El procesador es el componente principal de un sistema informático

Abstract:

Este documento se divide en dos partes.

La primera es una introducción del procesador, donde muestra como este entra en nuestras vidas y no paso desapercibido, todo lo contrario se hace indispensable.

La segunda, expone la mejor parte del procesador, nos metemos a lo largo de su historia, profundizamos en sus características, tipos, funcionamiento, evolución, también dentro de la guerra más grande en cuanto a procesadores INTEL vs. AMD, tecnologías, innovaciones y mercado.

Introducción:

El procesador es uno de los logros más importantes del siglo XX, y cada año que pasa, se acerca más a nuestras vidas, forjando un sitio en el núcleo de una máquina tras otra.

Su presencia ha comenzado a cambiar la forma en que percibimos el mundo e incluso a nosotros mismos, por que cada vez se hace más difícil pasar por alto al procesador como otro simple producto en una larga línea de innovaciones tecnológicas.

Ninguna otra invención en la historia se ha diseminado tan aprisa por todo el mundo o ha tocado tan profundamente tantos aspectos de la existencia humana.

Hoy existen casi 15,000 millones de microchips de alguna clase en uso. De cara a esa realidad, ¿quién puede dudar que el procesador no sólo esté transformando los productos que usamos, sino también nuestra forma de vivir y, por último, la forma en que percibimos la realidad?

Procesadores:

El Procesador también llamado microprocesador o CPU (Central Processing Unit en español Unidad Central de Procesamiento), es el componente más importante y complejo del sistema informático de la computadora y de cualquier otro dispositivo programable.

Es un circuito integrado central conformado por millones de componentes electrónicos.

Es el encargado de ejecutar los programas, interpretar las instrucciones y procesar los datos, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario, sólo ejecuta las instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

Este circuito está constituido, principalmente por registros, una unidad de control, una unidad aritmética lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante.

El procesador generalmente está conectado mediante un zócalo específico a la placa madre (motherboard o placa base) de la computadora, normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le aplica 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 remueven el exceso del calor absorbido por el disipador, entre éste último y la cápsula del procesador suele colocarse pasta térmica para mejorar la conductividad.

Coprocesador:

Un coprocesador es un procesador de la computadora utilizado como suplemento de las funciones del procesador principal.

Las operaciones ejecutadas por uno de estos coprocesadores pueden ser operaciones de aritmética en coma flotante, procesamiento gráfico, procesamiento de señales, procesado de texto o Criptografía, etc.

Y su función es evitar que el procesador principal tenga que realizar estas tareas de cómputo intensivo, estos coprocesadores pueden acelerar el rendimiento del sistema por el hecho de esta descarga de trabajo en el procesador principal y porque suelen ser procesadores especializados que realizan las tareas para las que están diseñados más eficientemente.

Además estos coprocesadores permiten a los compradores de computadoras personalizar su equipamiento ya que sólo tendrán que pagar ese hardware específico quienes deseen o necesiten tener el rendimiento extra ofrecido por estos dispositivos.

Tipos de Procesadores:

Un conjunto de instrucciones, juego de instrucciones o ISA (Instruction Set Architecture,) es una especificación que detalla las instrucciones que un procesador puede entender y ejecutar, o el conjunto de todos los comandos implementados por un diseño particular. El término describe los aspectos del procesador generalmente visibles a un programador, incluyendo los tipos de datos nativos, las instrucciones, los registros, la arquitectura de memoria y las interrupciones.

Existe principalmente de 3 tipos: CISC, RISC y SISC

La arquitectura del conjunto de instrucciones (ISA) se emplea a veces para distinguir este conjunto de características de la microarquitectura, que son los elementos y técnicas que se emplean para implementar el conjunto de instrucciones.

RISC: Reduced Instruction Set Computer / Computadora con Conjunto de Instrucciones Reducidas.

En la arquitectura computacional, RISC es un tipo de diseño de procesador generalmente utilizado en microcontroladores con las siguientes características fundamentales:

 Instrucciones de tamaño fijo y presentadas en un reducido número de formatos.

 Sólo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la memoria de datos.

El objetivo de diseñar máquinas con esta arquitectura es posibilitar la segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y reducir los accesos a memoria.

RISC es una filosofía de diseño de procesadores para computadora que está a favor de conjuntos de instrucciones pequeñas y simples que toman menor tiempo para ejecutarse. El tipo de procesador más comúnmente utilizado en equipos de escritorio, el x86, está basado en CISC en lugar de RISC, aunque las versiones más nuevas traducen instrucciones basadas en CISC x86 a instrucciones más simples basadas en RISC para uso interno antes de su ejecución.

La idea fue inspirada por el hecho de que muchas de las características que eran incluidas en los diseños tradicionales de CPU para aumentar la velocidad estaban siendo ignoradas por los programas que eran ejecutados en ellas. Además, la velocidad del procesador en relación con la memoria de la computadora que accedía era cada vez más alta.

Dentro de las RISC se encuentran otras arquitecturas como la AMR.

AMR- Se llama Advanced RISC Machine y anteriormente se llamo Acorn RISC Machine. Desarrollada por ARM Holdings.

La arquitectura ARM es el conjunto de instrucciones de 32 bits más ampliamente utilizado en unidades producidas.

La relativa simplicidad de los procesadores ARM los hace ideales para aplicaciones de baja potencia. Se convirtieron en dominantes en el mercado de la electrónica móvil e integrada, encarnados en microprocesadores y microcontroladores pequeños, de bajo consumo.

Estos se utilizan ampliamente en la electrónica de consumo, incluyendo PDAs, tabletas, Teléfono inteligente, teléfonos móviles, videoconsolas de mano, calculadoras, reproductores digitales de música y medios (fotos, vídeos, etc.), y periféricos de ordenador como discos duros y routers.

CISC: Complex Instruction Set Computer / Computadora con Conjunto de Instrucciones Complejas.

CISC es un modelo de procesador que dispone de más de 80 instrucciones maquina en su repertorio, algunas de las cuales son muy sofisticadas y potentes, requiriendo muchos ciclos para su ejecución. Una ventaja de los procesadores CISC es que ofrecen al programador instrucciones complejas que actúan como macros entre operandos situados en la memoria o en los registros internos, en contraposición a la arquitectura RISC.

Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que, en la actualidad, la mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples del tipo RISC, llamadas generalmente microinstrucciones.

Los CISC pertenecen a la primera corriente de construcción de procesadores, antes del desarrollo de los RISC.

Ejemplos de ellos son: Motorola 68000, Zilog Z80 y toda la familia Intel x86, AMD x86_64 usada en la mayoría de las computadoras personales actuales.

Hay que hacer notar, sin embargo que la utilización del término CISC comenzó tras la aparición de los procesadores RISC como nomenclatura despectiva por parte de los defensores/creadores de éstos últimos.

SISC: Simple Instruction Set Computer / Computadora con Conjunto de Instrucciones Simples

SISC es un tipo de arquitectura de procesadores orientada al procesamiento de tareas en paralelo. Esto se implementa mediante el uso de la tecnología VLSI, que permite a múltiples dispositivos de bajo costo que se utilicen conjuntamente para resolver un problema particular dividido en partes disjuntas.

La arquitectura RISC es un subconjunto del SISC, centrada en la velocidad de procesamiento debido a un conjunto de instrucciones reducido.

Estas computadoras se acomodaban perfectamente a los ambientes comerciales y científicos pero, al igual que otros sistemas SISC de terceras compañías, estaban totalmente fuera del mercado de los sistemas personales, por eso, los Procesadores SISC nunca han logrado amenazar el amplio dominio de los procesadores CISC en los ordenadores personales, debido a su popularidad y al aumento constante en la capacidad de procesamiento de

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