MICROPROCESADOR
El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se
le suele asociar por analogía como el «cerebro» de un computador.
Es un circuito integrado constituido por millones de
componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado
como microcomputador.
Es el encargado de ejecutar los programas; desde el sistema
operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar,dividir,
las lógicas binarias y accesos a memoria.
Esta unidad central de procesamiento
está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de
control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante(conocida
antiguamente como «co-procesador matemático»).
El microprocesador está
conectado, generalmente, mediante un zócalo específico a la placa base de la computadora. Normalmente, para
su correcto y estable funcionamiento, se le adosa un sistema de refrigeración, que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio,
y de uno o más ventiladores que fuerzan la expulsión del calor
absorbido por el disipador; entre éste último y la cápsula del microprocesador
suele colocarse pasta térmica para mejorar la conductividad térmica.
Existen otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o el uso de células
peltier para
refrigeración extrema, aunque estas técnicas se utilizan casi exclusivamente
para aplicaciones especiales, tales como en las prácticas deoverclocking.
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
* INTEL: es la marca estándar.
* AMD
* CYRIX: fabrica procesadores para
Texas, IBM y Thompson
* TEXAS INSTRUMENTS: son procesadores
Cyrix con la marca Texas Instruments.
* IBM: son procesadores Cyrix con la
marca IBM.
* THOMPSON: son procesadores Cyrix con
la marca Thompson.
* NEXGEN: necesitan placas especiales
al no ser compatibles a nivel de patillaje. No se recomiendan.
Destacar que no todos los fabricantes fabrican
todos los modelos ni todas las velocidades posibles (la velocidad de un
procesador se mide en MHz -mega hertzios-, y cuanto mayor es esta más rápido es
el procesador).
Actualmente existe la libertad de elegir cual
procesador ponerle a nuestra maquina, de que tipo y que características; Esto
se da mucho mas en equipos que son de ensamblados (comúnmente conocidos como
clones), pero también ya los principales fabricantes han integrado distintas
marcas de procesadores a sus sistemas. Precisamente por esta libertad de
elección es que muchas veces dudamos acerca de que nos conviene más, pero en
realidad no hay mucho que pensar, solamente hay que tener en cuenta la
finalidad que tendrá la maquina, y basándose en eso podemos decidir.
No podemos negar que el creador de los
procesadores de la familia x86 es Intel, para una computadora; AMD surgió por
la separación que tuvo Intel en el proceso de la integración de sistemas,
anteriormente AMD estaba ligado con Intel y se creaban los microprocesadores;
basta con poder ver un procesador del tipo 8088, 8086 o 80286 y nos damos
cuenta que en su nomenclatura se incluyen a AMD con su logotipo y después a
Intel como marca registrada. Con la separación de Intel, AMD empezó a incursionar
directamente en el campo de los microprocesadores. Para el tipo de procesadores
486, Intel tenia los llamados SX y DX, la única diferencia entre uno y otro es
que el DX tiene coprocesador matemático integrado,...
8088 / 8086
En 1975 decidió ponerse manos a la obra para
construir su primer micro de 16 bits que salió al mercado en
1978. Se trataba del 8086, que definió el inicio de su gama de productos más
famosa, la familia de microprocesadores x86.
La longitud de los registros del 8086
era de 16 bits (de ahí su denominación de 16 bits), había versiones que
funcionaban a 4.77 y 8 MHz, tenía un bus de
datos de 16 bits y un bus de direcciones de 20 bits, lo que le permitía acceder
a un máximo de memoria de 1 Mb según el cálculo 2
elevado a 20. Seguidamente, en 1979, Intel sacó el 8088, que en contra de lo
que podamos pensar no es mejor que el 8086. La diferencia era sustancial; el
bus de datos era de 8 bits (la mitad). Este paso hacia atrás estuvo provocado
por el estado de
la industria de
la época. Utilizar un bus de datos de 16 bits suponía forzar al mercado a
desarrollar para 16 bits lo que implicaba un incremento en los costes de desarrollo de
controladores de periféricos y memorias. El síntoma fue que Intel se había
adelantado a su época.
Los japoneses, aprovechando la ocasión
y dando fe a su fama de copiones fabricaron unos clónicos de los 8086 y 8088.
Fue NEC la que, porprocedimientos de ingeniería inversa,
sacó el diseño de
estos micros y creó sus modelos V20
y V30, que incrementaban el rendimiento respecto a los de Intel en un 10-30 por
ciento. Como os podréis imaginar Intel demandó a NEC, pero perdió el juicio. La Justicia determinó
que el microcódigo del chip podía registrarse pero Intel no había marcado en el
chip el símbolo del copyright, con lo cual perdía los derechos de copia.
Se encuentra un error de diseño en el
8088 que afecta a la gestión de
interrupciones y al registro de
pila SS (Stack Segment).
Intel fabricó variaciones de estos
modelos, sacando al mercado los 80C86, 80C88, 80186 y 80188 cuyas
modificaciones fueron el ahorro de
energía en las versiones C para su instalación en portátiles, y el rediseño
interno para la optimización en las versiones 1.
80286
En 1984 aparece el 80286 como base
para una nueva generación de ordenadores de IBM, el IBM AT (Advanced Technology).
Supone un nuevo salto tecnológico. Además de incrementar el bus de direcciones
de 20 bits a 24, lo que permitía acceder hasta los 16 Mb de RAM, se incrementaba la velocidad, llegando a ser
hasta un 25 por ciento más rápidos que los 8086 y 8088 originales.
La novedad más importante que se
introdujo fue la gestión de memoria virtual. La memoria virtual es una
extensión de memoria en disco (o dispositivo de almacenamiento secundario)
añadida a la memoria física instalada. Así, el 80286 es capaz de
tratar hasta un total de 1 Gb, desglosado en 16 Mb de memoria física más 1008
Mb de memoria virtual. La memoria virtual solamente la utilizan los programas que
están preparados para ello.
Aparece también un nuevo modo de
operación del microprocesador. Aparte del modo real (el normal de operación)
que direcciona hasta 1 Mb de memoria física y asegura la compatibilidad para
aplicaciones diseñadas par los 8086/8088, se tiene el modo protegido que no es
compatible con estos programas desarrollados para los micros antes mencionados.
El modo protegido es el que permite acceder a los 1.008 Mb de memoria virtual.
El 80286 trabaja en su arranque en
modo real. El cambio a
modo protegido, lo que se conoce técnicamente como upshift, no es reversible
(downshift), siendo necesario hacer un reset del microprocesador para volver al
modo real; sin duda un gran fallo de diseño.
El 80286 se presentó con velocidades
de reloj de 2, 8, 10, 12, 16 y 20 MHz.
80386 DX y
SX
Introducido en 1985, el 80386 DX
supera un nuevo escalón en el avance tecnológico en microprocesadores. Se
incorpora una nueva ampliación y surge el número mágico, el 32. Los buses de
datos y de direcciones se amplían hasta 32 líneas de datos, ocurriendo lo mismo
con el tamaño de los registros. Esta ampliación supone un incremento en la memoria RAM física
instalada. Puede direccionar 4 Gb de memoria física (DX significa Double wordeXternal) y 64 Tb de memoria virtual, una cifra que en la actualidad
está aún muy por encima de las posibilidades económicas de los usuarios (a ver
quién instala 4.000 Megabytes de RAM, unos 20 millones de pesetas).
Arranca en modo real, al igual que el
80286, e incorpora un nuevo modo de operación: el modo real virtual del 8086,
que permite tener varias sesiones 8086 trabajando simultáneamente simulando una
especie de pseudomultitarea.
En los microprocesadores anteriores la
gestión de memoria se realizaba en segmentos de 16 Kb. Con el 80286 este tamaño
de los segmentos de la memoria se hacían muy pequeños y el programador tenía
que trabajar más para adaptarse a una gran cantidad de segmentos. El 80386
permite la definición de segmentos de memoria de tamaño variable. Aparte, Intel corrigió
la deficiencia del downshifting, pudiéndose realizar por software.
Otra de las innovaciones en la
inclusión de una memoria cache interna
en el chip destinada a almacenar instrucciones provenientes de memoria sin
necesidad de que la unidad de ejecución intervenga. Intel comete un nuevo error
en el diseño del micro que genera inexactitudes en el cálculo de 32 bits, que
se presentan en los micros lanzados al mercado hasta mayo del 1987. Los modelos
corregidos van etiquetados con una doble sigma mayúscula o con el
identificativo DX. Este error afectaba a las operaciones de multiplicación de
32 bits. Ocurría bajo las siguientes circunstancias:
·
El coprocesador matemático 80387 está instalado y en uso.
·
Debe ocurrir una operación de acceso directo a memoria
(DMA).
Se detecta un segundo bug denominado POPAD bug. Su efecto es el
vaciado del registro acumulador EAX cuando
se ejecuta una instrucción de acceso a memoria inmediatamente después de la
ejecución de la instrucción POPAD.
Aparecen variaciones que afectan al consumo de
energía pensadas para portátiles, se trataba de los 80386SL (Slow Low power) y
80386SLC (Slow Low power Cache), que es propiedad de IBM aunque
lo fabrique Intel. Las frecuencias de funcionamiento eran de 12, 20, 25 y 33
MHz.
El 80386SX (SX significa Simple word eXternal) tiene las
mismas características que el 80386DX, salvo que el bus de direcciones externo
se reduce a 16 bits. Introducido en 1988 daba la potencia de
un 80386 a precio de
un 80286. Durante mucho tiempo se
rumoreó que el P9 podría ser compatible con los zócalos 80286, pero al final no
fue así. La razón es que el 80286 multiplexa todos sus buses para conseguir con
menos líneas el mismo resultado (menor coste) El 80386SX sólo multiplexa el bus
de direcciones. Las frecuencias de funcionamiento eran de 16, 20, 25 y 33 MHz.
80486DX
80486SX
El 80486DX salió al mercado en 1989.
La estructura interna hablando en términos numéricos es igual a la de un 80386.
El tamaño de los registros y de los buses son de 32 bits. Mantiene los tres
modos de operación: real, protegido y real virtual. Las diferencias reales con
los 80386DX son que tiene un flag más, un estado de excepción más, 2 bits más
en la tabla de entrada de páginas, 6 instrucciones y los registros de control
tienen una longitud de 9 bits.
Se realizan también cambios en la arquitectura interna.
Se crea un mayor número de líneas hardware lo que implica un incremento en la
velocidad. Se imponen reglas de diseño más estrictas, lo que supone un
reducción del tamaño del chip. Al reducirse el tamaño se reduce también el
consumo y consiguientemente la temperatura que
alcanza el chip, con lo cual lo podemos hacer funcionar a un mayor número de
ciclos de reloj, lo que supondrá la aparición de los Overdrives.
Se incluye un coprocesador matemático
interno que dobla las prestaciones de
un 80387 trabajando a la misma velocidad. Se logra un diseño mejor y lacomunicación entre
el chip principal y el coprocesador matemático es interna, lo que mejora la
velocidad en las transferencias y unas sincronizaciones más estrechas.
La memoria cache (8 Kb) del
microprocesador está dividida en 4 caches de 2 Kb cada una. Esto agiliza la
ejecución de algunas aplicaciones. Si se asigna una memoria cache secundaria
(L2) el rendimiento del micro puede aumentar hasta un 30 por ciento más.
El 80486SX es igual que un 80486DX,
sólo que el coprocesador matemático está inhabilitado. El coprocesador
matemático 80487SX es en realidad un 80486DX puro que desactiva por completo el
80486SX, sin que podamos retirarlo de la placa. Las velocidades a las que
funcionan son de 25, 33, 40 y 50 MHz. Hay versión SL para portátiles.
80486DX2,
80486DX4, 80486SX2
Estos modelos de microprocesadores en
realidad son iguales que sus hermanos menores. Internamente duplican la
velocidad del reloj del sistema. Es igual que revolucionar el motor de
un coche para que corra más. Las consecuencias son obvias: un
sobrecalentamiento del micro con una reducción de potencia. Por este motivo se
recomienda utilizar un método de
disipación de calor para
que el rendimiento no se vea reducido (laminillas disipadoras o ventiladores).
Las velocidades a las que trabajan son: 50, 66, 75 y 100 (sólo para el DX4) MHz
para los DX2 y 40 y 50 MHz para los SX2.
Los 80486 tampoco están libres del pecado original.
En el 80486 cuando el coprocesador matemático detecta un error de limite del
tamaño de segmento, algunas veces la CPU falla al generar la excepción 13. Este
error se genera bajo las siguientes condiciones:
·
Segmento de datos de 64 Kb.
·
·
Operandos de direccionamiento de 16 bits.
·
·
Almacenar un valor de
8 bytes desde el coprocesador cuando la mitad está fuera de los limites del
limite del segmento.
Un segundo bug aparece en el cálculo
de la instrucción dedicada a calcular arcotangentes.
VELOCIDAD
DEL RELOJ
La velocidad del
reloj interno del procesador que determina la rapidez con la que puede procesar
los datos. La velocidad de reloj se mide normalmente en gigahercios (GHz) o
miles de millones de ciclos por segundo.
VELOCIDAD DE BUS
Se caracteriza
por la cantidad de información que se transmite en forma simultánea. Este
volumen se expresa en bits y corresponde al número de líneas
físicas mediante las cuales se envía la información en forma simultánea. Un
cable plano de 32 hilos permite la transmisión de 32 bits en paralelo. El
término "ancho" se utiliza para designar el número de bits que
un bus puede transmitir simultáneamente.
Por otra
parte, la velocidad del bus se define a través de su frecuencia (que se expresa en Hercios o Hertz),
es decir el número de paquetes de datos que pueden ser enviados o recibidos por
segundo. Cada vez que se envían o reciben estos datos podemos hablar de ciclo.
De esta
manera, es posible hallar la velocidad
de transferencia máxima del
bus (la cantidad de datos que puede transportar por unidad de tiempo) al
multiplicar su ancho por la frecuencia. Por lo tanto, un bus con un ancho de 16
bits y una frecuencia de 133 MHz, tiene una velocidad de transferencia de:
16 * 133.106 = 2128*106 bit/s, o 2128*106/8 = 266*106 bytes/s o 266*106 /1000 = 266*103 KB/s o 259.7*103 /1000 = 266 MB/s
MICROPROCESADOR PARA PORTATILES
La familia de procesadores Intel® Core™ de segunda generación ofrece un desempeño visiblemente inteligente que es fácil de observar, y sin cables. Estos procesadores ofrecen un desempeño adaptable desde cualquier lugar con un desempeño adaptable mejorado que suma velocidad cuando la necesita y capacidades de visualización incorporadas para una mejor experiencia en equipos portátiles que se puede observar.
MICROPROCESADORES SERVIDORES
Los procesadores Intel® para servidores ofrecen un desempeño superior con consumo eficaz de energía para aplicaciones empresariales de uso intensivo de datos. Estos procesadores Intel, que impulsan una amplia gama de servidores multi-core de 64 bitsΛ, le permiten optimizar y adaptar los entornos informáticos con el fin de maximizar el uso de los servidores según la carga de trabajo y le ofrecen un margen de ampliación para acompañar el crecimiento.
TIPOS DE ENCAPSULADOS.
1. Estándar (Predeterminado)
2. Abierto : Hace que el miembro
de la clase pueda ser accedido desde el exterior de la Clase y cualquier parte
del programa.
3. Protegido : Solo es accesible
desde la Clase y las clases que heredan (a cualquier nivel).
4. Semi cerrado : Solo es
accesible desde la clase heredada
5. Cerrado : Solo es accesible
desde la Clase.
En el encapsulamiento hay analizadores que pueden ser
semánticos y sintácticos.
SISTEMAS DE
REFRIGERACION
El
componente que más potencia disipa y que, por tanto, necesita mejor
refrigeración es el microprocesador. Como ya adelanté en otra página, el
aumento de la frecuencia de funcionamiento y del número de núcleos de los
procesadores modernos conlleva un aumento de potencia y de calor producido,
agravado en los casos de aumento del voltaje que se les suministra con fines de
overcloking. Para conseguir evacuar una cantidad tan grande de calor
concentrado en un solo chip se utilizan diversos métodos dependiendo de las
necesidades de cada caso en particular: refrigeración por aire, líquida, por
cambio de fase... Por ahora me ceñiré al sistema más utilizado, que es el de
refrigeración por aire.
Disipadores
En este
sistema, que es el más sencillo y menos peligroso para la integridad del
ordenador y del usuario, se utilizan disipadores de calor que pueden ser
pasivos, compuestos por un bloque de cobre o aluminio que debe estar en
contacto con la superficie de la cápsula del microprocesador para recibir el
calor que éste produce y por unas aletas que aumentan la superficie de contacto
del disipador con el aire y por lo tanto facilitan la transferencia del calor
absorbido por el disipador hacia el aire circundante.
Actualmente suelen colocarse en contacto con el bloque macizo del disipador e incluso con la cápsula del chip unos tubos (heat pipes) que contienen un líquido que se evapora a una temperatura poco superior a la del ambiente y que al condensarse en la proximidad de las aletas les transfiere rápidamente el calor que absorbió al evaporarse cerca del chip.
Este tipo de radiador sin ventilador es evidentemente totalmente silencioso, pero en ciertas ocasiones, sobre todo en caso de overcloking, resulta inutilizable porque se requerirían unas dimensiones excesivas de las aletas para conseguir disipar la gran cantidad de calor producido en estos casos.
Cuando se necesita aumentar la capacidad de evacuación de calor de un disipador de tamaño relativamente pequeño, la solución más utilizada es el acoplamiento de un ventilador que produzca una circulación de aire por los espacios entre las aletas lo suficientemente rápida para aumentar la transmisión de calor al aire del interior de la caja. A mayor caudal de aire producido por el ventilador, mayor enfriamiento y menor temperatura del microprocesador pero también mayor nivel de ruido producido, por lo que en la práctica hay que buscar una solución de compromiso entre tamaño del disipador y ruido producido por el ventilador.
La magnitud que representa la capacidad de disipación de calor de un disipador es la resistencia térmica, dato que pocos fabricantes hacen público, por ejemplo:
Actualmente suelen colocarse en contacto con el bloque macizo del disipador e incluso con la cápsula del chip unos tubos (heat pipes) que contienen un líquido que se evapora a una temperatura poco superior a la del ambiente y que al condensarse en la proximidad de las aletas les transfiere rápidamente el calor que absorbió al evaporarse cerca del chip.
Este tipo de radiador sin ventilador es evidentemente totalmente silencioso, pero en ciertas ocasiones, sobre todo en caso de overcloking, resulta inutilizable porque se requerirían unas dimensiones excesivas de las aletas para conseguir disipar la gran cantidad de calor producido en estos casos.
Cuando se necesita aumentar la capacidad de evacuación de calor de un disipador de tamaño relativamente pequeño, la solución más utilizada es el acoplamiento de un ventilador que produzca una circulación de aire por los espacios entre las aletas lo suficientemente rápida para aumentar la transmisión de calor al aire del interior de la caja. A mayor caudal de aire producido por el ventilador, mayor enfriamiento y menor temperatura del microprocesador pero también mayor nivel de ruido producido, por lo que en la práctica hay que buscar una solución de compromiso entre tamaño del disipador y ruido producido por el ventilador.
La magnitud que representa la capacidad de disipación de calor de un disipador es la resistencia térmica, dato que pocos fabricantes hacen público, por ejemplo:
- Thermaltake, para sus disipadores TMG i1 y TMG i2
declara una resistencia térmica de 0,16 ºC/W, para los TMG a1 y a2, de
0,17 ºC/W y para el TMG a3, de 0,25 ºC/W.
- Xigmatek, atribuye a su modelo Apache una
resistencia de 0,23 ºC/W y al modelo HDT-D1284, de 0,14 ºC/W.
- SilverStone, modelo NT07 AM2, resistencia de 0,25
ºC/W.
- Zalman, para modelo 7000 B CU, resistencia
0,27 ºC/W y para CNPS 9500 AM2, 0,16 ºC/W.
- Coolbox CUF-715CA,
resistencia 0,50 ºC/W.
- Spire CF450B0, 0,29
ºC/W.
INSTALACION DEL MICROPROSECESADOR:
Herramientas y artefactos necesarios:
·
Necesitaremos
un destornillador de punta plana
·
Un pañuelo
·
Destornillador
de cuatro puntas (Tipo Phillips)
·
Pasta
térmica para la disipación del microprocesador
Todo procesador posee su disipador, podremos instalar otro
disipador que tenga mayorrendimiento pero por el momento solo haremos esta
guía para instalar el microprocesador con su respectivo disipador de
fábrica.
Pasos a seguir para instalar un
microprocesador:
·
Primero
tendremos que insertar el microprocesador en el motherboard, para ello
verificaremos la posición de las patitas de nuestro chip y el slot del
motherboard para que el mismo encaje de forma suave y perfecta (En el manual de
la placa base o del microprocesador suele incluirse una imagen que indica como
colocarlo). De ninguna manera forzar el microprocesador ya que si se doblan
algunas de sus patitas (conectores) este no funcionara jamás.
UNIDAD
PRICINPAL: La
expresión "unidad central de proceso" es, en términos generales, una
descripción de una cierta clase de máquinas de lógica que pueden ejecutar
complejos programas de
computadora. Esta amplia definición puede fácilmente ser aplicada a muchos de los
primeros computadores que existieron mucho antes que el término "CPU"
estuviera en amplio uso. Sin embargo, el término en sí mismo y su acrónimo han
estado en uso en la industria de la informática por lo menos desde el principio
de los años 1960. La forma, el diseño y la implementación
de los CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros ejemplos, pero su
operación fundamental ha permanecido bastante similar.
Los primeros CPU fueron diseñados a la
medida como parte de una computadora más grande, generalmente una computadora
única en su especie. Sin embargo, este costoso método de diseñar los CPU a la
medida, para una aplicación particular, ha desaparecido en gran parte y se ha sustituido
por el desarrollo de clases de procesadores baratos y estandarizados adaptados
para uno o muchos propósitos. Esta tendencia de estandarización comenzó
generalmente en la era de los transistoresdiscretos, computadoras centrales,
y microcomputadoras, y fue acelerada rápidamente con
la popularización del circuito integrado (IC), éste ha permitido que sean
diseñados y fabricados CPU más complejos en espacios pequeños (en la orden de milímetros). Tanto la miniaturización como la
estandarización de los CPU han aumentado la presencia de estos dispositivos
digitales en la vida moderna mucho más allá de las aplicaciones limitadas de
máquinas de computación dedicadas. Los microprocesadores modernos aparecen en
todo, desde automóviles, televisores, neveras,calculadoras, aviones, hasta teléfonos móviles o
celulares, juguetes, entre otros.
LA
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 elbus 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 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.
UNIDAD
DE CÁLCULO: En computación,
la unidad aritmético lógica,
también conocida como ALU (siglas en inglés de arithmetic logic unit), es un circuito digitalque 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 losmainframes)
pueden tener múltiples núcleos, cada núcleo con múltiples unidades de ejecución, cada una de ellas con
múltiples ALU.
Muchos otros circuitos pueden contener
en el interior una unidad aritmético lógica: unidades
de procesamiento gráfico como
las que están en las GPU NVIDIA y AMD, FPU como el viejo coprocesador matemático 80387, y procesadores digitales
de señales como los
que se encuentran en tarjetas de sonido Sound Blaster, lectoras de CD y los televisores de alta definición. Todos éstos tienen en su interior
varias ALU potentes y complejas.
UNIDAD DE INTERCAMBIO: Entrada - Memorización - Procesamiento
- Salida que llevan a cabo los bloques
correspondientes a definir (Periférico de Entrada - Memoria Principal - Unidad Central
de Proceso - Periférico de Salida), siendo que en un computador existen varias
posibilidades para la entrada y salida de datos.
Los bloques se comunican eléctricamente entre sí a
través de caminos formados por un conjunto de cables o líneas conductoras que
constituyen un Bus.
Las instrucciones son ejecutadas de a una por vez,
para lo cual primero cada una por un Bus llega a un Registro de Instrucciones
(RI) de la Unidad Central de Procesamiento (Procesador), donde permanece
mientras se ejecuta, para que la Unidad de control interprete qué operación
ordena ella.
BUSES DE DIRECCION
Es un canal del microprocesador totalmente
independiente del bus de datos donde
se establece la dirección de memoria del dato en tránsito.
El bus de dirección consiste en el
conjunto de líneas eléctricas necesarias para establecer una dirección.La
capacidad de la memoria que se puede direccionar depende de la cantidad de bits
que conforman el bus de direcciones, siendo 2n (dos elevado a la ene) el tamaño
máximo en bytes del banco de memoria que se podrá direccionar con n líneas. Por
ejemplo, para direccionar una memoria de 256 bytes, son necesarias al menos 8
líneas, pues 28 = 256.
Adicionalmente pueden ser necesarias líneas de control para señalar cuando la
dirección está disponible en el bus. Esto depende del diseño del propio bus.
BUSES DE DATOS: Es el encargado de transmitir los
caracteres.
CARACTERISTICAS DEL PROCESADOR DE
ULTIMO LANZAMIENTO EN EL MERCADO.
Intel Core i7 980X, el primer microprocesador
de seis núcleos el Core i7-980X dentro de la GDC 2010,
con lo que asumimos que es un producto que quieren enfocar al usuario gamer,
aquél que busca el máximo rendimiento en su equipo para así disponer de la
mejor tasa de imágenes por segundo a la mayor calidad posible.
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