El microprocesador es un circuito integrado que es parte fundamental de un CPU o unidad central de procesamiento en una computadora.
Se le llama microprocesador a la parte de un CPU que se clasifica como un componente electrónico compuesto por cientos de miles de transistores integrados en una placa de silicio. Se trata del elemento clave en la conformación de un ordenador. A pesar de que comúnmente se los confunde, el microprocesador no es lo mismo que el CPU. El microprocesador a una o varias CPU, y varios microprocesadores pueden soportar a un CPU, pero en el caso de la Unidad Central de Procesamiento se trata de un concepto lógico que agrupa a todos los componentes que hacen al funcionamiento electrónico de la máquina. Los microprocesadores se diseñan en distintos tipos y capacidades, ofreciendo posibilidades adecuadas a cada equipo.
El microprocesador se compone de una unidad de control, una unidad aritmético – lógica, varios registros y, en ocasiones, una unidad en coma flotante. Este componente de cada ordenador es el encargado de ejecutar instrucciones codificadas en númeross binarios. A menudo, se realiza una primera lectura de las instrucciones, luego se las envía al decodificador, la instrucción se decodifica, se leen los operandos, se ejecutan y se presentan los resultados. Todo esto puede ocurrir en un segundo o menos.
La marca más conocida de microprocesadores y componentes afines es Intel que funciona desde 1968. Su último lanzamiento son los circuitos Intel Atom, especiales para netbooks y equipos similares. Los procesadores Intel se venden desde y hacia todas partes del mundo y son utilizados en equipos de baja y alta gama, incluso en equipamiento de la NASA. Además, esta compañía ha tenido una enorme participación en desarrollo de tecnología y software open source o de código abierto.
AMD: significa ("American Micro Devices"), que traducido significa micro dispositivos Americanos. Es una empresa integrada en el año de 1976, dedicada inicialmente a fabricar microprocesadores idénticos a los de la empresa Intel®, pero esta última patentó sus productos, por lo que AMD comenzó a diseñar los propios con muy excelentes resultados, actualmente desarrolla también tecnologías propietarias para tarjetas de video.
Intel®: significa ("INT egrated EL ectronics"), que significa electrónicos integrados. Esta empresa se forma en el año de 1968 en el Sillicon Valley de California en EUA, actualmente desarrolla también tecnologías propietarias para tarjetas de video y Main Board.
ARM®: marca inglesa de procesadores para aplicaciones de baja potencia, líder en la comercialización de Chips 32 bits para dispositivos inteligentes como Smartphone y Tablet.
Cyrix®/VIA Tecnologies®: esta marca dominaba en tercer lugar las ventas, pero actualmente se ha quedado muy relegada por la popularidad que adquirió AMD; así que fue absorbida por la empresa Via® Technologies. Actualmente hay una línea moderna de productos de esta marca que poco a poco se intenta colocar en el mercado de las Desktop y de las Netbook.
La velocidad: esta variable se refiere al máximo número de procesos por segundo que es capaz de realizar el microprocesador. Su unidad de medida es el Hertz (Hz). Actualmente se utilizan múltiplos como el MegaHertz y el GigaHertz (GHz) debido a la gran capacidad que pueden llegar a desarrollar.
Tecnología FSB: ("Frontal Side Bus") que significa transporte frontal interno, que para el caso de los microprocesadores se refiere a la velocidad máxima con la que es capaz de transmitir datos con la tarjeta principal ("Motherboard") y el sistema en general.
El FSB en términos físicos se trata de una serie de líneas eléctricas interconectadas de modo paralelo, implementado por la marca Intel®; actualmente todos los dispositivos tienden a utilizar el modo serial, por lo que este tipo de tecnología genera cuellos de botella en los nuevos equipos de alta capacidad de proceso. Por este motivo la empresa AMD desarrolló a partir de 2001 una nueva tecnología denominada HT "Hypertransport".
La unidad de medida para el FSB del microprocesador es el MegaHertz (MHz)
Tecnología HT: ("HyperTransport") significa Hiper-transportación; se trata de una tecnología desarrollada por AMD en 2001 en sustitución del FSB clásico, la cuál implementa un bus serial con controlador de memorias independiente que permite la conexión directa con la memoria RAM sin necesidad del uso del NorthBridge de la tarjeta principal ("Motherboard"), es utilizado en microprocesadores basados en arquitectura de 64 bits.
Procesadores de 32 y 64 bits
Los bits en la nomenclatura del microprocesador, se tratan del ancho de palabra que puede transmitir de manera simultánea, por lo tanto entre mayor sea la capacidad, mayor eficiencia tendrá al momento de recibir y enviar información. Esto es, si tenemos que el bus (líneas eléctricas por las que fluyen los datos), podía enviar 32 bits, ahora es posible que se envíen 64 bits al mismo tiempo, esto es "ensanchar" el bus.
La tecnología de 64 bits era usada por servidores, sin embargo la apuesta de las empresas fabricantes, es aplicar a las computadoras domésticas, lo que hasta hace poco se utilizaba solo en equipos de muy alto rendimiento, por lo que se ha roto la barrera de los 4 GB de memoria RAM y es posible en teoría alcanzar hasta 16, 000, 000, 000 de GB de RAM, además de aumentar las capacidades matemáticas, entre otras mejoras.
Inclusive los sistemas operativos modernos como Windows® Vista ó Windows® 7 tienen dos versiones para ser instaladas en los equipos de 32 bits y 64 bits, así mismo hay microprocesadores duales que tienen ambas características y permiten elegir que modo utilizar.
Partes fisicas externas que lo componen
El microprocesador en sí es un chip, que tiene una base que integra conectores tipo pin ó solamente contactos planos. Por el mismo avance en las velocidades de los microprocesadores, actualmente necesitan otros dispositivos de apoyo que son los disipadores de calor y los ventiladores, ya que en caso de faltar estos, el microprocesador envía una señal para que el equipo se apague repentinamente y así evitar que se queme.
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El disipador: es una pieza metálica con formas variadas; este se encarga de absorber el calor generado por el ventilador y disiparlo al ambiente. Es importante mencionar que entre el procesador y el disipador se debe colocar un silicón especial, que transfiere de manera más eficiente el calor entre las 2 piezas, además de evitar el contacto directo entre las 2 piezas calientes.
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El ventilador: se encarga de aplicar aire fresco al disipador y enfriarlo, permitiendo que absorba mas calor proveniente del microprocesador.
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Enfriamiento por agua: son sistemas similares al funcionamiento de un radiador automotriz, esto es, cuentan con un sistema basado en el movimiento de agua, impulsada por una pequeña bomba que la hace circular por unos pequeños tubos dentro del disipador. El agua absorbe el calor dentro del disipador y en la parte externa cuenta con un ventilador que la enfría y se repite el ciclo.
División interna
Internamente un microprocesador cuenta con 2 partes muy esenciales:
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ALU: significa ("Aritmetic - Logic Unit") que traducido es unidad aritmética y lógica. Esta se encarga de realizar todas aquellas operaciones necesarias como cálculos de operaciones (multiplicaciones, divisiones, sumas, etc.) y comparaciones entre valores (mayor que, menor que, igual que, etc.).
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Unidad de control: esta se encarga de organizar y manejar todos los procesos tales como interpretar contenidos de las posiciones de la memoria RAM y memoria ROM, control de puertos, acceso a unidades de disco, ejecución de las instrucciones del software, entre otras.
Overlocking en los microprocesadores
Traducido significaría incremento al reloj. Es una característica con la que por medio del software del BIOS ó conectando ciertos puntos de la tarjeta principal ("Motherboard"), entre otras técnicas, se puede lograr que el microprocesador trabaje a velocidades aún mayores de las que especifica el fabricante. Lo más recomendable es hacerlo por el software integrado en el BIOS, ya que viene respaldado por las características de la tarjeta principal. En caso de no funcionar, simplemente se vuelve a configurar al estado original sin mayor problema.
Esta técnica es utilizada en muchos casos por los vendedores para vender los microprocesadores como un producto con mayor velocidad, sin embargo, también algunos usuarios experimentados lo utilizan para que sus equipos de cómputo soporten algunas aplicaciones como juegos, proyectos 3D, etc., que requieren mayores prestaciones.
Procesadores con tarjeta de video integrada
La tecnología "Sandy Bridge", se refiere procesadores de la firma Intel® que integran dentro de su arquitectura, un procesador especializado totalmente en el manejo de gráficos (GPU) independientemente del número de núcleos; este GPU puede alcanzar una frecuencia de hasta 850 MHz, es importante mencionar que para el aprovechamiento de esta tecnología, la tarjeta principal (Motherboard), debe de ser compatible y generalmente esta deberá tener una alta capacidad de memoria RAM (hasta 32 Gb).
Ejemplo: Microprocesador Intel® Modelo i7 2600, Quad Core, velocidad 3.40 GHz, tecnología "Sandy Bridge" para zócalo 1155.
Microprocesadores multi-core o de varios nucleos
Al llegar al límite de los 4 Ghz, los procesadores tienden a generar demasiado calor, de tal forma que no es posible enfriarlos de manera tradicional y ello conlleva a uso de sistemas más complejos de ventilación que aumentarían el costo de los equipos, haciéndose poco rentables, entre otros factores. La tendencia ha sido la de integrar en un solo microprocesador, varios núcleos (Cores), capaces de procesar paralelamente los datos, sin aumentar la velocidad de proceso, pero haciendo más eficiente el mismo, además de reducir de manera considerable el calor producido, ya que cada uno lleva procesos diferentes y no los concentran en un sólo núcleo.
Un núcleo (MonoCore): 1 núcleo (X1).
Dos ó mas núcleos (Multicore): 2 núcleos (Core Duo/Dual Core/X2), 3 núcleos (TriCore/X3), 4 núcleos (Quad Core/X4) y hasta 6 núcleos (X6), en los actuales procesadores.
Ejemplo: Microprocesador marca AMD, modelo Phenom® 21090T X6*, frecuencia 3.2 GHz, L2+L3 9 MB, para socket AM3. (*Indica la presencia de 6 núcleos).
Pasta termina para microprocesadores
Es importante mencionar que entre el disipador y el procesador de las computadoras, se coloca una delgada capa de pasta térmica, la cuál se encarga de transmitir de manera efectiva el calor generado por el microprocesador hacia el disipador. Esta pasta térmica con el transcurso del tiempo puede llegar a solidificarse, de tal modo que se quiebra y deja de transmitir el calor, generando que la computadora se apague repentinamente, por lo que la solución es limpiar los restos de la pasta térmica vieja con espuma limpiadora y añadir una delgada capa de pasta nueva.
Nota: No confundir la pasta térmica utilizada para transmitir calor entre elementos metálicos, con la grasa térmica o con la grasa para mecanismo
Procesadores para smartphone
Con el auge de los dispositivos inteligentes y portátiles tales como los SmartPhone y Tablets, los diseños y capacidades de los procesadores de estos equipos, han ido aumentando en manera considerable sus prestaciones, siendo ya un mercado bastante competido entre los distintos fabricantes. Recordemos que aunque la tendencia sea hacia la miniaturización de dispositivos, estos siguen conservando la arquitectura básica de las computadoras, por lo que también cumplen con la característica de ir escalando la potencia de los dispositivos en cuanto a velocidad de proceso, despliegue de gráficos y conectividad principalmente.
Cabe mencionar que un punto negativo que aún tienen este tipo de equipos es el tema de calor excesivo producido por los dispositivos inteligentes y que por el tamaño de los mismos, no es posible integrarles un disipador-ventilador, lo que se traduce en reducción de tiempo de vida de los mismos y bajo rendimiento de batería.
Algunas marcas que se encuentran en esta gama de procesadores para Smartphone, son Intel® y Qualcomm®.
