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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR I.U.P “SANTIAGO MARIÑO” ESPECIALIDAD: ING. EN SISTEMAS SECCIÓN: SV II

Procesador es (Móviles, Laptops y Escritorio) PROFESOR: Ramon Aray

BACHILLERES: Masters Raquel CI: 24.892.876

Barcelona, Marzo de 2017

INDICE INTRODUCCION...............................................................................................................03 Procesadores..........................................................................................................................04 Arquitectura CISC.................................................................................................................06 Arquitectura RISC.................................................................................................................20 Arquitectura ARM.................................................................................................................22 CONCLUSION....................................................................................................................27 BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................28

INTRODUCCION Los procesadores han pasado por diferentes situaciones, siguiendo la lógica evolutiva de este mundo. Desde aquel primer procesador creado por Intel, el procesador 4004 del año 1971 hasta el presente año ha llovido mucho en el campo de los procesadores. Aquel primer procesador 4004, presentado en el mercado el día 15 de noviembre de 1971, poseía unas características únicas para su tiempo. Para empezar, la velocidad de reloj sobrepasaba por poco los 100 KHz, disponía de un ancho de bus de 4 bits y podía manejar un máximo de 640 bytes de memoria. En la actualidad existe una gran variedad de procesadores que diferencian tanto por su uso que pueden ser para móviles u ordenadores, así como su capacidad, fabricantes y costo. Al igual cuentan con diferentes tipos de arquitectura tales como ARM, el cual es para móviles, RISC y CISC para laptops y computadoras de escritorio, la primera arquitectura nombrada se caracteriza por

instrucciones de 32 bits y su relativa los hace ideales para

aplicaciones de baja potencia. Los mayores productores de procesadores en el mundo, son grandes empresas con tecnología para fabricar procesadores competitivos para computadoras: Intel (que domina el mercado), AMD, Vía e IBM, que fabrica procesadores para otras empresas mientras que arquitectura CISC permite operaciones complejas entre operandos situados en memoria o en registros internos y la RISC utiliza una tecnología del tipo pipeline muy desarrollada, lo que le faculta para operar con un alto nivel de simultaneidad.

PROCESADORES 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. Es el componente más complejo 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 red, monitor, teclado y mouse. El primer procesador comercial, el Intel 4004, fue presentado el 15 de noviembre de 1971. Los diseñadores fueron Ted Hoff y Federico Faggin de Intel, y Masatoshi Shima de Busicom (más tarde ZiLOG). Los mayores productores de procesadores en el mundo, son grandes empresas con tecnología para fabricar procesadores competitivos para computadoras: Intel (que domina el mercado), AMD, Vía e IBM, que fabrica procesadores para otras empresas, como Transmeta. Algunos de los modelos más modernos, y los cuales cuentan con la tecnología más avanzada de la actualidad son el Intel Core Sandy Bridge en sus variables i3, i5 e i7, el AMD Fusion y FX, los cuales pueden incorporar hasta 8 núcleos. Los anteriormente mencionados cubren la mayoría de las necesidades en computadoras de escritorio, mientras que para dispositivos portátiles como celulares y tablets podemos contar con procesadores ARM, Atom, Tegra2 y Snapdragon. ¿Cómo entender la nomenclatura de los procesadores? Las dos firmas más importantes, fabricantes de procesadores, son Intel y AMD. Cada una de esas empresas adopta una determinada nomenclatura para otorgarle información al consumidor a partir del nombre del procesador. Aparentemente la nomenclatura de esos procesadores es un tanto confusa, pero con un poco de atención podemos identificar muchas de sus características.

Nomenclatura Intel En el caso de la prestigiosa compañía Intel, todo procesador Quad Core (que posee 4 núcleos) comienza con la letra Q, de Quad. Por ejemplo: Q9550, Q8400s, Q9300. Todo procesador Dual Core (que posee 2 núcleos) comienza con la letra Y. Por ejemplo: Y7500, Y6750, Y4700.

La nomenclatura de los poderosos procesadores Core iX es dividida jerárquicamente de la siguiente forma » Core i7: Procesadores de alto desempeño (y alto costo) » Core i5: Procesadores de desempeño intermedio » Core i3: Procesadores de desempeño básico. Si el procesador fuera un Atom significa que fue hecho para netbooks (EeePCs) Si es un Xeon, significa que fue hecho para servidores. Si el procesador que vas a comprar en un Celeron, significa que este es un procesador de bajo desempeño y bajo costo, estaríamos hablando de una versión que carece de un buen procesador. Esos Celerones normalmente forman parte de las computadoras más económicas. Nomenclatura de AMD Todo procesador que termina con X2, X3 y X4 posee 2,3 y 4 núcleos, respectivamente. Por ejemplo: Athlon 64 X2 4400.

Siempre se encontrara al lado del nombre de un procesador AMD una numeración. Esa numeración no significa la frecuencia (o velocidad) del procesador, sólo indica el modelo.

Un procesador denominado Sempron, es un procesador ultra básico. Con memoria cache y single core (único núcleo) ningún procesador Sempron es Dual Core. Con respecto a los procesadores Phenom, existen el Phenom y el Phenom II (el II es el mejor) y son procesadores de alto desempeño.

ARQUITECTURA CISC (Complex Instruction Set Computer - Computadora con Conjunto de Instrucciones Complejas). Es un tipo de arquitectura de computadoras que promueve el uso de gran número de instrucciones, permitiendo operaciones complejas entre operandos situados en memoria o en registros internos. La tecnología CISC nació de la mano de Intel, creado en 1971, permitiría el nacimiento de la informática personal. Más concretamente, sería en 1972 cuando aparecería el “8080” (primer chip capaz de procesar 8 bits, suficiente para representar números y letras). Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operando situados en la memoria o en los registros internos.

Esta arquitectura se basa en que cada instrucción puede corresponder a varias operaciones de bajo nivel, tales como leer de memoria, operación aritmética, escribir en la memoria, sumar datos… todo en una sola instrucción. Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que, en la actualidad, la mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples del tipo RISC, llamadas generalmente microinstrucciones. La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las arquitecturas CISC. La microprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada por una microprograma localizada en una memoria en el circuito integrado del procesador.

Las

instrucciones

compuestas

son

decodificadas

internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para esto se requieren de varios ciclos de reloj, al menos uno por microinstrucción. Es así entonces como los chips CISC utilizan comandos que incorporan una gran diversidad de pequeñas instrucciones para realizar una única operación. Cuando el sistema operativo o una aplicación requieren de una de estas acciones, envía al procesador el nombre del comando para realizarla junto con el resto de información complementaria que se necesite. Pero cada uno de estos comandos de la ROM del CISC varían de tamaño y, por lo tanto, el chip debe en primer lugar verificar cuanto espacio requiere el comando para ejecutarse y poder así reservárselo en la memoria interna. Además, el procesador debe determinar la forma correcta de cargar y almacenar el comando, procesos ambos que ralentizan el rendimiento del sistema. El procesador envía entonces el comando solicitado a una unidad que lo descodifica en instrucciones más pequeñas que podrán ser ejecutadas por un nanoprocesador, una especie de procesador dentro del procesador. Y al no ser las instrucciones independientes, pues son

instrucciones menores procedentes de la descodificación de una instrucción mayor, sólo puede realizarse una instrucción cada vez. A través de la compleja circuitería del chip, el nanoprocesador ejecuta cada una de las instrucciones del comando. El desplazamiento por esta circuitería también ralentiza el proceso. Para realizar una sola instrucción un chip CISC requiere de cuatro a diez ciclos de reloj. La ecuación del funcionamiento La ecuación siguiente es de uso general para expresar una capacidad del funcionamiento de computadora:

El acercamiento de CISC procura reducir al mínimo el número de instrucciones por programa, sacrificando el número de ciclos por la instrucción. El RISC hace el opuesto, reduciendo los ciclos por la instrucción en el coste del número de instrucciones por programa. EVOLUCIÓN DE PROCESADORES CISC El Intel 4004 (i4004), 1971 Un CPU de 4bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así como el primero disponible comercialmente. Originalmente diseñado para la compañía japonesa Busicom para ser usado en su línea de calculadoras. Por ejemplo, cada "ROM de programa" internamente guardaba para su propio uso los 12 bit de dirección de programa del 4004, lo que permitía, si las 16 ROM fueron instaladas, acceso de 4 KB de memoria desde el bus de direcciones de 4 bits.

El Intel 4040 (1974) fue el sucesor del Intel 4004. Diseñado por Federico Faggin El Paquete del 4040 era más de dos veces el ancho del 4004 y tenía 24 pines en lugar de los 16 del 4004.

MOS 6502 o MOS Technology 6502 (1975) Es un microprocesador de 8 bits diseñado por MOS Technology. Cuando fue introducido fue, con bastante diferencia, la CPU más barata con características completas de mercado, con alrededor de un sexto del precio o menos que las CPU con las que competía de compañías más grandes como Motorola e Intel.

WDC 65C02 El microprocesador Western Design Center WDC 65C02 (también llamado 65C02 y W65C02) es una versión mejorada en tecnología CMOS del microprocesador de 8 bits MOS 6502 (NMOS) realizada por William D. Mensch, Jr del Western Design Center (WDC).

AVR Son una familia de microcontroladores RISC de Atmel. La arquitectura de los AVR fue concebida por dos estudiantes en el Norwegian Institute of Technology, y posteriormente refinada y desarrollada en Atmel Norway, la empresa subsidiaria de Atmel, fundada por los dos arquitectos del chip. El AVR es una CPU de arquitectura Harvard. Tiene 32 registros de 8 bits. Algunas instrucciones sólo operan en un subconjunto de estos registros.

Intel 8085 Es un procesador de 8 bits fabricado por Intel. Era binariamente compatible con el anterior Intel 8080 pero exigía menos soporte de hardware, así permitía unos sistemas de microordenadores más simples y más baratos de hacer. El número 5 de la numeración del procesador proviene del hecho que solamente requería una alimentación de 5 voltios, no como el 8080 que necesitaba unas alimentaciones de 5 y 12 voltios.

Intel 8088 (1978) Los Intel 8086 e Intel 8088 (i8086, llamado oficialmente iAPX 86, e i8088) son dos microprocesadores de 16 bits diseñados por Intel en 1978, iniciadores de la arquitectura x86. La diferencia entre el i8086 y el i8088 es que este último utiliza un bus externo de 8 bits, para poder emplear circuitos de soporte al microprocesador más económicos, en contraposición al bus de 16 bits del i8086.

Motorola 6809 (1979) El 6809 es un microprocesador de 8 bits fabricado por Motorola. El 6809 fue un avance mayor sobre sus dos predecesores, el Motorola 6800 y el MOS Technology 6502. Es considerado como el precursor moral de la familia de procesadores Motorola 68000, aunque el diseño del 68K actualmente se sobrepasa al proyecto 6809. El conjunto de instrucciones y complemento de registro fue altamente ortogonal, haciendo la programación en lenguaje ensamblador bastante agradable, y no la pesadilla de la mayoría de otros CPUs de microcomputadoras de la época.

Intel 80188 (1982) Los Intel 80186 y 80188 (i80186 e i81088) son dos microprocesadores que fueron desarrollados por Intel alrededor de 1982. La velocidad de reloj del i80186 e i80188 es de 6 MHz. Una característica principal del i80186 e i80188 es que utilizándolos es posible reducir el número de circuitos integrados auxiliares necesarios, al integrar características como un controlador de acceso directo a memoria (DMA), un controlador de interrupciones, temporizadores y lógica de selección de circuito integrado.

ARM2 (1983) La arquitectura del ARM2 posee un bus de datos de 32 bits y ofrece un espacio de direcciones de 26 bits, junto con 16 registros de 32 bits. Uno de estos registros se utiliza como contador de programa, aprovechándose sus 4 bits superiores y los 2 inferiores para contener los flags de estado del procesador. El ARM2 es probablemente el procesador de 32 bits útil más simple del mundo, ya que posee sólo 30 000 transistores.

SUN Ultra Sparc II (1985). SPARC (del inglés Scalable Processor ARChitecture) es una arquitectura RISC big-endian. Es decir, una arquitectura con un conjunto reducido de instrucciones. Fue originalmente diseñada por Sun Microsystems y dirigido por el ingeniero Kaa en 1985, se basa en los diseños RISC I y II de la Universidad de California en Berkeley.

Intel i860 (1989). El Intel i860 (también conocido como el 80860, y nombre código N10) era un microprocesador RISC de Intel, lanzado en 1989. El i860 fue, junto con el i960, uno de

los primeros intentos de

una Arquitectura de Conjunto de Instrucciones (Instruction Set

Architecture, ISA) completamente nueva y de alto nivel desde el fallido Intel i432 de los años 1980.

PA-RISC 7300LC. Los primeros PA-RISC fueron dispositivos de 32 bits. Se usaron por primera vez en las últimas series de HP 3000, la 930 y la 950, comúnmente conocidos como sistemas Spectrum (nombre que le pusieron en los laboratorios de HP). Estas máquinas corrían sobre MPE/iX. Una característica interesante de PA-RISC es que la mayoría de sus microprocesadores no tiene caché L2. En su lugar se implementaba una caché L1 mayor, formada por chips separados conectados al microprocesador a través de un bus (actualmente esta integrada en el propio chip.

DEC Alpha (1992). DEC Alpha es una arquitectura diseñada por DEC e introducida bajo el nombre AXP, como reemplazo a la serieVAX. Cuenta con un set de instrucciones RISC de 64 bits especialmente orientada a cálculo de punto flotante. Una de las arquitecturas de computadoras existentes. La arquitectura Alpha se caracteriza por seguir la filosofía RISC (Conjunto reducido de instrucciones). El primer procesador que hizo gala de la tecnología Alpha fue el 21064. Está preparado para manejar datos de 64 bits, pero también puede manejar datos de 32, 16 bits y por último de 8 bits.

PowerPC 601 (1993). PowerPC (usualmente abreviada PPC) es el nombre original de la arquitectura de computadoras de tipo RISC, fue desarrollada por IBM, Motorola y Apple. Los procesadores de esta familia son producidos por IBM y Freescale Semiconductor que es la división de semiconductores y microprocesadores de Motorola, siendo utilizados principalmente en ordenadores o computadores Macintosh de Apple Computer hasta el año 2006. Aparece la primera generación PowerPC con el nombre clave PowerPC 601, fue desarrollada por la alianza Apple, IBM y Motorola. En Austin, fue el lugar donde desarrollaron el procesador, en el diseño utilizaron la interfaz de bus del Motorola 88110. El PowerPC 601 tuvo bastante éxito.

Pentium Se lanza el primer Pentium de Intel al mercado, con velocidades iniciales de 60 y 66 MHz, 3.100.000 transistores, cache interno de 8 KB para datos y 8 KB para instrucciones. Pentium también fue conocido por su nombre clave P54C. Se comercializó en velocidades entre 60 y 200 MHz, con velocidad de bus de 50, 60 y 66 MHz.

Pentium Pro (1995). El Pentium Pro es la sexta generación de arquitectura x86 de los microprocesadores de Intel, cuya meta era remplazar al Intel Pentium en toda la gama de aplicaciones, pero luego se centró como chip en el mundo de los servidores y equipos de sobremesa de gama alta. Posteriormente Intel lo dejó de lado a favor de su gama de procesadores de altas prestaciones llamada Xeon.

AMD 5x86. El microprocesador AMD 5x86 es un procesador compatible x86 por Advanced Micro Devices destinado a ser utilizado en ordenadores basados en un 486. El AMD 5x86 (conocido también con el nombre de 5x86-133, Am5x86 o X5-133) es un procesador 486 estándar con un multiplicador interno a 4x, permitiéndole funcionar a 133 MHz en sistemas para procesadores 486 DX2 o DX4 sin multiplicador. El 5x86 tenía una memoria caché L1 de tipo write-back de 16 kB, siendo los demás de 8 kB. Algunos modelos salieron a 150 MHz producidos por AMD.

Pentium II (1997). El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 diseñado por Intel. Está basado en una versión modificada del núcleo P6, usado por primera vez en el Intel Pentium Pro. El Pentium II se comercializó en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj de entre 166 y 450 MHz. La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz, pero en las versiones a partir de los 333 MHz se aumentó a 100 MHz.

AMD K6. AMD lanza al mercado el procesador AMD K6. Éste procesador estaba diseñado para funcionar en placas base Pentium. La principal ventaja del AMD con respecto al Pentium era su precio, bastante más barato con las mismas prestaciones. El K6 tuvo una gran aceptación en el mercado presentándose como un rival fuerte para Intel. Su sucesor fue el microprocesador K6-2. El K6 cuenta con una gama que va desde los 166 hasta los 300 Mhz y con el juego de instrucciones MMX, que ya se han convertido en estándar.

MIPS R4400 (1999). Con el nombre de MIPS (siglas de Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) se conoce a toda una familia de microprocesadores de arquitectura RISC desarrollados por MIPS Technologies. Cifras de 1999 estiman que uno de cada tres procesadores RISC fabricados en el mundo está basado en el MIPS. Los diseños del MIPS son utilizados en la línea de productos informáticos de SGI; en muchos sistemas integrados; en dispositivos para Windows CE; routers Cisco; y videoconsolas como la Nintendo 64 o las Sony PlayStation, PlayStation 2 y PlayStation Portable.

Pentium III (1999). El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel; el cual es una modificación del Pentium Pro. Los primeros modelos tenían velocidades de 450 y 500 MHz. El 17 de mayo de 1999 se introdujo el modelo de 550 MHz y el 2 de agosto del mismo año el de 600 MHz. Posteriormente (antes de la salida del Coppermine), salieron versiones de 133Mhz de Bus.

AMD Athlon (1999). El procesador Athlon se lanzó al mercado el 21 de agosto de 1999 por AMD. El primer núcleo del Athlon, conocido en clave como "K7" (en homenaje a su predecesor, el K6), estuvo disponible inicialmente en versiones de 500 a 650 MHz, pero después alcanzó velocidades de hasta 1 GHz. El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debe ser conectado en placas

base con Slot A, que son compatibles mecánicamente, pero no eléctricamente, con el Slot 1 de Intel.

Pentium IV (2000). El Pentium 4 es un microprocesador de séptima generación basado en la arquitectura x86 y fabricado porIntel. 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. El 8 de agosto de 2008 se realiza el último envío de Pentium 4, siendo sustituido por los Intel Core Duo.

Intel Itanium (2001). El Itanium, también conocido por su nombre en código Merced, fue el primer microprocesador de la arquitectura Intel Itanium (antes llamada IA64, creada por Hewlett-Packard y desarrollada conjuntamente por HP e Intel) que Intel lanzó al mercado. Aunque su lanzamiento inicialmente se planeó para 1998, no se produjo hasta mayo de 2001. Este procesador se fabricaba utilizando un proceso de 180 nm y disponía de 32 KB de memoria caché de primer nivel (16 para datos y 16 para instrucciones), 96 KB de caché de segundo nivel integrada en el núcleo y 2 ó 4 MB de caché de tercer nivel exterior al núcleo. Estaba disponible en versiones a 733 u 800 MHz.

PowerPC G5 (2002). El PowerPC G5 (nombre común del PowerPC 970 y del PowerPC 970FX) es un microprocesador de alto rendimiento con arquitectura RISC de 64 bits, pertenece a la familia PowerPC; diseñado y fabricado por IBM. El PowerPC 970 está construido usando

tecnología de 130nm, y el 970FX, de 90nm. Contienen más de 58 millones de transistores. Están basados en el desarrollo de los Power4 de IBM, e incluyen dos de los motores vectoriales VMX de IBM, en lugar de la unidad AltiVec usada en los G4 (PowerPC 74xx). Adicionalmente, son capaces de procesar instrucciones de 32-bit en modo nativo. Tiene un rendimiento excepcional en comparación con otros procesadores y con una capacidad de direccionamiento de memoria hasta 8 GB.

Pentium M 730 (2003). El Pentium M es un microprocesador con arquitectura x86 (i686) diseñado y fabricado por Intel. El procesador fue originalmente diseñado para su uso en computadoras portátiles. Su nombre en clave antes de su introducción era "Banias". Está optimizado para un consumo de potencia eficiente, una característica vital para ampliar la duración de la batería de las computadoras portátiles. Funciona con un consumo medio muy bajo y desprende mucho menos calor que los procesadores de ordenadores de sobremesa, el Pentium M funciona a una frecuencia de reloj más baja que los procesadores Pentium 4 normales, pero con un rendimiento similar (por ejemplo un Pentium M con velocidad de reloj de 1,73 GHz normalmente puede igualar el rendimiento de un Pentium 4 a 3,2 GHz.

Pentium D (2005). Los procesadores Pentium D fueron introducidos por Intel en el Spring 2005 Intel Developer Forum. Un chip Pentium D consiste básicamente en 2 procesadores Pentium 4 metidos en un solo encapsulado (2 nucleos Prescott para el core Smithfield y 2 nucleos Cedar Mill para el core Presler) y comunicados a través del FSB. Su proceso de fabricación fue inicialmente de 90 nm y en su segunda generación de 65 nm.

Pentium Dual-Core (2006). El procesador 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.

Intel Kentsfield (2006). El Kentsfield, lanzado el 2 de Noviembre de 2006, fue el primer procesador de cuatro núcleos de Intel para sobremesas, denominado Core 2 (y Xeon, para servidores y estaciones de trabajo).

Athlon 2 X4 620 (2008). El AMD Athlon 2 X4 620 no es un procesador de velocidad punta, no es el motor de un deportivo, esbel motor de una berlina diseñada para ofrecer el confort de trabajo que exigimos en estos nuevos tiempos al precio que se exige en los tiempos que corren. Este procesador trabaja con una frecuencia de 2.6GHz y por supuesto podemos hacer un overclocking del 10-15% sin demasiados problemas y sin aumentar los consumos de forma notable.

Phenom II X3 y X4. Bien, la serie Phenom II de AMD fue presentada para socket AM2+ revelando gran superioridad con la generación anterior manteniendo compatibilidad con socket AM2 aunque se anulaban algunas funciones (como el Hyper Transport 3.0).

Microprocesadores Intel Core i3, i5 e i7 de cuatro núcleos (2010). En el 2010, Intel anunció los modelos Core i3, i5 e i7 de cuatro núcleos, familia de procesadores que cubren los requerimientos de proceso de todos los niveles de usuario, dependiendo de su perfil y estilo de vida. » Core i3: integra una experiencia informática rápida y flexible. Equipado con el acelerador Intel para medios gráficos de alta definición, un motor de video de avanzada que ofrece una fluida reproducción de video, así como capacidades 3D de avanzada, lo que implica una solución ideal para gráficos en su uso cotidiano. » Core i5: asigna automáticamente la capacidad de proceso donde más se necesita, permitiendo al usuario crear videos HD, componer música digital, editar fotos o jugar videojuegos. » Y para los usuarios más experimentados, el Core i7 se presenta como la mejor opción, el cual posee grandes ventajas al momento de usar aplicaciones que requieren mayor performance. La familia Core 2010 de Intel posee la tecnología Hyper Threading que permite que cada núcleo del procesador trabaje en dos tareas al mismo tiempo, ofreciendo el rendimiento que el usuario necesita para ejecutar varias tareas a la vez.

VENTAJAS » Facilidad de implementación del conjunto de instrucciones. » Compatibilidad de hacia adelante y hacia atrás de nuevas CPU’s. » Facilidad de Programación. » Puede ser menor la complejidad del compilador. DESVENTAJAS » La complejidad del conjunto de instrucciones crece. » Las instrucciones de longitud variable reducen el rendimiento de sistema. » Inclusión de instrucciones que raramente se usan.

ARQUITECTURA RISC La arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer, computador de conjunto reducido de instrucciones) ha sido una de las más importantes innovaciones en la arquitectura de computadores. Se trata de un tipo de procesador especialmente rápido que utiliza una tecnología del tipo pipeline muy desarrollada, lo que le faculta para operar con un alto nivel de simultaneidad. Este tipo de procesadores son lo contrario de los denominados CISC, mucho más comunes. Buscando aumentar la velocidad del procesamiento se descubrió en base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la ejecución de programas compilados directamente con microinstrucciones y residentes en memoria externa al circuito integrado resultaban ser más eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue decrementando conforme se mejoraba su tecnología de encapsulado. Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado, éstas se pueden implantar por hardware directamente en la CPU, lo cual elimina el microcódigo y la necesidad de decodificar instrucciones complejas.

Alrededor del 20% de las instrucciones ocupa el 80% del tiempo total de ejecución de un programa. Existen secuencias de instrucciones simples que obtienen el mismo resultado que secuencias complejas predeterminadas, pero requieren tiempos de ejecución más cortos. En los sistemas RISC casi todas las instrucciones pueden ejecutarse dentro de un ciclo de reloj con un control implantado por hardware, base importante para la reorganización de la ejecución de instrucciones por medio de un compilador. INICIOS Los inicios de la tecnología RISC surgen en el ambiente académico, en 1980, en la Universidad de Berkeley California, donde el Dr. David A. Patterson inició un proyecto denominado RISC I, obteniendo resultados en tan solo 19 meses, seguido por RISC II, SOAR Smalltalk on a RISC y SPUR (Symbolic Processing on a RISC), pero simultáneamente, en la Universidad de Stanford, el Dr. John Hennesy inició también un proyecto de implementación RISC, denominado MIPS, seguido por el sistema MIPS-XMP, enfocados hacia el proceso simbólico, demostrando así las capacidades de velocidad de la arquitectura RISC. Ambos profesores se vieron envueltos rápidamente, en proyectos de productos comerciales, y en concreto, el llamado Hennesy fue uno de los fundadores de MIPS Computer Systems, mientras Patterson actuaba de asesor durante el desarrollo del primer SPARC. VENTAJAS » Instrucciones complejas ralentizar el procesamiento. » Instrucciones simples ejecutados a altas velocidades. » 20% de las instrucciones de hacer un 80% de los trabajos. » Optimizar los 20 utilizados con frecuencia las instrucciones de la mayoría. » Otras instrucciones realizadas por la combinación de los básicos. La estrategia del RISC también trae algunas ventajas muy importantes. Porque cada instrucción requiere solamente un ciclo de reloj ejecutarse, el programa entero se ejecutará en aproximadamente la misma cantidad de tiempo que el comando del multiciclo “MULT”. Este el

RISC “instrucciones reducidas” requiere menos transistores del espacio del hardware que las instrucciones complejas, saliendo de más sitio para los registros de fines generales. Porque todas las instrucciones se ejecutan en una cantidad de tiempo uniforme (es decir un reloj), el canalizar es posible. DESVENTAJAS » Más difícil de programar. » Excesiva dependencia en la efectividad del compilador. » La depuración de los programas se hace difícil por la programación de instrucciones. » Se incrementa el tamaño del código de lenguaje máquina.

ARQUITECTURA ARM ARM es una arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer, Ordenador con Conjunto Reducido de Instrucciones) de 32 bits desarrollada por ARM Holdings. Se llamó Advanced RISC Machine, y anteriormente Acorn RISC Machine. La arquitectura ARM es el conjunto de instrucciones de 32 bits más ampliamente utilizado en unidades producidas. Concebida originalmente por Acorn Computers para su uso en ordenadores personales, los primeros productos basados en ARM eran los Acorn Archimedes, lanzados en 1987. La relativa simplicidad de los procesadores ARM los hace ideales para aplicaciones de baja potencia. Como resultado, se han convertido en dominante en el mercado de la electrónica móvil e integrada, encarnados en microprocesadores y microcontroladores pequeños, de bajo consumo y relativamente bajo coste. En 2005, alrededor del 98% de los más de mil millones de teléfonos móviles vendidos utilizaban al menos un procesador ARM. Desde 2009, los procesadores ARM son aproximadamente el 90% de todos los procesadores RISC de 32 bits integrados y se utilizan ampliamente en la electrónica de consumo, incluyendo PDA, tabletas, Teléfono inteligente, teléfonos móviles, videoconsolas portátiles, calculadoras, reproductores digitales de música y medios (fotos, vídeos, etc.), y periféricos de ordenador como discos duros y routers.

La arquitectura ARM es licenciable. Las empresas que son titulares de licencias ARM actuales o anteriores incluyen a Alcatel-Lucent, Apple Inc., AppliedMicro, Atmel, Broadcom, Cirrus Logic, Digital Equipment Corporation, Ember, Energy Micro, Freescale, Intel (a través de DEC),LG, Marvell Technology Group, Microsemi, Microsoft, NEC, Nintendo, Nokia , Nuvoton, Nvidia, Sony, NXP (antes Philips), Oki, ON Semiconductor, Psion, Qualcomm, Samsung, Sharp, STMicroelectronics, Symbios Logic, Texas Instruments, VLSI Technology, Yamaha, y ZiiLABS. Los procesadores ARM son desarrollados por ARM y los titulares de licencias de ARM. Prominentes familias de procesadores ARM desarrollados por ARM Holdings incluyen el ARM7, ARM9, ARM11 y Cortex. Los procesadores ARM notables desarrollados por los licenciatarios incluyen Applied Micro Circuits Corporation X-Gene, DEC StrongARM, Freescale i.MX, Marvell Technology Group XScale, NVIDIA Tegra, Qualcomm Snapdragon, Texas Instruments OMAP, Samsung Exynos, Apple Ax, STEricsson NovaThor, Huawei K3V2 e Intel Medfield.

EVOLUCIÓN DE ARM El diseño del ARM comenzó en 1983 como un proyecto de desarrollo en la empresa Acorn Computers. Roger Wilson y Steve Furber lideraban el equipo, cuya meta era, originalmente, el desarrollo de un procesador avanzado, pero con una arquitectura similar a la del MOS 6502. La razón era que Acorn tenía una larga línea de ordenadores personales basados en dicho micro, por lo que tenía sentido desarrollar uno con el que los desarrolladores se sintieran cómodos.

El equipo terminó el diseño preliminar y los primeros prototipos del procesador en el año 1985, al que llamaron ARM1. La primera versión utilizada comercialmente se bautizó como ARM2 y se lanzó en el año 1986. La arquitectura del ARM2 posee un bus de datos de 32 bits y ofrece un espacio de direcciones de 26 bits, junto con 16 registros de 32 bits. Uno de estos registros se utiliza como contador de programa, aprovechándose sus 4 bits superiores y los 2 inferiores para contener los flags de estado del procesador. El ARM2 es probablemente el procesador de 32 bits útil más simple del mundo, ya que posee sólo 30.000 transistores. Su simplicidad se debe a que no está basado en microcódigo (sistema que suele ocupar en torno a la cuarta parte de la cantidad total de transistores usados en un procesador) y a que, como era común en aquella época, no incluye caché. Gracias a esto, su consumo en energía es bastante bajo, a la vez que ofrece un mejor rendimiento que un 286. Su sucesor, el ARM3, incluye una pequeña memoria caché de 4KB, lo que mejora los accesos a memoria repetitivos. A finales de los años 80, Apple Computer comenzó a trabajar con Acorn en nuevas versiones del núcleo ARM. En Acorn se dieron cuenta de que el hecho de que el fabricante de un procesador fuese también un fabricante de ordenadores podría echar para atrás a los clientes, por lo que se decidió crear una nueva compañía llamada Advanced RISC Machines, que sería la encargada del diseño y gestión de las nuevas generaciones de procesadores ARM. Ocurría esto en el año 1990. Este trabajo derivó en el ARM6, presentado en 1991. Apple utilizó el ARM 610 (basado en el ARM6), como procesador básico para su innovador PDA, el Apple Newton. Por su parte, Acorn lo utilizó en 1994 como procesador principal en su RiscPC. El núcleo mantuvo su simplicidad a pesar de los cambios: en efecto, el ARM2 tiene 30.000 transistores, mientras que el ARM6 sólo cuenta con 35.000. La idea era que el usuario final combinara el núcleo del ARM con un número opcional de periféricos integrados y otros elementos, pudiendo crear un procesador completo a la medida de sus necesidades.

La mayor utilización de la tecnología ARM se alcanzó con el procesador ARM7TDMI, con millones de unidades en teléfonos móviles y sistemas de videojuegos portátiles. DEC licenció el diseño, lo cual generó algo de confusión debido a que ya producía el DEC Alpha, y creó el StrongARM. Con una velocidad de reloj de 233 MHz, este procesador consumía solo 1 W de potencia (este consumo de energía se ha reducido en versiones más recientes). Esta tecnología pasó posteriormente a manos de Intel, como fruto de un acuerdo jurídico, que la integró en su línea de procesadores Intel i960 e hizo más ardua la competencia. Freescale (una empresa que derivó de Motorola en el año 2004), IBM, Infineon technologies, OKI, Texas Instruments, Nintendo, Philips, VLSI, Atmel, Sharp, Samsung y STMicroelectronics también licenciaron el diseño básico del ARM. VENTAJAS » Más batería: ARM está diseñado para consumir la mejor energía posible. X86 no está diseñado para ello. » Precios bajos: Gracias a tantas licencias vendidas, la competencia es mayor. Fabricarlos y diseñarlos es más barato que optar por productos x86 de sólo dos o tres fabricantes. » Más seguridad: Existe poco malware para la plataforma ARM, a diferencia de la que existe en x86 y Windows. DESVENTAJAS » Menos rendimiento: En aplicaciones comunes, x86 sigue teniendo la batuta. Menos mal, cada vez aparecen modelos ARM más rápidos en frecuencia y con más núcleos. » Pocos juegos: La arquitectura SoC mete todo lo necesario en un pedazo de silicio, incluido el GPU. Este último es poco complejo, por ende de bajo rendimiento comparado con los de escritorio.

» No hay 64-bit: No hay ningún diseño que permita usar un espacio de memoria mayor a 4GB, sin embargo la próxima versión de ARM tendría un controlador de memoria de 40-bit que permitirá acceder a 1TB.

CONCLUSIONES El procesador es el componente más complejo 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 red, monitor, teclado y mouse. Prácticamente, todo pasa por él, ya que es el responsable de ejecutar todas las instrucciones existentes. En la actualidad son dos las principales marcas que dominan el mercado de los procesadores, INTEL y AMD, Intel Corporation es una empresa multinacional que fabrica microprocesadores y circuitos integrados especializados, como circuitos integrados auxiliares para placas base de ordenador y otros dispositivos electrónicos, esta última cuenta con el respaldo de una empresa de renombre llamada Microsoft, la cual hasta estos momentos acapara la mayor parte del mercado de los procesadores, aproximadamente el 80%.

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