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Diferencia entre revisiones de «Unidat central de procesamiento»

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Encara que por un regular s'atribuye o disenyo d'os programas almadazenatos en l'ordinador a von Neumann debito a d'o suyo disenyo de l'EDVAC, antis mas atros investigadors com [[Konrad Zuse]] ya heben sucherito y implementato ideyas pareixitas. Amás a dita [[arquitectura Harvard]] d'o [[Harvard Mark I]], que fue finalizata antis que l'EDVAC, tamién emplegaba un disenyo de programa almadazenato a traviés de [[cinta foratata]] en cuentas de memoria electronica. A esferencia fundamental entre as arquitecturas de von Neumann y Harvard ye que a zaguera desepara l'almadazenamiento y o tractamiento d'as instruccions y os datos, mientres que a primera fa servir o mismo espacio de memoria ta as dos. A mayoría d'as unidatz centrals de proceso de hue día siguen o disenyo de von Neumann pero tamién ye habitual trobar elementos de l'arquitectura Harvard.
 
Como totz os dispositivos [[Sistema dichital|dichitals]], as unidatz centrals de proceso nomas pueden tractar un numero limitato d'estatos y, por tanto, requieren de bells elementos de commutación tal poder diferenciar y cambeyarcambear istos estatos. Antis d'o desenvolique comercial d'o [[transistor]] os elementos de commutación que s'emplegaban habitualment yeran os [[relé]]s y as [[Valvula de bueito|valvulas de bueito]] u termoionicas. Encara que istos dispositivos presentaban avantallas de velocidat sobre os precedents, purament mecanicos, yeren poco fiables por diferents razons, por eixemplo, ta reyalizar un cercuito de [[lochica seqüencial]] en [[corrient contina]] con relés yera menester ta correchir o problema d'as vibracions d'o contacto. Encara que as valvulas termoionicas no teneban o problema d'a vibración d'o contacto, heban de fer-se escalfar antis de poder plegar a estar operativas de tot y eventualment deixar de funcionar debito a la chicota contaminación d'os suyos catodos que se produciba con o funcionamiento normal. Quan fallaba a estanqueidat s'aceleraba a contaminación d'o catodo. Quan una valvula fallaba caleba proceder a un diagnostico d'a CPU ta mirar de localizar o component afectato y proceder a o suyo reemplazamiento. En conseqüencia os primers ordinadors electronicos basatos en valvulas termoionicas yeren mas rapedos pero menos fiables que os ordinadors electromecanicos basatos en relés.
 
Os ordinadors construyitos en base a las valvulas termoionicas, como l'EDVAC, funcionaban una meya de ueito horas seguitas sin de fallos, mientres que os ordinadors basatos en relés, mas lentos pero mas antigos, como o Harvard Mark I rarament fallaban.<ref>[http://ed-thelen.org/comp-hist/BRL61.html A Third Survey of Domestic Electronic Digital Computing Systems] Weik, Martin H. (1961). Ballistic Research Laboratories.</ref> En zaguerías as CPU basatas en valvulas de bueito suplantoron a las de relés, a tamas d'os problemas de fiabilidat, a causa d'a esferencia substancial d'a velocidat de proceso que ofreixeban. A mayoría d'as primeras CPU yeran sincronas y treballaban a baixas freqüencias de reloch en contimparación con as disenyos d'a microelectronica actual. As freqüencias d'o sinyal de reloche d'entre 100 [[Hertz|kilohertz]] (kHz) y 4 megahertz (Mhz) yeren comuns en a epoca y yeren limitadta en gran parti a la velocidat de commutación d'os dispositivos que emplegaban.
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A complexidat d'os disenyos d'as CPU se fue incrementando a mida que a tecnolochía permitiba a construcción de dispositivos electronicos cada vegata mas chicotz y fiables. A primera d'istas milloras tecnolochicas plegó con l'aparición d'o transistor. As CPU transistorizatas d'as decadas d'o [[anyos 1950|1950]] y [[anyos 1960|1960]] ya no amenistaban d'os dispositivos de commutación frachils y poco fiables como as valvulas de bueito u os relés electromecanicos. Con os transistors se construyioron CPUs sobre un u varios [[Cercuito impreso|cercuitos impresos]] que conteneban components discretos.
 
Mientres iste periodo apareixió un nuevo metodo de fabricación de transistors que permitiba de creyar grupos de transistors sobre material semiconductor ocupando muit poco espacio, yera o naiximiento d'os [[Circuito integrato|circuitos integratos]]. Istos dispositivos permetiban a creyación d'un gran numero de transistors en un unico bloque de material semiconductor (''die'') u chip. En primeras nomás se facioron integracions miniaturizatas de cercuitos muit basicos como as [[Puerta lochica|portas lochicas]] de tipo [[Puerta NOR|NOR]]. As CPU basatas en istos bloques son conoixitas por un regular como dispositivos de ''baixa integración'' (SSI, en as sieglas anglesas de ''small-scale integration''). Iste tipo de cercuitos de ''baixa integración'', como os que fuoron emplegatos en os ordinadors d'as naus d'o [[programa Apollo]], a soben incorporaban una decena de transistors en cada bloque. Por tanto ta la construcción d'una CPU caleba fer servir mils de chips, pero encara o espacio y a enerchía requiestos yeran muito inferiors que en o caso d'as basatas en transistors discretos. A mida que avanzabaabanzaba a tecnolochía d'a [[microelectronica]] y s'incrementava o numero de transistors que se podeban integrar en os cercuitos fue disminuyindo o numero de cecuitos integratos necesarios ta construyir una CPU completa. Os cercuitos de meyana integración (MSI de ''Medium-scale integration'') portiaban un centenar de transistors mientres que os de gran integración (LSI de ''Large-scale integration'') ya podeban plegar a os 10.000.
 
O [[1964]] [[IBM]] presentar l'arquitectura System/360 que fue emplegata en una serie d'ordinadors que podeban executar os mesmos programas en diferents velocitats y rendimiento. Iste feito estió una novedat significativa ya que dica alavez a mayoria d'os ordinadors, incluyitos los d'un mesmo fabricant, yeran incompatibles entre ells. Ta fer posible ista millora IBM emplego o concepto de [[microcodigo]] que encara ye habitual en as CPUs modernas.<ref>[http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/amdahl.pdf ''Architecture of the IBM System/360'']. Amdahl, G. M., Blaauw, G. A., & Brooks, F. P. Jr. (1964) IBM Research.</ref> L'arquitectura System/360 gosó estar tan popular que dominó o mercato d'os [[Ordinador central|ordinadors centrals]] mientrescadas y deixando un legato que contina estando emplegato en ordinadors modernos como a serie System z ([[2000]]) d'IBM. O mesmo anyo 1964, Digital Equipment Corporation (DEC) presentó unatro ordinador que tenió una gran enfluyencia, o PDP-8, destinato a o mercato d'os ordinadors scientificos y de rechira. Mas tardi DEC presentaría a linia PDP-11 que gosaría estar muit popular y que orichinalment se basaba en cercuitos de baixa integración pero que pasó a emplegar components de gran integración quan estioron rentables. En contraste con os suyos predecesors basatos en circuitos de baixa y meya integración, a primera implementación d'o PDP-11 que emplegaba components de gran integración levaba una CPU nomas basata en quatre circuitos integratos.<ref>[http://www.computer.museum.uq.edu.au/pdf/EK-LSI11-TM-003%20LSI-11%2C%20PDP-11-03%20User's%20Manual.pdf "LSI-11 Module Descriptions"] LSI-11, PDP-11/03 Manual de l'usuari. Maynard, Massachusetts: Digital Equipment Corporation. pàg. 4–3. Digital Equipment Corporation (3ª edición, 1976).</ref>
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Isto ha feito que os microprocesadors sincronso tiengan freqüencias de reloch dende bellas decenas de megahertzs dica bells gigahertzs. Amás a mas, a mida que a evolución d'a tecnolochía ha permitito a construcción de transistors de mida muit chicota sobre un cercuito integrato, a complexidat y o numero de transistors que contiene una CPU s'ha incrementato exponencialment. Ista tendencia ye descrita por a [[lai de Moore]], que ha contrimostrato estar prou exacta en as suyas prediccions sobre o creixemient d'a complexitat d'as CPUs y d'atros tipos de cercuitos integratos.
 
Mientres que a complexitat, a mida, a construcción y a forma cheneral d'as CPUs ha cambeyato muitismo en os zaguers seisanta anyos, cal remarcar que o disenyo de base y a función no han cambeyato guaire. Quaise totas as CPUs actuals pueden estar descritas de traza precisa como maquinas con programa almadazenato de von Neumann. Mientres que a debandita lei de Moore contina estando valida han prencipiato a apareixer qüestions arredol d'os limites d'os cercuitos integratos de transistors. A extrema miniaturización d'as puertas electronicas ha feito que bells efectos antis poco intresants s'haigan tornato cada vegata mas importants, en son eixemplos a [[electromigración]] (a degradación progresiva d'as interconexions metalicas que comporta una perduga d'a fiabilidat d'os cercuitos integratos) y as corrients de fuyita (que son as responsables d'un sobreconsumo d'enerchía electrica). Istos nuevos problemas son entre muitos d'atros, bell uns d'os factors que han levato a os investigadors a la rechira de nuevas tecnolochías como a [[computación quantica]] a la vegata que s'avanzaabanza en a utilización d'a [[computación paralela]] y d'atros metodos que estendillan a utilización d'o modelo clasico de von Neumann.
 
Os recients procesadors [[multi nuclio]] contan con a presencia de quantos nuclios aintro d'un solo cercuito integrat, a suya eficacia pende muito d'a topolochía d'a interconexión entre os nuclios. Bellas nuevas aproximacions como a superposición d'a memoria (en anglés ''memory stacking'') son en estudeyo y habrían de conducir a una millora d'o rendimiento. As previsions basatas en a tendencia d'os zaguers 10 anyos indicarían que os procesadors habrían de blincar d'o [[FLOPS|petaflop]] arredol de l'anyo 2010 ta os servidors y o 2012 en o caso d'os ordinadors personals. O [[supercomputador]] melitar IBM Roadrunner estió o primero en trescruzar ista barrera en chunio de [[2008]]<ref>[http://www.ibm.com/ibm/ideasfromibm/us/roadrunner/20080609/index.shtml Computer science reaches historic breakthrough]</ref> y poco dimpués, en noviembre d'o mesmo anyo, o supercomputador Jaguar de Cray Inc. tamién lo fació.<ref>[http://www.cray.com/Products/XT5/Product/ORNLJaguar.aspx Oak Ridge National Laboratory's Cray XT5 "Jaguar" Supercomputer]</ref>
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[[Categoría:Microprocesadors]]
 
[[rue:Централный процесор]]▼
 
[[af:Sentrale verwerkingseenheid]]
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[[pt:Unidade central de processamento]]
[[ru:Процессор]]
▲[[rue:Централный процесор]]
[[sah:Киин процессор]]
[[sh:Procesor]]
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