sábado, 16 de marzo de 2013

Componentes de un ordenador: el microprocesador (I)


Empezamos una nueva sección que se ira publicara un nuevo articulo por semana. En esta sección me encargare de explicar de forma clara el funcionamiento de cada componente de nuestro ordenador para que sepamos que función realiza cada componente y para orientarnos en una futura compra.

Hoy traemos el microprocesador.Explicaremos su funcionamiento con profundidad pero sin demasiados detalles que nos complican la lectura al no entenderlos.

Qué es?

Es el cerebro de un ordenador, encargado de leer instrucciones que le llegan y actuar según las instrucciones. Físicamente no es mas que una placa de silicio donde hay millones de transistores grabados.
No hay que confundir microcontrolador con microprocesadores, los microcontroladores como los PICs son chips que en su interior tiene todas las partes de un ordenador pero son muy poco potentes.

Breve historia

Hasta los primero años de la década del 1970 los diferentes componentes electrónicos que componían un procesador no podían ser un único circuito integrado y era necesario utilizar dos o tres chips para hacer una CPU. En 1971 Intel consiguió por primera vez integrar en un solo circuito todos los transistores que componen una CPU, nacía el microprocesador. Aquel Intel 4004 supuso una evolución tremenda en dar inteligencia a todos los objetos inanimados y así mismo al ordenador personal. Era una CPU de 4 bits y el primero comercialmente. Procesadores o familias de procesadores en la historia:
-Intel 8008
-El SC/MP                            
Intel 4004
-Intel 8080
-Motorola 6800                                                                                                                                        
-Z80
-Intel 8086 y 8088
-Intel 80386
-Vax 78032
-Intel 80486
-AMD AMx86
-PowerPC 601
-Intel Pentium
-PowerPC 620
AMD K5
-Intel Pentium Pro
-AMD K5
-AMD K6 y K6-2                                                                                    
-Intel Pentium II
-Intel Pentium II Xeon
-Intel Celeron
-AMD Athlon K7
-Intel Pentium III
-Intel Pentium III Xeon
-Intel Pentium 4
-AMD Athlon XP
Intel Core 2 Duo
-Intel Pentium 4 (Prescott)
-AMD Athlon 64
-Intel Core Duo                                                                                                  
-AMD Phenom
-Intel Core Nehalem
-AMD Phenom II y Athlon II
-Intel Core Sandy Bridge
-AMD Fusion
-Intel Core Ivy Bidge
Estos han sido las familias de procesadores o procesadores hasta la actualidad.


El microprocesador, funcionamiento.



El microprocesador lo podemos dividir en diferentes partes:
-Núcleo. Un núcleo de procesador incluye todos los elementos que a continuación describiremos. Un doble núcleo tendrá dos veces cada cosa, 4 núcleos las tendrá 4 veces, cada una correspondiente a cada núcleo.  -Unidad de Control. También llamado UC es la encargada de buscar las instrucciones en la memoria,   interpretarlas y ejecutarlas, empleando para ello la unidad de proceso.
-Unidad de proceso. También llamado UP es la encargada de ejecutar las tareas que le manda hacer la UC, para eso utiliza diferente elementos:
         -Unidad Aritmético Lógica o ALU. Esta unidad lleva a cabo operaciones aritméticas básicas como    
          suma, resta, multiplicación, división, cambio de signo, etc.
         -Unidad de coma flotante. Es un coprocesador matemático capaz de hacer operaciones con
         números muy grandes o muy pequeños.
         -Registro acumulador. Es un registro de la UP en el que son almacenados temporalmente los
          resultados aritméticos y lógicos realizados por la ALU.
         -Registro de estado. Se trata de unos registros que almacenan los resultados que se dieron en las
         últimas operaciones para posteriores operaciones que necesiten dicho resultado.
-Bus de Entrada/Salida. Son los puertos por donde se comunica el núcleo con los otros componentes del ordenador
Los siguientes componentes ya no son del núcleo pero si del procesador.
-Memoria cache. Es un tipo de memoria volátil integrada dentro del procesador y de baja capacidad. Cuando el ordenador esta apagado la información esta guardad en el disco duro, cuando se enciende pasa a la RAM donde el procesador la lee y guarda información  pero es un sistema independiente donde se tarda tiempo en guardar o leer información estamos hablando de nanosegundos, pero en informática es mucho ya que producirían parones hasta que el procesador pueda leer la siguiente instrucción  Para eso se invento la cache, alojada dentro del procesador donde se tardan mucho menos tiempo en guardar y leer instrucciones y hace que todo funcione mas fluido esa es su única función.
-Procesador gráfico. Algunos procesadores llevan un procesador gráfico dentro pero no entraremos en detalles por ahora hasta el articulo correspondiente.

Frecuencia de reloj

La frecuencia de reloj indica la velocidad a la que un procesador ejecuta las instrucciones mas básicas como sumar dos números. Se mide en ciclos por segundo (Herzios).

Cada núcleo de un ordenador trabaja a una frecuencia determinada y cada uno con su frecuencia. Un doble núcleo a 2,9GHz trabaja cada núcleo a 2,9 y la suma de las frecuencias de cada núcleo no son 2,9.

Conexiones con el exterior

El procesador posee distintos tipos de conexión y dependiendo de la complejidad y la potencia pueden tener desde 8 hasta mas de 2000 conexiones en su superficie. Distinguimos tres tipos de conexiones:
-PGA: la conexión se realiza a la placa base mediante pequeños alambres metálicos repartidos en su superficie.

-BGA: la conexión se realiza mediante bolas soldadas al procesador que hacen contacto con el zócalo.


-LGA: la conexión se realiza mediante superficies lisas de contacto con pequeños pines que incluye la placa base.


Cosas a tener en cuenta a la hora de comprar

Hay varias cosas que hay que tener en cuenta antes de elegir un procesador u otro.

-Núcleos, a mas núcleos hay mas potencia, por lo tanto contra mas núcleos mas potencia tendrá el procesador, si lo comparamos con otro de la misma tecnología  es decir, un cuatro núcleos con tecnología Sandy Bridge es menor a un cuatro núcleos de Ivy bridge, por lo tanto también hay que mirar la tecnología que tiene el procesador

-Frecuencia de reloj. A mas frecuencia no significa que haya mas potencia, os pongo otro ejemplo, un doble núcleo a 3,8 GHz trabajara a mas velocidad que un cuatro núcleos a 1,8 GHz, por ende habrá que mirar que nos conviene en cada caso y ajustarlo a nuestro presupuesto

-Cache, a mas cache es mejor, esto es sencillo.

-Tecnología. La tecnología  factor crucial, la mejor tecnología es obviamente la ultima, pero hay que ajustarla a nuestro presupuesto y cabe decir que las tecnologías de hace dos o tres años no están desfasadas ni mucho menos pero rinden peor que la actual.

-No solo hay que mirar el procesador. Mas allá del procesador hay componentes de un ordenador que también hay que mirar a la hora de comprarse uno nuevo y que los explicaremos en siguientes entradas.





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