Microprocesadores

Microprocesador

El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador.

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.

Puede contener una o más unidades centrales de procesamiento (CPU) constituidas, esencialmente, por registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante (conocida antiguamente como «coprocesador matemático»).

El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo específico de la placa base de la computadora; normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le incorpora un sistema de refrigeración que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que eliminan el exceso del calor absorbido por el disipador. Entre el disipador y la cápsula del microprocesador usualmente se coloca pasta térmica para mejorar la conductividad del calor. Existen otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o el uso de células peltier para refrigeración extrema, aunque estas técnicas se utilizan casi exclusivamente para aplicaciones especiales, tales como en las prácticas de overclocking.

La medición del rendimiento de un microprocesador es una tarea compleja, dado que existen diferentes tipos de "cargas" que pueden ser procesadas con diferente efectividad por procesadores de la misma gama. Una métrica del rendimiento es la frecuencia de reloj que permite comparar procesadores con núcleos de la misma familia, siendo este un indicador muy limitado dada la gran variedad de diseños con los cuales se comercializan los procesadores de una misma marca y referencia. Un sistema informático de alto rendimiento puede estar equipado con varios microprocesadores trabajando en paralelo, y un microprocesador puede, a su vez, estar constituido por varios núcleos físicos o lógicos. Un núcleo físico se refiere a una porción interna del microprocesador casi-independiente que realiza todas las actividades de una CPU solitaria, un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de repartir de manera más eficiente el procesamiento. Existe una tendencia de integrar el mayor número de elementos dentro del propio procesador, aumentando así la eficiencia energética y la miniaturización. Entre los elementos integrados están las unidades de punto flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadores dedicados de vídeo.

Como Funciona el Procesador

Conjunto de Instrucciones SIMD

En computación, SIMD (del inglés Single Instruction, Multiple Data, en español: "una instrucción, múltiples datos") es una técnica empleada para conseguir paralelismo a nivel de datos.

Los repertorios SIMD consisten en instrucciones que aplican una misma operación sobre un conjunto más o menos grande de datos. Es una organización en donde una única unidad de control común despacha las instrucciones a diferentes unidades de procesamiento. Todas éstas reciben la misma instrucción, pero operan sobre diferentes conjuntos de datos. Es decir, la misma instrucción es ejecutada de manera sincronizada por todas las unidades de procesamiento.

Ejemplos de estos repertorios son 3DNow! de AMD, y SSE de Intel, aunque existen ejemplos más antiguos como el microprocesador Zilog Z80.

Procesadores AMD e Intel

Muy buenas a todos y bienvenidos a un nuevo post, bueno, en el día de hoy vamos a intentar acercarnos todo lo posible a una conclusión sobre este tema tan candente y que tanto dolor de cabeza nos ha traído a todos a la hora de hacernos con un nuevo ordenador. Como muchos sabréis, el procesador del ordenador es el componente más demandado, además de ser el más importante de cara a trabajar de una manera eficiente y continuada en cualquiera de nuestros proyectos, ya sean negocios, gaming, renderización de vídeos, etc...

En la actualidad, INTEL y AMD son dos las principales marcas que dominan el mercado de los procesadores. Ésta primera es una empresa multinacional que fabrica microprocesadores y circuitos integrados especializados, como circuitos integrados auxiliares para placas base de ordenador y otros dispositivos electrónicos. Actualmente es la más demandada en el mercado, muy por encima de AMD, lo cual no quiere decir que ésta esté más atrasada, todo lo contrario, la marca californiana viene pisando muy fuerte últimamente.

• ¿Cuál es el procesador más potente y aconsejado?

INTEL es, aproximadamente, un 10% de media más potente que AMD, algo que, desde luego, es uno de los factores que más nos interesa. Este último dato numérico se ha contrastado entre más de 20 estudios realizados por la web, en los cuales se demuestra que, comparando procesadores de ambas marcas con las mismas características, INTEL consigue que su rendimiento sea un 10% superior que su rival.

• ¿Cuál es más barato?

En esta pregunta la respuesta es evidente, siendo AMD el ganador claro, dado que su procesador más potente hasta la fecha ronda los 400€, algo que es muy interesante a la hora de equiparse con un ordenador nuevo. A diferencia de éste último, el procesador de INTEL más potente se aproxima a la friolera de 900€, más del doble que su contrincante. Esto nos hace pensar y preguntarnos si de verdad hay tanta diferencia de precio y de rendimiento, algo que, dependiendo del uso del procesador, va a ser considerablemente notable.

• Relación calidad-precio:

Desde Aleben Telecom queremos aconsejaros la marca AMD, dado que, a día de hoy, muy pocos usuarios pueden permitirse costearse 1000€ de procesador, cuando por menos de la mitad podemos encontrar un procesador de gama muy alta de AMD. INTEL es un 10% más rápido de media que AMD, pero cuesta un 300% más, mientras que AMD siendo solamente un 10% menos potente, cuesta un 300% menos.

Personalmente, si vuestro propósito está destinado a videojuegos, no hay duda que INTEL será vuestro compañero más fiable y que mejor rendimiento os de. No obstante, los procesadores de AMD para gaming siguen evolucionando y hoy en día muchos ordenadores tienen instalados dichos procesadores y pueden usarse también para jugar, teniendo un límite inferior al de su rival. También cabe destacar que, los videojuegos sacados recientemente y que, a no mucho tardar, habrá en el mercado, requieren una gran potencia de procesado y de imagen gráfica, por lo que os volvemos a insistir, que INTEL posee grandes probabilidades de ser escogido para la comunidad gaming.

CONCLUSIÓN:

A la hora de escoger un procesador, deberéis saber diferenciar el uso que queréis darle al uso que en realidad vais a darle. Personalmente he sido víctima de querer tener el mejor procesador que exista aún sabiendo de su elevado precio. En realidad el uso que se le va a dar no es ni la mitad de lo que se quiere, dado que, a nivel de usuario, os vuelvo a instar en la pretensión de haceos con un procesador de la marca AMD, ya que el rendimiento será más que óptimo.

Si pensamos a nivel de empresa, media o alta, en la que se realicen trabajos en los que se necesite de una gran potencia, y en el que cuente hasta el último segundo, entonces sí, os recomiendo INTEL, dado que muy seguramente, al 99%, no os fallará.

A continuación veréis una comparativa entre el procesador de INTEL Core i7 5930k 3.5GHz y el procesador de AMD A10-6790K 4GHz:

INTEL Core i7 5930k 3.5GHz:

Precio: 600€

Frecuencia: 3500MHz

Frecuencia turbo: 3700 MHz

Velocidad del Bus: 5 GT/s DMI

Multiplicador de reloj: 35

Zócalo: Socket 2011-3 / R3 / LGA2011-3

AMD A10-6790K 4GHz:

Precio: 130€

Frecuencia: 4000MHz

Frecuencia turbo: 4300Mhz

Velocidad del Bus: 6 GT/s DMI

Multiplicador de reloj: 25

Zócalo: Zócalo FM2

Como podemos observar el precio es muy dispar, casi 6 veces menos. La frecuencia del procesador de AMD es más elevada que la del procesador de INTEL, aunque nos deja un dato de suma importancia, que es el multiplicador del reloj. Éste tiene el dato de 25 en el procesador de AMD, a diferencia del procesador de INTEL que posee un multiplicador de reloj de 35. Y ¿qué es eso del multiplicador del reloj? Pues bien, el multiplicador es aquel que da la velocidad exacta. Configurando el FSB (Bus de Serie Frontal) que corresponde, nos dará una velocidad mayor o menos. Es decir, cuando más grande sea el multiplicador de un procesador menos picos de velocidad tendremos, con lo cual mayor velocidad estable poseeremos.

Gracias a nuestros compañeros de INTEL y AMD por prestarnos las características de sus productos.

Espero que el post os haya servido de ayuda y que tengáis en cuenta algunos de los factores que desde aquí os hemos propuesto.

Zocalo Del CPU

El zócalo de CPU (socket en inglés) es un tipo de zócalo electrónico (sistema electromecánico de soporte y conexión eléctrica) instalado en la placa base, que se usa para fijar y conectar el microprocesador, sin soldarlo lo cual permite ser extraído después. Por ello, se utiliza en equipos de arquitectura abierta, donde se busca que haya modularidad en la variedad de componentes, permitiendo el cambio de la tarjeta o el integrado. En los equipos de arquitectura propietaria, los integrados se añaden sobre la placa base soldándolo, como sucede en las videoconsolas.

Existen variantes desde 40 conexiones para integrados pequeños, hasta más de 1300 para microprocesadores, los mecanismos de retención del integrado y de conexión dependen de cada tipo de zócalo, aunque en la actualidad predomina el uso de zócalo con pines (Zero Insertion Force, ZIF) o LGA con contactos.

Historia

Los primeros procesadores desde el Intel 4004, hasta los de principios de los años 80, se caracterizaron por usar empaque DIP que era un estándar para los circuitos integrados sin importar si eran analógicos o digitales. Para estos empaques de pocos pines (hasta 44) y de configuración sencilla, se usaron bases de plástico con receptores eléctricos, que se usan todavía para otros integrados.

Antiguo zócalo PGA para un procesador Intel 80386.

Debido al aumento en el número de pines, se empezó a utilizar empaques PLCC como en el caso del intel 80186. Este empaque puede ser instalado directamente sobre la placa base (soldándolo) o con un zócalo PLCC permitiendo el cambio del microprocesador. Actualmente es usado por algunas placas base para los integrados de memoria ROM. En ese zócalo, el integrado se extrae haciendo palanca con un destornillador de punta plana.

En algunos Intel 80386 se usó el empaque PGA en el cual una superficie del procesador tiene un arreglo de pines, y que requiere un zócalo con agujeros sobre su superficie, que retiene el integrado por presión. En la versión para el procesador intel 80486 SX se implementó el llamado Socket 1 que tenía 169 pines. Según estudios de Intel, la presión requerida para instalar o extraer el integrado es de 100 libras, lo que condujo a la invención de zócalos de baja presión LIF y por último al zócalo de presión nula ZIF.

Funcionamiento:

El zócalo va soldado sobre la placa base de manera que tiene conexión eléctrica con los circuitos del circuito impreso. El procesador se monta de acuerdo a unos puntos de guía (borde de plástico, indicadores gráficos, pines o agujeros restantes) de manera que cada pin o contacto quede alineado con el respectivo punto del zócalo. Alrededor del área del zócalo, se definen espacios libres, se instalan elementos de sujeción y agujeros, que permiten la instalación de dispositivos de disipación de calor, de manera que el procesador quede entre el zócalo y esos disipadores.

En los últimos años el número de pines ha aumentado de manera substancial debido al aumento en el consumo de energía y a la reducción de voltaje de operación. En los últimos 15 años, los procesadores han pasado de voltajes de 5 V a algo más de 1 V y de potencias de 20 vatios, a un promedio de 80 vatios.

Para transmitir la misma potencia a un voltaje menor, deben llegar más amperios al procesador lo que requiere conductores más anchos o su equivalente: más pines dedicados a la alimentación. No es extraño encontrar procesadores que requieren de 80 a 120 amperios de corriente para funcionar cuando están a plena carga, lo que resulta en cientos de pines dedicados a la alimentación. En un procesador de zócalo 775, aproximadamente la mitad de contactos son para la corriente de alimentación.

La distribución de funciones de los pines, hace parte de las especificaciones de un zócalo y por lo general cuando hay un cambio substancial en las funciones de los puertos de entrada de un procesador (cambio en los buses o alimentación entre otros), se prefiere la formulación de un nuevo estándar de zócalo, de manera que se evita la instalación de procesadores con tarjetas incompatibles.

En algunos casos a pesar de las diferencias entre unos zócalos y otros, por lo general existe retrocompatibilidad (las placas bases aceptan procesadores más antiguos). En algunos casos, si bien no existe compatibilidad mecánica y puede que tampoco de voltajes de alimentación, sí en las demás señales. En el mercado se encuentran adaptadores que permiten montar procesadores en placas con zócalos diferentes, de manera que se monta el procesador sobre el adaptador y éste a su vez sobre el zócalo.

Tipos de Encapsulado usados en zócalos para chip

• PGA (pin grid array, matriz de rejilla de pines): la conexión se realiza mediante pequeños pines metálicos repartidos al largo de la CPU. Estos pines encajan en los orificios del zócalo con el mismo diámetro de los pines.
• BGA (ball grid array, matriz de rejilla de bolas): la conexión se realiza mediante pequeños pines en forma circular colocados en el zócalo, estas conexiones encajan a los orificios de la CPU y se fijan soldándolos.
• LGA (land grid array, matriz de contactos en rejilla): la conexión se realiza mediante superficies de contacto que encajan entre las de la CPU y las del zócalo.

Partes de un Procesador y Funcionamiento

Partes de un Procesador  

y 

Su Funcionamiento

El procesador esta compuesto por la Parte Logica y Fisica.

Partes Logicas

* Unidad de Control: Unidad 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 Aritmetica y Logica: Se encarga de realizar la operaciones de transformacion de datos,  especialmente las operaciones matematicas, el cual es denocminado FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante).

* Registros: Se denominan a las areas de almacenamiento temporal usuadas durante la ejecucion de las intrucciones.

Partes Fisicas

* Encapsulado: Es lo que rodea a la oblea de silicio, dandole consistecia y proteccion para impedir su deterioro.

* Zocalo: Lugar donde se inserta el procesador, permitiendo la conexion 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 mas frecuente.

Funcionamiento

La ejecucion de las instrucciones de efectua 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.

Evolución de los procesadores intel

Buenas dejo algo de información que estuve buscando 

Microprocesador INTEL

Desde su fundación, en 1968 y con la presentación de su primer microprocesador para 
computador en 1971, Intel se ha mantenido a la vanguardia en el desarrollo de las tecnologías 
que habilitan el mundo en el que vivimos: interconectado, inteligente, sin fronteras. Hoy, 
más de 40 años después, Intel continúa marcando tendencia en el ámbito tecnológico y 
entregando día a día nuevas soluciones que hacen más fácil la vida de las personas… 

Microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele asociar por analogía como el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador. 
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. 
Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante(conocida antiguamente como «co-procesador matemático»). 
El microprocesador está conectado, generalmente, mediante un zócalo específico a la placa base de la computadora. Normalmente, para su correcto y estable funcionamiento, se le adosa un sistema de refrigeración, que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que fuerzan la expulsión del calor absorbido por el disipador; entre éste último y la cápsula del microprocesador suele colocarse pasta térmica para mejorar la conductividad térmica. Existen otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o el uso de células peltier para refrigeración extrema, aunque estas técnicas se utilizan casi exclusivamente para aplicaciones especiales, tales como en las prácticas deoverclocking. 
procesador no podían ser un único circuito integrado, era necesario utilizar dos o tres "chips" para hacer una CPU (un era el "ALU" - Arithmetical Logic Unido, el otro la " control Unido", el otro el " Register Bank", etc ..). En 1971 la compañía Intel consiguió por primera vez poner todos los transistores que constituían un procesador sobre un único circuito integrado, el"4004 "', nacía el microprocesador. 
Seguidamente se expone una lista ordenada cronológicamente de los microprocesadores más 
populares que fueron surgiendo. 



1971: El Intel 4004 
El 4004 fue el primer microprocesador del mundo, creado en un simple chip, y desarrollado por Intel. Era un CPU de 4 bits y también fue el primero disponible comercialmente. Este desarrollo impulsó la calculadora de Busicom[1] y dio camino a la manera para dotar de «inteligencia» a objetos inanimados, así como la computadora personal. 

 

1972: El Intel 8008 
Codificado inicialmente como 1201, fue pedido a Intel por Computer Terminal Corporation para usarlo en su terminal programable Datapoint 2200, pero debido a que Intel terminó el proyecto tarde y a que no cumplía con la expectativas de Computer Terminal Corporation, finalmente no fue usado en el Datapoint. Posteriormente Computer Terminal Corporation e Intel acordaron que el i8008 pudiera ser vendido a otros clientes. 

 

1974: El Intel 8080 
EL 8080 se convirtió en la CPU de la primera computadora personal, la Altair 8800 de MITS, según se alega, nombrada en base a un destino de la Nave Espacial «Starship» del programa de televisión Viaje a las Estrellas, y el IMSAI 8080, formando la base para las máquinas que ejecutaban el sistema operativo CP/M-80. Los fanáticos de las computadoras podían comprar un equipo Altair por un precio (en aquel momento) de u$s395. En un periodo de pocos meses, se vendieron decenas de miles de estas PC. 




1978: Los Intel 8086 y 8088 
Una venta realizada por Intel a la nueva división de computadoras personales de IBM, hizo que las PC de IBM dieran un gran golpe comercial con el nuevo producto con el 8088, el llamado IBM PC. El éxito del 8088 propulsó a Intel a la lista de las 500 mejores compañías, en la prestigiosa revista Fortune, y la misma nombró la empresa como uno de Los triunfos comerciales de los sesenta. 



1982: El Intel 80286 
El 80286, popularmente conocido como 286, fue el primer procesador de Intel que podría ejecutar todo el software escrito para su predecesor. Esta compatibilidad del software sigue siendo un sello de la familia de microprocesadores de Intel. Luego de 6 años de su introducción, había un estimado de 15 millones de PC basadas en el 286, instaladas alrededor del mundo. 

 


1985: El Intel 80386 
Este procesador Intel, popularmente llamado 386, se integró con 275000 transistores, más de 100 veces tantos como en el original 4004. El 386 añadió una arquitectura de 32 bits, con capacidad para multitarea y una unidad de traslación de páginas, lo que hizo mucho más sencillo implementar sistemas operativos que usaran memoria virtual. 



1989: El Intel 80486 
La generación 486 realmente significó contar con una computadora personal de prestaciones avanzadas, entre ellas,un conjunto de instrucciones optimizado, una unidad de coma flotante o FPU, una unidad de interfaz de bus mejorada y una memoria caché unificada, todo ello integrado en el propio chip del microprocesador. Estas mejoras hicieron que los i486 fueran el doble de rápidos que el par i386 - i387 operando a la misma frecuencia de reloj. El procesador Intel 486 fue el primero en ofrecer un coprocesador matemático o FPU integrado; con él que se aceleraron notablemente las operaciones de cálculo. Usando una unidad FPU las operaciones matemáticas más complejas son realizadas por el coprocesador de manera prácticamente independiente a la función del procesador principal. 

 

1993: El Intel Pentium 
El microprocesador de Pentium poseía una arquitectura capaz de ejecutar dos operaciones a la vez, gracias a sus dos pipeline de datos de 32bits cada uno, uno equivalente al 486DXu y el otro equivalente a 486SX. Además, estaba dotado de un bus de datos de 64 bits, y permitía un acceso a memoria de 64 bits (aunque el procesador seguía manteniendo compatibilidad de 32 bits para las operaciones internas, y los registros también eran de 32 bits). Las versiones que incluían instrucciones MMX no sólo brindaban al usuario un más eficiente manejo de aplicaciones multimedia, como por ejemplo, la lectura de películas en DVD, sino que también se ofrecían en velocidades de hasta 233 MHz. Se incluyó una versión de 200 MHz y la más básica trabajaba a alrededor de 166 MHz de frecuencia de reloj. El nombre Pentium, se mencionó en las historietas y en charlas de la televisión a diario, en realidad se volvió una palabra muy popular poco después de su introducción. 

 


1995: EL Intel Pentium Pro 
Lanzado al mercado para el otoño de 1995, el procesador Pentium Pro (profesional) se diseñó con una arquitectura de 32 bits. Se usó en servidores y los programas y aplicaciones para estaciones de trabajo (de redes) impulsaron rápidamente su integración en las computadoras. El rendimiento del código de 32 bits era excelente, pero el Pentium Pro a menudo era más lento que un Pentium cuando ejecutaba código o sistemas operativos de 16 bits. El procesador Pentium Pro estaba compuesto por alrededor de 5,5 millones de transistores. 

 

1997: El Intel Pentium II 
Un procesador de 7,5 millones de transistores, se busca entre los cambios fundamentales con respecto a su predecesor, mejorar el rendimiento en la ejecución de código de 16 bits, añadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar la memoria caché de segundo nivel del núcleo del procesador, colocándola en una tarjeta de circuito impreso junto a éste. Gracias al nuevo diseño de este procesador, los usuarios de PC pueden capturar, revisar y compartir fotografías digitales con amigos y familia vía Internet; revisar y agregar texto, música y otros; con una línea telefónica; el enviar vídeo a través de las líneas normales del teléfono mediante Internet se convierte en algo cotidiano. 

 

1998: El Intel Pentium II Xeon 
Los procesadores Pentium II Xeon se diseñan para cumplir con los requisitos de desempeño en computadoras de medio-rango, servidores más potentes y estaciones de trabajo (workstations). Consistente con la estrategia de Intel para diseñar productos de procesadores con el objetivo de llenar segmentos de los mercados específicos, el procesador Pentium II Xeon ofrece innovaciones técnicas diseñadas para las estaciones de trabajo y servidores que utilizan aplicaciones comerciales exigentes, como servicios de Internet, almacenamiento de datos corporativos, creaciones digitales y otros. Pueden configurarse sistemas basados en este procesador para integrar de cuatro o ocho procesadores trabajando en paralelo, también más allá de esa cantidad. 

 

1999: El Intel Pentium III 
El procesador Pentium III ofrece 70 nuevas instrucciones Internet Streaming, las extensiones de SIMD que refuerzan dramáticamente el desempeño con imágenes avanzadas, 3D, añadiendo una mejor calidad de audio, video y desempeño en aplicaciones de reconocimiento de voz. Fue diseñado para reforzar el área del desempeño en el Internet, le permite a los usuarios hacer cosas, tales como, navegar a través de páginas pesadas (con muchos gráficos), tiendas virtuales y transmitir archivos video de alta calidad. El procesador se integra con 9,5 millones de transistores, y se introdujo usando en él tecnología 250 nanómetros. 

 

1999: El Intel Pentium III Xeon 
El procesador Pentium III Xeon amplia las fortalezas de Intel en cuanto a las estaciones de trabajo (workstation) y segmentos de mercado de servidores, y añade una actuación mejorada en las aplicaciones del comercio electrónico e informática comercial avanzada. Los procesadores incorporan mejoras que refuerzan el procesamiento multimedia, particularmente las aplicaciones de vídeo. La tecnología del procesador III Xeon acelera la transmisión de información a través del bus del sistema al procesador, mejorando el desempeño significativamente. Se diseña pensando principalmente en los sistemas con configuraciones de multiprocesador. 



1999: El Intel Celeron 
Continuando la estrategia, Intel, en el desarrollo de procesadores para los segmentos del mercado específicos, el procesador Celeron es el nombre que lleva la línea de de bajo costo de Intel. El objetivo fue poder, mediante ésta segunda marca, penetrar en los mercados impedidos a los Pentium, de mayor rendimiento y precio. Se diseña para el añadir valor al segmento del mercado de los PC. Proporcionó a los consumidores una gran actuación a un bajo coste, y entregó un desempeño destacado para usos como juegos y el software educativo. 

2000: EL Intel Pentium 4 
Este es un microprocesador de séptima generación basado en la arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primero con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro. Se estrenó la arquitectura NetBurst, la cual no daba mejoras considerables respecto a la anterior P6. Intel sacrificó el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE. 

 


2004: El Intel Pentium 4 (Prescott) 
A principios de febrero de 2004, Intel introdujo una nueva versión de Pentium 4 denominada 'Prescott'. Primero se utilizó en su manufactura un proceso de fabricación de 90 nm y luego se cambió a 65nm. Su diferencia con los anteriores es que éstos poseen 1 MiB o 2 MiB de caché L2 y 16 KiB de caché L1 (el doble que los Northwood), prevención de ejecución, SpeedStep, C1E State, un HyperThreading mejorado, instrucciones SSE3, manejo de instrucciones AMD64, de 64 bits creadas por AMD, pero denominadas EM64T por Intel, sin embargo por graves problemas de temperatura y consumo, resultaron un fracaso frente a los Athlon 64. 

 

2006: EL Intel Core Duo 
Intel lanzó ésta gama de procesadores de doble núcleo y CPUs 2x2 MCM (módulo Multi-Chip) de cuatro núcleos con el conjunto de instrucciones x86-64, basado en el la nueva arquitectura Core de Intel. La microarquitectura Core regresó a velocidades de CPU bajas y mejoró el uso del procesador de ambos ciclos de velocidad y energía comparados con anteriores NetBurst de los CPU Pentium 4/D2. La microarquitectura Core provee etapas de decodificación, unidades de ejecución, caché y buses más eficientes, reduciendo el consumo de energía de CPU Core 2, mientras se incrementa la capacidad de procesamiento. Los CPU de Intel han variado muy bruscamente en consumo de energía de acuerdo a velocidad de procesador, arquitectura y procesos de semiconductor, mostrado en las tablas de disipación de energía del CPU. Esta gama de procesadores fueron fabricados de 65 a 45 nanómetros. 

 

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. 

 

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 
Ivy Bridge es la mejora de sandy bridge a 22 nm. 

 

bueno hasta aquí llegamos, sé que este articulo ha sido bastante largo pero espero que ahora conozcan mejor los procesadores de la empresa Intel, ¿recuerdan como empezamos con el 8086 de 4.77Mhz o lo que es lo mismo 0.00477Ghz?, que velocidades aquellas, y todo desde 1979 hasta el 2013 
¿que nos deparará el futuro en la linea de procesadores?.

Niveles de Memoria  Cache

En informática, la memoria caché es la memoria de acceso rápido de un microprocesador, que guarda temporalmente los datos recientes de los procesados (información).

La memoria caché es un búfer especial de memoria que poseen las computadoras, que funciona de manera semejante a la memoria principal, pero es de menor tamaño y de acceso más rápido. Es usada por el microprocesador para reducir el tiempo de acceso a datos ubicados en la memoria principal que se utilizan con más frecuencia.

La caché es una memoria que se sitúa entre la unidad central de procesamiento (CPU) y la memoria de acceso aleatorio (RAM) para acelerar el intercambio de datos.

Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en la caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que sea menor el tiempo de acceso medio al dato. Cuando el microprocesador necesita leer o escribir en una ubicación en memoria principal, primero verifica si una copia de los datos está en la caché; si es así, el microprocesador de inmediato lee o escribe en la memoria caché, que es mucho más rápido que de la lectura o la escritura a la memoria principal

Etimologia

La palabra procede de la voz inglesa cache (/kæʃ/; «escondite secreto para guardar mercancías, habitualmente de contrabando»), y esta a su vez de la francesa cache, (/kaʃ/; «escondrijo o escondite»). A menudo, en español se escribe con tilde sobre la «e», del mismo modo como se venía escribiendo con anterioridad el neologismo «caché» («distinción o elegancia» o «cotización de un artista»), proveniente también del francés, pero no de la misma palabra, sino de cachet, (/ka'ʃɛ/; «sello» o «salario»).

La Real Academia Española, en su Diccionario de la lengua española, sólo reconoce la palabra con tilde,¹ aunque en la literatura especializada en arquitectura de computadoras (por ejemplo, las traducciones de libros de Andrew S. Tanenbaum, John L. Hennessy y David A. Patterson) se emplea siempre la palabra sin tilde, por ser anglosajona, y debe por ello escribirse en cursiva (cache).

RAM cache  y cache de Disco

La unidad caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad. Puede ser tanto un área reservada de la memoria principal como un dispositivo de almacenamiento de alta velocidad independiente.

Hay dos tipos de caché frecuentemente usados en computadoras personales: memoria caché y caché de disco.

Una memoria caché, a veces llamada “RAM caché”, es una parte de RAM estática (SRAM) de alta velocidad, más rápida que la RAM dinámica (DRAM) usada como memoria principal. La memoria caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos datos o instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora evita acceder a la lenta DRAM.

Cuando se encuentra un dato en la caché, se dice que se ha producido un acierto, siendo un caché juzgado por su tasa de aciertos (hit rate). Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente en la cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente. Las estrategias para determinar qué información debe ser puesta en la caché constituyen uno de los problemas más interesantes en la informática. Algunas memorias caché están construidas en la arquitectura de los microprocesadores. Por ejemplo, el microprocesador Pentium II: tiene 32 KiB de caché de primer nivel (level 1 o L1) repartida en 16 KiB para datos y 16 KiB para instrucciones; la caché de segundo nivel (level 2 o L2) es de 512 KiB y trabaja a mitad de la frecuencia del microprocesador. La caché L1 está en el núcleo del microprocesador, y la L2 está en una tarjeta de circuito impreso junto a éste.

La caché de disco trabaja sobre los mismos principios que la memoria caché, pero en lugar de usar SRAM de alta velocidad, usa la convencional memoria principal. Los datos más recientes del disco duro a los que se ha accedido (así como los sectores adyacentes) se almacenan en un búfer de memoria. Cuando el programa necesita acceder a datos del disco, lo primero que comprueba es la caché de disco para ver si los datos ya están ahí. La caché de disco puede mejorar notablemente el rendimiento de las aplicaciones, dado que acceder a un byte de datos en RAM puede ser miles de veces más rápido que acceder a un byte del disco duro.

Composición Interna

Los datos en la memoria caché se alojan en distintos niveles según la frecuencia de uso que tengan, estos niveles son los siguientes:

Memoria caché nivel 1 (Caché L1)

También llamada memoria interna, se encuentra en el núcleo del microprocesador. Es utilizada para acceder a datos importantes y de uso frecuente, es el nivel en el que el tiempo de respuesta es menor. Su capacidad es de hasta 256 kb. Este nivel se divide en dos:

• Nivel 1 Data Cache: Se encarga de almacenar datos usados frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos, accede a ellos en muy poco tiempo, por lo que se agilizan los procesos.
• Nivel 1 Instruction Cache: Se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, inmediatamente las recupera, por lo que se agilizan los procesos.

Memoria caché nivel 2 (Caché L2)

Se encarga de almacenar datos de uso frecuente. Es más lenta que la caché L1, pero más rápida que la memoria principal (RAM). Se encuentra en el procesador, pero no en su núcleo. Genera una copia del nivel 1.

• Caché Exclusivo: Los datos solicitados se eliminan de la memoria caché L2.
• Caché Inclusivo: Los datos solicitados se quedan en la memoria caché L2.

Memoria caché nivel 3 (Caché L3)

Esta memoria se encuentra en algunos procesadores modernos y genera una copia a la L2. Es más rápida que la memoria principal (RAM), pero más lenta que L2. En esta memoria se agiliza el acceso a datos e instrucciones que no fueron localizadas en L1 o L2.

Es generalmente de un tamaño mayor y ayuda a que el sistema guarde gran cantidad de información agilizando las tareas del procesador.

Diseño:

En el diseño de la memoria caché se deben considerar varios factores que influyen directamente en el rendimiento de la memoria y por lo tanto en su objetivo de aumentar la velocidad de respuesta de la jerarquía de memoria. Estos factores son las políticas de ubicación, extracción, reemplazo y escritura.

Política de ubicación

Decide dónde debe colocarse un bloque de memoria principal que entra en la memoria caché. Las más utilizadas son:

• Directa: al bloque i-ésimo de memoria principal le corresponde la posición i módulo n, donde n es el número de bloques de la memoria caché. Cada bloque de la memoria principal tiene su posición en la caché y siempre en el mismo sitio. Su inconveniente es que cada bloque tiene asignada una posición fija en la memoria caché y ante continuas referencias a palabras de dos bloques con la misma localización en caché, hay continuos fallos habiendo sitio libre en la caché.
• Asociativa: Los bloques de la memoria principal se alojan en cualquier bloque de la memoria caché, comprobando solamente la etiqueta de todos y cada uno de los bloques para verificar acierto. Su principal inconveniente es la cantidad de comparaciones que realiza.
• Asociativa por conjuntos: Cada bloque de la memoria principal tiene asignado un conjunto de la caché, pero se puede ubicar en cualquiera de los bloques que pertenecen a dicho conjunto. Ello permite mayor flexibilidad que la correspondencia directa y menor cantidad de comparaciones que la totalmente asociativa.

Política de extracción

La política de extracción determina cuándo y qué bloque de memoria principal hay que traer a memoria caché. Existen dos políticas muy extendidas:

• Por demanda: un bloque sólo se trae a memoria caché cuando ha sido referenciado y no se encuentre en memoria caché.
• Con prebúsqueda: cuando se referencia el bloque i-ésimo de memoria principal, se trae además el bloque (i+1)-ésimo. Esta política se basa en la propiedad de localidad espacial de los programas.

Política de reemplazo

Determina qué bloque de memoria caché debe abandonarla cuando no existe espacio disponible para un bloque entrante. Básicamente hay cuatro políticas:

• Aleatoria: el bloque es reemplazado de forma aleatoria.
• FIFO: se usa el algoritmo First In First Out (FIFO) (primero en entrar primero en salir) para determinar qué bloque debe abandonar la caché. Este algoritmo generalmente es poco eficiente.
• Usado menos recientemente (LRU): Sustituye el bloque que hace más tiempo que no se ha usado en la caché, traeremos a caché el bloque en cuestión y lo modificaremos ahí.
• Usado con menor frecuencia (LFU): Sustituye el bloque que ha experimentado menos referencias.

Política de Actualización o Escritura

Determinan el instante en que se actualiza la información en memoria principal cuando se hace una escritura en la memoria caché.

• Escritura Inmediata: Se escribe a la vez en Memoria caché y Memoria principal. Desventaja: genera cuello de botella.
• Escritura Aplazada: Actualiza únicamente la Memoria caché luego de la modificación de sus datos. Cuando el bus de sistema se encuentra libre, actualiza la memoria principal. Esto puede generar que los periféricos lean datos erróneos, pero es poco frecuente.
• Escritura Obligada: Actualiza únicamente la Memoria caché luego de la modificación de sus datos. Cuando no hay otra alternativa, actualiza la memoria principal. Esto puede producirse por cualquiera de estas causas:

1. Se accede a la posición de memoria principal modificada en la caché. Antes de permitir la lectura/escritura, debe actualizarse el dato en la memoria principal.
2. Debe eliminarse una línea de la caché, entonces se actualiza la memoria principal (en caso de ser necesario) antes de proceder a la eliminación.

Optimización

Para una optimización en la manera en que se ingresa a la memoria caché y cómo se obtienen datos de ella, se han tomado en cuenta distintas técnicas que ayudarán a que haya menos reincidencia de fallos.

Mejorar el rendimiento.

• Reducir fallos en la caché (miss rate).
• Reducir penalizaciones por fallo (miss penalti).
• Reducir el tiempo de acceso en caso de acierto (hit time).

Reducción de fallos

Tipos de fallos

Existen 3 tipos de fallos en una memoria caché:

• Forzosos (Compulsory o Cold): En el primer acceso a un bloque éste no se encuentra en la caché (fallos de arranque en frío o de primera referencia).
• Capacidad (Capacity): La caché no puede contener todos los bloques necesarios durante la ejecución de un programa.
• Conflicto (Conflict): Diferentes bloques deben ir necesariamente al mismo conjunto o línea cuando la estrategia es asociativa por conjuntos o de correspondencia directa (fallos de colisión).

Técnicas para reducir fallos

Existen diversas técnicas para reducir esos fallos en la caché, algunas son:

• Incrementar el tamaño del bloque. Ventajas: Se reducen los fallos forzosos como sugiere el principio de localidad espacial. Inconvenientes: Aumentan los fallos por conflicto al reducirse el número de bloques de la caché y los fallos de capacidad si la caché es pequeña. La penalización por fallo aumenta al incrementarse el tiempo de transferencia del bloque.

• Incremento de la asociatividad. Ventajas: Se reducen los fallos por conflicto. Inconveniente: Aumenta el tiempo de acceso medio al incrementarse el tiempo de acierto (multiplexión). También aumenta el coste debidos a los comparadores

• Caché víctima. Consiste en añadir una pequeña caché totalmente asociativa (1-5 bloques) para almacenar bloques descartados por fallos de capacidad o conflicto. En caso de fallo, antes de acceder a la memoria principal se accede a esta caché. Si el bloque buscado se encuentra en ella se intercambian los bloques de ambas cachés.

• Optimización del compilador. El compilador re-ordena el código de manera que por la forma en cómo se hacen los accesos se reducen los fallos de caché.

Como Refrigerar el Procesador

Si tu CPU se calienta mucho, esto puede causar reinicio intempestivos del ordenador, inestabilidades, incluso destruir el mismo procesador. 

Vamos a indicar primero cómo por medir la temperatura del procesador y luego proponer algunas soluciones para enfriarlo mejor. 

Conocer la temperatura del procesador

Existen varios medios de averiguar la temperatura del CPU:

• Accediendo al setup de la BIOS.
• Utilizando un programa tal como Core Temp o Hardware Monitor; este último además da todos los valores de temperaturas del ordenador (placa madre, tarjeta gráfica, discos duros, etc.).
• Instalando una sonda material en el procesador.

Temperaturas

Cuando se habla de temperaturas, hay de hecho varias medidas en un CPU. 

Los 2 más utilizados son: Tj (temperatura de unión) interna, y T Case (temperatura del case), siempre más baja que la Tj (entre 10 y 20 °C por lo menos que la Tj según el CPU). 

En general, los programas de medida de temperatura dan la Tj, algunos dan las 2 temperaturas. 

En el artículo Temperaturas máximas de algunos procesadores es indicada la temperatura máxima medida de varios procesadores socket 775 y 939. 

El método general es descrito a continuación. 

Temperatura del procesador Intel

La temperatura máxima de un procesador Intel depende del modelo pero generalmente se sitúa en los alrededores de 70 °C para la Pentium 4, 60-70 °C para la generación Core2, y 70 °C para la generación Nehalem (i3/ i5/ i7). Los procesadores de los ordenadores portátiles soportan hasta 100 °C en promedio. 

Hay que consultar la ficha técnica en el sitio Intel: 

Por ejemplo, encontramos la T Case = 72°C para el Sandy Bridge i5 2500K y la T Case = 67 °C para el Ivy Bridge i5 3570K. 

Más allá de este valor, un dispositivo de protección térmica interviene y bloquea el procesador en su frecuencia más baja, bloqueando el coeficiente CPU a su mínimo. 

Si la temperatura todavía aumenta, el CPU se corta automáticamente, ninguna destrucción térmica es posible en principio con los últimos procesadores. 

Desde luego, cuanto más baja sea la temperatura del procesador, más larga su será vida útil y habrá un mayor margen de overclocking por ejemplo. 

Temperatura de un procesador AMD

Como para los procesadores Intel, la temperatura T Case máxima tolerada por el procesador AMD es alrededor de 60 a 75 °C. 

Es necesario también consultar la ficha técnica del procesador en el sitio AMD</gras>: 

Por ejemplo, se tiene 62 °C para el Athlon X2 6000+ y los Phenom II X4 y 71 °C para el Athlon II X4 635. 

Aunque AMD no indica nada para sus procesadores portátiles, encontramos información en sitios especializados y, como para Intel, soportan alrededor de los 100 °C: 

Observaciones

La temperatura reportada por la BIOS de un sistema puede ser diferente de la temperatura real del procesador si la medida es tomada en otro lugar. 

Las temperaturas de los núcleos son a menudo dadas en Tj, la del CPU T Case es a menudo dado por un sensor en la placa madre en las cercanías inmediata del socket y difiere ligeramente del verdadero T Case. 

Además, la temperatura reportada es afectada por la precisión de la sonda térmica, la herramienta utilizada y la conversión analógica o digital de la señal. 

Es recomendado admitir un cierto margen en la comparación de la temperatura del funcionamiento máximo y la temperatura reportada por la BIOS. 

Soluciones

Para enfriar mejor el procesador, existen varias soluciones:

• Mejorar los intercambios de aire (enfriamiento activo por ventiladores):
  • Hacer un agujero para que el aire fresco venga del exterior orientado hacia los componentes cuya temperatura es elevada (CPU, Tarjeta gráfica, etc.), por ejemplo con ventiladores laterales (en la parte superior es para los ventiladores "top flow", el de abajo es para la tarjeta gráfica).
  • Asegúrate que el aire que provenga de elementos calientes sea evacuado hacia el exterior del case. El flujo de aire ideal para enfriar bien una PC debe venir de la parte de adelante o de los lados en la parte inferior o a media altura como se muestra en la imagen con flechas azules; las entradas de aire de ser posible pueden tener filtros para polvo), las salidas de aire caliente debe ser por la parte trasera o por la parte superior como se muestra en la imagen mediante las flechas en rojo.

Case con ventilación en la parte inferior produce una mejor ventilación ya que el aire caliente sube: 

• Optar por un ventilador y disipador más potente (atención al ruido y al volumen ocupado). Existen varios comparadores de ventiladores que puedes encontrar en la web.
• Limpiar regularmente el ventilador del CPU y también el disipador de la tarjeta gráfica (por lo menos una vez por año). Quitar el polvo acumulado en estos 2 elementos con la ayuda de una bomba de aire comprimido. Este dispositivo previsto específicamente para este uso cuesta generalmente menos de 10 euros
• Utilizar un programa como herramienta de enfriamiento como CPU Idle.
• Usar el watercooling (refrigeración líquida): es una solución mucho más cara y compleja, pero más eficaz, especialmente si haces overclocking.