Manual de Procesadores, Tarjetas Madre y Memorias

• 1. Introducción
• 2. Prologo
• Marco Teórico
• 3. Procesadores
• 5. Tipos de Memoria
• 6. Conclusión 74
• 7. Sumary 75
• 8. Glosario 76
• 9. Bibliografía 81

1. INTRODUCCION.

En el interior de la computadora parece algo tan complicado, es cierto todas las computadoras son aparatos electrónicos aparentemente complicados pero, a lo largo de este manual describiremos con detalle algunos componentes internos de estos, como son los procesadores, la Placa Madre y las Memorias, así como también los avances que han ido teniendo a lo largo de estos tiempos, y al final descubriremos que no se necesita demasiada experiencia para desarmar una computadora y poder ampliar y reparar su PC.

2. PROLOGO

El mundo está cambiando y usted deberá aprender todas esas, antes complicadas, hoy comunes tecnologías modernas que le permitirán conseguir un empleo mejor retribuido y actualmente hasta, realizar trabajos desde la comodidad de su hogar (teletrabajo), reduciendo el tráfico en las calles y por ende la contaminación de las grandes ciudades. La mayoría de los gobiernos de los países en desarrollo han tomado muy en serio los programas de educación para crear en sus poblaciones una "cultura informática".

Definitivamente, las computadoras están cambiando nuestras vidas. Ahora hemos de aprenderla para no quedar inmersos en una nueva forma de analfebatismo. Lo anterior contribuye a la creación de nuevos esquemas sociales que incluyen: novedosas maneras de comercialización aprovechando las facilidades para comunicarse con todo el mundo a través de Internet; la necesidad de crear leyes adecuadas a la realidad cibernética actual y, sobre todo; la concepción de una nueva manera de relacionarse con nuestros semejantes, que contemple una serie de normas éticas que regulen la convivencia pacifica y cordial entre los millones de personas que tienen que utilizar estas avanzadas tecnologías para realizar su trabajo, estudio, descanso y esparcimiento diarios.

A lo largo de este manual conoceremos algunas partes de las computadoras como son procesadores, tarjetas madre y memorias desde sus iniciaos hasta los mas actualizados.

MARCO TEORICO

3. PROCESADORES

El procesador es el corazón de todo sistema PC. Su nombre más preciso es CPU (Central Processing Unit), o "Unidad de procesamiento central". La CPU es el jefe del sistema. En mayor o menor medida participa en todos los procesos como elemento de control y coordinación.

A menudo se llama equivocadamente "chip" al procesador. Un chip es un circuito integrado, un IC. También pueden recibir este nombre los chips de memoria del computador o el sintonizador de una radio de bolsillo.

Un microprocesador es un circuito integrado construido en un pedazo diminuto de silicón. Contiene miles, o incluso millones, de transistores que se interconectan vía los rastros extrafinos de aluminio. La función de los transistores es guardar y manipular datos juntos para que el microprocesador pueda realizar una variedad ancha de funciones útiles. El primer procesador de Intel fue los 4004, se introdujo en 1971 y contuvo 2,300 transistores. El Pentium II contiene 7.5 millones de transistores. Una de las tareas más comunes que realiza un microprocesador es servir como "cerebros" dentro de las computadoras personales, pero ellos entregan "inteligencia" a los otros dispositivos también.

HISTORIA

El primer "PC" o Personal Computer fue inventado por IBM en 1981 (a decir verdad, ya existían ordenadores personales antes, pero el modelo de IBM tuvo gran éxito, entre otras cosas porque era fácil de copiar). En su interior había un micro denominado 8088, de una empresa no muy conocida llamada Intel. Las prestaciones de dicho chip resultan risibles hoy en día: un chip de 8 bits trabajando a 4,77 MHz, aunque bastante razonables para una época en la que el chip de moda era el Z80 de Zilog, el motor de aquellos entrañables Spectrum que hicieron furor en aquellos tiempos, gracias sobre todo a juegos increíbles, con más gracia y arte que muchos actuales para Pentium MMX.

El 8088 era una versión de prestaciones reducidas del 8086, que marcó la coletilla "86" para los siguientes chips Intel: el 80186 (que se usó principalmente para periféricos), el 80286 (de cifras aterradoras, 16 bits y hasta 20 MHz) y por fin, en 1.987, el primer micro de 32 bits, el 80386 o simplemente 386. Al ser de 32 bits (ya comentaremos qué significa esto de los bits) permitía idear software más moderno, con funcionalidades como multitarea real, es decir, disponer de más de un programa trabajando a la vez. A partir de entonces todos los chips compatibles Intel han sido de 32 bits, incluso el flamante Pentium II.

El mundo PC no es todo el mundo de la informática personal; existen por ejemplo los Apple, que desde el principio confiaron en otra empresa llamada Motorola. Sin embargo, el software de esos ordenadores no es compatible con el tipo de instrucciones de la familia 80×86 de Intel; esos micros, pese a ser en ocasiones mejores que los Intel, sencillamente no entienden las órdenes utilizadas en los micros Intel, por lo que se dice que no son compatibles Intel. Aunque sí hay chips compatibles Intel de otras empresas, entre las que destacan AMD y Cyrix. Estas empresas comenzaron copiando flagrantemente a Intel, hasta hacerle a veces mucho daño (con productos como el 386 de AMD, que llegaba a 40 MHz frente a 33 MHz del de Intel, o bien en el mercado 486). Posteriormente perdieron el carro de Intel, especialmente el publicitario, y hoy en día resurgen con ideas nuevas, buenas y propias, no adoptadas como antes.

Volviendo a la historia, un día llegó el 486, que era un 386 con un coprocesador matemático incorporado y una memoria caché integrada, lo que le hacía más rápido; desde entonces todos los chips tienen ambos en su interior. Luego vino el Pentium, un nombre inventado para evitar que surgieran 586s marca AMD o Cyrix, ya que no era posible patentar un número pero sí un nombre, lo que aprovecharon para sacar fuertes campañas de publicidad del "Intel Inside" (Intel dentro), hasta llegar a los técnicos informáticos de colores que anuncian los Pentium MMX y los Pentium II. Sobre ellos (los MMX y II), los MMX son Pentium renovados con las instrucciones semi-mágicas MMX y más caché, y los Pentium II son una revisión del profesional Pentium Pro pero con MMX y un encapsulado SEC (una funda negra súper espectacular).

PROCESADORES POR MARCAS

PROCESADORES INTEL

Pentium Classic:

Las primeras series, funcionaban a 60 y a 66 Mhz., y debido a que trabajaban a 5V. Tenían problemas de sobrecalentamiento. Además trabajaban a la misma velocidad que el propio bus. Estos modelos se pueden actualizar mediante el Overdrive de Intel a 120 o a 133, que duplica la velocidad del bus, e incorpora un reductor de 5V a 3,3.

A partir del modelo de 75 Mhz ya se empieza a trabajar con multiplicadores de frecuencia internos para que el rendimiento de los procesadores sea mayor que el que el bus y la memoria permiten.

Además se soluciona el problema de "calentura" rebajando la tensión de funcionamiento de los nuevos modelos a 3,52 voltios, con lo que se consigue un menor consumo.

De ésta serie de microprocesadores poco se puede decir que no se sepa. Fue famoso en ellos un "bug" detectado que en unas circunstancias muy concretas provocaba un error de cálculo. En nuestra sección se Software podéis encontrar varios programas que lo detectan.

Aquellos que dispongan de una unidad de este tipo aún pueden ponerse en contacto con Intel para que se la cambie.

Está optimizado para aplicaciones de 16 bits.

Dispone de 8Kb de caché de instrucciones + 8Kb de caché de datos.

Utiliza el zócalo de tipo 5 (socket 5) o el de los MMX (tipo 7). También es conocido por su nombre clave P54C.

Está formado por 3,3 millones de transistores

Pentium MMX:

El Pentium MMX es una mejora del Classic al que se le ha incorporado un nuevo juego de instrucciones (57 para ser exactos) orientado a mejorar el rendimiento en aplicaciones multimedia, que necesitan mover gran cantidad de datos de tipo entero, como pueden ser videos o secuencias musicales o gráficos 2D.

Al ser un juego de instrucciones nuevo, si el software que utilizamos no lo contempla, no nos sirve para nada, y ni Windows 95, ni Office 97 ni la mayor parte de aplicaciones actuales lo contemplan (Windows 98 si).

Sin embargo, aun en el caso de que no utilicemos tales instrucciones, notaremos una mejora debido a que, entre otras mejoras, dispone de una caché que es el doble de la del Pentium "normal", es decir 16 Kb para datos y 16 para instrucciones.

La gama MMX empieza en los 133Mhz, pero sólo para portátiles, es decir la versión SL.

Para ordenadores de sobremesa la gama empieza en los 166Mhz., luego viene el de 200 y finalmente el de 233 que utiliza un multiplicador de 3,5 y que además necesita de algo más de corriente que sus compañeros.

Sigue siendo un procesador optimizado para aplicaciones de 16 bits.

Requiere zócalo de tipo 7 (socket 7). También es conocido como P55C.

Trabaja a doble voltaje 3,3/2,8V.

Utiliza la misma tecnología de 0,35 micras.

Lleva en su interior 4,5 millones de transistores.

También podemos distinguir según el encapsulado sea plástico o cerámico. El mejor y más moderno es el primero.

Pentium Pro:

Este es uno de los mejores procesadores que ha sacado Intel, a pesar de su relativa antigüedad. Parte de este mérito lo tiene la caché de segundo nivel, que está implementada en el propio chip, y por tanto se comunica con la CPU a la misma velocidad que trabaja ésta internamente.

El zócalo es específico para este modelo y es conocido como Tipo 8.

No cuenta con el juego de instrucciones MMX.

Está optimizado para aplicaciones de 32 bits. (Windows NT, Unix, OS/2…)

Dispone de una caché L1 de 8KB + 8KB. (Instrucciones + datos)

Hay una gama de procesadores que posee 256 KB. De caché L2, otra 512, y por último un modelo que cuenta con un Mega.

Puede cachear hasta 64 GB. De RAM.

Está formado por 5,5 millones de transistores.

PROCESADORES INTEL PARA EQUIPOS PORTATILES

El procesador Intel® Pentium® M, en conjunto con la familia de chipsets Intel® 915 Express y la conexión de red Intel® PRO/Wireless, es un componentes clave de la tecnología móvil Intel® Centrino™. Ofrece un rendimiento sobresaliente y mejoras de bajo consumo de energía en diseños de equipos portátiles más ligeros y esbeltos.

La familia de procesadores Intel® Pentium 4 para portátiles combina el alto rendimiento de las aplicaciones de multimedia y subprocesos múltiples de hoy con las ventajas de los formatos portátiles.

Celeron:

Este procesador ha tenido una existencia bastante tormentosa debido a los continuos cambios de planes de Intel.

Debemos distinguir entre dos empaquetados distintos. El primero es el S.E.P.P que es compatible con el Slot 1 y que viene a ser parecido al empaquetado típico de los Pentium II (el S.E.C.) pero sin la carcasa de plástico.

El segundo y más moderno es el P.P.G.A. que es el mismo empaquetado que utilizan los Pentium y Pentium Pro, pero con distinto zócalo. En este caso se utiliza el Socket 370, incompatible con los anteriores socket 7 y 8 y con los actuales Slot 1.

Por suerte existen unos adaptadores que permiten montar procesadores Socket 370 en placas Slot 1 (aunque no al revés).

También debemos distinguir entre los modelos que llevan caché y los que no, ya que las diferencias en prestaciones son realmente importantes. Justamente los modelos sin caché L2 fueron muy criticados porque ofrecían unas prestaciones que en algunos casos eran peores que las de los Pentium MMX a 233.

Está optimizado para aplicaciones de 32 bits.

Se comercializa en versiones que van desde los 266 hasta los 466 Mhz.

La caché L2 trabaja a la misma velocidad que el procesador (en los modelos en los que la incorpora).

Posee 32 Kbytes de caché L1 (de primer nivel) repartidos en 16Kb. para datos y los otros 16 para instrucciones.

No poseen cachè de nivel 2 los modelos 266-300 y sí el resto (128 KB).

La velocidad a la que se comunica con el bus (la placa base) sigue siendo de 66 Mhz.

Posee el juego de instrucciones MMX.

Incorpora 7,5 millones de transistores en los modelos 266-300 y 9,1millones a partir del 300A (por la memoria caché integrada).

Xeon:

Al Xeon le ocurre algo parecido al Celeron, ya que no dejan de ser variantes de un mismo procesador, o mejor dicho, de una misma CPU, ya que las variaciones principales están fuera de la CPU.

En este caso, se ha buscado un procesador que sea un digno sucesor del Pentium Pro, el cual, y a pesar de los años que hace de su nacimiento, todavía no había sido igualado en muchas de sus características, ni por el mismo Pentium II. Este procesador está orientado al mismo mercado que el modelo al que pretende sustituir, es decir al de los servidores. En este caso, lo tiene más fácil, ya que la tecnología de socket 8 que implementaba el PRO, se había quedado un tanto estancada por su poca difusión.

Por tanto, sus diferencias más importantes las tenemos en su memoria caché de segundo nivel que puede ir desde los 512 Kb. hasta el mega, aunque los próximos modelos podrán salir ya con 2 MB. Esta memoria además es más rápida, y trabaja a la misma velocidad que la CPU.

Otra característica importante es que mediante la electrónica y el chipset adecuado se pueden montar equipos con hasta 8 procesadores.

La carcasa del procesador también ha experimentado un crecimiento, sobretodo en altura, para que la CPU y demás componentes puedan obtener una mayor refrigeración.

Resumiendo podemos decir que para usuarios individuales no aporta mejoras sustanciales, sobre todo si miramos su precio, pero para plataformas servidoras se convertirá seguramente en el nuevo estándar.

Utiliza el slot 2, que es una variante del slot1, pero incompatible con aquel.

Está optimizado para aplicaciones de 32 bits.

Posee 32 KBytes de caché L1 (de primer nivel) repartidos en 16KB. para datos y los otros 16 para instrucciones.

La caché de segundo nivel puede ser de 512 KB o 1 MB.

Para comunicarse con el bus utiliza una velocidad de 100 Mhz.

Incorpora 7,5 millones de transistores.

Puede cachear hasta 4 GB. de memoria RAM.

Pentium III:

Debido a que las diferencias con el actual Pentium II son escasas, vamos a centrarnos en comparar ambos modelos.

Se le han añadido las llamadas S.S.E. o Streaming SIMD Extensions, que son 70 nuevas instrucciones orientadas hacia tareas multimedia, especialmente en 3D. Estas extensiones son el equivalente a las 3D Now que lleva implementando AMD desde hace tiempo en el K6-2, K6-III y Athlon y que también han incorporado otros fabricantes como IDT en sus Winchip2 y 3.

Por supuesto, dicho juego de instrucciones a pesar de realizar operaciones similares en ambos procesadores son totalmente incompatibles entre sí…

Otra novedad importante es la posibilidad de utilizar las nuevas instrucciones junto con las actuales MMX y las operaciones con la FPU sin verse penalizado por ello.

Hay que tener en cuenta que tanto en los procesadores de Intel anteriores como en los de AMD actuales a excepción del Athlon, combinar la utilización de instrucciones MMX junto con operaciones en coma flotante es prácticamente imposible debido al retardo que supone pasar de un modo a otro, con lo que los programadores se ven obligados a escoger entre uno u otro.

Otra de las novedades introducidas y también la más polémica es la incorporación de un número de serié que permite identificar unívocamente a cada una de las unidades, con lo que se obtiene una especie de "carnet de identidad" único para cada PC. Este ID se puede utilizar para realizar transacciones más seguras a través de Internet, y facilitar la vida a los administradores de redes, pero también ha sido duramente criticado por algunos grupos de presión como una invasión de la privacidad, con lo que Intel se ha visto obligada a ofrecer una utilidad que permite desactivar dicha función.

Es importante recalcar que todas estas nuevas características no sirven para nada si el software no las contempla, al igual que ocurría con las instrucciones 3DNow o con las ya hoy en día estándar MMX.

También es importante saber que las 3DNow, al llegar bastante tiempo en el mercado, están ya soportadas por múltiples programas, sobre todo juegos, entre otras cosas gracias al soporte por parte de Microsoft en sus DirectX.

El resto de características son idénticas a las de su hermano pequeño.

Está optimizado para aplicaciones de 32 bits.

Se comercializa en versiones que van desde los 450 hasta los 600 Mhz.

Posee 32 Kbytes de caché L1 (de primer nivel) repartidos en 16Kb. para datos y los otros 16 para instrucciones.

La caché L2 (segundo nivel) es de 512 Kb. y trabaja a la mitad de la frecuencia del procesador.

La velocidad a la que se comunica con el bus (la placa base) es de 100 Mhz.

Incorpora 9,5 millones de transistores.

Pueden cachear hasta 4 Gb.

Los modelos actuales todavía están fabricados con tecnología de 0,25 micras.

K5:

El K5 de AMD fué la primera competencia de Intel en el terreno del Pentium. Aunque hoy en día está ya descatalogado, no podemos dejar de mencionarlo, en cuanto que su importancia, no a nivel de ventas, pero si en cuanto a rendimientos fué destacada.

Como la comparación es obligatoria, diremos que maneja peor los datos en coma flotante, debido a una MFU más deficiente que la del Pentium (es decir el famoso coprocesador matemático).

Su gama va desde los PR75 hasta los PR166, que identifican a que tipo de Pentium Classic hacen la competencia, no su velocidad real.

Resumiendo podemos decir que ofrece unas prestaciones algo mejores que las del Pentium Classic en manejo de enteros y una mejor relación calidad/precio, lo que lo convirtieron en la mejor opción para tareas de oficina.

Lástima que saliera al mercado algo tarde.

Optimizado para ejecutar instrucciones de 16 y 32 bits.

Utiliza el socket 7.

Dispone de una caché de instrucciones de 16Kb, y 8Kb. para los datos.

Trabaja a 3,52 voltios y algunos a doble voltaje.

Están fabricados con tecnología de 0,35 micras.

Incorpora 4,3 millones de transistores.

* La posición en la placa base debe coincidir con la de x2,5.