Uno de los actuales microprocesadores de doble

Microprocesador
Ultima actualización 26 de Enero de 2008
Uno de los actuales microprocesadores de doble núcleo y 64 bits, un AMD Athlon 64 X2 3600
El microprocesador o micro es un circuito integrado que contiene todos los elementos de
una
"unidad central de procesamiento" o CPU [1] . En la
actualidad en el interior de este componente electrónico existen millones de transistores
integrados.
Suelen tener forma de prisma chato, y se instalan sobre un elemento llamado zócalo [2] .
También, en modelos antiguos solía soldarse directamente a la placa madre. Aparecieron
algunos modelos donde se adoptó el formato de cartucho, sin embargo no tuvo mucho éxito.
Actualmente se dispone de un zócalo especial para alojar el microprocesador y el sistema de
enfriamiento, que comúnmente es un ventilador (cooler). El microprocesador está compuesto
por: registros, la Unidad de control, la Unidad aritmético-lógica, y dependiendo del procesador,
una unidad en coma flotante.
Historia
El primer procesador comercial, el Intel 4004, fue presentado el 15 de noviembre de 1971. Los
diseñadores fueron Ted Hoff y Federico Faggin de Intel, y Masatoshi Shima de Busicom (más
tarde ZiLOG).
Los microprocesadores modernos están integrados por millones de transistores y otros
componentes empaquetados en una cápsula cuyo tamaño varía según las necesidades de las
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aplicaciones a las que van dirigidas, y que van desde el tamaño de un grano de lenteja hasta el
de casi una galleta. Las partes lógicas que componen un microprocesador son, entre otras:
unidad aritmético-lógica, registros de almacenamiento, unidad de control, Unidad de ejecución,
memoria caché y buses de datos control y dirección.
Existen una serie de fabricantes de microprocesadores, como IBM, Intel, Zilog, Motorola, Cyrix
y AMD. A lo largo de la historia y desde su desarrollo inicial, los microprocesadores han
mejorado enormemente su capacidad, desde los viejos Intel 8080, Zilog Z80 o Motorola 6809,
hasta los recientes Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad, Intel Xeon, Intel Itanium II, Transmeta
Efficeon o Cell.
Ahora los nuevos microprocesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bits, habiendo
pasado por los de 128, 64, 32, 16, 8 y 4 bits. Desde la aparición de los primeros computadores
en los años cuarenta del siglo XX, muchas fueron las evoluciones que tuvieron los
procesadores antes de que el microprocesador surgiera por simple disminución del procesador.
Antecedentes
Entre estas evoluciones podemos destacar estos hitos:
- ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Calculator) Fue un computador con procesador
multiciclo de programación cableada, esto es, la memoria contenía sólo los datos y no los
programas. ENIAC fue el primer computador, que funcionaba según una técnica a la que
posteriormente se dio el nombre de monociclo.
- EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) fue la primera máquina de
Von Neumann, esto es, la primera máquina que contiene datos y programas en la misma
memoria. Fue el primer procesador
multiciclo.
- El IBM 7030 (apodado Stretch) fue el primer computador con procesador segmentado.
La segmentación siempre ha sido fundamental en Arquitectura de Computadores desde
entonces.
- El IBM 360/91 supuso grandes avances en la arquitectura segmentada, introduciendo la
detección dinámica de riesgos de memoria
, la
anticipación generalizada
y las
estaciones de reserva
.
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- El CDC 6600 fue otro importante computador de microprocesador segmentado, al que se
considera el primer supercomputador.
- El último gran hito de la Arquitectura de Computadores fue la segmentación superescalar,
propuesta por John Cocke, que consiste en ejecutar muchas instrucciones a la vez en el mismo
microprocesador. Los primeros procesadores superescalares fueron los
IBM Power-1.
Avances
Hay que destacar que los grandes avances en la construcción de microprocesadores se deben
más a la Arquitectura de Computadores que a la miniaturización electrónica. El
microprocesador se compone de muchos componentes. En los primeros procesadores gran
parte de estos estaban ociosos el 90% del tiempo. Sin embargo hoy en día los componentes
están repetidos una o más veces en el mismo microprocesador, y los cauces están hechos de
forma que siempre están todos los componentes trabajando. Por eso los microprocesadores
son tan rápidos y tan productivos. Esta productividad tan desmesurada, junto con el gran
número de transistores por microprocesador (debido en parte al uso de
memorias caché
) es lo que hace que se necesiten los inmensos sistemas de refrigeración que se usan hoy en
día. Inmensos en comparación con el microprocesador, que habitualmente consiste en una
cajita de 2 centímetros de largo y de ancho por 1 milímetro de altura, cuando los refrigeradores
suelen tener volúmenes de al menos 5 centímetros cúbicos.
Intel 4004
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Zilog Z80
Motorola 68000
Intel
80486DX2.
Evolución
del
microprocesador
de
1971:
Intel
de
4004.
1971.
Nota:
Fue68000
el
primer
microprocesador
comercial. Salió al mercado el 15
1972:
8008
1975:
Signetics
2650,
MOS
6502,
Motorola
6800
--noviembre
1976:
Zilog
Z80
1978:
Intel
8086,
Motorola
1979:
8088
1982:
80286,
68020
1985:
80386,
68020,
AMD80386
1987:
Motorola
68030
1989:
Intel
80486,
Motorola
68040,
AMD80486
1993:
Pentium,
Motorola
68060,
AMD
K5,
MIPS
R10000
1995:
Pro
1997:
II,
AMD
K6,
PowerPC
G3,
MIPS
R120007
1999:
III,
AMD
K6-2,
PowerPC
G4
2000:
Intel
Pentium
4,
Intel
Itanium
2,
AMD
Athlon
XP,
AMD
Duron,
MIPS
R14000
2003:
PowerPC
G5
2004:
M
2005:
D,
Intel
Extreme
Edition
con
hyper
threading,
Athlon
64,
AMD
Athlon
64
X2,
Intel
Core
Duo,
AMD
Sempron
128
.AMD
2006:
Intel
Core
2
Duo,
Intel
Core
2
Extreme,
AMD
Athlon
FX
2007:
Quad,
AMD
Quad
Core,
AMD
Quad
FX
2008:
Procesadores
Intel
yindividual
AMD
con
más
de
8
núcleos.
Funcionamiento
El
principal.
microprocesador
La
ejecución
ejecuta
de
las
instrucciones
instrucciones
almacenadas
se
puede
realizar
como
en
números
varias
fases:
binarios
en
la
memoria
PreFetch,
Pre
lectura
de
la
instrucción
desde
la
memoria
principal,
Fetch,
envío
de
la
instrucción
al
decodificador,
se
debe
Decodificación
hacer,
de
la
instrucción,
es
decir,
determinar
qué
instrucción
es
ylos
por
tanto
qué
Lectura
de
operandos
(si
los
hay),
Ejecución,
Escritura
de
los
resultados
en
la
memoria
principal
o
en
los
registros.
Cada
estructura
una
de
del
estas
fases
se
realiza
en
uno
o
varios
ciclos
de
CPU,
dependiendo
de
la
procesador,
estos
requerido
El
generar
segundo.
microprocesador
ciclos
pulsos
para
viene
realizar
a
un
determinada
se
ritmo
conecta
la
tarea
constante,
y
concretamente
por
a
un
la
oscilador,
de
frecuencia
modo
(realizada
de
que
normalmente
su
de
genera
grado
reloj,
en
un
y
de
solo
varios
nunca
un
segmentación.
ciclo)
cristal
ciclos
podrá
de
de
(o
mayor
ser
cuarzo
pulsos)
inferior
La
coste
duración
capaz
en
al
temporal.
un
tiempo
de
de
Velocidad
Actualmente
supone
frecuencia
pero
concreta,
factores
realizar
ICP
unidades
necesarias
depende
no
una
miles
el
que
de
así
único.
de
para
tarea
proceso
determinan
se
como
de
un
habla
realizar
varios
millones
microprocesador
La
depende
la
cantidad
o
cantidad
de
"pipelines"
factores,
una
la
frecuencias
o
velocidad
directamente
millones,
tarea
de
de
instrucciones
como
instrucciones
disponibles,
es
depende
respectivamente,
de
un
el
la
Gigaherzios
buen
del
grado
CPU.
directamente
juego
referente
necesarias
entre
de
ejecutadas
La
supersegmentación
cantidad
otros.
(GHz.),
instrucciones
de
de
del
para
ciclos
La
la
por
o
de
juego
velocidad
cantidad
llevar
ciclo
instrucciones
por
Megaherzios
de
disponible,
segundo.
ICP,
a
instrucciones.
cabo
y
de
de
la
son
instrucciones
proceso
cantidad
una
necesarias
El
mientras
(MHz.).
indicador
tarea
otros
del
de
dos
mismo,
Lo
que
de
que
la
Bus
de
datos
entrada/salida.
forman
16,
las
obligados
trabajan
comparables,
tanto
datos
tarjetas
32,
el
64,
el
rendimiento
con
de
bus
a
...
gráficas,
aumentar
32
datos
conductores.
ya
de
Estas
bits,
que
datos.
de
lee
y
de
que
ni
transferencias
a
este
128
ambos
y
su
partir
El
tienen
escribe
ó
número
juego
tamaño,
Los
256
del
no
modelos
un
bits.
de
datos
Pentium
es
mayor
de
y
instrucciones
se
comparable
así
Estos
conductores
en
realizan
de
tenemos
volumen
con
la
dos
memoria
familia
bus
a
tipos
en
través
ni
hoy
de
de
suele
su
el
x86,
de
64
procesamiento
principal
en
mismo
tamaño
de
microprocesadores
bits.
ser
día
a
un
partir
potencia
Pero
microprocesadores
ámbito.
conjunto
y
de
en
del
datos
los
los
por
80386,
de
microprocesadores
dispositivos
de
son
2.
segundo,
conductores
Hay
no
parecidos
trabajan
son
buses
gráficos
se
de
con
ven
de
yyincluían
que
por
que
4,
bus
de
8,
La
operaciones
el
SSE
procesamiento
la
respectivamente.
procesamiento
extensión
arquitectura
de
Intel,
AMD64
especializadas
y
de
sus
x86
de
64
contrapartes,
se
y
tipos
bits
posteriormente
ha
fue
ido
de
denominadas
información
incorporado
ampliando
las
extensiones
con
a
específica.
en
la
"extensiones",
lo
extensión
largo
los
procesadores
3DNow!
del
Este
tiempo
EM64T
las
es
de
cuales
el
AMD.
a
en
de
través
caso
los
arquitectura
A
han
de
procesadores
partir
de
las
permitido
conjuntos
de
extensiones
2003,
x86
mejoras
a
de
AMD
través
el
MMX
epara
en
Intel
de
y
Zócalos
El
zócalo
o
socket
base
conexión
personales
de
una
donde
amplia
entre
el
encajan,
microprocesador
gama
el
microprocesador
es
de
sin
una
microprocesadores
dificultad,
matriz
venía
y
los
pequeños
el
directamente
pines
resto
llevó
de
del
agujeros
un
equipo.
a
microprocesador.
la
soldado
creación
ubicados
En
a
las
la
de
primeras
placa
en
los
una
Esta
zócalos.
base,
computadoras
placa
matriz
pero
madre,
permite
la
aparición
es
la
la
En
existen
requerida
determinado
general
diferencias
con
cada
microprocesador
los
familia
componentes
en
el
número
microprocesadores
aintegrados
de
una
de
la
pines,
placa
placa
base
su
base.
disposición
requiere
diseñada
Por
tanto,
un
geométrica
para
tipo
no
otro.
es
distinto
posible
ynúcleos.
la
de
interconexión
conectar
zócalo,
ya
un
que
Puertos
de
entrada
ycircuitos
salida
microprocesador
un
inglés
integrado
mayoría
término
IBM
microprocesador
conjunto
sistema
PCs.
significa
chipset
de
que
para
los
de
es
conjunto
sistemas
circuitos
se
realizar
delega
periférico
suele
tiene
integrados
de
una
en
necesitan
emplear
puertos
a
circuitos
ellos.
tarea
sistema
en
de
Elsuele
más
que
conjunto
integrados.
la
entrada/salida
actualidad
de
pero
ser
encarga
un
conocido
de
necesario
circuito
Se
circuitos
cuando
designa
en
dedirecto
integrado
como
el
realizar
para
mismo
integrados
se
circuito
chipset,
el
las
funcionamiento
auxiliar;
circuito
funciones
sobre
integrado
auxiliares
cuya
integrado.
sin
las
traducción
embargo,
que
placas
auxiliar
necesarios
del
elcomo
El
mismo.
base
literal
chipset
al
elglobal
circuito
de
por
del
La
los
es
Chipset
El
generalmente
se
chipset
es
un
muchos
vendido
conjunto
como
de
circuitos
un
único
integrados
producto.
como
apoyo
En
diseñado
el
mundo
al
para
de
trabajar
los
computadores
conjuntamente
personales
microprocesador
controlador
etc.
multiples
chipset
del
mismo.
Para
del
funcionalidades
reducir
computador
de
interrupciones,
el
número
yde
son
en
de
su
responsables
controlador
circuitos
interior.
se
Esos
de
fueron
en
acceso
circuitos
una
creando
medida
son
circuitos
los
importante
ahabla
que
memoria,
actualmente
más
del
complejos
controlador
rendimiento
tales
se
denominan
que
de
reloj,
el
Se
cerebro,
ha
comparado
pero
si
la
al
médula
Chipset
falla,
con
todo
la
"médula
el
cuerpo
espinal":
no
sirve
"una
para
persona
nada".
puede
tener
un
buen
Sabías
que...
-disponían
Para
el
2010,
Intel
desea
lanzar
al
mercado
procesadores
de
32
Fuente:
wikipedia
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