Los microprocesadores generalmente aparecen a la venta empaquetados, para proteger el elemento de silicio (el microprocesador en sí) de la interferencia eléctrica y el daño por exposición al medio ambiente, este empaquetado suele tener forma de paralelogramo o prisma e incluye superficies o postes conductores para permitir el paso de alimentación eléctrica y de señales eléctricas desde y hacia el microprocesador. Este empaquetado comúnmente se instala sobre un elemento llamado zócalo (en inglés, socket) que sirve a la vez de anclaje e interfaz de comunicación entre el microprocesador y el resto del ordenador (por ejemplo, comunicando con el chipset). En algunas arquitecturas el microprocesador puede soldarse directamente a la placa madre (motherboard). También existen arquitecturas donde se adoptó el formato de cartucho, sin embargo éste formato es más bien raro en la actualidad, prefiriendo la industria disponer de microprocesadores como módulos independientes conectables (y también desconectables) en un zócalo especial. En las arquitecturas modernas la disipación de calor es un problema mayor, debido a la alta frecuencia de operación y a la miniaturización extrema de los microprocesadores recientes, y por eso es común que, en ordenadores como los compatibles con la IBM PC, las motherboards dispongan de un zócalo especial para alojar el microprocesador y un sistema de enfriamiento, que comúnmente es consiste en un disipador de aluminio con un ventilador adosado (conocido como microcooler). Sin esta protección, los microprocesadores podrían sobrecalentarse al punto de estropearse permanentemente. Los microprocesadores actuales, en su gran mayoría, incluyen mecanismos automáticos que miden la temperatura y eventualmente apagan el procesador en caso de detectar sobrecalentamiento (también pueden incluir alarmas sonoras previas). Esto sirve para protegerlo de fallos, por ejemplo, si el ventilador se descompone o atasca. Equipos modernos también suelen incluir sensores en el microcooler (ventilador) que chequean continuamente su velocidad (rpm), en caso de que ella baje peligrosamente el equipo se apaga automáticamente. Desde el punto de vista lógico y funcional, el microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros; una Unidad de control, una Unidad aritmético-lógica; y dependiendo del procesador, puede contener una unidad en coma flotante. Funcionamiento.El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números
binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La
ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases:
Cada
una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU,
dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su
grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada
por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo
requerido para realizar la tarea individual (realizada en un solo
ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se conecta a un
oscilador, normalmente un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a
un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un
segundo. Velocidad y ancho de banda.Actualmente se habla de frecuencias de Gigaherzios (GHz.), o de Megaherzios (MHz.). Lo que supone miles de millones o millones, respectivamente, de ciclos por segundo. El indicador de la frecuencia de un microprocesador es un buen referente de la velocidad de proceso del mismo, pero no el único. La cantidad de instrucciones necesarias para llevar a cabo una tarea concreta, así como el ancho de banda ó cantidad de instrucciones ejecutadas por ciclo ICP, son los otros dos factores que determinan la velocidad de la CPU. La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea depende directamente del juego de instrucciones disponible, mientras que el índice ICP depende de varios factores, como el grado de supersegmentación y la cantidad de unidades de proceso o "pipelines" disponibles, entre otros. La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea depende directamente del juego de instrucciones.Bus de datos.El microprocesador lee y escribe datos en la memoria principal y en los dispositivos de entrada/salida. Estas transferencias se realizan a través de un conjunto de conductores que forman el bus de datos. El número de conductores suele ser potencia de 2. Hay buses de 4, 8, 16, 32, 64, ... conductores. Los modelos de la familia x86, a partir del 80386, trabajan con bus de datos de 32 bits, y a partir del Pentium con bus de 64 bits. Pero los microprocesadores de las tarjetas gráficas, que tienen un mayor volumen de procesamiento por segundo, se ven obligados a aumentar este tamaño, y así tenemos hoy en día microprocesadores gráficos que trabajan con datos de 128 ó 256 bits. Estos dos tipos de microprocesadores no son comparables, ya que ni su juego de instrucciones ni su tamaño de datos son parecidos y por tanto el rendimiento de ambos no es comparable en el mismo ámbito.La arquitectura x86 se ha ido ampliando a lo largo del tiempo a través de conjuntos de operaciones especializadas denominadas "extensiones", las cuales han permitido mejoras en el procesamiento de tipos de información específica. Este es el caso de las extensiones MMX y SSE de Intel, y sus contrapartes, las extensiones 3DNow! de AMD. A partir de 2003, el procesamiento de 64 bits fue incorporado en los procesadores de arquitectura x86 a través de la extensión AMD64 y posteriormente con la extensión EM64T en los procesadores AMD e Intel respectivamente. Puertos de entrada y salida.El microprocesador tiene puertos de entrada/salida en el mismo
circuito integrado. El chipset es un conjunto de circuitos integrados
que se encarga de realizar las funciones que el microprocesador delega
en ellos. El conjunto de circuitos integrados auxiliares necesarios por
un sistema para realizar una tarea suele ser conocido como chipset,
cuya traducción literal del inglés significa conjunto de circuitos
integrados. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito
integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el
funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de
un circuito integrado auxiliar; sin embargo, el término chipset se
suele emplear en la actualidad cuando se habla sobre las placas base de
los IBM PCs. El chipsen tiene 2 campos que son:
Chipset.El chipset es un conjunto de circuitos integrados diseñado para
trabajar conjuntamente y generalmente vendido como un único producto.
En el mundo de los computadores personales se disponían muchos
circuitos integrados como apoyo al microprocesador tales como el
controlador de interrupciones, controlador de acceso directo a memoria,
controlador de reloj, etc. Para reducir el número de circuitos se
fueron creando circuitos más complejos que incluían multiples
funcionalidades en su interior. Esos circuitos son los que actualmente
se denominan chipset del computador y son responsables en una medida
importante del rendimiento global del mismo. Se ha comparado
al Chipset con la "médula espinal": "una persona puede tener un buen
cerebro, pero si la médula falla, todo el cuerpo no sirve para nada". Las computadoras personales actuales tienen chipset formado por 2 circuitos auxiliares al procesador principal: El
puente norte que se utiliza como puente de enlace entre el
microprocesador y la memoria, controlando los accesos hacia y desde el
microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico y las comunicaciones
con el puente sur. El puente sur que controla los
dispositivos asociados, es decir se encarga de comunicar el procesador
con el resto de los periféricos. (los controladores de disco, puertos
de entrada y salida, como USB, etc.). Fuente original: http://es.wikipedia.org/wiki/MicroprocesadorEsta información esta sometida a la Licencia de documentación libre de GNU |
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