Arquitectura x86

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Este artículo fue escrito en 2004, por lo que la información está muy anticuada. Lo dejo como pieza histórica xD

Arquitectura x86

Placa Base

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Placa ATX [Ejemplo de una placa antigua para Pentium]

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  • A – Conector de entrada telefonica
  • B – Conector Wave Table
  • C – Conector de CD-Audio
  • D – 256kB Pipe Line Burst nivel 2
  • E – Puerto audio y joystick
  • F – Conector VGA
  • G – Ratón y teclado PS/2
  • H – Puerto serie
  • I – Zócalo para Pentium
  • J- Zócalo VRM (Módulo Regulador Voltaje)
  • K – 82437FX Controlador de sistema (TSC)
  • L – Conector de alimentación primario
  • M – 82438FX Data Path (TDP)
  • N – Bancos de memoria SIMM / DIMM
  • O – Regulador de voltaje CPU 3.3v
  • P – Interface PCI – IDE
  • Q – Regulador de voltaje
  • R – Conector Floppy
  • S – Conector E/S
  • T- Conector de video
  • U – Controlador gráfico S3 Trio PCI
  • V – Banco de memoria de vídeo
  • W – Jumper de configuración
  • X – Controlador National PC87306 I/O
  • Y – Controlador ventilador auxiliar
  • Z – Pila para preservar los cambios en BIOS
  • AA – Acelerador 82371FB PCI ISA/IDE (PIIX)
  • BB – 4 slots PCI
  • CC – 3 slots ISA
  • DD – Crystal CS4232 audio, OPL3 synthesizer

Chipset

El “chipset” es el conjunto de chips que se encargan de controlar ciertas funciones del PC, como la forma en que interacciona el procesador con la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, PCI-EXPRESS…

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Antiguamente, en los viejos Pentium, K5, i486, i386 y anteriores estas funciones eran relativamente sencillas de realizar y el chipset apenas influía en el rendimiento del ordenador, por lo que el chipset carecía de importancia a la hora de comprar una placa base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre su mera existencia.

Pero los nuevos y muy complejos procesadores, junto con un muy amplio abanico de tecnologías en materia de memorias, caché y periféricos que aparecen y desaparecen casi de mes en mes, han hecho que la importancia del chipset crezca enormemente y sea quien en muchos casos dé el nombre a una placa base.

Memoria

Memoria RAM

Según fisiología:

SIMM (Single Inline Memory Module): 30 contactos (8 bits)., 72 contactos (32 bits). 5V.

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SDR SDRAM (Single Data Rate): 168 contactos (64 bits) 66/100/133MHz. 3,3V ó 5V.

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DDR SDRAM (Doble Data Rate): 184 contactos (64 bits) 100-266MHz. 2,5V.

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DDR2 SDRAM (Doble Data Rate 2): 240 contactos (64 bits) 200-600MHz. 1,8V.

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DDR3 SDRAM (Doble Data Rate 3): 240 contactos (64 bits) 533-1066MHz. 1,5V.

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Según tecnología:

  • SIPP-SIMM: Tiempo acceso: 70 ns.
  • EDO: Tiempo de acceso: 40-30 ns.
  • SDR: Tiempo acceso: 10-25 ns.
  • DDR: Tiempo de acceso: 3.7-10 ns.
  • DDR2: Tiempo de acceso: 3.75-10 ns.
  • DDR3: Tiempo de acceso: 3.75-10 ns.

Memoria Caché

Debido a las altas frecuencias alcanzadas por los procesadores, la Memoria RAM del PC no es lo suficientemente rápida para almacenar y transmitir los datos que el procesador necesita, por lo que tendría que esperar a que la memoria estuviera disponible y el trabajo se atrasaría. Para evitarlo, se usa una memoria muy rápida, estratégicamente situada entre el procesador y la Memoria RAM: la memoria Caché.

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Pero de la memoria caché no solo podemos destacar que es rápida, en sí tiene una finalidad. Cuando un PC trabaja, el procesador opera en ocasiones con un número reducido de datos, pero que tiene que traer y llevar a la memoria en cada operación. Si ponemos en medio del camino de los datos una memoria intermedia que almacene los datos más usados, los que casi seguro necesitará el microprocesador en la próxima operación que realice, se ahorrará mucho tiempo del tránsito y acceso a la lenta memoria RAM evitando en lo posible el cuello de botella de las frecuencias.

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Podemos diferenciar dos tipos de caché:

  • De primer nivel (L1): SDRAM (1 KB – 128 KB)
  • De segundo nivel (L2): SDRAM (256 KB – 4096 KB)
  • De tercer nivel (L3): SDRAM (128 KB – 6144 KB)

Procesador

AMD

8086, Am286, Am386, Am486, Am5x86, K5, K6, K7, K8, K10

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Intel

i8080, i386, i486, Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Xeon, Pentium III, Pentium 4, Core Duo, Core 2 Quad, Core i7, Core i9

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Cyrix

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Winchip

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Efecto de la temperatura en el rendimiento del procesador

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El procesador de por sí tiende a calentarse debido a la gran cantidad de datos que tiene que procesar, por lo que la frecuencia de trabajo cae en picado hasta los 100 grados centígrados.

Para evitar esta caída de frecuencia, se instalan disipadores de calor justo encima del núcleo para aumentar la superficie de contacto con el aire adherido con una pasta térmica de silicona plástica o a base de plata, personalmente prefiero la pasta de plata, después se puede instalar uno o dos ventiladores encima del disipador para expulsar más rápidamente el calor.

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Para más información, tengo un artículo donde explico como limpiar un procesador tipo K7 y finalmente como colocar la pasta térmica encima del núcleo para una mejor disipación del calor.

BIOS

BIOS: “Basic Input-Output System”, que viene a decir sistema básico de entrada-salida. Es el programa incorporado en un chip de la placa base que se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador.

Cuando encendemos nuestro PC, el Sistema Operativo(SO) se encuentra o bien en el Disco Duro(HDD) o bien en un Disquete( FDD)

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Sin embargo, si se supone que es el Sistema Operativo el que debe dar soporte para estos dispositivos, ¿cómo carajo podría hacerlo si aún no está cargado este en la memoria?

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Y lo que es más: ¿cómo sabe el ordenador que tiene un Disco Duro (o varios)? ¿Y la Disquetera? ¿Cómo y donde guarda esos datos, junto con el tipo de memoria y caché o algo tan importante como la fecha y la hora? Pues para todo esto y más está la BIOS.

IRQ

IRQ: Interrupt Request (Pedido de Interrupción)

En los PC, un IRQ es una señal de un dispositivo de hardware como puede ser desde un simple teclado hasta una complicada máquina de montaje indicando que el dispositivo necesita que la CPU haga algo. La señal del pedido de interrupción va a través de las líneas IRQ a un controlador que asigna prioridades a los pedidos IRQ y se los entrega a la CPU. Ya que el controlador de IRQ espera señales de solo un dispositivo por línea IRQ, si tienen más que un dispositivo por línea terminan con un conflicto de IRQ que puede congelar con todas sus circunstancias el PC. Asi qué asignar IRQ a dispositivos nuevos al instalarlos es muy importante, y puede llegar a ser muy frustrante y cruel cuando no se hace bien, menos mal que gracias a la BIOS no nos tenemos que preocupar demasiado por esto.

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Es un recurso que emplean los componentes para comunicarle al sistema operativo que están trabajando y desobedecer la acción que se les propone. es lo que hace, por ejemplo, una placa de video que, está realizando una tarea cuando recibe una orden incompatible en su momento.

Dispositivos E/S

Son los dispositivos de Entrada y Salida, tales como:

  • Teclado
  • Ratón
  • Monitor
  • Disquetera
  • Disco duro
  • Unidad CDROM, CD-RW, DVD
  • Tarjeta gráfica
  • Tarjeta sonido
  • Tarjeta de red
  • Tarjeta de TV
  • Modem
  • Impresora
  • Escaner
  • Etcétera…

Bus de extensión / Puertos

PS2:

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USB:

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PARALELO:

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SERIE:

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FIREWIRE:

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PCMCIA:

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Otros buses

ISA:

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PCI:

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AGP:

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PCI-EXPRESS:

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Sistema operativo

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