MICROPROCESADOR

Definición

El microprocesador, o simplemente procesador, es el circuito integrado central y más complejo de una computadora u ordenador; a modo de ilustración, se le suele asociar por analogía como el "cerebro" de una computadora.

El procesador es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos integrados. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.

Desde el punto de vista funcional es, básicamente, el encargado de realizar toda operación aritmético-lógica, de control y de comunicación con el resto de los componentes integrados que conforman un PC, siguiendo el modelo base de Von Neumann. También es el principal encargado de ejecutar los programas, sean de usuario o de sistema; sólo ejecuta instrucciones programadas a muy bajo nivel, realizando operaciones elementales, básicamente, las aritméticas y lógicas, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

Arquitectura

El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. Consiguientemente, la historia de la computadora digital ayuda a entender el microprocesador. El hizo posible la fabricación de potentes calculadoras y de muchos otros productos. El microprocesador utiliza el mismo tipo de lógica que es usado en la unidad procesadora central (CPU) de una computadora digital. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesadora (MPU). En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos.

En un microprocesador se puede diferenciar diversas partes:

• Encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zócalo a su placa base.

• 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.

• Coprocesador matemático: unidad de coma flotante. Es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del procesador en otro chip. Esta parte esta considerada como una parte "lógica" junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos.

• Registros: son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros esta diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser controlados por el procesador pero que la CPU los utiliza en algunas operaciones, en total son treinta y dos registros.

• Memoria: es el lugar donde el procesador encuentra las instrucciones de los programas y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador las accede desde allí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de almacenamiento para el trabajo en curso.

• Puertos: es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es análogo a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un "número de puerto" que el procesador utiliza como si fuera un número de teléfono para llamar circuitos o a partes especiales.

Marcas y generaciones

Seguidamente se expone una lista ordenada cronológicamente de los microprocesadores más populares que fueron surgiendo.

§  1971: El Intel 4004

§  1972: El Intel 8008

§  1974: El SC/MP

§  1974: El Intel 8080

§  1975: Motorola 6800

§  1976: El Z80

§  1978: Los Intel 8086 y 8088

§  1982: El Intel 80286

§  1985: El Intel 80386

§  1985: El VAX 78032

§  1989: El Intel 80486

§  1991: El AMD AMx86

§  1993: PowerPC 601

§  1993: El Intel Pentium

§  1994: EL PowerPC 620

§  1995: EL Intel Pentium Pro

§  1996: El AMD K5

§  1996: Los AMD K6 y AMD K6-2

§  1997: El Intel Pentium II

§  1998: El Intel Pentium II Xeon

§  1999: El Intel Celeron

§  1999: El AMD Athlon K7 (Classic y Thunderbird)

§  1999: El Intel Pentium III

§  1999: El Intel Pentium III Xeon

§  2000: EL Intel Pentium 4

§  2001: El AMD Athlon XP

§  2004: El Intel Pentium 4 (Prescott)

§  2004: El AMD Athlon 64

§  2006: EL Intel Core Duo

§  2007: El AMD Phenom

§  2008: El Intel Core Nehalem

§  2008: Los AMD Phenom II y Athlon II

§  2011: El Intel Core Sandy Bridge

§  2011: El AMD Fusion

Velocidad del reloj

La frecuencia de reloj es la velocidad en ciclos por segundo (medidas en hercios) con que una computadora realiza las operaciones más básicas. Diferentes chips en la placa madre pueden tener diferentes frecuencias de reloj. En general, en computación, cuando se habla de "la frecuencia de reloj", se está haciendo referencia a la velocidad del CPU (el microprocesador).

Velocidad del bus

Es la velocidad a la que circula la información que sale o entra del micrprocesador, a más velocidad tendremos más prestaciones. El resto de componentes del ordenador han de estar sincronizados a esas velocidades, si no lo están se pueden producir fallos en el funcionamiento del ordenador.

Clases de microprocesadores

Escritorio

Servidor

Portátil

Tipos de encapsulado y presentaciones

Para comunicarse con el resto del sistema informático el procesador utiliza las líneas de comunicación a través de sus patillas (pines). Se define como encapsulado la forma en que se empaqueta la oblea de siliciopara efectuar su conexión con el sistema.

Encapsulados más importantes:

 DIP (Dual in-line package).

 PGA (Pin grid array).

 QFP (Quad Flat Package).

 LQFP (Low-profile Quad Flat Package).

 PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier).

Sistema de refrigeración

El funcionamiento de los CPUs está íntimamente ligado con la temperatura. Cuando la temperatura se eleva por encima de determinados límites, su comportamiento se vuelve errático y los fallos comienzan a manifestarse: nuestra PC se apaga sin previo aviso. Si la elevación de la temperatura excede el límite establecido por el fabricante, el daño será irreversible y el componente se habrá quemado.

Los primeros procesadores en refrigerarse (mediante disipador y sin ventilador) fueron los 80486. En la actualidad el procesador es lo que primero debemos refrigerar, pues es la parte del equipo que (por ahora) más calor genera.

Por lo tanto, el calor es un factor decisivo en el rendimiento del equipo, no prestarle atención es jugar a la ruleta rusa con nuestro cpu, y arriesgarse a que el procesador se queme. Por cierto, la garantía del fabricante no cubre la falla por recalentamiento.

Instalación del microprocesador - Video

Partes

La unidad principal: Es el cerebro del computador y otros dispositivos que interpreta las instrucciones de los programas y procesa los datos, donde el microprocesador es fabricado con circuitos integrados.

La unidad de control: Es uno de los bloque principales funcionales de la CPU; Su función principal es buscar las instrucciones en la memoria principal interpretarlas y ejecutarlas empleando la unidad de proceso. Existen dos clases de unidades de control; las cableadas y las micro-programadas.

La unidad de cálculo: Esta unidad es la que realiza operaciones lógicas y aritméticas con las informaciones que le manda el bus de datos y direcciones, de acuerdo con la información que recibe el bus de control.

La unidad de intercambio: Esta unidad tiene como objetivo aplicar el formato de datos, la velocidad de operaciones, el tipo de señales entre el procesador y los periféricos E/S; también comunica al procesador con el mundo exterior,  los datos de ciertas funciones de control con los periféricos.

Buses

Buses de direcciones: Es un canal que tiene el microprocesador totalmente autónomo del bus de datos donde se realiza la dirección de memoria del dato. Consiste en un grupo de líneas eléctricas para formar una dirección. Las direcciones son formadas por la CPU, quien es el que decide que dato se debe utilizar en cada momento.

Buses de datos: Es un sistema digital que envía o transfiere datos entre los dispositivos  de una computadora. Está constituido por cables o pistas en un circuito impreso, los cuales cada conductor tiene una conexión únicamente  en puertos de entrada y salida para cada dispositivo.

Buses de control: Es el que administra el uso y acceso a las líneas de datos y de dirección, como están compartidas con todos los dispositivos tiene que suministrarse con mecanismos que controlen su uso. Las señales de control envían órdenes como información de temporización.

Buses de entradas/salidas:

Último procesador del mercado

DonanimHaber, que se ha convertido en una referencia en exclusivas sobre procesadores, informa sobre la nueva serie de procesadores de Intel. Lo que se convertirá en la linea más potente dentro de los chipsSandy Bridge sustituirían a la anterior generación Extreme, y tomarían el nombre de serie Core i7-3000.

Cuando Intel desveló el nuevo Core i7 980 con 6 núcleos nos quedó la duda de qué pasaría con la actual plataforma, Sandy Bridge, cuyo procesador más potente, Core i7-2600K, cuenta con cuatro núcleos, y aunque ofrece un rendimiento más que destacable, personalmente deja esperando una serie superior que reemplace a los impresionantes Core i7-900X de generación previa. Este reemplazo será la plataformaSandy Bridge E, que llegará en el último cuarto del año y vendrá con tres CPUs para entusiastas que quitan el hipo. Los procesadores serán compatibles con el próximo chipset X79 de Intel, y sustituirían por fín a los Gulftown parachipset X58, utilizando también 6 y 4 núcleos.

El más potente del cuadro de nuevos procesadores tope de gama de Intel será el Core i7-3960X Extreme Edition, procesador de 6 núcleos (12 hilos HT) con 15MB de caché de nivel 2, que funcionará a una frecuencia de reloj de3.6Ghz, y podrá alcanzar los 3.9Ghz en modo turbo utilizando todos los núcleos disponibles. Como es habitual en las series Extreme de Intel, el i7-3960X tendrá un multiplicador desbloqueado, lo que lo hará perfecto para los más exigentes overclockers. El otro procesador de 6 núcleos y 12 hilos será el Core i7-3930 (sin coletilla Extreme), de3.2Ghz y Turbo hasta 3.8Ghz. Este procesador presentará una Caché de nivel 3 inferior a la del modelo Extreme, con 12MB L3.

La última y más humilde unidad de esta serie Sandy Bridge E será el Core i7-3820, que contará con 4 núcleos en lugar de los 6 de sus dos hermanos mayores, aunque estos cuatro núcleos funcionarán a 3.6Ghz al igual que el 3960X, y del mismo modo, subirán hasta los 3.9Ghz. Este procesador más sencillo sería el paso siguiente al actual i7-2600K — aunque al contrario que este, tiene multiplicador bloqueado — y será posiblemente la elección más popular puesto que tendrá un precio bastante similar.

El resto de especificaciones, que se filtrasen allá por el mes de mayo no han cambiado, y las 3 CPUs tendrán un TDP de 130W. El punto negativo de los dos procesadores de 6 núcleos será el precio, que se mantiene al mismo nivel de anteriores procesadores de gama alta de Intel, con un aproximado de $999 para el Core i7-3960X. Es de esperar que, al haber nombrado a esta linea de procesadores la serie 3000, Intel decida que sus futuros Ivy Bridge continúen la serie 2000, liándonos un poquito más a la hora de elegir CPU. No existe una fecha estimada de lanzamiento para los Core i7 serie 3000, pero dados los reportados problemas que la firma se ha encontrado durante el desarrollo de la plataforma podrían verse retrasados hasta el tramo final del año (Noviembre-Diciembre).