Microprocesador

Elmicroprocesador(o simplementeprocesador)tambin conocido como CPU o micro, se le suele llamar por analoga el cerebro de uncomputador.Es el encargado de ejecutar losprogramas, desde elsistema operativohasta lasaplicacionesde usuario; slo ejecutainstruccionesprogramadas enlenguaje de bajo nivel, realizando operacionesaritmticasylgicassimples, tales comosumar,restar,multiplicar,dividir, laslgicas binariasy accesos amemoria.

Estructura de un procesador(parte lgica y parte fsica)El procesador esta compuesto por la Parte Logica y Fisica.ArquitecturaEl microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan clculos bajo un programa de control. Consiguientemente, la historia de la computadora digital ayuda a entender el microprocesador. El hizo posible la fabricacin de potentes calculadoras y de muchos otros productos. El microprocesador utiliza el mismo tipo de lgica que es usado en la unidad procesadora central (CPU) de una computadora digital. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesadora (MPU). En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos. En un microprocesador se puede diferenciar diversas partes: Encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidacin por el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zcalo a su placa base. Memoria cach: es una memoria ultrarrpida que emplea el procesador para tener alcance directo a ciertos datos que predeciblemente sern utilizados en las siguientes operaciones, sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo as el tiempo de espera para adquisicin de datos. Todos los micros compatibles con PC poseen la llamada cach interna de primer nivel o L1; es decir, la que est dentro del micro, encapsulada junto a l. Los micros ms modernos (Core i3,Core i5 ,core i7,etc) incluyen tambin en su interior otro nivel de cach, ms grande, aunque algo menos rpida, es la cach de segundo nivel o L2 e incluso los hay con memoria cach de nivel 3, o L3. Coprocesador matemtico: unidad de coma flotante. Es la parte del micro especializada en esa clase de clculos matemticos, antiguamente estaba en el exterior del procesador en otro chip. Esta parte est considerada como una parte lgica junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos. Registros: son bsicamente un tipo de memoria pequea con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros est diseado para control del programador y hay otros que no son diseados para ser controlados por el procesador pero que la CPU los utiliza en algunas operaciones, en total son treinta y dos registros. Memoria: es el lugar donde el procesador encuentra las instrucciones de los programas y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones estn almacenados en memoria, y el procesador las accede desde all. La memoria es una parte interna de la computadora y su funcin esencial es proporcionar un espacio de almacenamiento para el trabajo en curso. Puertos: es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es anlogo a una lnea de telfono. Cualquier parte de la circuitera de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un nmero de puerto que el procesador utiliza como si fuera un nmero de telfono para llamar circuitos o a partes especiales.

FuncionamientoDesde el punto de vista lgico, singular y funcional, el microprocesador est compuesto bsicamente por: variosregistros, unaunidad de control, unaunidad aritmtico lgica, y dependiendo del procesador, puede contener unaunidad de coma flotante.El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como nmeros binarios organizados secuencialmente en lamemoria principal. La ejecucin de las instrucciones se puede realizar en varias fases: Prefetch, prelectura de la instruccin desde la memoria principal. Fetch, envo de la instruccin al decodificador Decodificacin de la instruccin, es decir, determinar qu instruccin es y por tanto qu se debe hacer. Lectura de operandos (si los hay). Ejecucin, lanzamiento de las mquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento. Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.Cada una de estas fases se realiza en uno o variosciclos de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentacin. La duracin de estos ciclos viene determinada por lafrecuencia de reloj, y nunca podr ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal.

Fabricacin resumido en la diapositivasProcesadores de silicioEl proceso de fabricacin de un microprocesador es muy complejo.Todo comienza con un buen puado de arena (compuesta bsicamente desilicio), con la que se fabrica un mono cristal de unos 20 x 150 centmetros. Para ello, se funde el material en cuestin a alta temperatura (1.370C) y muy lentamente (10 a 40 mm por hora) se va formando el cristal.De este cristal, de cientos de kilos de peso, se cortan los extremos y la superficie exterior, de forma de obtener un cilindro perfecto. Luego, el cilindro se corta en obleas de 10 micras de espesor, la dcima parte del espesor de un cabello humano, utilizando una sierra de diamante. De cada cilindro se obtienen miles de obleas, y de cada oblea se fabricarn varios cientos de microprocesadores.

Silicio.Estas obleas son pulidas hasta obtener una superficie perfectamente plana, pasan por un proceso llamadoannealing, que consiste en someterlas a un calentamiento extremo para eliminar cualquier defecto o impureza que pueda haber llegado a esta instancia. Despus de una supervisin mediante lseres capaz de detectar imperfecciones menores a una milsima de micra, se recubren con una capa aislante formada por xido de silicio transferido mediante deposicin de vapor.De aqu en adelante, comienza el proceso deldibujadode los transistores que conformarn a cada microprocesador. A pesar de ser muy complejo y preciso, bsicamente consiste en la impresin de sucesivas mscaras sobre la oblea, sucedindose la deposicin y eliminacin de capas finsimas de materiales conductores, aislantes y semiconductores, endurecidas mediante luz ultravioleta y atacada por cidos encargados de eliminar las zonas no cubiertas por la impresin. Salvando las escalas, se trata de un proceso comparable al visto para la fabricacin de circuitos impresos. Despus de cientos de pasos, entre los que se hallan la creacin de sustrato, la oxidacin, la litografa, el grabado, la implantacin inica y la deposicin de capas; se llega a un complejobocadilloque contiene todos los circuitos interconectados del microprocesador.Un transistor construido en tecnologa de 45 nanmetros tiene un ancho equivalente a unos 200 electrones. Eso da una idea de la precisin absoluta que se necesita al momento de aplicar cada una de las mscaras utilizadas durante la fabricacin.

Una oblea de silicio grabada.Los detalles de un microprocesador son tan pequeos y precisos que una nica mota de polvo puede destruir todo un grupo de circuitos. Las salas empleadas para la fabricacin de microprocesadores se denominan salas limpias, porque el aire de las mismas se somete a un filtrado exhaustivo y est prcticamente libre de polvo. Las salas limpias ms puras de la actualidad se denominan de clase 1. La cifra indica el nmero mximo de partculas mayores de 0,12 micras que puede haber en un pie cbico (0,028 m3) de aire. Como comparacin, un hogar normal sera de clase 1 milln. Los trabajadores de estas plantas emplean trajes estriles para evitar que restos de piel, polvo o pelo se desprendan de sus cuerpos.Una vez que la oblea ha pasado por todo el proceso litogrfico, tiene grabados en su superficie varios cientos de microprocesadores, cuya integridad es comprobada antes de cortarlos. Se trata de un proceso obviamente automatizado, y que termina con una oblea que tiene grabados algunas marcas en el lugar que se encuentra algn microprocesador defectuoso.La mayora de los errores se dan en los bordes de la oblea, dando como resultados chips capaces de funcionar a velocidades menores que los del centro de la oblea o simplemente con caractersticas desactivadas, tales como ncleos. Luego la oblea es cortada y cada chip individualizado. En esta etapa del proceso el microprocesador es una pequea placa de unos pocos milmetros cuadrados, sin pines ni cpsula protectora.Cada una de estas plaquitas ser dotada de una cpsula protectora plstica (en algunos casos pueden ser cermicas) y conectada a los cientos de pines metlicos que le permitirn interactuar con el mundo exterior. Estas conexiones se realizan utilizando delgadsimos alambres, generalmente de oro. De ser necesario, la cpsula es provista de un pequeo disipador trmico de metal, que servir para mejorar la transferencia de calor desde el interior del chip hacia el disipador principal. El resultado final es un microprocesador como los que equipan a los computadores.

Marcas Intel Amd

Qualcommes una compaaestadounidensefundada en1985que produce los chipsets para la tecnologa mvilCDMAyW-CDMA. Tambin es responsable del cliente decorreo electrnicoEudora.Entre sus principales productos estBrew, plataforma que permite la creacin de aplicaciones para dispositivos mviles.Es uno de los principales suministradores de procesadores para smartphones,Snapdragon.Es un desarrollador de semiconductores para redes y comunicaciones,Qualcomm Atheros.

MediaTek, Inc.(MTK4) (TSE:2454) es una compaafablessde semiconductores, que disea y distribuye productos como componentes para comunicacioneswireless,almacenamiento ptico,GPS,televisin de alta definicinyDVD. La compaa se fund el28 de mayode 19973y tiene su sede enHsinchu Science and Industrial Park, en la ciudad deHsinchu,Taiwn, con filiales dedicadas a venta e investigacin enChina continental,Singapur,India,Japn,Corea del Sur,EE. UU.,DinamarcaeInglaterra.5Actualmente, la compaa cotiza en laBolsa de Taiwn.Tecnologas de procesadores Intel y amd

Tecnologa intelTecnologa Intel Turbo BoostLa tecnologa Intel Turbo Boost aumenta de forma dinmica la frecuencia del procesador segn sea necesario, al aprovechar la capacidad de potencia y trmica para impulsar la velocidad cuando sea conveniente y aumentar la eficiencia energtica cuando no lo sea.ecnologa Intel vProLa tecnologa Intel vPro es un conjunto de prestaciones de gestin y seguridad incorporadas en el procesador y destinadas a atender cuatro reas crticas de la seguridad de TI: 1) Gestin de amenazas, en la que se incluye la proteccin contra rootkits, virus y malware 2) Proteccin del punto de acceso al sitio web y a la identidad 3) Proteccin de datos empresariales y personales de carcter confidencial 4) Supervisin local y remota, solucin y reparacin de equipos y estaciones de trabajo.ecnologa Intel Hyper-ThreadingLa tecnologa Intel Hyper-Threading proporciona dos subprocesos de procesamiento por ncleo fsico. Las aplicaciones con gran cantidad de subprocesos pueden realizar ms trabajo en paralelo, con lo que las tareas se completan en menos tiempo.

Intel 64CloseLa arquitectura Intel 64 proporciona computacin de 64 bits en plataformas de servidor, estacin de trabajo, equipos de sobremesa y porttiles cuando se combina con software compatible. La arquitectura Intel 64 mejora el rendimiento al permitir que los sistemas respondan a ms de 4 GB de memoria virtual y fsica.Tecnologa Intel SpeedStep mejorada La tecnologa Intel SpeedStep mejorada es una forma avanzada de posibilitar elevados niveles de rendimiento y responder a las necesidades de ahorro de energa de los sistemas porttiles. La tecnologa Intel SpeedStep convencional alterna voltaje y frecuencia entre niveles altos y bajos en respuesta a la carga del procesador.

Tecnologa amdTecnologa Turbo CORE de AMD Los procesadores AMD FX vienen equipados con tecnologa Turbo CORE de AMD.2La tecnologa Turbo CORE de AMD es una tecnologa de impulso de rendimiento que ayuda a incrementar el rendimiento en las aplicaciones que ms lo necesitanAMD Balanced Smart Cache Cach L3 compartido (hasta 8 MB) Programacin y capacidades de captura previa mejoradas 64 conexiones (16 conexiones/subcach) Mayor tamao de cola de datos Coherencia para 8 ncleosTecnologa HyperTransportLa tecnologa HyperTransport ayuda a reducir el nmero de buses en un sistema, lo que puede disminuir los cuellos de botella y posibilitar que los microprocesadores ms rpidos de la actualidad utilicen la memoria de manera ms eficiente en sistemas ms sofisticados.Tecnologa AMD PowerNow! (Tecnologa AMD CoolnQuiet) Caractersticas de gestin de la energa mejoradas que ajustan automtica e instantneamente los estados y las caractersticas del rendimiento segn los requisitos de rendimiento del procesador El estado de energa C6 limpia el cach y elimina tensin de ncleos individuales para ayudar a reducir el consumo de energa; El estado de energa CC6 coloca a todos los ncleos en C6 en un estado de energa uniforme menor para una operacin ms tranquila y requerimientos reducidos de energa Control de energa del controlador de memoria separada Interfaz de estado C basada en E/S Funciona automticamente sin necesidad de activacin de controladores o BIOS. Puede conectarse o desconectarse la energa dentro de un solo ciclo de reloj, ahorrando energa con mnimo impacto sobre el rendimiento