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• Max Lopez

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Parámetros más importantes del procesador

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PARÁMETROS IMPORTANTES DE UN MICROPROCESADOR

Buses En la arquitectura tradicional de Intel (usada hasta modelos recientes), ese bus se llama front-side bus y es de tipo paralelo con 64 líneas de datos, 32 de direcciones además de múltiples líneas de control que permiten la transmisión de datos entre el procesador y el resto del sistema. Este esquema se ha utilizado desde el primer procesador dela historia, con mejoras en la señalización que le permite funcionar con relojes de 333 Mhz haciendo 4 transferencias por ciclo. En algunos procesadores de AMD y en el Intel Core i7 se han usado otros tipos para el bus principal de tipo serial. Entre estos se encuentra el bus HyperTransport de AMD, que maneja los datos en forma de paquetes usando una cantidad menor de líneas de comunicación, permitiendo frecuencias de funcionamiento más altas y en el caso de Intel, Quickpath

Los microprocesadores de Intel y de AMD (desde antes) poseen además un controlador de memoria de acceso aleatorio en el interior del encapsulado lo que hace necesario la implementación de buses de memoria del procesador hacia los módulos. Ese bus está de acuerdo a los estándares DDR de JEDEC y consisten en líneas de bus paralelo, para datos, direcciones y control. Dependiendo de la cantidad de canales pueden existir de 1 a 4 buses de memoria.

FSB El front-side bus, también conocido por su acrónimo FSB (del inglés literalmente "bus de la parte frontal"), es el tipo de bus usado como bus principal en algunos de

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los antiguos microprocesadores de la marca Intel para comunicarse con el circuito integrado auxiliar o chipset. Ese bus incluye señales de datos, direcciones y control, así como señales de reloj que sincronizan su funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel, desde Nehalem, y hace tiempo en los de AMD se usan otros tipos de buses como el Intel QuickPath Interconnect y el HyperTransport respectivamente.

Multiplicador La frecuencia de trabajo del microprocesador se obtiene como resultado de multiplicar la frecuencia de reloj del FSB (en megahercios, no en MT/s) por un factor multiplicador. Este factor multiplicador, así como la frecuencia de reloj del FSB puede alterarse a través de la configuración de la placa base, generalmente a través de la BIOS, permitiendo así el overclocking. Por ejemplo, una CPU de 1.000 MHz podría funcionar con una frecuencia de reloj de 133 MHz y un factor multiplicador de 7,5. El ancho de banda del FSB depende de su tamaño de palabra (si es de 16, 32 o 64 bits), su frecuencia de reloj medida en megahercios y el número de transferencias que realiza por ciclo de reloj. Por ejemplo, un FSB de 32 bits de ancho (4 bytes), funcionando a 100 MHz y que realice 4 transferencias por cada ciclo, ofrece un máximo teórico de 1.600 megabytes por segundo. Por otra parte si se usa la tecnología Quad Pumping, si el bus funciona a 100 MHz de señal de reloj, en cada ciclo de reloj hay cuatro transferencias de datos. Se dice entonces que el bus funciona a 400 MT/s, y su ancho de banda se expresa mediante la siguiente sencilla fórmula: 4 bytes x 100 MHz x 4 = 1.600 MB/s.

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Memoria Cache Es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a alcance directo ciertos datos que «predeciblemente» serán utilizados en las siguientes operaciones, sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo así el tiempo de espera para adquisición de datos. Todos los micros compatibles con PC poseen la llamada cache interna de primer nivel o L1; es decir, la que está dentro del micro, encapsulada junto a él. Los micros más modernos (Pentium III Coppermine, Athlon Thunderbird, etc.) incluyen también en su interior otro nivel de caché, más grande, aunque algo menos rápida, es la caché de segundo nivel o L2 e incluso los hay con memoria caché de nivel 3, o L3.

Unidad de Control La unidad de control (UC) es uno de los tres bloques funcionales principales en los que se divide una unidad central de procesamiento (CPU). Los otros dos bloques son la unidad de proceso y el bus de entrada/salida. Su función es buscar las instrucciones en la memoria principal, decodificarlas (interpretación) y ejecutarlas, empleando para ello la unidad de proceso. Existen dos tipos de unidades de control, las cableadas, usadas generalmente en máquinas sencillas, y las microprogramadas, propias de máquinas más complejas. En el primer caso, los componentes principales son el circuito de lógica secuencial, el de control de estado, el de lógica combinacional y el de emisión de reconocimiento de señales de control. En el segundo caso, la microprogramación de la unidad de control se encuentra almacenada en una micromemoria, a la cual se accede de manera secuencial para posteriormente ir ejecutando cada una de las microinstrucciones. En computadoras, la unidad de control fue históricamente

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definida como una parte distinta del modelo de referencia de 1946 de la Arquitectura de von Neumann. En diseños modernos de computadores, la unidad de control es típicamente una parte interna del CPU.

ALU La unidad aritmético lógica, también conocida como ALU (siglas en inglés de arithmetic logic unit), es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no), entre dos números. Muchos tipos de circuitos electrónicos necesitan realizar algún tipo de operación aritmética, así que incluso el circuito dentro de un reloj digital tendrá una ALU minúscula que se mantiene sumando 1 al tiempo actual, y se mantiene comprobando si debe activar el sonido de la alarma, etc.

Por mucho, los más complejos circuitos electrónicos son los que están construidos dentro de los chips de microprocesadores modernos. Por lo tanto, estos procesadores tienen dentro de ellos un ALU muy complejo y potente. De hecho, un microprocesador moderno (y los mainframes) pueden tener múltiples núcleos, cada núcleo con múltiples unidades de ejecución, cada una de ellas con múltiples ALU.

Motor de ejecución Las unidades de ejecución se encargan de realizar las operaciones matemáticas y lógicas propiamente dichas, y de guardar el resultado para terminar la fase de

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ejecución. Por ese motivo toda unidad de ejecución está conformada por dos partes esenciales: una serie de registros y un circuito operacional, que contiene la lógica necesaria para manejar los datos recibidos. Los registros pueden ser:   

De entrada : los cuales contienen los operandos para el proceso Acumulador : almacena el resultado de la operación De control o de estado: se utilizan para determinar ciertos parámetros de los resultados

Los microprocesadores actuales cuentan con dos tipos de unidades de ejecución, la ALU (unidad aritmética y lógica) y la FPU (unidad de punto flotante). La ALU realiza las operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicaciones) y lógicas (comparaciones, decisiones) con números enteros. En la actualidad los microprocesadores cuentan con más de una ALU en el mismo chip. La FPU o coprocesador matemático (antiguamente se incluía en un chip), se encarga de realiza operaciones con números reales que están representados mediante un estándar. En la arquitectura x86 (la utilizada en la PC, estos números pueden ser eneros (de hasta 64 bits) o de punto flotante (racionales) de 80 bits. Esto supone que se puede tratar de un rango mucho más grande de números, o bien con una precisión ampliamente mayor Una FPU típica es bastante parecida a una ALU, aunque más compleja. Se destacan sus ocho registros de 80 bits. La unidad de punto flotante comparte la misma unidad de control que la ALU y puede trabajar paralelamente con ella; es posible ejecutar una instrucción simple con la ALU y una de punto flotante en la FPU al mismo tiempo. Al igual que ocurre con la ALU, en los procesadores actuales hay más de una FPU trabajando en

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paralelo, de forma tal que se puede ejecutar varias instrucciones de este tipo en forma simultánea y con óptimo rendimiento.

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