El Procesador

El Procesador

1. Es el cerebro

   • Del sistema encargado de procesar toda la información. Básicamente, es el "cerebro" de la computadora.
     • Dispone
       • una serie de circuitos electrónicos que son utilizados por los algoritmos, ideados por el ser humano para afrontar problemas.
     • Se encarga
       • recibir secuencias de órdenes y ejecutarlas. Estas órdenes serán mayoritariamente matemáticas (suma estos dos números y guarda el resultado en esta determinada posición de memoria) pero también de almacenamiento o interrupciones del sistema.
     • Precisamente
       • órdenes simples y atómicas se denominan instrucciones, que son las operaciones que un procesador es capaz de entender y ejecutar.
         • Un Microprocesador
           • no es sólo un cerebro que procesa información (técnicamente la parte que realiza las operaciones se llama ALU, Arithmetic Logic Unit o unidad aritmético lógica), sino mucho más. Está compuesto de registros (pequeñas memorias donde se almacenan datos), buffers, cachés, unidades de proceso, ALU, y mucho más. Todo esto se fabrica utilizando componentes electrónicos ciertamente pequeños (las arquitecturas actuales de nuestros ordenadores utilizan transistores de 22 nanómetros, 0.000022 milímetros) y no siempre nos encontraremos con todos. Es necesaria una organización y estructuración de todos los componentes a la que se denomina microarquitectura.
             • El Primer Procesador
               • El Intel 4004 (i4004)
                 • un CPU de 4bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así como el primero disponible comercialmente. Aproximadamente al mismo tiempo, algunos otros diseños de CPU en circuito integrado, tales como el militar F14 CADC de 1970, fueron implementados como chipsets, es decir constelaciones de múltiples chips.El 4004 fue lanzado en un paquete de 16 pines CERDIP el 15 de noviembre de 1971. El 4004 fue el primer procesador de computadora diseñado y fabricado por el fabricante de chips Intel, quien previamente hacía semiconductores de chips de memoria. Marcian "Ted" Hoff formuló la propuesta arquitectónica en 1969. Sin embargo, la implementación del microprocesador sólo comenzó en 1970 cuando Federico Faggin fue empleado por Intel, procedente de Fairchild Semiconductor, para dirigir el proyecto y para diseñar el 4004 (1970-1971)
                   • Procesadores de un solo núcleo Los procesadores de un solo núcleo, son ejemplo los procesadores 286, 486, Pentium, Pentium II, Pentium III.
                   • Procesadores de dos núcleos Los procesadores de dos núcleos actúan cooperando en cierta medida al distribuirse los diversos procesos entre cada uno de los dos núcleos, agilizando el rendimiento del procesador. Un ejemplo es el Core 2 Duo.
                   • Procesadores de 4 núcleos Son procesadores que en un solo Kit de procesador, poseen cuatro unidades físicas de procesamiento de datos, lo que agiliza los trabajos.
                   • Procesadores multinúcleos En esta categoría entran procesadores tales como los de 12 y 16 núcleos, que gracias a la combinación de estos núcleos de procesamiento se distribuyen entre sí, la carga del trabajo.
                   • Intel Corporation
                     • Es el mayor fabricante de circuitos integrados del mundo, según su cifra de negocio anual. La compañía estadounidense, es la creadora de la serie de procesadores x86, los procesadores más comúnmente encontrados en la mayoría de las computadoras personales. Intel fue fundada el 18 de julio de 1968 como Integrated Electronics Corporation (aunque un error común es el de que "Intel" viene de la palabra inteligente) por los pioneros en semiconductores Robert Noyce y Gordon Moore, y muchas veces asociados con la dirección ejecutiva y la visión de Andrew Grove.
                       • ¿QUE SON LOS PROCESADORES INTEL? Son los procesadores más utilizados en el sector de los ordenadores portátiles y han demostrado estar a la altura de todas las exigencias.
                         • Intel Core Duo es un microprocesador de sexta generación lanzado en enero del 2006 por Intel, posterior al Pentium D y antecesor al Core 2 Duo. Dispone de dos núcleos de ejecución lo cual hace de este procesador especial para las aplicaciones de subprocesos múltiples y para multitarea. Puede ejecutar varias aplicaciones exigentes simultáneamente, como juegos con gráficos potentes o programas que requieran muchos cálculos, al mismo tiempo que permite descargar música o analizar el PC con un antivirus en segundo plano, por ejemplo.
                         • Este microprocesador implementa 2 MiB de caché compartida para ambos núcleos más un bus frontal de 667 ó 553 MHz; además implementa el juego de instruccionesSSE3 y mejoras en las unidades de ejecución de SSE y SSE2. Sin embargo, el desempeño con enteros es ligeramente inferior debido a su caché con mayor latencia, además no es compatible con EM64T por lo que sólo trabaja a 32 bits. El Core Duo contiene 151 millones de transistores, incluyendo a la memoria caché de 2MiB. El núcleo de ejecución del procesador contiene un pipeline de 12 etapas con velocidades previstas de ejecución entre 1,06 y 2,50 GHz. La comunicación entre la caché L2 y los dos núcleos de ejecución es controlada por un módulo de bus árbitro que elimina el tráfico de coherencia a través del bus frontal (FSB), con el costo de elevar la latencia de la comunicación de núcleo-a-L2 de 10 ciclos de reloj (en el Pentium M) a 14 ciclos de reloj. El incremento de la frecuencia de reloj contrapesa el impacto del incremento en la
                         • El procesador Intel Pentium Dual-Core es parte de la familia de microprocesadores creados por la empresa Intel que utilizan la tecnología de doble núcleo. En principio fue lanzado después de la serie de procesadores Pentium D y de las primeras series del Core 2 Duo. Fue diseñado para trabajar en equipos portátiles (Laptops) y en equipos de escritorio (Desktops), permitiendo la ejecución de aplicaciones múltiples a un bajo costo, con un bajo consumo energético y sin sacrificar el desempeño. En su lanzamiento fueron designados como Pentium Dual-Core, a manera de aprovechar la fama de la marca Pentium y transmitir al mundo que se habían renovado y pasado a ser de doble núcleo. La designación Pentium Dual-Core se utilizó hasta los procesadores de la serie E5xxx incluida. Actualmente Intel, a todos los procesadores nuevos, y a los ya existentes dual-core, los designa únicamente como Intel Pentium, si bien en este artículo vamos a seguir refiriéndonos a ellos como Pentium Dual Core para no
                         • El Pentium 4 fue una línea de microprocesadores de séptima generación basado en la arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado el 20 de noviembre de2000. El 8 de agosto de 2008 se realiza el último envío de Pentium 4, siendo sustituido por los Intel Core Duo Para la sorpresa de la industria informática, la nueva microarquitectura NetBurst del Pentium 4 no mejoró el viejo diseño de la microarquitectura Intel P6 según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u operaciones de coma flotante. La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE. En 2004, se agregó el conjunto de instrucciones x86-64 de64 bits al tradicional set x86 de 32 bits. Al igual que los
                         • Celeron es el nombre que lleva la línea de microprocesadores de bajo costo de Intel. Su objetivo era poder mediante esta segunda marca, penetrar en los mercados cerrados a los Pentium, de mayor rendimiento y precio. El primer Celeron fue lanzado en agosto de 1998 y estaba basado en el Intel Pentium II. Los procesadores Celeron pueden realizar las mismas funciones básicas que otros pero su rendimiento es inferior. Por ejemplo: los Celeron tienen menos memoria caché o algunas funcionalidades avanzadas desactivadas. Aunque pueden trabajar al mismo nivel de otros procesadores.
                         • Xeon es una familia de microprocesadores Intel para servidores PC y Macintosh. El primer procesador Xeon apareció en 1998 con el nombre Pentium II Xeon. El Pentium II Xeon utilizaba tanto el chipset Bilingoo 440GX como el 450NX. En el año 2000, el Pentium II Xeon fue reemplazado por el Pentium III Xeon. En 2001, el Pentium III Xeon se reemplazó por el procesador Intel Xeon. El Xeon está basado en la arquitectura NetBurst de Intel, la misma utilizada por la CPU Pentium 4. En 2002 Intel añade a la familia Xeon el procesador Xeon MP que combinaba la tecnología Hyper-Threading con NetBurst. Sus chipsets utilizan el socket 603 y tiene versiones GC-LE (2 procesadores, 16 GiB de memoria direccionable) y GC-HE (4 procesadores o más, 64 GiB direccionables), todos usando un bus de 400 MHz. Como la familia x86/IA-32 estándar de Intel de procesadores PC de escritorio, la línea de procesadores Xeon era de 32 bits, surgiendo luego versiones basadas en tecnología AMD 64 de 64 bits, como es el Xeo
                         • Itanium 2 es un procesador de arquitectura itanium que fue desarrollado por Intel y hewlet-Packard introducida en julio de 2000. > Todos los procesadores itanium 2 comparten una misma jerarquía de memoria caché. > Todos tenían una caché de nivel 1 de 16 KB para instrucciones y otra de 16 KB para datos ?La caché de nivel 2 está unificada (es la misma para datos e instrucciones) y tiene un tamaño de 256 KB. ?En una elección interesante del diseño, la caché de nivel 2 contenía suficiente lógica para el manejo de las operaciones de los semáforos (mecanismos de sincronización del kernel) sin molestar a la ALU.
                         • Intel Core i 3 Core i3 es una línea de microprocesadores Intel de gama baja fabricados a 32 nm, los primeros se empezaron a comercializar a principios de 2010.
                         • El 7 de enero de 2010, Intel lanzó el primer procesador Core i3: son procesadores de doble núcleo con procesador gráfico integrado, la GPU, denominada Intel HD que funciona a 733 MHz. 2.2.8. Intel Core i 5 (Nehalem)
                         • Nehalem es el nombre en clave utilizado para designar a la microarquitectura de procesadores Intel, sucesora de la microarquitectura Intel Core. El primer procesador lanzado con la arquitectura Nehalem ha sido el procesador de sobremesa Intel Core i7, lanzado el día15 de noviembre de 2008 en Tokio y el 17 de noviembre de 2008 en los Estados Unidos. El primer ordenador en usar procesadores Xeon basados en Nehalem ha sido la estación de trabajo Mac Pro en el día 3 de marzo del 2009. Los procesadores Xeon EX basados en Nehalem que son para grandes servidores están previstos para el cuarto trimestre de 2009. Los procesadores para los portátiles basados en Nehalem se empezaron a ver a partir de 2010.
                         • Intel Core i7 es una familia de procesadores de cuatro núcleos de la arquitectura Intelx86-64. Los Core i7 son los primeros procesadores que usan la microarquitectura Nehalem de Intel y es el sucesor de la familia Intel Core El identificador Core i7 se aplica a la familia inicial de procesadores con el nombre clave Bloomfield. La arquitectura Nehalem tiene muchas nuevas características. La primera representa un cambio significativo desde el Core 2: FSB es reemplazado por la interfaz Quick Path en i7 (socket 1366), y sustituido a su vez en i7, i5 e i3 (socket 1156) por el DMI eliminando el North Bridge e implementando puertos PCI Express (16 líneas en total) directamente, debido a que es más complejo y caro. El controlador de memoria se encuentra integrado en el mismo procesador. Memoria de tres canales (ancho de datos de 192 bits): cada canal puede soportar una o dos memorias DIMM DDR3. Las placa base compatibles con Core i7 tienen cuatro (3+1) o seis ranuras DIMM en lugar de dos o
                       • Intel dota a sus procesadores informáticos de una estabilidad clave para aportar un rendimiento elevado y funcionalidades añadidas a todos los ordenadores portátiles que hacen uso de esta tecnología.
                       • En el caso del procesador Intel Core i7 Extreme Edition, la versión más potente de los procesadores de la compañía, ofrece un sistema inteligente capaz de llevar a cabo todos los procesos y tareas necesarias para aumentar la velocidad de los ordenadores hasta el máximo.
                         • VIA tecnologías verdes
                           • VIA bloques de construcción están diseñados con la mejor productividad en base a las soluciones de alimentación adecuados para satisfacer las necesidades globales de eficiencia energética. Primera empresa en el mercado con procesadores compatibles con RoHS en el 2003 Cartera de silicio Todo el cumplimiento con RoHS para el año 2005 Totalmente libre de plomo y libre de halógenos para el final del año 2008 El paquete compacto NanoBGA2 Los procesadores de VIA están disponibles en varios paquetes que incluyen la EBGA perfil bajo y pequeño NanoBGA. Combinado con sus requerimientos de enfriamiento reducidos, los procesadores de VIA ayudan a los desarrolladores diseñar dispositivos de medios digitales perfil más pequeño y más bajo
                             • VIA Nano:
                               • Es un procesador de 64 Bits para computadoras personales (CPU), anunciado por VIA Technologies desde 2004.
                                 • Características:
                                   • Nombre código CN.
                                     • Instrucciones de arquitectura X86-64
                                       • Proceso de fabricación de 65nm o 45nm
                                         • 25W TDP a 2.0GHz
                                           • Bus V4 a una velocidad de 800 MHz ~ 1333MHz
                                             • Soporte para ECC
                                               • Tecnología de virtualización (implementación compatible con Intel)
                                                 • Memoria caché L1 de 64KB y memoria caché L2 de 1 MB, exclusiva
                                                   • Compatible a nivel de pin con el VIA C7
                                                     • 94 Millones de transistores aproximadamente
                       • Los procesadores de Intel se apoyan en el uso de la tecnología Turbo Boost 2.0, diseñada con el objetivo de rentabilizar la frecuencia del procesador hasta en los límites más duros. Junto a esto, Intel dota a sus sistemas de la tecnología HT, con la que los núcleos tienen la habilidad de trabajar en dos tareas diferentes de manera simultánea, ahorrando recursos y haciendo que la estabilidad del sistema sea superior.
           • Partes de un Procesador El procesador está compuesto por la Parte Lógica y Física
             • Unidad de Control: Unidad encargada de Activar o Desactivar los diferentes componentes del procesador, igualmente se encarga de Interpretar y ejecutar las diferentes instrucciones almacenadas en la memoria principal.
               • Unidad Aritmética y Lógica: Se encarga de realizar la operación de transformación de datos, especialmente las operaciones matemáticas, el cual es denominado FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante).
                 • Registros: Se denominan a las áreas de almacenamiento temporal usadas durante la ejecución de las instrucciones.
                   • Partes fisicas
                     • Encapsulado: Es lo que rodea a la oblea de silicio, dándole consistencia y protección para impedir su deterioro.
                       • Zócalo: Lugar donde se inserta el procesador, permitiendo la conexión con el resto del equipo.
                         • Chipset: Conjunto de Chips encargados del control de las determinadas funciones del equipo.
                           • Memoria Cache: Parte donde se almacenan los datos con más frecuente
           • Funcionamiento de un Procesador La ejecución de las instrucciones de efectúa en fases
             • Prefetch: Prelectura de la instrucción desde la memoria principal.
               • Fetch: Envío de la instrucción al decodificador
                 • Decodificación de la instrucción, es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer.
                   • Lectura de operandos (si los hay).
                     • Ejecución: Lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento
   • componente
     • donde es usada la tecnología más reciente. Los mayores productores de procesadores a nivel mundial, son las grandes empresas con tecnología para fabricar procesadores competitivos para computadoras: Intel (dicha empresa domina el mercado de procesadores), AMD, Vía e IBM, que fabrica procesadores para otras empresas, como Transmeta.
   • componentes
     • omplejos y frecuentemente más caro, pero él no puede hacer nada solo. Como todo cerebro, necesita de un cuerpo, que es formado por los otros componentes de la computadora, incluyendo la memoria, el disco duro, la placa de vídeo y de red, monitor, teclado y mouse, etc.