PROCESADOR
El procesador es por decirlo de alguna manera, el cerebro del ordenador. Permite el procesamiento de información numérica, es decir, información ingresada en formato binario, así como la ejecución de instrucciones almacenadas en la memoria.
FUNCIONAMIENTO
Además es un circuito electrónico que funciona a la velocidad de un reloj interno, gracias a un cristal de cuarzo que, sometido a una corriente eléctrica, envía pulsos, denominados "picos". La velocidad de reloj (también denominada ciclo), corresponde al número de pulsos por segundo, expresados en Hertz (Hz). Por lo general, la frecuencia de reloj es un múltiplo de la frecuencia del sistema (FSB, Front-Side Buso Bus de la Parte Frontal), es decir, un múltiplo de la frecuencia de la placa madre.
Con cada pico de reloj, el procesador ejecuta una acción que corresponde a su vez a una instrucción o bien a una parte de ella. La medida CPI (Cycles Per Instruction o Ciclos por Instrucción) representa el número promedio de ciclos de reloj necesarios para que el microprocesador ejecute una instrucción. En consecuencia, la potencia del microprocesador puede caracterizarse por el número de instrucciones por segundo que es capaz de procesar. Los MIPS (millions of instructions per second o millones de instrucciones por segundo) son las unidades que se utilizan, y corresponden a la frecuencia del procesador dividida por el número de CPI.
INSTRUCCIÓN
Una instrucción es una operación elemental que el procesador puede cumplir.. Las instrucciones se almacenan en la memoria principal, esperando ser tratadas por el procesador. Las instrucciones poseen dos campos:
el código de operación, que representa la acción que el procesador debe ejecutar;
el código operando, que define los parámetros de la acción. El código operando depende a su vez de la operación. Puede tratarse tanto de información como de una dirección de memoria.
El número de bits en una instrucción varía de acuerdo al tipo de información (entre 1 y 4 bytes de 8 bits).
Las instrucciones pueden agruparse en distintas categorías. A continuación presentamos algunas de las más importantes:
Acceso a Memoria: acceso a la memoria o transferencia de información entre registros.
Operaciones Aritméticas: operaciones tales como suma, resta, división o multiplicación.
Operaciones Lógicas: operaciones tales como Y, O, NO, NO EXCLUSIVO, etc.
Control: controles de secuencia, conexiones condicionales, etc.
REGISTROS
Cuando el procesador ejecuta instrucciones, la información almacena en forma temporal en pequeñas ubicaciones de memoria local de 8, 16, 32 o 64 bits, denominadas registros. Dependiendo del tipo de procesador, el número total de registros puede variar de 10 a varios cientos.
Los registros más importantes son:
Los registros más importantes son:
el registro acumulador (ACC), que almacena los resultados de las operaciones aritméticas y lógicas;
el registro de estado (PSW, Processor Estado: Word o Palabra de Estado del Procesador), que contiene los indicadores de estado del sistema (lleva dígitos, desbordamientos, etc.);
el registro de instrucción (RI), que contiene la instrucción que está siendo procesada actualmente;
el contador ordinal (OC o PC por Program Counter, Contador de Programa), que contiene la dirección de la siguiente instrucción a procesar;
el registro del búfer, que almacena información en forma temporal desde la memoria.
SEÑALES DE CONTROL
Las señales de control son señales electrónicas que orquestan las diversas unidades del procesador que participan en la ejecución de una instrucción. Dichas señales se envían utilizando un elemento denominado secuenciador. Por ejemplo, la señal Leer/Escribir permite que la memoria se entere de que el procesador desea leer o escribir información.
UNIDADES FUNCIONALES
El procesador se compone de un grupo de unidades interrelacionadas (o unidades de control). Aunque la arquitectura del microprocesador varía considerablemente de un diseño a otro, los elementos principales del microprocesador son los siguientes:
Una unidad de control que vincula la información entrante para luego decodificarla y enviarla a la unidad de ejecución:La unidad de control se compone de los siguientes elementos:
secuenciador (o unidad lógica y de supervisión ), que sincroniza la ejecución de la instrucción con la velocidad de reloj. También envía señales de control:
contador ordinal, que contiene la dirección de la instrucción que se está ejecutando actualmente;
registro de instrucción, que contiene la instrucción siguiente.
Una unidad de ejecución (o unidad de procesamiento), que cumple las tareas que le asigna la unidad de instrucción. La unidad de ejecución se compone de los siguientes elementos:
la unidad aritmética lógica (se escribe ALU); sirve para la ejecución de cálculos aritméticos básicos y funciones lógicas (Y, O, O EXCLUSIVO, etc.);
la unidad de punto flotante (se escribe FPU), que ejecuta cálculos complejos parciales que la unidad aritmética lógica no puede realizar;
el registro de estado;
el registro acumulador.
Una unidad de administración del bus (o unidad de entrada-salida) que administra el flujo de información entrante y saliente, y que se encuentra interconectado con el sistema RAM.
TIPOS DE PROCESADORES
Procesadores tipo Atom.- Los procesadores Intel Atom son procesadores de bajo consumo energético y están diseñados para usarse en netbooks y otros dispositivos de cómputo especializados en redes, es decir, en máquinas en donde la vida útil de la batería, así como el consumo de energía, son más importantes que el poder de procesamiento en sí.
Celeron.- Estos procesadores están diseñados para su uso en computadoras de escritorio o P.C. de escritorio, enfocadas al uso familiar principalmente para actividades de navegación web y cómputo básico o no especializado.
Pentium.- Pentium ha sido usado como nombre para varias generaciones diferentes de procesadores. Los procesadores Pentium de la generación actual son procesadores de doble núcleo energéticamente eficiente y diseñado para computadoras de escritorio. Los procesadores Pentium tienen indicadores numéricos que, al igual que otros procesadores Intel, indican niveles más altos de características con números de series superiores.
Procesadores Core.- Son todos los procesadores que poseen más de un núcleo, el cual se denomina Core, existen dos clases, mismas que se denominan Core i7 y Core 2 Dúo, que varían en la cantidad de Cores o núcleos de procesamiento. Los procesadores Core de más de un núcleo comenzaron a comercializarse a partir del año 2005, popularizándose desde ese entonces gracias a sus diversas propiedades que han ido evolucionando. En la actualidad ya existen procesadores Core de 12 y hasta 16 núcleos, pero aún no han sido comercializados a gran escala, siendo únicamente distribuidos para grandes empresas que necesitan velocidades y volúmenes de procesamiento mayores, como bancos, financieras, empresas contables, y empresas especializadas en el manejo de datos a gran escala como las telefónicas, etc.
Xeon e Itanium.- Son procesadores especializados en máquinas que su trabajo principal es la red, son especiales para uso de servidores. Estos procesadores se identifican por tener tres indicadores especiales la letra X, (para especificar que se trata de un procesador de alto desempeño), la letra E (indicando que es un procesador de rack optimizado, y la letra L (que indica que se trata de un CPU optimizado al uso de energía). De estos procesadores especializados en servidores existen de un núcleo, dos núcleos y varios núcleos, aumentando las capacidades de procesamiento de datos.
TIPOS DE PROCESADORES SEGÚN LA CANTIDAD DE SUS NUCLEOS
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 dúo.
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.
TIPOS DE PROCESADORES SEGÚN SUS MARCAS
Procesadores INTEL.- La marca de procesadores que domina el mercado mundial en este ramo, es Intel, que posee una gran gama de procesadores de diversos tipos, mismos que poseen características y especificaciones, para cierto tipo de equipos. Son ejemplo de esta marca los procesadores, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Pentium D, Core, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Celeron, Xeon, e Itanium.
Procesadores AMD.- AMD es la segunda empresa en cuanto a mercado en el ramo de los procesadores, teniendo una gran gama de procesadores de varios tipos con especificaciones para equipos de cómputo portátiles, de oficina, servidores, y para empresas especializadas. Tales como los procesadores Athlon, Athlon XP, Athlon X2, Sempron, Athlon FX, Phenom, Phenom 2 y Opteron.
Procesadores AMD.- AMD es la segunda empresa en cuanto a mercado en el ramo de los procesadores, teniendo una gran gama de procesadores de varios tipos con especificaciones para equipos de cómputo portátiles, de oficina, servidores, y para empresas especializadas. Tales como los procesadores Athlon, Athlon XP, Athlon X2, Sempron, Athlon FX, Phenom, Phenom 2 y Opteron.
Procesadores VIA.- VIA es una empresa especializada en fabricar procesadores de bajo consumo de energía y miniaturización para equipos portátiles.
PRECIOS DE LOS MEJORES PROCESADORES
CARACTERISTICAS DE LOS PROCESADORES (GENERALES)
Núcleos: En un principio en 1971 Texas Instruments diseño el primer microprocesador el TMS 1000, e Intel dos meses después lanzo el Intel 4004 ambos eran mono-núcleo, pero las cosas a día de hoy han cambiado mucho. Sin embrago ahora tienen 2 nucleos pero no implica necesariamente tener el doble de velocidad, aun que es cierto que si un proceso utiliza los 2 núcleos, terminará en la mitad de tiempo, pero hay muchos procesos que no se pueden dividir, o muchas aplicaciones que no están diseñadas para aprovechar los 2 núcleos.
Hoy en día el mercado nos ofrece procesadores de 4, 8 y hasta 10 núcleos, así que seria bueno conocer donde podemos sacarle el máximo provecho a estos núcleos.
Memoria cache: La memoria cache del procesador es una memoria de acceso aleatorio y muy rápida ubicada en la CPU, y esta se divide en diferentes niveles, por ejemplo en los procesadores Intel en L1, L2 y L3.
Velocidad: La velocidad de la CPU se mide en GHz y actualmente contamos con procesadores de 2,2 GHz 3,0 GHz o hasta 4,4 GHz, antiguamente la velocidad de un procesador era lo más importante a tomar en cuenta pero con la introducción de más de un núcleo y la cantidad y velocidad de la memoria cache, la velocidad ha pasado a ser simplemente uno de varios factores a tomar en cuenta.
1 Giga hertz es equivalente a 1,000 MHz y 1 Mega hertz es equivalente a 1,000 KHz dicho de otra manera;
1,000 KHz (Kilohertz) = 1 MHz (Megahertz) y 1,000 MHz (Megahertz) = 1 GHz (Gigahertz) = 1000,000,000 ciclos por segundo (o instrucciones de ordenador).
Socket: El socket es el soporte que comunica al procesador con la placa principal, este permite que podamos extraer fácilmente el procesador y actualizarlo a un más potente.
¿Por que es necesario fijarnos en el tipo de Socket que necesitamos?
Para evitarnos un disgusto a la hora de comprar el procesador, por ejemplo, aun que podemos actualizar un ordenador con un procesador i3 a un i7 hay que tener mucho cuidado a la hora de comprar un i7, ya que hay procesadores i7 de socket 1155 como procesadores i7 de socket 2011, así que en este ejemplo, si actualmente tenemos un procesador i3 de socket 1155 debemos de comprar un i7 para el socket 1155.
Por otro lado si vas a armar un ordenador y estas en el dilema de decidir entre comprar un procesador de i7 de socket 1155 o un socket 2011, deberás ver aspectos como rendimiento, consumo y modelos de procesadores disponibles para cada socket.
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