de datos. Y, en función del número de vías de datos que hay conectadas a este, así de larga será la ranura. De hecho, todos los puertos PCIe se denominan siempre en función de este número. Es por ello que existen puertos PCIe x1, x4, x8 y x16.

Puerto PCIe x1

El más pequeño de todos, este tipo de puerto es el más empleado para ser usado con tarjetas de expansión. Dado que, la gran mayoría de ellas no requieren tasas de transferencia de archivos muy elevadas para poder funcionar.

A este conector solo llega una vía PCIe. Esto significa que, si la placa base usa PCIe 3.0, el máximo ancho de banda será de 8 GT/s (GigaTransfers per second). Pudiendo alcanzar una tasa de transmisión de datos de hasta 984,6 MB/s. En el caso de usar PCIe 4.0, las tasas se doblan. Lo cual significa que el ancho de banda sería de 16 GT/s y la tasa de transferencia máxima será de 1.969 MB/s.

Puerto PCIe x4

Este puerto no es muy común en las placas base de la gama de escritorio. Los fabricante de placas base suelen preferir poner más puertos PCIe x1 que x4, porque no existen muchas tarjetas de expansión, en dicho segmento, que requieran de 4 vías de datos PCIe para funcionar.

Las especificaciones de este tipo de puerto, para el PCIe 3.0, es que proporciona una tasa de transferencia máxima de 3,94 GB/s. Y, para PCIe 4.0, dicha tasa de transferencia se eleva hasta los 7,88 GB/s. El ancho de banda es el mismo que en el caso del PCIe x1 en ambos casos.

Una particularidad de este tipo de puerto, es que su extremo derecho suele estar abierto. Esto le permite que se conecten a él tarjetas de expansión desarrolladas para puertos PCIe de superiores especificaciones.

PCIe x8

Otro puerto PCIe que no se suele usar demasiado en la gama de escritorio. Al igual que el anterior PCIe x4, suele ser más empleado en placas base de la gama HEDT y, sobre todo, en la gama de servidores. Y exactamente por los mismos motivos que hemos enumerado antes.

La tasa de transferencia máxima de archivos de este puerto es de 7,88 GB/s en el caso de ser PCIe 3.0. Y de 15,75  MB/s, en el caso de ser PCIe 4.0.

PCIe x16

Terminamos el listado de tipos de puertos PCIe con el que probablemente es el puerto PCIe más conocido por la mayoría de usuarios, dado que es en ellos donde deberemos de instalar, habitualmente, la tarjeta gráfica de nuestro PC. De hecho, es el único de todos los puertos PCIe que está presente en  todos los formatos de placas base de la gama de escritorio.

La tasa de transferencia máxima que admite este puerto es de 15,75 MB/s en el caso de ser PCIe 3.0 y de 31,51 MB/s en el caso de ser PCIe 4.0. En cada generación de PCIe la tasa de transferencia se va doblando, así que para las próximas generaciones que se vayan introduciendo en la industria el cálculo es bastante sencillo como podéis imaginar.

Hay algo que debemos de aclarar al respecto de este puerto en las placas base. No es raro que los fabricantes de placas base incluyan un segundo puerto PCIe x16 en la placa o incluso más. A pesar de que el chipset que monte no permita usar ni x16 ni x8 vías de datos para este segundo puerto. En realidad, este puerto suele tener solo 4 vías de datos habilitadas y en el mejor de los casos en plataformas mainstream x8. Y sí, en él podremos conectar una tarjeta gráfica sin problemas.

Solo en plataformas HEDT de Intel tendremos habilitado este segundo puerto PCIe x16 debido al mayor número de líneas disponibles desde el procesador, ya que en este caso no dependen del chipset y, por lo tanto, podremos activar con dos tarjetas gráficas las tecnologías SLI o CrossFire. No obstante, en los últimos tiempos incluso las placas base de gama media ya tienen la posibilidad de ejecutar configuraciones de varias tarjetas gráficas dado que incorporan varios de estos tipos de puertos PCIe compatibles.

lunes, 6 de marzo de 2023

Memoria caché

 ¿Has oído hablar alguna vez de la memoria caché L1, L2 y L3? Seguramente sí, pero si no están seguro de lo que realmente significan estos niveles de caché, en este artículo vamos a tratar de explicarte todo lo mejor posible. A partir de ahora entenderás mejor las características de memoria de un procesador.

memoria caché L1, L2 y L3

Ya sabrás que uno de los componentes más importantes de un ordenador es su memoria, hablamos por supuesto de la memoria RAMaquella en donde todos los programas y sistema operativo se carga para que sean utilizados por el procesador ni necesidad de tener que acceder al disco duro.

La memoria RAM es mucho más rápida que un disco duro, sobre todo que los discos mecánicos. 

jerarquia memoria






Qué es la memoria caché de una CPU

Memoria caché L1, L2 y L3

Lo primero que tendremos que saber es en qué consiste la memoria caché en general. Como ya hemos dicho, dentro de un PC hay varios tipos de memoria.

Los niveles de almacenamiento

El almacenamiento primario básico son los discos duros. En ellos se almacena toda la información de forma permanente, a partir de ella el sistema operativo hace un PC funcional. Es la memoria más lenta, desde unos 150 MB/s en un HDD (disco duro mecánico) hasta los impresionantes 3.500 MB/s de los SSD (unidad en estado sólido) más rápidos del mercado.

La memoria de acceso aleatorio o memoria RAM. Es una memoria en estado sólido más pequeña, que no es capaz de almacenar datos de forma permanente y que hace de pasarela entre el disco duro y el procesador. Ofrece una velocidad mayor a los 30.000 MB/s en las DDR4. La memoria también se denomina DRAM (Dynamic RAM) porque necesita actualizarse constantemente para no perder la información.

Y por fin llegamos a la que se encuentra en la cima, la memoria caché, por supuesto, por debajo de los registros. Se trata de una memoria muy pequeñita que está instalada dentro de propio microprocesador y de tipo SRAM (Static RAM). Es mucho más cara de fabricar que la memoria RAM normal, y puede contener datos sin necesidad de actualizarse constantemente.

El hecho de estar instalada dentro de la CPU la hace ser la más cercana a los núcleos de procesamiento, y es por ello que debe ser endemoniadamente rápida. De hecho, alcanza velocidades de más de 200 GB/s y latencias de unos 10 o 11 ns (nanosegundos). La memoria caché se encarga de almacenar las instrucciones que inminentemente van a ser procesadas por la CPU, para que este pueda acceder a ellas de la forma más rápida posible.

A su vez, la memoria caché se divide en varios niveles, cada uno de ellos más rápidos, más pequeños y más cercanos al procesador. Actualmente los procesadores cuentan con varios niveles de memoria caché en su interior. Antes de entrar en esto, vamos a ver de forma rápida cómo funciona una memoria caché.


Memoria caché: ¿qué es y cómo funciona?


haswell

Imagen de un procesador Haswell-E de ocho núcleos. Como vemos todos tienen acceso a la caché L3.

La memoria caché es, como su propio nombre indica, un tipo de memoria específica. En un ordenador existen diferentes tipos de memoria que se agrupan en dos grandes variantes: la memoria volátil y la memoria no volátil, siendo la primera aquella que pierde los datos cuando apagamos el equipo (memoria RAM, por ejemplo) y la segunda aquella que los mantiene (un disco duro o un SSD, por ejemplo).

Pues bien, la memoria caché es un tipo de memoria específica que está preparada para servir de apoyo al procesador, y que es capaz de trabajar a velocidades muy elevadas. Esta memoria se divide en diferentes niveles como dijimos, pero su función base es la misma: apoyar a la CPU para mejorar su rendimiento.

Para ello actúa como un sistema de almacenamiento de instrucciones y de datos capaz de comunicarse con el procesador a gran velocidad. Normalmente en la memoria caché se almacenan datos e instrucciones que el procesador va a necesitar para completar diferentes tareas a corto plazo. Con ello se evitan dos cosas muy importantes que podrían reducir el rendimiento:

  1. Que el procesador tenga que volver a completar ciclos de trabajo para conseguir los datos o instrucciones que necesita.

  2. Que tenga que acceder a la memoria RAM (más lenta que la caché) para obtener dichos datos o instrucciones.

La velocidad de la memoria caché importa, y mucho, pero también la capacidad de la misma, aunque sobre este tema hablaremos en el siguiente punto. Es importante recordar que en las generaciones más antiguas de procesadores la memoria caché L2 y L3 estuvo integrada durante mucho tiempo en la placa base, y no en el encapsulado del procesador. Esto suponía que la información tenía que recorrer una distancia importante en cada acceso lo que acababa teniendo un impacto considerable en el rendimiento.

Actualmente todos los tipos de memoria caché se encuentran integrados en el encapsulado del procesador, con la única excepción de la L4 que, por cuestiones de tamaño y de espacio, suele ir en un encapsulado propio ubicado justo a continuación del encapsulado principal. Esto tiene consecuencias importantes, como veremos a continuación.

Memoria caché: tipos y jerarquía


intel2

Imagen de un procesador Intel Nehalem. Como vemos los cuatro núcleos tienen acceso a la caché L3. Los círculos grandes identifican la caché L2, y los pequeños la caché L1.

Ya hemos visto qué es y qué trabajo realiza la memoria caché. En general es un apoyo importante para el procesador que, como dijimos, se divide en un total de tres niveles generales al que podemos sumar un cuarto que no resulta nada común y que juega un papel particular, como vamos a explicar más adelante.

La diferenciación entre memoria caché L1, L2 y L3 obedece a un orden de jerarquía establecido por cercanía al procesador, velocidad y capacidad. Utilizaremos dos ejemplos extremos para que veáis las grandes diferencias que pueden haber en términos de cantidad en función de cada CPU, aunque la función de la memoria caché será la misma en todos los casos.

  • Caché L1: es el nivel más básico, la más cercana al procesador y la más rápida. También es la que menos capacidad tiene, por ejemplo un procesador de dos núcleos como el Pentium G4560 tiene 64 KB en total (32 KB por núcleo), aunque los modelos más potentes (serie Xeon y Epyc) pueden alcanzar los 3 MB sin problema.

  • Caché L2: es un nivel intermedio que presenta un buen equilibrio entre capacidad, cercanía y velocidad. Siguiendo el ejemplo anterior el Pentium G4560 tiene 512 KB (256 KB por núcleo) de caché L2, pero un Threadripper 2990WX llega a los 16 MB en total (512 KB por núcleo).

  • Caché L3: posiciona en un nivel inferior a la anterior tanto en cercanía como en velocidad, pero tiene una capacidad mucho mayor. El Penitum G4560 tiene 3 MB de caché L3 compartida en sus dos núcleos, mientras que el Threadripper 2990WX viene con un total de 64 MB (16 MB compartidos por cada bloque de ocho núcleos).

  • Caché L4: es un tipo de memoria caché poco habitual que se utiliza normalmente como apoyo para mejorar el rendimiento de GPUs integradas. Por ejemplo, el Core i5 5775C venía con 6 MB de caché L3 y 128 MB de eDRAM como caché L4, que se utilizaba como buffer para la gráfica Intel Iris Pro 6200 que integraba. Así se mejoraba el ancho de banda y se reducía el impacto de tener que recurrir a la RAM como memoria gráfica.

Cuando un procesador busca instrucciones y datos que necesita primero recurre a la memoria caché L1, si no encuentra nada recurre a la caché L2 y finalmente a la caché L3. En caso de que ninguna de las cachés contenga lo que está buscando no tiene más opción que recurrir a la memoria RAM, y si tampoco está en ella tiene que realizar un ciclo de trabajo completo, con todo lo que ello supone a nivel de rendimiento.

Esta explicación nos ayuda a entender también la referencia que hemos hecho anteriormente a los diseños que integraban la caché L2 y L3 en la placa base. La distancia entre componentes aumentaba enormemente la latencia y reducía en gran medida el rendimiento, algo que se pudo superar al montar los tres tipos principales de caché en el encapsulado de la CPU.

rayzen

Imagen de un procesador Ryzen. Como vemos la caché L3 se comparte en bloques de cuatro núcleos.

A día de hoy la caché ha dejado de ser un problema, ya que incluso los procesadores más básicos vienen equipados con memoria caché L3, algo que, sin embargo, no ocurría hace unos años.

No debemos obsesionarnos con este tema, aunque es cierto que el impacto de la memoria caché en el rendimiento general del sistema no tiene porque ser uniforme, ya que depende de otros aspectos como la arquitectura del procesador y su potencia bruta, y también, de forma indirecta, de la velocidad de trabajo y la latencia de la memoria RAM.

Por ejemplo, la arquitectura de núcleo monolítico que usan los procesadores Intel permite trabajar con memorias caché L3 más rápidas que tienen una latencia inferior, mientras que en el caso de los procesadores AMD Ryzen ocurre todo lo contrario, debido a la arquitectura MCM que separa la caché L3 en bloques de núcleos, conocidos como unidades CCX en Zen y Zen+ y chiplets (dos unidades CCX) en Zen 2.

Al contar con una memoria RAM más rápida es posible reducir también el impacto que tiene la ausencia de datos necesarios en la caché, que como vimos obliga al procesador a buscar en la RAM.

Cómo funciona la memoria caché

Memoria caché L1, L2 y L3

Quizás no lo sepas, pero prácticamente todos los periféricos y elementos de un ordenador cuentan con su propia memoria caché, por ejemplo, los propios discos duros, la impresora, y por supuesto las GPU de las tarjetas gráficas. Y la función de todas ellas, incluida la de una CPU será la misma.

Como sabemos, un ordenador es “inteligente” gracias al sistema operativo y a sus programas. Cada uno de estos programas está creado a partir de un lenguaje de programación, que a su vez son un conjunto de instrucciones que deben ser ejecutadas de forma ordenada en la CPU. Decimos de forma ordenada porque es en este punto en donde cobra sentido el establecer distintos niveles de almacenamiento.

Los datos se encuentran almacenados de forma fija en los discos duros, pero como son tan lentos y están “tan lejos” de la CPU, éstos se cargan antes en la memoria RAM, un almacenamiento mucho más rápido y solo utilizado para los programas que están en funcionamiento.

El controlador de memoria entra en juego

Memoria caché L1, L2 y L3

Pero aún no es suficiente, debido a que las CPU de la actualidad son tan rápidas y capaces de ejecutar millones de operaciones en cada segundo en cada núcleo, entra la memoria caché. Dentro de la CPU existe un controlador de memoria, que básicamente se trata de lo que antes se llamaba puente norte o north bridge y que era un chip instalado en la placa base. Pues este controlador de memoria ahora está dentro de la CPU y se encarga de tomar de la memoria RAM las instrucciones que van a ser ejecutadas, y también de devolver los resultados del ciclo de procesamiento.

Pero es que además existen dos tipos de buses que se encargan de comunicar la CPU con la memoria RAM, se llaman bus de datos y bus de direcciones:

  • Bus de datos: son básicamente las pistas por donde circulan los datos e instrucciones. Existirá un bus de datos que comunica la memoria RAM, caché y núcleos entre sí.
  • Bus de direcciones: es un canal independiente por donde la CPU pide la dirección de memoria en donde se encuentra el dato. Les instrucciones se guardan en celdas de memoria, las cuales tienen una dirección, y tanto la memoria RAM, caché y CPU deben conocerla para ubicar el dato en cuestión.

La memoria caché L1, L2 y L3

Memoria caché L1, L2 y L3 configuración

A estas alturas, ya entendemos de forma bastante aproximada cómo funciona el almacenamiento en un PC, y cómo funciona la caché. Pero debemos saber que existe una memoria caché L1, L2 y L3 dentro de la CPU, parece mentira que dentro de algo tan pequeño quepan tantas cosas ¿verdad? Pues estos tres niveles de memoria caché atienden a una jerarquía de velocidad y por supuesto, de capacidad.

Memoria caché L1

La caché L1 es la configuración más rápida, la que se encuentra más cerca de los núcleos. Ésta almacena los datos que inmediatamente van a ser usados por la CPU, y es por ello que las velocidades están en torno a los 1150 GB/s y la latencia en tan solo 0,9 ns.

El tamaño de esta memoria caché está en torno a los 256 KB en total, aunque según la potencia de la CPU (y coste) será menor o mayor, de hecho, los procesadores de Workstation como el Intel Core i9-7980 XE cuentan con unos 1152 KB en total.

Esta caché L1 se divide en dos tiposla caché L1 de datos y la caché L1 de instrucciones, la primera se encarga de almacenar los datos que se procesarán y la segunda almacena la información sobre la operación a realizar (suma, resta, multiplicación, etc).

Además, cada núcleo cuenta con sus propias memorias caché L1, así que, si tenemos un procesador de 6 núcleos, tendremos 6 caché L1 divididas en L1 D y L1 I. En los procesadores Intel cada una de ellas son de 32 KB, y en los procesadores AMD también son de 32 KB o 64 KB en la L1 I. Por supuesto variarán según la calidad y potencia, como siempre.

Memoria caché L1, L2 y L3 latencia

Memoria caché L2

La siguiente que encontramos será la caché L2 o de nivel 2. Esta tiene mayor capacidad de almacenamiento, aunque será un poco más lenta, de unos 470 GB/s y 2,8 ns de latencia.  El tamaño de almacenamiento suele variar entre los 256 KB y los 18 MB. Ya vemos que son capacidades considerables para las velocidades que manejamos.

En ella se almacenan las instrucciones y datos que pronto serán utilizadas por la CPU y en este caso no está dividida en Instrucciones y datos. Pero sí que tenemos una caché L2 por cada núcleo, al menos es así en los procesadores más relevantes. Por cada núcleo, suele haber 256, 512 o hasta 1024 KB.

Memoria caché L3

Finalmente nos encontraremos con la caché L3, la cual tiene un espacio dedicado para ella en el chip del procesador. Será la de mayor tamaño y también la más lenta, hablamos de más de 200 GB/s y 11 ns de latencia.

En la actualidad un procesador que se precie va a tener al menos 4 MB de caché L3, y puede verse unidades de hasta 64 MB. La L3 se reparte normalmente en unos 2 MB por cada núcleo, pero digamos que no está dentro de cada núcleo, así que hay un bus de datos para comunicarse con ellos. De este bus y del propio de la memoria RAM depende en gran medida la solvencia y velocidad de una CPU, y es donde Intel saca su poderío frente a AMD.

Cómo conocer la memoria caché L1, L2 y L3 de mi procesador

Pues una de las formas más rápidas de conocer esta información es descargar la herramienta CPU-Z, la cual es completamente gratuita y te proporcionará una información muy completa sobre tu CPU. Incluso los tres niveles y la cantidad de almacenamiento de cada una. Podrás descargarla desde su página web oficial.

Memoria caché L1, L2 y L3 CPU-Z

También podrías colocar la marca y modelo en el navegador y dirigirte a la página del fabricante, aunque normalmente solo proporcionan información acerca de la caché L3. Por supuesto, en todas nuestra review de procesadores damos información completa sobre la cache de cada CPU y realizamos benchmarks de su rendimiento.

Latencia, ancho de bus y la falta de caché

Hemos entendido que los datos fluyen desde el disco duro hasta el núcleo de procesamiento a través de todos los niveles de memoria. Donde primero busca el procesador la siguiente instrucción a procesar, es en la memoria caché, un sistema de calidad debería se saber ubicar correctamente los datos en función de su importancia para así reducir al máximo los tiempos de acceso a ellos, lo que se llama latencia.

La latencia es entonces, el tiempo que se tarda en acceder a los datos desde la memoria. Mientras más lejos y más lenta, mayor latencia y más tiempo tendrá que esperar la CPU su siguiente instrucción. Así cuando una instrucción no está situada en la memoria caché, el procesador debe buscarla directamente en la memoria RAM, a esto se le denomina falta de caché o caché miss, es entonces cuando se experimenta un PC más lento.

El ancho de bus también es de gran importancia para la velocidad, ya que éste marca la capacidad para transferir mayores bloques de datos desde la memoria a la CPU. Tanto CPU como memoria RAM son de 64 bits, pero la función de Dual Channel es capaz de doble esta capacidad a 128 bits para que la transferencia entre estos elementos tenga mayor capacidad.

Conclusión acerca de la memoria cache L1, L2 y L3

Siempre nos fijamos mucho en la cantidad de núcleos y la velocidad de un procesador, está claro que determina en gran medida la velocidad total de éste. Pero un elemento que a veces no suele ser tenido en cuenta es la memoria caché, y es fundamental a la hora de tener un procesador potente.

Tener una CPU de 6 núcleos con 4 o 16 MB de cache L3 por ejemplo, va a ser muy significativo a la hora de medir su rendimiento, sobre todo cuando tenemos múltiples programas abiertos. Así que, a partir de ahora, fijaos bien en este apartado cuando decidáis comprar un procesador, porque no todo depende de la frecuencia.


lunes, 27 de febrero de 2023

Microprocesadores

 

Los Procesadores

  1. Introducción
  2. Objetivos
  3. El procesador
  4. Procesadores de un solo núcleo
  5. Procesadores de dos núcleos
  6. Procesadores de 4 núcleos
  7. Procesadores multinúcleos
  8. Intel corporation
  9. Advanced Micro Devices Inc.
  10. VIA Technologies
  11. Conclusión
  12. Recomendaciones
  13. Bibliografía

Introducción

Al transcurrir los años la computación, al igual que los procesadores han ido evolucionando con una rapidez muy significativa.

El procesador en si es la parte más importante o una parte fundamental del computador, vendría siendo el cerebro del computador.

En este estudio conoceremos la historia de los procesadores, las industrias más reconocidas que fabrican procesadores, los tipos de procesadores y sus características, etc.

Estas las estudiaremos más a fondo para así poder ampliar más nuestros conocimientos.

Objetivos

  • Estudiar la historia de los procesadores.

  • Conocer los diversos tipos de procesadores, su origen y sus características.

El Procesador

Monografias.com

El procesador es el cerebro del sistema, encargado de procesar toda la información. Básicamente, es el "cerebro" de la computadora. Prácticamente, todo pasa por él, ya que es el responsable de ejecutar todas las instrucciones existentes. Mientras más rápido vaya el procesador, más rápido serán ejecutadas las instrucciones.

El procesador es el componente donde es usada la tecnología más reciente. Los mayores productores de procesadores a nivel mundial, son las grandes empresas con tecnología para fabricar procesadores competitivos para computadoras: Intel (dicha empresa domina el mercado de procesadores), AMD, Vía e IBM, que fabrica procesadores para otras empresas, como Transmeta.

El procesador es uno de los componentes más complejos y frecuentemente más caro, pero él no puede hacer nada solo. Como todo cerebro, necesita de un cuerpo, que es formado por los otros componentes de la computadora, incluyendo la memoria, el disco duro, la placa de vídeo y de redmonitorteclado y mouse, etc.

Monografias.com

El procesador dispone de una serie de circuitos electrónicos que son utilizados por los algoritmos, ideados por el ser humano para afrontar problemas.

¿Qué es, entonces, un algoritmo? Un algoritmo es una secuencia de órdenes o instrucciones que se dictan en un cierto orden. Es necesario que cada paso esté muy bien definido y que se siga un orden estricto para que la máquina sea capaz de ejecutarlo sin problemas.

En definitiva, el procesador se encarga de recibir secuencias de órdenes y ejecutarlas. Estas órdenes serán mayoritariamente matemáticas (suma estos dos números y guarda el resultado en esta determinada posición de memoria) pero también de almacenamiento o interrupciones del sistema. Y precisamente estas órdenes simples y atómicas se denominan instrucciones, que son las operaciones que un procesador es capaz de entender y ejecutar. Por ejemplo, suma dos números y almacena el resultado en esta memoria, o multiplica estos dos números, o algo mucho más simple como almacena este dato en esta posición de la memoria. Las instrucciones son operaciones muy simples pero con las que se construye todo, y un conjunto de estas instrucciones se denomina set de instrucciones o ISA (Instruction Set Architecture). Por ejemplo, x86 es la ISA de los procesadores Intel o AMD domésticos actuales, los cuales a su vez utilizan múltiples microarquitecturas, y ARM es la ISA de los procesadores de Samsung, Qualcomm, Apple, etc.

1.1. ¿Qué es una microarquitectura? Es la manera que una arquitectura del conjunto de instrucciones (ISA) es implementada por el procesador. Un ISA dado puede ser implementado con diferentes microarquitecturas. Las implementaciones pudieran variar debido a diferentes objetivos de un diseño dado o debido a los cambios en la tecnología. La arquitectura de computadora es la combinación del diseño determinado de la microarquitectura y del conjunto de instrucciones.

Un Microprocesador no es sólo un cerebro que procesa información (técnicamente la parte que realiza las operaciones se llama ALU, Arithmetic Logic Unit o unidad aritmético lógica), sino mucho más. Está compuesto de registros (pequeñas memorias donde se almacenan datos), buffers, cachés, unidades de proceso, ALU, y mucho más. Todo esto se fabrica utilizando componentes electrónicos ciertamente pequeños (las arquitecturas actuales de nuestros ordenadores utilizan transistores de 22 nanómetros, 0.000022 milímetros) y no siempre nos encontraremos con todos. Es necesaria una organización y estructuración de todos los componentes a la que se denomina microarquitectura.

Monografias.com

Microarquitectura del Core 2 de Intel. Los primeros procesadores no funcionaban con transistores si no con válvulas de vacío, y fue la Segunda Guerra Mundial la que propició que los gobiernos investigasen en máquinas que fuesen capaces de operar con información de forma muy rápida en comparación con la velocidad de cálculo humana. Uno de los primeros equipos era el ENIAC, el primero que siguió la arquitectura de Von Neumann.

1.2. El Primer Procesador:

El Intel 4004 (i4004), un CPU de 4bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así como el primero disponible comercialmente. Aproximadamente al mismo tiempo, algunos otros diseños de CPU en circuito integrado, tales como el militar F14 CADC de 1970, fueron implementados como chipsets, es decir constelaciones de múltiples chips.

El 4004 fue lanzado en un paquete de 16 pines CERDIP el 15 de noviembre de 1971. El 4004 fue el primer procesador de computadora diseñado y fabricado por el fabricante de chips Intel, quien previamente hacía semiconductores de chips de memoria. Marcian "Ted" Hoff formuló la propuesta arquitectónica en 1969. Sin embargo, la implementación del microprocesador sólo comenzó en 1970 cuando Federico Faggin fue empleado por Intel, procedente de Fairchild Semiconductor, para dirigir el proyecto y para diseñar el 4004 (1970-1971)

Monografias.com

1.3. ¿Para qué sirven los Coolers? Un Coolers es un ventilador que se utiliza en los gabinetes de computadoras y otros dispositivos electrónicos para refrigerarlos.

Generalmente los procesadores, debido a su estructura, y a la velocidad, se calientan, y para evitar ese sobrecalentamiento, se usan los Coolers.

En las computadoras actuales la refrigeración de los procesadores es realizada a través de un disipador de calor, fabricado en aluminio o cobre, con un pequeño ventilador sobre él y un conducto de aire que extrae el aire caliente del gabinete.

Por lo general los Coolers en las PCs de escritorio están continuamente encendidos, en cambio en las computadoras portátiles suelen prenderse y apagarse automáticamente dependiendo de las necesidades de refrigeración (por cuestión de ahorro energético).

Monografias.com

1.4. Partes de un Procesador El procesador está compuesto por la Parte Lógica y Física.

  • A. Partes Lógicas:

  • Unidad de ControlUnidad encargada de Activar o Desactivar los diferentes componentes del procesador, igualmente se encarga de Interpretar y ejecutar las diferentes instrucciones almacenadas en la memoria principal.

  • Unidad Aritmética y Lógica: Se encarga de realizar la operación de transformación de datos, especialmente las operaciones matemáticas, el cual es denominado FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante).

  • Registros: Se denominan a las áreas de almacenamiento temporal usadas durante la ejecución de las instrucciones.

  • B. Partes Físicas:

  • Encapsulado: Es lo que rodea a la oblea de silicio, dándole consistencia y protección para impedir su deterioro.

  • Zócalo: Lugar donde se inserta el procesador, permitiendo la conexión con el resto del equipo.

  • Chipset: Conjunto de Chips encargados del control de las determinadas funciones del equipo.

  • Memoria Cache: Parte donde se almacenan los datos con más frecuente.

Monografias.com

1.5. Funcionamiento de un Procesador La ejecución de las instrucciones de efectúa en 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.

Monografias.com

  • Tipos de procesador según la cantidad de núcleos o procesadores Core

Procesadores de un solo núcleo

Los procesadores de un solo núcleo, son ejemplo los procesadores 286, 486, Pentium, Pentium II, Pentium III.

Monografias.com

Procesadores de dos núcleos

Los procesadores de dos núcleos actúan cooperando en cierta medida al distribuirse los diversos procesos entre cada uno de los dos núcleos, agilizando el rendimiento del procesador. Un ejemplo es el Core 2 Duo.

Monografias.com

Procesadores de 4 núcleos

Son procesadores que en un solo Kit de procesador, poseen cuatro unidades físicas de procesamiento de datos, lo que agiliza los trabajos.

Monografias.com

Procesadores multinúcleos

En esta categoría entran procesadores tales como los de 12 y 16 núcleos, que gracias a la combinación de estos núcleos de procesamiento se distribuyen entre sí, la carga del trabajo.

Monografias.com

Monografias.com

Intel Corporation

Es el mayor fabricante de circuitos integrados del mundo, según su cifra de negocio anual. La compañía estadounidense, es la creadora de la serie de procesadores x86, los procesadores más comúnmente encontrados en la mayoría de las computadoras personales. Intel fue fundada el 18 de julio de 1968 como Integrated Electronics Corporation (aunque un error común es el de que "Intel" viene de la palabra inteligente) por los pioneros en semiconductores Robert Noyce y Gordon Moore, y muchas veces asociados con la dirección ejecutiva y la visión de Andrew Grove.

2.1 ¿QUE SON LOS PROCESADORES INTEL? Son los procesadores más utilizados en el sector de los ordenadores portátiles y han demostrado estar a la altura de todas las exigencias.

Intel dota a sus procesadores informáticos de una estabilidad clave para aportar un rendimiento elevado y funcionalidades añadidas a todos los ordenadores portátiles que hacen uso de esta tecnología.

En el caso del procesador Intel Core i7 Extreme Edition, la versión más potente de los procesadores de la compañía, ofrece un sistema inteligente capaz de llevar a cabo todos los procesos y tareas necesarias para aumentar la velocidad de los ordenadores hasta el máximo.

Los procesadores de Intel se apoyan en el uso de la tecnología Turbo Boost 2.0, diseñada con el objetivo de rentabilizar la frecuencia del procesador hasta en los límites más duros. Junto a esto, Intel dota a sus sistemas de la tecnología HT, con la que los núcleos tienen la habilidad de trabajar en dos tareas diferentes de manera simultánea, ahorrando recursos y haciendo que la estabilidad del sistema sea superior.

Monografias.com

2.2. Procesadores Intel

  • INTEL CORE DUO:

Monografias.com

Intel Core Duo es un microprocesador de sexta generación lanzado en enero del 2006 por Intel, posterior al Pentium D y antecesor al Core 2 Duo. Dispone de dos núcleos de ejecución lo cual hace de este procesador especial para las aplicaciones de subprocesos múltiples y para multitarea. Puede ejecutar varias aplicaciones exigentes simultáneamente, como juegos con gráficos potentes o programas que requieran muchos cálculos, al mismo tiempo que permite descargar música o analizar el PC con un antivirus en segundo plano, por ejemplo.

Monografias.com

Este microprocesador implementa 2 MiB de caché compartida para ambos núcleos más un bus frontal de 667 ó 553 MHz; además implementa el juego de instruccionesSSE3 y mejoras en las unidades de ejecución de SSE y SSE2. Sin embargo, el desempeño con enteros es ligeramente inferior debido a su caché con mayor latencia, además no es compatible con EM64T por lo que sólo trabaja a 32 bits.

El Core Duo contiene 151 millones de transistores, incluyendo a la memoria caché de 2MiB. El núcleo de ejecución del procesador contiene un pipeline de 12 etapas con velocidades previstas de ejecución entre 1,06 y 2,50 GHz. La comunicación entre la caché L2 y los dos núcleos de ejecución es controlada por un módulo de bus árbitro que elimina el tráfico de coherencia a través del bus frontal (FSB), con el costo de elevar la latencia de la comunicación de núcleo-a-L2 de 10 ciclos de reloj (en el Pentium M) a 14 ciclos de reloj. El incremento de la frecuencia de reloj contrapesa el impacto del incremento en la latencia.

Intel Core Duo fue el primer microprocesador de Intel usado en las computadoras Apple Macintosh.

Existe también una versión con sólo un núcleo denominada Core Solo.

  • INTEL PENTIUM 4

Monografias.com

El Pentium 4 fue una línea de microprocesadores de séptima generación basado en la arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado el 20 de noviembre de2000. El 8 de agosto de 2008 se realiza el último envío de Pentium 4, siendo sustituido por los Intel Core Duo Para la sorpresa de la industria informática, la nueva microarquitectura NetBurst del Pentium 4 no mejoró el viejo diseño de la microarquitectura Intel P6 según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u operaciones de coma flotante. La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE. En 2004, se agregó el conjunto de instrucciones x86-64 de64 bits al tradicional set x86 de 32 bits. Al igual que los Pentium II y Pentium III, el Pentium 4 se comercializa en una versión para equipos de bajo presupuesto (Celeron), y una orientada a servidores de gama alta (Xeon).

Las nombres en código, a partir de la evolución de las distintas versiones, son: Willamette (180 nanómetros), Northwood (130 nm), Gallatin (Extreme Edition, también 130 nm), Prescott (90 nm) y Cedar Mill (65 nm).

Monografias.com

2.2.3. INTEL PENTIUM DUAL- CORE

Monografias.com

El procesador Intel Pentium Dual-Core es parte de la familia de microprocesadores creados por la empresa Intel que utilizan la tecnología de doble núcleo. En principio fue lanzado después de la serie de procesadores Pentium D y de las primeras series del Core 2 Duo.

Fue diseñado para trabajar en equipos portátiles (Laptops) y en equipos de escritorio (Desktops), permitiendo la ejecución de aplicaciones múltiples a un bajo costo, con un bajo consumo energético y sin sacrificar el desempeño.

En su lanzamiento fueron designados como Pentium Dual-Core, a manera de aprovechar la fama de la marca Pentium y transmitir al mundo que se habían renovado y pasado a ser de doble núcleo. La designación Pentium Dual-Core se utilizó hasta los procesadores de la serie E5xxx incluida. Actualmente Intel, a todos los procesadores nuevos, y a los ya existentes dual-core, los designa únicamente como Intel Pentium, si bien en este artículo vamos a seguir refiriéndonos a ellos como Pentium Dual Core para no confundirlos con otros procesadores de la familia Pentium.

Los procesadores con designación comercial Pentium, en la actualidad, están supeditados a los procesadores designados como "Core", siendo los procesadores Pentium diseñados con la misma tecnología de estos últimos en sus diferentes versiones y revisiones, pero recortados en cuanto a funciones, velocidad de reloj, conjunto de instrucciones y memoria caché.

Monografias.com

  • INTEL XEON:

Monografias.com

Xeon es una familia de microprocesadores Intel para servidores PC y Macintosh. El primer procesador Xeon apareció en 1998 con el nombre Pentium II Xeon.

El Pentium II Xeon utilizaba tanto el chipset Bilingoo 440GX como el 450NX. En el año 2000, el Pentium II Xeon fue reemplazado por el Pentium III Xeon.

En 2001, el Pentium III Xeon se reemplazó por el procesador Intel Xeon. El Xeon está basado en la arquitectura NetBurst de Intel, la misma utilizada por la CPU Pentium 4.

En 2002 Intel añade a la familia Xeon el procesador Xeon MP que combinaba la tecnología Hyper-Threading con NetBurst. Sus chipsets utilizan el socket 603 y tiene versiones GC-LE (2 procesadores, 16 GiB de memoria direccionable) y GC-HE (4 procesadores o más, 64 GiB direccionables), todos usando un bus de 400 MHz.

Como la familia x86/IA-32 estándar de Intel de procesadores PC de escritorio, la línea de procesadores Xeon era de 32 bits, surgiendo luego versiones basadas en tecnología AMD 64 de 64 bits, como es el Xeon Nocona. Y posteriormente la versión de procesadores de escritorio con esta tecnología, los EM64T.

El 9 de mayo de 2004, Intel anunció que los futuros procesadores Xeon estarían basados en la arquitectura Pentium M de la compañía. Curiosamente, el Pentium M está basado en gran parte en la arquitectura del Pentium III, por lo que el "nuevo" Xeon puede ser más parecido al Pentium III Xeon que a los Xeon basados en NetBurst.

El 26 de junio de 2006, Intel anunció la nueva generación Xeon Dual Core con tecnología de doble núcleo. Intel afirma que este nuevo procesador brinda un 80% más de rendimiento por vatio y es un 60% más rápido que la competencia AMD. Además la nueva generación ofrece más del doble de rendimiento que la generación anterior de servidores basados en el procesador Intel Xeon; es capaz de ejecutar aplicaciones de 32 y 64 bits.

Este procesador es altamente preferido por los jugadores de videojuegos de computadora.

Monografias.com

Igualmente, este último procesador sustituyó al veterano PowerPC en las estaciones de trabajo MacPro y también su nuevo modelo del año 2013 y los servidores XServe de Apple cuando se hizo la transición de Power PC a x86, mejorando su eficacia con la tecnología de arranque EFI.

2.2.5. Intel Celeron

Monografias.com

Celeron es el nombre que lleva la línea de microprocesadores de bajo costo de Intel. Su objetivo era poder mediante esta segunda marca, penetrar en los mercados cerrados a los Pentium, de mayor rendimiento y precio. El primer Celeron fue lanzado en agosto de 1998 y estaba basado en el Intel Pentium II.

Los procesadores Celeron pueden realizar las mismas funciones básicas que otros pero su rendimiento es inferior. Por ejemplo: los Celeron tienen menos memoria caché o algunas funcionalidades avanzadas desactivadas. Aunque pueden trabajar al mismo nivel de otros procesadores.

Monografias.com

Se divide en tres categorías: P6: basada en los procesadores Pentium II y Pentium III Netburst: basada en los procesadores Pentium4 Intel Core: basados en los procesadores Intel Core 2 duo.

  • Intel Itanium 2

Monografias.com

Itanium 2 es un procesador de arquitectura itanium que fue desarrollado por Intel y hewlet-Packard introducida en julio de 2000.

> Todos los procesadores itanium 2 comparten una misma jerarquía de memoria caché.

> Todos tenían una caché de nivel 1 de 16 KB para instrucciones y otra de 16 KB para datos ?La caché de nivel 2 está unificada (es la misma para datos e instrucciones) y tiene un tamaño de 256 KB. ?En una elección interesante del diseño, la caché de nivel 2 contenía suficiente lógica para el manejo de las operaciones de los semáforos (mecanismos de sincronización del kernel) sin molestar a la ALU.

Monografias.com

Monografias.com

2.2.7. Intel Core i 3 Core i3 es una línea de microprocesadores Intel de gama baja fabricados a 32 nm, los primeros se empezaron a comercializar a principios de 2010.

Monografias.com

El 7 de enero de 2010, Intel lanzó el primer procesador Core i3: son procesadores de doble núcleo con procesador gráfico integrado, la GPU, denominada Intel HD que funciona a 733 MHz. 2.2.8. Intel Core i 5 (Nehalem)

Monografias.com

Nehalem es el nombre en clave utilizado para designar a la microarquitectura de procesadores Intel, sucesora de la microarquitectura Intel Core. El primer procesador lanzado con la arquitectura Nehalem ha sido el procesador de sobremesa Intel Core i7, lanzado el día15 de noviembre de 2008 en Tokio y el 17 de noviembre de 2008 en los Estados Unidos.

  • El primer ordenador en usar procesadores Xeon basados en Nehalem ha sido la estación de trabajo Mac Pro en el día 3 de marzo del 2009. Los procesadores Xeon EX basados en Nehalem que son para grandes servidores están previstos para el cuarto trimestre de 2009. Los procesadores para los portátiles basados en Nehalem se empezaron a ver a partir de 2010.

  • Monografias.com

    Procesador de gráficos integrado (IGP) localizado en off-die, pero en el mismo paquete de CPU.

  • Un nuevo procesador de interconexión punto-a-punto, el Intel Quick Path Interconnect, reemplazando al FSB.

2.2.9. Intel Core i 7

Monografias.com

Intel Core i7 es una familia de procesadores de cuatro núcleos de la arquitectura Intelx86-64. Los Core i7 son los primeros procesadores que usan la microarquitectura Nehalem de Intel y es el sucesor de la familia Intel Core El identificador Core i7 se aplica a la familia inicial de procesadores con el nombre clave Bloomfield.

La arquitectura Nehalem tiene muchas nuevas características. La primera representa un cambio significativo desde el Core 2:

FSB es reemplazado por la interfaz Quick Path en i7 (socket 1366), y sustituido a su vez en i7, i5 e i3 (socket 1156) por el DMI eliminando el North Bridge e implementando puertos PCI Express (16 líneas en total) directamente, debido a que es más complejo y caro.

  • El controlador de memoria se encuentra integrado en el mismo procesador.

  • 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 DIMM deben ser instaladas en grupos de tres, no dos.

  • Sofisticada administración de energía, puede colocar un núcleo no utilizado en modo sin energía.

  • Capacidad de overclocking muy elevada (se puede acelerar sin problemas hasta los 4-4,1 GHz).

Monografias.com

Monografias.com

Advanced Micro Devices Inc.

AMD es una compañía estadounidense de semiconductores establecida en Sunnyvale, California, que desarrolla procesadores de cómputo y productos tecnológicos relacionados para el mercado de consumo. Sus productos principales incluyen microprocesadores, chipsets para placas base, circuitos integrados auxiliares, procesadores embebidos y procesadores gráficos para servidores, estaciones de trabajo, computadores personales y aplicaciones para sistemas embebidos.

Advanced Micro Devices se fundó el 1 de mayo de 1969 por un grupo de ejecutivos de Fairchild Semiconductor, incluidos Jerry Sanders III, Edwin Turney, John Carey, Sven Simonsen, Jack Gifford y 3 miembros del equipo de Gifford, Frank Botte, Jim Giles y Larry Stenger. La compañía empezó a producir circuitos integrados lógicos, luego entró en el negocio de las memorias RAM en 1975. Ese mismo año hizo una copia de microprocesador Intel 8080 mediante técnicas de ingeniería inversa, al cual nombró como AMD 9080. Durante este período, AMD también diseñó y produjo una serie de procesadores Bit slicing (Am2901, Am29116, Am293xx) que fueron usados en varios diseños de microcomputadores.

En 1982 AMD firmó un contrato con Intel, convirtiéndose en otro fabricante licenciatario de procesadores 8086 y 8088, esto porque IBM quería usar Intel 8088 en sus IBM PC, pero las políticas de IBM de la época exigían al menos dos proveedores para sus chips. AMD produjo después, bajo el mismo acuerdo, procesadores 80286, o 286, pero Intel canceló el contrato en 1986, rehusándose a revelar detalles técnicos del i386. La creciente popularidad del mercado de los clones de PC significaba que Intel podría producir CPUs según sus propios términos y no según los de IBM.

Monografias.com

3.1. Procesadores AMD

Monografias.com

– Número de modelo – 2800+ a 3800+ (a descatalogar) – L-1100 a L-1300 – Velocidad (MHz) – de 1600 MHz a 2300 MHz – Núcleos – Uno – Caché L1 – 128 KB – Caché L2 – de 128 KB a 512 KB – Caché L3 – No – Socket – 754 (2800+, 3000+, 3100+, 3300+ y 3400+) – AM2 (2800+, 3000+, 3400+ y resto de la gama) – Tecnología de fabricación (CMOS) – 65 nm SOI – 90 nm SOI – 130 nm SOI – Potencia en vatios (W) – 35 W – 42 W – 65 W – Velocidad del bus del sistema (FSB) – 1600 MHz

Monografias.com

– Número de modelo – de 2800+ a 4000+ (a descatalogar) – de LE-1600 a LE-1640 – Velocidad (MHz) – de 1800 MHz a 2400 MHz – LE-xxxx – de 2200 MHz a 2700 MHz – Núcleos – Uno – Caché L1 – 128 KB – Caché L2 – 512 KB y 1024 KB – Caché L3 – No – Socket – 754 * – 939 * – AM2 * Aunque AMD mantiene procesadores Athlon para socket 754 y 939, son bastante difíciles de conseguir, ya que este tipo de socket hace tiempo que dejó de utilizarse. – Tecnología de fabricación (CMOS) – 65 nm SOI – 90 nm SOI – 130 nm SOI – Potencia en vatios (W) – 35 W – 45 W – 51 W – 59 W – 62 W – 67 W – 89 W – Velocidad del bus del sistema (FSB) – 1600 MHz (Socket 754) – 2000 MHz (Socket 939 y AM2)

Monografias.com

Número de modelo – FX-51, FX-53, FX-55 y FX-57 * – FX-60 y FX-62 * – FX-70, FX-72 y FX-74 * A descatalogar – Velocidad (MHz) – de 2200 MHZ a 3000 MHz – Núcleos – Uno (FX-5x) – Dos (FX-6x y FX-7x) – Caché L1 – 128 KB x 1 (FX-5x) – 128 KB x 2 (FX-6x y FX-7x) – Caché L2 – 1024 KB x 1 (FX-5x) – 1024 KB x 2 (FX-6x y FX-7x) – Caché L3 – No – Socket – 939 (FX-53, FX-55, FX-57, FX-60 – 940 (FX-51, FX-53 – AM2 (FX-62 – F (1207) – Tecnología de fabricación (CMOS) – 90 nm SOI (FX-57, FX-6x, FX-7x – 130 nm SOI (FX-51, FX-53, FX-55) – Potencia en vatios (W) – 89 W (FX-51 y FX-53) – 104 W (FX-55 y FX-57) – 110 W (FX-60) – 125 W (FX-62 y FX-7x) – Velocidad del bus del sistema (FSB) – 1600 MHz (FX-51 y FX-53) – 2000 MHz (FX-53* y resto de gama)

Monografias.com

– Número de modelo – de 3600+ a 6400+ – 4050e, 4450e y 4850e – 7450, 7550 y 7750 – BE-2300, BE-2350 y BE-2400 – No – Socket – 939 (3800+ 4200+, 4400+, 4600+ y 4800+), prácticamente descatalogados, solo disponibles en algunos mercados. – AM2 – Toda la gama – AM2+ (7450, 7550 y 7750) – Tecnología de fabricación (CMOS) – 65 nm SOI (resto de gama, con caché L2 de 512 KB) – 90 nm SOI (3800+ a 6400+) – Potencia en vatios (W) En este apartado hay que hacer una salvedad: Los procesadores de 89 W que tienen un correspondiente en 65 W son a extinguir, ya que han sido sustituidos por los segundos. Vamos a intentar agruparlos de la mejor forma posible: – 45 W (series 4×50 y BE-2xxx) – 95 W – Velocidad (MHz) – de 1900 MHz a 3200 MHz x núcleo (series 3600+ a 6400+) – 2100 MHz, 2300 MHz y 2500 MHz (series 4×50) – 2400 MHz, 2500 MHz y 2700 MHz (series 7×50) – 1900 MHz, 2100MHz y 2300 MHz (series BE-2×00) – Núcleos – Dos – Caché L1 – 128 KB x 2 – Caché L2 – 512 KB x 2 (series 4×50, 7×50, BE-2×00 y + series de 512 KB. – 1024 KB x 2 (4000+ a 6400+) – Caché L3 (series 7×50) – 125 W (6400+) 6000+ a 3000 MHz, a descontinuar – 110 W – Todos a descontinuar – 89 W – Todos a descontinuar – 65 W – Resto de la gama – Velocidad del bus del sistema (FSB) – 2000 MHz (Toda la gama, menos series 7×50) – 3600 MHz (7450, 7550 y 7750)

Monografias.com

La gama Phenom se puso a la venta en marzo de 2008, y está destinada a sustituir paulatinamente a la serie Athlon X2. De momento se comercializan en 3 y 4 núcleos, mejorando el rendimiento, en el caso de los de 3 núcleos, hasta en un 30% con respecto a los Athlon X2 a igualdad de velocidad total (según AMD), sobre todo en funciones multimedia y en reproducción de vídeo HD. Son procesadores multinúcleo, comunicados entre sí dentro del mismo substrato de silício, sin puentes que utilicen el FSB de la placa, lo que evita los cuellos de botella que estos puedan causar.

Monografias.com

Los procesadores Phenom X3 son de momento los únicos procesadores de 3 núcleos del mercado, y, a igualdad de velocidad, superan el rendimiento de los Athlon X2 en un 30% aproximadamente.  – Número de modelo – 8400, 8450, 8600, 8650, 8750 y 8850 – Velocidad (MHz) – 2100 MHz, 2300 MHz, 2400 MHz y 2500 MHz – Núcleos – Tres – Caché L1 – 128 x 3 – Caché L2 – 512 x 3 – Caché L3 – 2048 x 1 (compartida para los tres núcleos) – Socket – AM2+ – Tecnología de fabricación (CMOS) – 65 nm SOI – Potencia en vatios (W) – 95 W – Velocidad del bus del sistema (FSB) – 3600 MHz 

Monografias.com

Número de modelo – 9500, 9550, 9600, 9650, 9750, 9850 y 9950 – 9100e, 9150e, 9350e y 9450e – Velocidad (MHz) – de 2200 MHz a 2600 MHz – 1800 MHz, 2000 MHz y 2100 MHz (series 9xxxe) – Núcleos – Cuatro – Caché L1 – 128 x 4 – Caché L2 – 512 x 4 – Caché L3 – 2048 x 1 (compartida para los cuatro núcleos) – Socket – AM2+ – Tecnología de fabricación (CMOS) – 65 nm SOI – Potencia en vatios (W) – 65 W (series 9xxxe) – 95 W (9500, 9550, 9600, 9650 y 9750) – 125 W (9750, 9850 y 9950) – 140 W (9950) * En algunos modelos los hay de diferentes consumos – Velocidad del bus del sistema (FSB) – 3200 MHz (9100e y 9150e) – 3600 MHz (9350e, 9450e, 9500, 9550, 9600, 9650 y 9750) – 4000 MHz (9850 y 9950)

Monografias.com

Es la segunda generación de Phenom X4, y de momento consta de sólo dos modelos. En esta segunda generación se utiliza la tecnología de 45 nm SOI y se incrementa notablemente la memoria caché de 3er nivel, hasta los 6144 KB. – Número de modelo – 920 y 940 – Velocidad (MHz) – 2800 MHz y 3000 MHz – Núcleos – Cuatro – Caché L1 – 128 x 4 – Caché L2 – 512 x 4 – Caché L3 – 6144 x 1 (compartida para los cuatro núcleos) – Socket – AM2+ – Tecnología de fabricación (CMOS) – 45 nm SOI – Potencia en vatios (W) – 125 W – Velocidad del bus del sistema (FSB) – 3600 MHz Todos los procesadores actuales de AMD son de 64 bits, y trabajan a 32 bits en modo real (no emulado), teniendo además la capacidad de trabajar en ambos modos de forma simultánea e independiente. En cuanto a la memoria, desde hace bastante tiempo los procesadores AMD gestionan la memoria directamente desde el procesador, y no a través del Northbridge. Los tipos de memoria soportados son los siguientes (dependiendo del socket): – Socket 754, 939 y 940 – DDR-400 – AM2- DDR2-800 – AM2+ – DDR2-1066 – AM3 – DDR3 – Todos los procesadores de AMD son procesadores de 64 bits, ejecutando programas de 32 bits en modo real (no emulado) en forma simultánea. – Aunque los sockets 940 y AM2 son de 940 pines, no son compatibles entre ellos, ni llevan los pines en la misma posición. – Los sockets (y procesadores) AM2 y AM2+ son compatibles entre ellos, aunque cada tipo soporta hasta una velocidad determinada de memoria. – OJO: No todos los modelos están disponibles en todos los mercados. AMD se encuentra en pleno proceso de renovación de su gama de procesadores, por lo que es muy posible que muchos de los modelos de esta lista no se encuentren disponibles. La duplicidad de modelos puede llevar a confusión, ya que hay algunos que, con la misma denominación, trabajan a velocidades diferentes y a diferentes potencias. Esto está motivado también en parte con el fin de conseguir una amplia compatibilidad con las placas bases existentes en la actualidad.

Monografias.com

VIA Technologies

Es un desarrollador taiwanés de circuitos integrados, chipsets de placas base, GPU, CPU x86 y memorias, y es parte del Formosa Plastics Group. Es el mayor fabricante independiente de chipsets para placas madre. Como fabricante Fabless de semiconductores, VIA realiza la investigación y desarrollo de sus chipsets en casa, y luego subcontrata la fabricación a terceros (como TSMC). El nombre de VIA es un acrónimo de "Very Innovative Architecture" (Arquitectura Muy Innovadora).

La empresa fue fundada en 1987 en Silicon Valley (Fremont, California) por Wen Chi Chen, entre otros. Fue empleado de Intel antes de unirse a la Symphony Laboratories, y siendo director general (CEO) de Symphony decide transformarla en VIA. Chen transfiere los empleados de Symphony a Taiwan para iniciar la fabricación de chips. En 1992 se traslada también la sede central a Taipéi, Taiwan.

En 1999 adquirió la mayor parte de Cyrix (por aquel entonces una división de National Semiconductor) y Centaur Technology (inicialmente perteneciente a IDT) haciéndola entrar en el mercado de los microprocesadores x86. VIA es el creador de los procesadores VIA C3 (lanzado en 2001) y VIA C7 (lanzado en 2005) y de la plataforma EPIA. La plataforma Cyrix MediaGX permanece en poder de National Semiconductor. Estos procesadores se han comercializado sobre todo para el segmento de mini portátiles y UMPC como el prototipo VIA NanoBook y los mini portátiles basados en él como el Cloudbook.

En 2001 crea una joint venture con SonicBlue (Diamond Multimedia) para la empresa de GPUs S3 Graphics. Tras la quiebra de SonicBlue, S3 se convierte en una filial de VIA En octubre de 2001, VIA anuncia la creación de la VIA Platform Solutions Division (VPSD), que se encargaría del diseño de un nuevo rango de placas base y plataformas bajo sello VIA En 2004, la división cambia su nombre a VIA Embedded Platform Division (VEPD), como resultado de la focalización en el mercado de la plataforma EPIA y las CPUs de bajo consumo.

Monografias.com

4.1. Procesadores VIA Los procesadores VIA ofrecen un rendimiento líder en el mercado por vatio, ultra-bajo consumo de energía y la seguridad de hardware avanzada, la amplia gama de procesadores VIA x86 goza de una sólida reputación en el mercado y permite una flexibilidad sin precedentes en el diseño de los dispositivos integrados innovadores.

Monografias.com

VIA x86 procesadores:

Debido a su bajo consumo de energía extremadamente reducido y los requisitos de refrigeración, los procesadores de VIA son muy adecuadas para una amplia gama de entretenimiento basado en x86 digital, la productividad, la creación de redes y aplicaciones embebidas que requieren un funcionamiento fiable, tranquilo a partir de diseños compactos.

  • VIA tecnologías verdes

VIA bloques de construcción están diseñados con la mejor productividad en base a las soluciones de alimentación adecuados para satisfacer las necesidades globales de eficiencia energética.

  • Primera empresa en el mercado con procesadores compatibles con RoHS en el 2003 

  • Cartera de silicio Todo el cumplimiento con RoHS para el año 2005 

  • Totalmente libre de plomo y libre de halógenos para el final del año 2008

El paquete compacto NanoBGA2 Los procesadores de VIA están disponibles en varios paquetes que incluyen la EBGA perfil bajo y pequeño NanoBGA. Combinado con sus requerimientos de enfriamiento reducidos, los procesadores de VIA ayudan a los desarrolladores diseñar dispositivos de medios digitales perfil más pequeño y más bajo.

Monografias.com

  • VIA Nano:

Es un procesador de 64 Bits para computadoras personales (CPU), anunciado por VIA Technologies desde 2004.

Monografias.com

Características:

  • Nombre código CN.

  • Instrucciones de arquitectura X86-64

  • Proceso de fabricación de 65nm o 45nm

  • 25W TDP a 2.0GHz

  • Bus V4 a una velocidad de 800 MHz ~ 1333MHz

  • Soporte para ECC

  • Tecnología de virtualización (implementación compatible con Intel)

  • Memoria caché L1 de 64KB y memoria caché L2 de 1 MB, exclusiva

  • Compatible a nivel de pin con el VIA C7.

  • 94 Millones de transistores aproximadamente

Monografias.com

Conclusión

Al finalizar la investigación hemos logrado alcanzar nuestra meta de ampliar nuestros conocimientos sobre los procesadores (INTEL, AMD, VIA) de un computador. Dichos procesadores han sido modificados al transcurrir de los años.

De los procesadores de los que hablamos son tan buenos que son reconocidos a nivel mundial.

El procesador básicamente es la pieza más importante del computador ya que vendría siendo como el cerebro del sistema (computadora) ya que esta encardo de procesar toda la información y es el responsable de ejecutar todas las instrucciones existentes.

Mientras mas rápido valla el procesador, más rápido serán ejecutadas las instrucciones.

Es el componente donde se usa la tecnología más reciente.