MICROPROCESADORES

El MICROPROCESADOR o CPU (Unidad de Proceso Central) es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar los programas. Este viene siendo el cerebro de la computadora, el motor, el corazón de esta máquina. Este ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar y dividir. El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip. Su fabricación parte del silicio.

Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control y una unidad aritmético lógica (ALU), aunque actualmente todo microprocesador también incluye una unidad de cálculo en coma flotante, (también conocida como "co-procesador matemático"), que permite operaciones por hardware con números decimales, elevando por ende notablemente la eficiencia que proporciona sólo la ALU con el cálculo indirecto a través de los clásicos números enteros.

El microprocesador está conectado, generalmente, mediante un zócalo específico a la placa base. Normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le adosa 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 fuerzan la expulsión del calor absorbido por el disipador; entre éste último y la cápsula del microprocesador suele colocarse pasta térmica para mejorar la conductividad térmica.

A continuación se expone una lista ordenada cronológicamente de los microprocesadores más populares que fueron surgiendo con el pasar del tiempo:

• 1971: El Intel 4004
• 1972: El Intel 8008
• 1974: El SC/MP y El Intel 8080
• 1975: Motorola 6800
• 1976: El Z80
• 1978: Los Intel 8086 y 8088
• 1982: El Intel 80286
• 1985: El Intel 80386
• 1985: El VAX 78032
• 1989: El Intel 80486
• 1991: El AMD AMx86
• 1993: PowerPC 601 y el Intel Pentium
• 1994: El PowerPC 620
• 1995: El Intel Pentium Pro
• 1996: El AMD K5, AMD K6 y el AMD K6-2
• 1997: El Intel Pentium II
• 1998: El Intel Pentium II Xeon
• 1999: El Intel Celeron, el AMD Athlon K7 (Classic y Thunderbird), el Inten Pentium III y el Inten Pentium III Xeon
• 2000: El Intel Pentium IX
• 2001: El AMD Athlon XP
• 2004: El Intel Pentium IX(Prescott) y el AMD Athlon 64
• 2006: El Intel Core Duo
• 2007: El AMD Phenom
• 2008: El Intel Core Nehalem, el AMD Phenom II y el AMD Athlon II
• 20011: El Intel Core Sandy Bridge y el AMD Fusión

Partes de un microprocesador

En un micro podemos diferenciar diversas partes:

	la memoria caché: una memoria ultrarrápida que sirve al micro para tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera.Es lo que se conoce como caché de primer nivel; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está  junto a él. Todos los micros tipo Intel desde el 486 tienen esta memoria, también llamada caché interna.
	el coprocesador matemático: o, más correctamente, la FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos; también puede estar en el exterior del micro, en otro chip.
	el resto del micro: el cual tiene varias partes (unidad de enteros, registros, etc.) que no merece la pena detallar aquí.

El Overclocking

Consiste en eso mismo, en subir la velocidad de reloj por encima de la nominal del micro. Esta práctica puede realizarse a propósito o bien haber sido víctima de un engaño, según; en cualquier caso, entraña riesgos para el micro overclockeado.

Los micros de una misma clase nacen, en líneas generales, todos iguales. Luego se prueban y se les clasifica con tal o cual velocidad, según la demanda del mercado y lo que se ha comprobado que resisten sin fallo alguno.

Esto quiere decir que muchos micros pueden ser utilizados a más velocidad de la que marcan, aunque fuera de especificaciones y por tanto de garantía. Las consecuencias negativas son tres:

1. que no funcione a más velocidad de la marcada (pues nada, se le deja como viene y en paz);
2. que se estropee (rara vez pasa si se sube de manera escalonada y vigilando si falla);
3. que funcione pero se caliente (pasará SIEMPRE; al ir más rápido, genera más calor).

Las consecuencias positivas, que tenemos un micro más rápido gratis. Si desea arriesgarse, coja el manual de su board y siga estos consejos para hacer overclocking con un micro:

1. usar un disipador y un BUEN VENTILADOR, a ser posible uno especial de los que venden en tiendas de electrónica, no uno de 500 pts;
2. subir la velocidad gradualmente, nunca en saltos de más de 33 MHz;
3. en ocasiones hará falta subir unas décimas el voltaje al que trabaja el micro para conseguir estabilidad, aunque no es lo deseable por aumentar el calor a disipar;
4. estar atentos a cualquier fallo de ejecución, que significará que el micro no está muy estable. A este respecto, Windows 9x y NT son mucho más exquisitos que el viejo, adorable y tolerante DOS;
5. no pedir imposibles. Subir 33 MHz un Pentium clásico ya está bien; subirlo 50 ó 66 MHz es una pasada bastante arriesgada; subirlo 100 MHz es una idiotez condenada al fracaso y a quemar el micro.

Fabricantes de Microprocesadores

Podemos destacar como principales en el mercado:

• Intel (INTelligence ELectronics): fundada en 1968.

A continuación una tabla resumen de los principales microprocesadores de Intel permite observar el gran crecimiento de esta industria y qué seguirá creciendo:

• AMD (Advanced Micro Devices): fundada en 1969.

Entre otros fabricantes de microprocesadores que fueron ganando mercado:

• Motorola: fundada en 1928.

• HP (Hewlett-Packard): fundada en 1939.

• Cirrus Logic: fundada en 1981.

• Cyrix: comenzó a operar en 1988.

• VIA: fundada en 1987.

• Zilog: fundada en 1974.

• PowerPC: comenzó a operar en 1991.

PLACA MADRE

La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre (del inglés motherboard o mainboard) es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.

Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja.

La placa base, además, incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.

Componentes de la Placa Madre

Una placa base típica admite los siguientes componentes:

• Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores, una alimentación eléctrica proporciona a la placa los diferentes voltajes e intensidades necesarias para su funcionamiento.
• El zócalo de CPU es un receptáculo que recibe el microprocesador y lo conecta con el resto de componentes a través de la placa base.
• Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6 en las placas base comunes.
• El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora.

Se divide en dos secciones, el puente norte y el puente sur. El primero gestiona la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento. Las nuevas líneas de procesadores de escritorio tienden a integrar el propio controlador de memoria en el interior del procesador.

• Un reloj: regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos.
• La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad.
• La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que éste último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas.
• La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre elmicroprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), registradas en un disco duro o SSD, cuando arranca el sistema operativo.
• Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos de la computadora.
• Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos conectores incluyen:
  • Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a desaparecer a favor del USB
  • Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.
  • Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.
  • Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar periféricos recientes.
  • Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.
  • Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la computadora.
  • Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento.
  • Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófonos.
• Las ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador; por ejemplo, un tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento 3D). Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en inglésPeripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.

Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de tarjetas de expansión.

Placa multiprocesador

Este tipo de placa base puede acoger a varios procesadores (generalmente de 2, 4, 8 o más). Estas placas base multiprocesador tienen varios zócalos de microprocesador, lo que les permite conectar varios microprocesadores físicamente distintos (a diferencia de los de procesador de doble núcleo).

Cuando hay dos procesadores en una placa base, hay dos formas de manejarlos:

• El modo asimétrico, donde a cada procesador se le asigna una tarea diferente. Este método no acelera el tratamiento, pero puede asignar una tarea a una unidad central de procesamiento, mientras que la otra lleva a cabo a una tarea diferente.
• El modo simétrico, llamado multiprocesamiento simétrico, donde cada tarea se distribuye de forma simétrica entre los dos procesadores.

Linux fue el primer sistema operativo en gestionar la arquitectura de doble procesador en x86. Sin embargo, la gestión de varios procesadores existía ya antes en otras plataformas y otros sistemas operativos. Linux 2.6.x maneja multiprocesadores simétricos, y las arquitecturas de memoria no uniformemente distribuida

Algunos fabricantes proveen placas base que pueden acoger hasta 8 procesadores (en el caso de socket 939 para procesadores AMD Opteron y sobre socket 604 para procesadores Intel Xeon).

Fabricantes de Placa Madre o Base

Varios fabricantes se reparten el mercado de placas base, tales como Abit, Albatron, Aopen, ASUS, ASRock, Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS EliteGroup, Epox, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, MSI, QDI, Sapphire Technology, Soltek, Super Micro, Tyan, Via, XFX, Pc Chips, Zotac.

Algunos diseñan y fabrican uno o más componentes de la placa base, mientras que otros ensamblan los componentes que terceros han diseñado y fabricado.