El+Procesador

Es el componente principal del ordenador. Dirige y controla todos los componentes, se encarga de llevar a cabo las operaciones matemáticas y lógicas y además decodifica las instrucciones de los programas cargados en la memoria RAM. Físicamente es un circuito integrado o chip formado por millones de minúsculos elementos electrónicos (casi todos transistores) integrados en una misma placa de silicio. __ ARQUITECTURA INTERNA DEL MICROPROCESADOR (Diagrama de Bloques) __ A medida que evoluciona la electrónica también lo hacen los microprocesadores y se van integrando dentro de estos más componentes que hacen que sean cada vez más rápidos y potentes.

Los primeros micros constaban de los componentes básicos como son la //Unidad de Control//, y //Unidad Aritmético Lógica//, cada vez que aparece un modelo nuevo este incorpora alguna funcionalidad nueva.

Los microprocesadores constan de:


 * ** Unidad de Control. **
 * ** Unidad Aritmético Lógica. **
 * ** Unidad de Punto Flotante FPU (Floating Point Unit).- ** Se encarga de manejar todas las operaciones en punto flotante, lo que permite aumentar considerablemente la velocidad de trabajo del procesador en operaciones aritméticas de punto flotante, es decir aquellas que manejan valores muy grandes o muy pequeños. Mantiene una estructura: ± Mantisa E ± Exponente

// 4.2 E 8 = 4.2 × 108 = 420.000.000 // // 4.2 E – 8 = 4.2 × 10-8 = 0,000000042 //
 * ** La caché.- ** La memoria caché es usada por el procesador para reducir el tiempo necesario en acceder a datos de la memoria principal, es una //mini memoria// muy rápida que guarda copias de los datos que son usados con mayor frecuencia. Cuando la caché contiene los datos que necesita la //CPU//, no hay tiempo de espera y se denomina //acierto// //de caché//. Cuando la caché no contiene los datos se denomina fallo de caché y la CPU tendrá que esperar un tiempo hasta que la memoria principal entregue los datos. Todos los procesadores actuales tienen una cache de nivel 1 o //L1//, y una segunda caché de nivel 2 o //L2// más grande aunque menos rápida que la L1, y los más modernos incluyen una de nivel 3 o //L3// que igualmente es más grande que la L1 y L2 pero más lenta. Cuando el microprocesador necesita datos, mira primero en las caché L1, L2, L3. Si allí no encuentra lo que quiere, mira en la RAM y luego en el disco duro.

Veamos unos ejemplos de procesadores:

** EL //AMD PHENOM 9600 QUADCORE// ** que tiene tres niveles de caché:

-L1 512 KB - L2 4 × 512 KB - L3 2 MB - TOTAL 4,5 MB  //** INTEL **** Q6600 ** ** CORE 2 QUAD **// que tiene dos niveles de caché: -L1 64 KB + 64 KB -L2 Caché 2 x 4 MB -TOTAL 8,128 MB
 * Bus frontal, FSB (Front Side Bus). Bus que conecta la CPU con la placa base. Es la interfaz entre la caché de nivel 2 del procesador y la placa base. El ancho de este bus es de 64 bits.
 * Bus posterior, BSB (Back Side Bus). Es la interfaz entre la caché de nivel 1, el núcleo del procesador y la caché de nivel 2. El ancho de este bus es de 256 bits.
 * Bus DMI. Es lo mismo que el FSB pero más moderno y rápido, la velocidad se da en GT/S (2 GT/S = 1Ghz).

LA VELOCIDAD DEL MICROPROCESADOR

La velocidad del micro se mide en megahercios o gigahercios (1 GHz = 1000 MHz). Los micros modernos tienen dos velocidades: Dado que la placa funciona a una velocidad y el micro a otra, este último dispone de un multiplicador que indica la diferencia de velocidad entre la velocidad FSB y del propio micro.
 * Velocidad interna. Es la velocidad a la que funciona el micro internamente (550 MHz, 1000 MHz, 2MHz...)
 * Velocidad externa o del bus de sistema. También llamada velocidad FSB, es la velocidad a la que el micro se comunica con la placa base (533 MHz, 800 MHz, 1333 MHz o 1600 MHz).

EJEMPLO: Un Pentium D a 3.6 GHz utiliza un bus FSB de 800 MHz, el multiplicador será de 4.5, ya que 800 x 4.5 da 3600. Para hallar el multiplicador 3600/800 = 4.5


 * LA ALIMENTACIÓN DEL MICROPROCESADOR**

Los microprocesadores reciben la electricidad de la placa base. Existen dos voltaje distintos:
 * Voltaje externo o voltaje de E/S. Permite al procesador comunicarse con la placa base, suele ser de 3.3 voltios.
 * Voltaje interno o voltaje de núcleo. Es menor que la anterior (2.4 Voltios, 1.8 Voltios) y le permite funcionar con una temperatura interna menor.

Además de estos voltajes, en la actualidad se utiliza el TDP (Thermal Design Power) para representar la máxima cantidad de calor que necesita disipar el sistema de refrigeración de un ordenador. Por ejemplo una CPU de un ordenador portátil puede estar designado para 20 W TDP, lo cual significa que puede disipar 20 W de calor sin exceder la máxima temperatura de funcionamiento para la cual está diseñado el chip. Los procesadores ULV suelen rondar los 18 W TDP.

ARQUITECTURA DE 32 Y 64 BITS

Cuando se habla de arquitectura de 32 o 64 bits se hace referencia al ancho de los registros con los que trabaja la ALU, o al ancho de los buses de datos o de direcciones. Las arquitecturas de 32 bits estaban enfocadas para ejecutar aplicaciones de carga pequeña o media, tareas típicas en una pequeña o mediana empresa, con lo que tienen una serie de limitaciones: EVOLUCIÓN DE LOS MICROPROCESADORES El primer ordenador personal, más conocido como PC (siglas de //Personal Computer//), fue inventado por IBM 1981. En su interior había un microprocesador denominado 8088 de una empresa llamada Intel. Alguna empresas de microprocesadores continuaron con la familia de los PC compatibles, unas vece esforzándose en mantener la compatibilidad de los procesadores de Intel y oras adelantándose un poco. Entre estos fabricantes destacan AMD y Cyrix, que comenzaron copiando los microprocesadores a Intel. Otros fabricantes, como Apple, confiaron en otra empresa llamada Motorola para desarrollar microprocesadores de arquitectura distinta a los micros de Intel; un ejemplo de estos microprocesadores son los PowerPC. En la siguiente tabla se resume la familia de microprocesadores de Intel:
 * Número en rangos . Este límite implica que toda operación realizada se encuentra limitada a números en un rango (puede representar números desde el 0 hasta 4.294.967.295); en el caso de que una operación dé como resultado un número superior o inferior a este rango, ocurre lo que se conoce como overflow o underflow. Al utilizar un procesador de 60 bits este rango dinámico se hace (puede representar números del 0 hasta el número 18.446.744.073.709.551.615), lo cual se incrementa notablemente comparado con un procesador de 32 bits.
 * Límite memoria 4GB. La arquitectura de 32 bits, se encuentra en la incompatibilidad de mapear/controlar la asignación sobre más de 4GB de memoria RAM.

**//Familia de Procesadores INTEL //**
 * ||= //**Año**// ||= //**Velocidad Máxima**// ||
 * 8086 / 8088 ||= 1978-1981 ||= 4 Mhz ||
 * 80286 ||= 1982 ||= 8 Mhz ||
 * 80386 / 386DX ||= 1985 ||= 33 Mhz ||
 * 486DX / 486DX2 / 486DX4 ||= 1989 ||= 100 Mhz ||
 * Pentium / Pentium MMX ||= 1992 ||= 300 Mhz ||
 * Pentium Pro / Pentium II ||= 1995-1997 ||= 300 Mhz ||
 * Pentium //Celeron// 1 ||= 1997 ||= 266 Mhz ||
 * Pentium II **Xeon** 2 ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">1997 ||= 450 Mhz ||
 * <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Pentium III ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">1998 ||= 1 Ghz ||
 * **<span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Itanium **<span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2 ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2000 ||= 1'6 Ghz ||
 * <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Pentium 4 ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2000 ||= 1'4 Ghz ||
 * <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Dual Core ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2004 ||=  ||
 * <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Core Duo ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2005 ||=  ||
 * <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Core 2 Duo ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2006 ||=  ||
 * <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Core 2 Quad ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2007 ||=  ||
 * <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Core i7/5/3 ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2008 ||=  ||
 * <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Core i7/5/3 ||= <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">2008 ||=  ||

El Intel Pentium Celeron aparece en 1997 como un procesador de "batalla" inferior al Pentium II, pero con un mejor precio. Esto ha conseguido que perdure en el tiempo convirtiéndose en la gama baja de losprocesadores Intel a muy variadas velocidades de frecuencia. El Pentium Xeon fue el primer procesador especializado en redes y actualmente se sigue diseñando para servidores aunque ha perdido protagonismo a favor del Itanium. En la siguiente tabla se resume la familia de microprocesadores de AMD: || **//<span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Familia de Procesadores AMD //**
 * =  ||= **//<span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Año //** ||= **//<span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Velocidad máxima //** ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">K5 ||= 1996 ||= 116 Mhz ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">K6 ||= 1997 ||= 300 Mhz ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">K6-2 / K6 III ||= 1198 ||= 550 Mhz ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">K7 o Athlon estándar ||= 1999 ||= 1 Ghz ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">K7 o Athlon ultra ||= 2000 ||= 1,2 Mhz ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Duron ||= 2000 ||= 800 Mhz ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">K7 o Athlon XP ||= 2001 ||= 2,6-3,2 Ghz ||
 * = **<span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Opteron **<span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;"> 1 ||= 2003 ||= 2,4 Ghz ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Athlon 64 ||= 2004 ||= 2,6 Ghz ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Athlon 64 X2 ||= 2005 ||~  ||
 * = <span style="font-family: 'Times New Roman',serif; font-size: 10pt;">Quad Core /Quad FX ||= 2007 ||~  ||

El OPTERON corresponde a la gama de servidores de AMD que compite con los productos Xeon e Itanium de INTEL. La gama baja de procesadores AMD viene representada por los SEMPRON en contraposición a los Celeron de INTEL.