EL 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 llamar por analogía el «cerebro» de un computador.
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 «coprocesador matemático»).
El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo específico de la placa base de la computadora; normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le incorpora 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 eliminan el exceso del calor absorbido por el disipador. Entre el
disipador y la cápsula del microprocesador usualmente se coloca pasta térmica para mejorar la conductividad del calor. 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
de overclocking.
Seguidamente se expone una lista ordenada cronológicamente de los microprocesadores más populares que fueron surgiendo. En la URSS se realizaron otros sistemas que dieron lugar a la serie microprocesador Elbrus.
1971: El Intel 4004
1974: El Intel 8080
EL 8080 se convirtió en la CPU de la primera computadora personal, la Altair 8800
de MITS, según se alega, nombrada así por un destino de la Nave
Espacial «Starship» del programa de televisión Viaje a las Estrellas, y
el IMSAI 8080, formando la base para las máquinas que ejecutaban el sistema operativo CP/M-80.
Los fanáticos de las computadoras podían comprar un equipo Altair por
un precio (en aquel momento) de 395 USD. En un periodo de pocos meses,
se vendieron decenas de miles de estos PC.
1975: Motorola 6800
Se fabrica, por parte de Motorola, el Motorola MC6800,
más conocido como 6800. Fue lanzado al mercado poco después del Intel
8080. Su nombre proviene de que contenía aproximadamente 6.800
transistores.
1985: El Intel 80386
Este procesador Intel, popularmente llamado 386, se integró con
275.000 transistores, más de 100 veces tantos como en el original 4004.
El 386 añadió una arquitectura de 32 bits, con capacidad para multitarea y una unidad de traslación de páginas, lo que hizo mucho más sencillo implementar sistemas operativos que usaran memoria virtual.
1989: El Intel 80486
La generación 486 realmente significó contar con una computadora personal de prestaciones avanzadas, entre ellas, un conjunto de instrucciones optimizado, una unidad de coma flotante o FPU, una unidad de interfaz de bus mejorada y una memoria caché
unificada, todo ello integrado en el propio chip del microprocesador.
Estas mejoras hicieron que los i486 fueran el doble de rápidos que el
par i386 - i387 operando a la misma frecuencia de reloj.
- 1991: El AMD AMx86
Procesadores fabricados por AMD
100% compatible con los códigos de Intel de ese momento. Llamados
«clones» de Intel, llegaron incluso a superar la frecuencia de reloj de
los procesadores de Intel y a precios significativamente menores. Aquí
se incluyen las series Am286, Am386, Am486 y Am586.
- 1993: El Intel Pentium
El microprocesador de Pentium poseía una arquitectura capaz de
ejecutar dos operaciones a la vez, gracias a sus dos pipeline de datos
de 32 bits cada uno, uno equivalente al 486DX(u) y el otro equivalente a
486SX(u). Además, estaba dotado de un bus de datos de 64 bits, y
permitía un acceso a memoria de 64 bits (aunque el procesador seguía
manteniendo compatibilidad de 32 bits para las operaciones internas, y
los registros también eran de 32 bits).
- 1995: EL Intel Pentium Pro
Lanzado al mercado en otoño de 1995, el procesador Pentium Pro (profesional) se diseñó con una arquitectura de 32 bits.
Se usó en servidores y los programas y aplicaciones para estaciones de
trabajo (de redes) impulsaron rápidamente su integración en las
computadoras. El rendimiento del código de 32 bits era excelente, pero
el Pentium Pro a menudo era más lento que un Pentium cuando ejecutaba
código o sistemas operativos de 16 bits.
- 1996: Los AMD K6 y AMD K6-2
Con el K6, AMD no sólo consiguió hacerle seriamente la competencia a
los Pentium MMX de Intel, sino que además amargó lo que de otra forma
hubiese sido un plácido dominio del mercado, ofreciendo un procesador
casi a la altura del Pentium II pero por un precio muy inferior. En
cálculos en coma flotante, el K6 también quedó por debajo del Pentium II, pero por encima del Pentium MMX y del Pro.
- 1998: El Intel Pentium II Xeon
Los procesadores Pentium II Xeon se diseñan para cumplir con los
requisitos de desempeño en computadoras de medio-rango, servidores más
potentes y estaciones de trabajo (workstations). Consistente con la
estrategia de Intel para diseñar productos de procesadores con el
objetivo de llenar segmentos de los mercados específicos, el procesador
Pentium II Xeon ofrece innovaciones técnicas diseñadas para las estaciones de trabajo
y servidores que utilizan aplicaciones comerciales exigentes, como
servicios de Internet, almacenamiento de datos corporativos, creaciones
digitales y otros.
El microprocesador posee un arreglo de elementos metálicos que permiten la conexión eléctrica entre el circuito integrado que conforma el microprocesador y los circuitos de la placa base. Dependiendo de la complejidad y de la potencia, un procesador puede tener desde 8 hasta más de 2000 elementos metálicos en la superficie de su empaque. El montaje del procesador se realiza con la ayuda de un zócalo de CPU soldado sobre la placa base. Generalmente distinguimos tres tipos de conexión:
- PGA: Pin Grid Array: La conexión se realiza mediante pequeños alambres metálicos repartidos a lo largo de la base del procesador introduciéndose en la placa base mediante unos pequeños agujeros, al introducir el procesador, una palanca anclará los pines para que haga buen contacto y no se suelten.
- BGA: Ball Grid Array: La conexión se realiza mediante bolas soldadas al procesador que hacen contacto con el zócalo
- LGA: Land Grid Array: La conexión se realiza mediante superficies de contacto lisas con pequeños pines que incluye la placa base.
Entre las conexiones eléctricas están las de alimentación eléctrica
de los circuitos dentro del empaque, las señales de reloj, señales
relacionadas con datos, direcciones y control; estas funciones están
distribuidas en un esquema asociado al zócalo,
de manera que varias referencias de procesador y placas base son
compatibles entre ellos, permitiendo distintas configuraciones.
