Qué es un procesador y sus propiedades. UPC. Conceptos básicos de procesador en informática.

El procesador es una de las partes más importantes de una computadora, su cerebro. el lo controla parte informática, ejecuta códigos de programa. En caso contrario, el procesador se denomina microprocesador. Y traducido de abreviaturas en ingles CPU significa unidad central de procesamiento.

Primer procesador este tipo fue inventado V Intel. Fecha de nacimiento: 15 de noviembre de 1971. Fue el primer procesador de cuatro bits. información nombrada 4004. Era muy diferente de sus descendientes modernos en potencia y diseño. Tenía frecuencia de reloj no más de 740 kHz, dieciséis salidas de cuatro bits y el mismo número de entradas. Se utilizó activamente en semáforos, analizadores de sangre y luego en la sonda Pioneer-10. Por supuesto, todas las primeras CPU tenían un núcleo muy débil para las operaciones de cálculo.

¿Qué es un procesador?

El procesador o CPU (como se escribió anteriormente la abreviatura) procesa la información recibida de otros dispositivos. Lo hace tanto en su propia memoria como en la de otros dispositivos. Además, el dispositivo puede independientemente gestionar el trabajo otros elementos de la placa base, tanto integrados como discretos.

La CPU no sólo se encuentra en placa madre. Las tarjetas de video tienen las suyas. dispositivos propios o GPU ( GPU). Ellos son responsables de rendimiento de vídeo y mostrar la imagen en la pantalla. Podemos concluir que donde se necesita un trabajo computacional matemático complejo, donde es necesario controlar comandos e interacciones entre las partes electrónicas de los dispositivos, siempre se necesita un cerebro que unirá todo y creará reglas, y no permitirá que el proceso fluya caóticamente. . Este cerebro es la unidad central de procesamiento (CPU).

El poder depende de la velocidad de coincidencia de comandos y procesamiento de datos invertido por el fabricante. La velocidad y muchos otros parámetros dependen de la cantidad de transistores en el dispositivo, la cantidad de núcleos y su capacidad. Y la capacidad de ejecutar un conjunto específico de instrucciones se llama arquitectura de CPU.

¿Qué es la arquitectura del procesador?

Por arquitectura de CPU nos referimos compatibilidad del dispositivo con un determinado conjunto de comandos, métodos de ejecución, estructuras. En términos de cantidad y velocidad, se distinguen RISC y CISC.

RISC traducido significa una computadora con un conjunto reducido de comandos. Esta arquitectura se caracteriza por un mayor rendimiento debido a instrucciones simplificadas. Así, aumenta la frecuencia del reloj y aumenta su distribución entre bloques.

Para CPU con arquitectura RISC fijación de longitud característica Instrucciones de máquina (32 bits), sin operaciones de lectura, escritura y cambio. En un microprocesador con esta arquitectura no se puede encontrar ningún firmware en su interior. Los comandos se ejecutan como código de máquina normal.

CISC La arquitectura es un conjunto complejo de comandos. Cabe decir que todas las CPU actuales están construidas con esta arquitectura. y muchos procesadores modernos creado sobre la base de esta arquitectura pero con un núcleo RISC. Se diferencia de RISC por un número no fijo de longitudes de comandos, todas las acciones están codificadas en un comando y una pequeña cantidad de registros.

Tipos de CPU

UPC dividido en tipos por fabricante, por instalación, por número de núcleos y muchos otros parámetros. Todo esto es condicional y bastante complicado. Veamos los principales.

UPC por fabricante dividido en Intel, AMD, VIA. Las CPU de Intel se dividen en líneas i3, i5, i7. Cada línea tiene desde dos núcleos, por ejemplo i3, hasta cuatro o más (i5, i7, i9). Cada línea contiene varias generaciones UPC. Cada generación se modifica añadiendo núcleos, aumentando la velocidad trabajo computacional. Las líneas más antiguas de Intel, como Core 2 Duo y otras, aún no han dejado de utilizarse.

Las CPU de AMD se diferencian en que esta empresa produce dispositivos híbridos . Y también incluir chip gráfico. Por eso a veces tarjeta de video discreta no es necesario. Estos son caballos de batalla eficientes. Lo único negativo es el ayuno. aumento de temperatura. Son mucho más calientes que los procesadores Intel.

Las CPU de la empresa taiwanesa VIA no son tan populares. No pueden competir con empresas gigantes como Intel o AMD.

Dispositivos dividido por profundidad de bits. La capacidad de bits es el tamaño del procesamiento de datos por ciclo de reloj que la CPU intercambia con la RAM. Solo hay dos: 32 bits y 64 bits. En una computadora con una CPU de 32 bits, solo está instalado Windows de 32 bits. El límite de RAM es de hasta 4 gigabytes. 64 procesador de bits fue lanzado como una expansión del primero. Por lo tanto, puede instalar sistemas de 32 y 64 bits en él. El límite de RAM ya es de 16 terabytes.

Por número de núcleos La CPU se divide en doble núcleo, cuatro núcleos, seis núcleos, ocho núcleos, etc. Cuantos más núcleos, más subprocesos, lo que significa que aumenta el rendimiento de la computadora.

Al comprar un procesador con tarjeta de video incorporada, el usuario no necesitará gastar dinero adicional en uno discreto. Los procesadores modernos con una tarjeta de video incorporada permiten trabajar con muchos programas poco exigentes y jugar a juegos antiguos. Para juegos más nuevos o programas pesados ​​como AutoCAD, Photoshop, que implican en gran medida computación gráfica, tarjeta de video adicional todavía será necesario.

Por arquitectura, los procesadores se pueden dividir en RISC y CISC (que se discutieron anteriormente), así como un búfer, un preprocesador y un procesador clon. Búfer: se utiliza para el procesamiento de información intermedia, es decir. Actúa como un buffer entre el procesador central y los dispositivos. Preprocesador - o programa para pretratamiento, o un dispositivo que realiza las mismas funciones que un búfer. Los clones son copias de procesadores. empresas populares, no siempre son completamente idénticos; los fabricantes suelen mejorarlos y añadir sus propias tecnologías.

¿En qué consiste y cómo funciona?

Lo verás en la imagen de abajo. circuito interno parámetros que componen el procesador. Exteriormente aparece oblea de silicio con miles de millones de transistores a través de los cuales intercambia señales con otros dispositivos.

Los dispositivos principales de cualquier CPU son un núcleo o varios núcleos, dos o tres niveles de memoria caché, un controlador de memoria de acceso aleatorio y un controlador de bus del sistema.

El núcleo incluye bloque de búsqueda de instrucciones, predictor de rama, bloques de decodificación, muestreo de datos, ejecución de instrucciones, bloque de control, bloque de interrupción, registros y contador de programa.

Los más importantes son el bloque de interrupción. Le permite detener programas y responder a eventos de manera oportuna. Es decir, este bloque es responsable de realizar múltiples tareas en el procesador.

La memoria caché es responsable de almacenamiento temporal de información, al que el usuario accede con mayor frecuencia. Gracias a esto, aumenta la velocidad de entrega de datos a los registros de la CPU.

Controlador de memoria de acceso aleatorio ubicado en puente norte. Se encarga de conectar la CPU a la RAM y a los nodos del controlador de gráficos.

El controlador del bus del sistema es responsable de transmisión de código binario.

Dado que el procesador hace casi todo el trabajo y está muy cargado, el sistema de disipación de calor debe funcionar en consecuencia. Los requisitos de disipación de calor o TDP se especifican para cada procesador. no se muestran valores máximos, pero mínimo en condiciones normales de funcionamiento. Si su computadora se sobrecalienta debido a mal enfriamiento, la temperatura aumenta. Cuando se activa señal de sobrecalentamiento La computadora se apaga o se salta algunos ciclos. Es decir, puede congelarse y funcionar lentamente.

Principales características de la CPU

al principal Características de la CPU incluir:

• Número de núcleos. Son responsables de ejecutar programas simultáneamente. Pero esto no significa que cuantos más núcleos, más rápido se ejecutará el programa. Si la utilidad está optimizada para dos núcleos, funcionará en dos núcleos y nada más.
• FrecuenciaUPC controla la velocidad del intercambio de información entre el procesador y el bus del sistema.
• Proceso técnico. En en este momento igual a 22 nanómetros. El proceso técnico es el tamaño de los transistores. Son responsables de la productividad. Cómo tamaño más pequeño, más se podrán colocar en el chip de la CPU.
• Frecuencia del reloj. Este es el número de cálculos por unidad de tiempo. Cuanto más mejor. Pero no debemos olvidarnos de otras características.
• Enchufe dispositivo informático. El zócalo debe coincidir con el zócalo de la placa base.

Cada año la tecnología es cada vez mejor. Por lo tanto, los datos pueden cambiar de un año a otro.

2. Durante su desarrollo, las estructuras semiconductoras evolucionan constantemente. Por lo tanto, los principios de construcción de procesadores, la cantidad de elementos incluidos en su composición y la forma en que se organiza su interacción cambian constantemente. Por tanto, las CPU con los mismos principios estructurales básicos suelen denominarse procesadores de la misma arquitectura. Y esos principios en sí mismos se denominan arquitectura de procesador (o microarquitectura).

A pesar de esto, dentro de la misma arquitectura, algunos procesadores pueden diferir significativamente entre sí: en frecuencias autobús del sistema, proceso de fabricación, estructura y tamaño de la memoria interna, etc.

3. En ningún caso se debe juzgar un microprocesador únicamente por un indicador como la frecuencia de la señal del reloj, que se mide en mega o gigahercios. A veces, un "porcentaje" con una velocidad de reloj más baja puede ser más productivo. Indicadores muy importantes son: la cantidad de ciclos de reloj que se requieren para ejecutar un comando, la cantidad de comandos que puede ejecutar simultáneamente, etc.

Evaluación de las capacidades del procesador (características)

En la vida cotidiana, al evaluar las capacidades de un procesador, es necesario prestar atención a los siguientes indicadores (por regla general, se indican en el embalaje del dispositivo o en la lista de precios o en el catálogo de la tienda):

• número de núcleos. Las CPU multinúcleo contienen 2, 4, etc. en un chip (en un paquete). núcleos de computación. Aumentar el número de núcleos es una de las formas más formas efectivas aumento significativo en la potencia del procesador. Pero es necesario tener en cuenta que los programas que no admiten múltiples núcleos (por regla general, estos son programas antiguos) no funcionarán más rápido en procesadores de múltiples núcleos, porque no puede utilizar más de un núcleo;
• tamaño de caché. Efectivo - muy rápido memoria interna procesador, utilizado por él como una especie de búfer en caso de necesidad de compensar las "interrupciones" mientras se trabaja con RAM. Es lógico que cuanto mayor sea el caché, mejor.
• número de hilos – rendimiento sistemas. El número de subprocesos a menudo no coincide con el número de núcleos. Por ejemplo, cuatro núcleos Núcleo Intel i7 se ejecuta en 8 subprocesos y tiene un rendimiento más rápido que muchos procesadores de seis núcleos;
• La frecuencia de reloj es un valor que muestra cuántas operaciones (ciclos) puede realizar un procesador por unidad de tiempo. Es lógico que cuanto mayor sea la frecuencia, mayor más operacionesél puede actuar, es decir cuanto más productivo resulta.
• la velocidad del bus a través del cual la CPU está conectada al controlador del sistema ubicado en la placa base.
• proceso técnico: cuanto más fino es, menos energía consume el procesador y, por tanto, menos se calienta.

Una pregunta importante de los usuarios, que dejo para más adelante, ¿qué es un procesador en una computadora? La unidad central de procesamiento (CPU) es la parte más importante hardware cualquier computadora responsable de realizar las tareas necesarias operaciones aritméticas, especificado por programas, coordinando el trabajo de todos, sin excepción.

Por supuesto, el procesador es el corazón de toda computadora. Es el procesador el que ejecuta las instrucciones. software, utilizado en una computadora personal, procesa un conjunto de datos y realiza operaciones computacionales complejas. Las principales características del procesador son: rendimiento, velocidad de reloj, consumo de energía, arquitectura y caché.

Entonces, entendemos qué es un procesador, pero ¿qué tipos existen y por qué se necesita un procesador en una computadora? Hablemos de todo en orden. Es sabido que los procesadores son de un solo núcleo y de varios núcleos. Un procesador multinúcleo se llama UPC, que contiene dos (o más) núcleos informáticos ubicados en un pequeño chip de procesador o en un paquete común. Un procesador típico tiene un solo núcleo. La era de los procesadores de un solo núcleo se está convirtiendo gradualmente en una cosa del pasado. En cuanto a sus características, generalmente son inferiores a los procesadores multinúcleo.

Por ejemplo, la frecuencia de reloj de un procesador de doble núcleo promedio a menudo puede ser mucho menor que la frecuencia de un buen procesador de un solo núcleo, pero debido a la división de tareas en "ambas cabezas", la diferencia en los resultados se vuelve insignificante. Doble núcleo Procesador central 2 dúo con frecuencia de reloj 1,7 GHz puede superar fácilmente a un Celeron de un solo núcleo con una frecuencia de reloj de 2,8 GHz, porque el rendimiento depende no sólo de la frecuencia, sino también del número de núcleos, caché y otros factores.

Actualmente, el mercado mundial de ordenadores está dominado por dos mayor fabricante procesadores: Intel Corporation (su participación actual es de aproximadamente el 84%) y AMD (alrededor del 10%). Si nos fijamos en la historia del desarrollo de los procesadores centrales, podemos ver muchas cosas interesantes. Desde la aparición del primer computadoras de escritorio, la principal forma de aumentar el rendimiento era aumentar sistemáticamente la frecuencia del reloj.

Esto es muy obvio y lógico. Sin embargo, todo tiene un límite y la frecuencia no se puede aumentar indefinidamente. Desafortunadamente, al aumentar la frecuencia, la generación de calor comienza a aumentar de manera no lineal y eventualmente alcanza niveles críticos. valores altos. Hasta ahora, ni siquiera el uso de procesos técnicos más sutiles en la creación de transistores ha ayudado a resolver este problema.

¿Existe alguna salida a esta situación tan difícil? Pronto se encontró una solución mediante el uso de varios núcleos en un solo cristal. Se decidió utilizar la opción de procesador “2 en 1”. La aparición en el mercado de ordenadores con este tipo de procesadores provocó una serie de controversias. ¿Necesita procesadores multinúcleo? ¿En qué son mejores que los procesadores convencionales de un solo núcleo? ¿Quizás las empresas manufactureras sólo quieran obtener beneficios adicionales? Ahora podemos responder con seguridad: se necesitan procesadores multinúcleo, son el futuro. En las próximas décadas, es imposible imaginar el progreso en esta industria sin el uso de procesadores multinúcleo.

Procesadores multinúcleo, ¿para qué sirven? El uso de tales procesadores es comparable al uso de varios procesadores separados para una computadora. Los núcleos están ubicados en el mismo chip; no son completamente independientes (por ejemplo, utilizan una memoria caché común). Cuando se utiliza software existente que se creó originalmente para funcionar con un solo núcleo, esta opción proporciona una ventaja significativa. Podrás ejecutar dos (o más) tareas que consuman muchos recursos simultáneamente sin la menor molestia. Sin embargo, acelerar un solo proceso es una tarea prácticamente imposible para estos sistemas. Como resultado, obtenemos casi el mismo procesador de un solo núcleo con una pequeña ventaja en la capacidad de ejecutar varios programas simultáneamente.

¿Cómo puede ser esto? La salida a esta difícil situación es bastante obvia: requiere el desarrollo de una nueva generación de software capaz de utilizar varios núcleos simultáneamente. Es necesario paralelizar de alguna manera los procesos. En realidad, esto resultó bastante difícil. Por supuesto, algunas tareas pueden ser bastante fáciles de paralelizar. Por ejemplo, es relativamente fácil paralelizar la codificación de vídeo y audio.

Aquí, se basa en un conjunto de subprocesos del mismo tipo, por lo que organizar su ejecución simultánea es una tarea bastante sencilla; La ventaja de los procesadores multinúcleo existentes a la hora de resolver problemas de codificación respecto de los “similares” de un solo núcleo será proporcional al número de estos núcleos: si hay dos núcleos, entonces el doble de rápido, cuatro núcleos – cuatro veces más rápido, 6 núcleos – seis veces más rápido. Desafortunadamente, la abrumadora mayoría tareas importantes la paralelización es mucho más difícil. En la mayoría de los casos, es necesario reelaborar seriamente el código del programa.

Varias veces ya de representantes de bastante poderosos. empresas de informática Ha habido declaraciones alegres sobre el desarrollo exitoso de procesadores multinúcleo originales de nueva generación, que son capaces de dividir de forma independiente un hilo en un grupo de hilos independientes, pero, desafortunadamente, ninguno de ellos ha demostrado todavía una sola muestra de trabajo de este tipo. .

Los pasos de las empresas informáticas hacia uso masivo Los procesadores multinúcleo son muy obvios y sencillos. La tarea principal de estas empresas es mejorar los procesadores, crear nuevos procesadores multinúcleo prometedores y mantener una política de precios bien pensada destinada a reducir los precios (o restringir su crecimiento). Hoy en día, en el segmento medio de los dos gigantes informáticos líderes del mundo (AMD e Intel), se puede ver una variedad muy amplia de procesadores de doble y cuatro núcleos.

Si lo desea, puede encontrar opciones aún más sofisticadas. La buena noticia es que los propios desarrolladores de software moderno están empezando a dar un paso importante para llegar al usuario. Muchos últimos juegos ya han adquirido soporte para dos núcleos. El más poderoso de ellos es prácticamente de vital importancia. procesador de doble núcleo para asegurar y mantener un rendimiento óptimo.

Echando un vistazo a los puestos de los mejores tiendas de informática Habiendo analizado la situación del surtido, podemos decir que el panorama general no está nada mal. Los fabricantes de procesadores multinúcleo han logrado alcanzar un nivel muy alto de producción de cristales adecuados. Política de precios Están llevando a cabo uno bastante razonable. Teniendo en cuenta los precios actuales, se puede ver que, por ejemplo, duplicar el número de núcleos de procesador no suele dar lugar a un aumento doble en el precio de dicho procesador para el comprador. Esto es muy razonable y bastante lógico. Además, para muchos está absolutamente claro que cuando se duplica el número de núcleos de CPU, el rendimiento medio no aumenta en la misma cantidad.

Aún así, vale la pena reconocer que, a pesar de todo el espinoso camino hacia la creación de procesadores multinúcleo aún más avanzados, simplemente no existe una alternativa en el futuro cercano. Los consumidores comunes que desean mantenerse al día solo pueden modernizar su computadora de manera oportuna, utilizando nuevos procesadores con una mayor cantidad de núcleos integrados, aumentando así el rendimiento general en más alto nivel. Varios procesadores de un solo núcleo todavía se utilizan con éxito en teléfonos móviles, netbooks y otros equipos.

Si no sabes dónde está, lee el artículo: “”. Escribe en los comentarios ¿qué procesador tienes?

Conocen muy bien los componentes básicos de una computadora, pero pocas personas entienden en qué consiste el procesador. Mientras tanto, este es el dispositivo principal del sistema, que realiza operaciones aritméticas y operaciones lógicas. La función principal del procesador es recibir información, procesarla y devolverla. resultado final. Suena simple, pero en realidad este proceso es complejo.

¿En qué consiste el procesador?

La CPU es una oblea de silicio rectangular en miniatura que contiene millones de transistores (semiconductores). Implementan todas las funciones que realiza el procesador.

Casi todos los procesadores modernos constan de los siguientes componentes:

1. Varios núcleos (rara vez 2, normalmente 4 u 8) que realizan todas las funciones. De hecho, el núcleo es un procesador en miniatura independiente. Varios núcleos integrados en el chip principal realizan tareas en paralelo, lo que acelera el proceso de procesamiento de datos. Sin embargo, no siempre más núcleos significa más trabajo rapido chip.
2. Varios niveles de memoria caché (2 o 3), por lo que se reduce el tiempo de interacción entre la RAM y el procesador. Si la información está en la caché, el tiempo de acceso se minimiza. Por lo tanto, cuanto mayor sea el tamaño de la caché, más más información encaja en él y más rápido será el procesador.
3. Controlador de RAM y bus del sistema.
4. Los registros son celdas de memoria donde se almacenan los datos procesados. Siempre tienen un tamaño limitado (8, 16 o 32 bits).
5. Coprocesador. Un núcleo separado que se dedica a realizar operaciones. cierto tipo. La mayoría de las veces actúa como coprocesador. núcleo de gráficos(tarjeta de vídeo).
6. Bus de direcciones que conecta el chip con todos los dispositivos conectados a la placa base.
7. Bus de datos: para conectar el procesador con RAM. Básicamente, un autobús es un conjunto de conductores a través de los cuales se transmite o recibe información. señal electrica. Y cuantos más conductores haya, mejor.
8. Bus de sincronización: le permite controlar los ciclos de reloj y la frecuencia del procesador.
9. Reiniciar bus: restablece el estado del chip.

Todos estos elementos intervienen en la obra. Sin embargo, el más importante de ellos es, por supuesto, el núcleo. Todos los demás componentes especificados sólo le ayudan a realizar su tarea principal. Ahora que comprende de qué está hecho un procesador, puede observar más de cerca su componente principal.

Núcleos

A la hora de hablar de en qué consiste un procesador central, en primer lugar hay que mencionar los núcleos, ya que son sus partes principales. Los núcleos incluyen bloques de funciones, realizando operaciones aritméticas o lógicas. En particular, podemos destacar:

1. Bloque para buscar, decodificar y ejecutar instrucciones.
2. Bloquear para guardar resultados.
3. Bloque de contador de programa, etc.

Como comprenderás, cada uno de ellos realiza una tarea específica. Por ejemplo, la unidad de búsqueda de instrucciones las lee en la dirección especificada en el contador del programa. A su vez, los bloques de decodificación determinan qué debe hacer exactamente el procesador. En conjunto, el trabajo de todos estos bloques permite alcanzar especificado por el usuario tareas.

Tarea principal

Tenga en cuenta que los núcleos solo pueden realizar cálculos matemáticos y operaciones de comparación, así como mover datos entre celdas RAM. Sin embargo, esto es suficiente para que los usuarios jueguen en la computadora, vean películas y naveguen por la web.

Esencialmente cualquier programa de computadora consiste en comandos simples: sumar, multiplicar, mover, dividir, ir a la instrucción cuando se cumpla la condición. Por supuesto, estos son solo comandos primitivos, pero combinarlos le permite crear una función compleja.

Registros

¿En qué más consiste un procesador además de núcleos? Los registros son su segundo componente importante. Como ya sabes, este es células rápidas memoria donde se encuentran los datos procesados. Son diferentes:

1. A, B, C: se utiliza para almacenar información durante el procesamiento. Sólo hay tres, pero es suficiente.
2. EIP: este registro almacena la dirección de la siguiente instrucción en la cola.
3. ESP es la dirección de datos en la RAM.
4. Z - el resultado está aquí última operación comparaciones.

El procesador no se limita a estos registros. Hay otros, pero los mencionados anteriormente son los más importantes: son los que el chip utiliza con mayor frecuencia para procesar datos durante la ejecución de un programa en particular.

Conclusión

Ahora ya sabes en qué consiste el procesador y cuáles son sus módulos principales. Esta composición de chips no es constante, ya que gradualmente se mejoran, se agregan nuevos módulos y se mejoran los antiguos. Sin embargo, hoy en día en qué consiste el procesador, su propósito y funcionalidad son exactamente los descritos anteriormente.

La composición y el principio operativo aproximado de los sistemas procesadores descritos anteriormente se han simplificado al mínimo. De hecho, todo el proceso es más complejo, pero para entenderlo es necesario recibir una educación adecuada.

En este artículo hablaremos de qué es una unidad central de procesamiento y cómo funciona.

La unidad central de procesamiento o procesador es uno de los más componentes importantes, que podemos encontrar en casi todos los dispositivos modernos de alta tecnología.

Sin embargo, la mayoría de nosotros no comprendemos muy bien qué hacen y cómo lo hacen, cómo se convirtieron en complejas maravillas tecnológicas y cuáles son los principales tipos modernos.

Entonces, hoy intentaremos hablar en detalle sobre los más aspectos importantes varios componentes, que dan vida a todos esos dispositivos que nos ayudan a disfrutar más alta calidad vida.

¿Qué es una unidad central de procesamiento?

Si bien no se puede decir que exista una parte más importante en una computadora, ya que más de una de ellas es absolutamente necesaria para su funcionamiento, se puede considerar la unidad central de procesamiento o procesador piedra angular estos autos. Y es este componente el que se encarga de computar, ordenar o procesar, conceptos que definen computadoras modernas y portátiles.

EN momento presente son tecnologías complejas desarrolladas utilizando arquitecturas microscópicas, la mayoría de las cuales se presentan en forma de un solo chip, bastante pequeño, de ahí que hace varias décadas se les llamara microprocesadores.

Hoy en día, los procesadores se encuentran en casi todos los objetos que utilizamos hoy en día: televisores, teléfonos inteligentes, hornos microondas, refrigeradores, automóviles, equipo de audio y, por supuesto, computadoras personales. Sin embargo, estas no siempre fueron las maravillas tecnológicas que son ahora.

Historia de los procesadores

Hubo un tiempo en que los procesadores consistían en enormes armatas que fácilmente podían llenar una habitación. Estos primeros pasos de la ingeniería informática consistieron en gran medida en tubos vacíos que, si bien en su momento eran significativamente más potentes que las alternativas formadas por relés electromecánicos, hoy los 4 MHz que alcanzaban en su mayoría nos parecían ridículos.

Con la llegada de los transistores en los años 50 y 60 se inició la creación de procesadores, además de otros más pequeños y potentes, y también mucho más fiables, ya que las máquinas creadas por válvulas de vacío solían tener un fallo medio cada 8 horas.

Sin embargo, cuando hablamos de encogimiento no nos referimos a que quepan en la palma de la mano. Y los procesadores aún grandes consistían en docenas de placas de circuitos conectadas entre sí para soportar la vida útil de un solo procesador.

Después vino la invención del circuito integrado, que básicamente conectaba todo en uno. placa de circuito impreso o plato, que fue el primer paso para lograr microprocesador moderno. Los primeros circuitos integrados eran muy sencillos porque sólo podían agrupar unos pocos transistores, pero con el paso de los años se ha producido un aumento exponencial en el número de transistores que se podían añadir a un circuito. circuito integrado, a mediados de los años sesenta. Ya teníamos los primeros procesadores complejos, que constaban de una única oblea.

El primer microprocesador como tal se introduciría en el mercado en 1971, fue el Intel 4004, y a partir de entonces el resto es historia. Gracias a la rápida evolución de estos pequeños chips y a su gran flexibilidad, han monopolizado por completo el mercado informático, ya que, salvo aplicaciones muy específicas que requieren un hardware muy especializado, son el núcleo de casi todos los ordenadores modernos.

¿Cómo funciona la unidad central de procesamiento (CPU)?

Simplificado al extremo y en términos didácticos, el funcionamiento del procesador se da en cuatro fases. Estas fases no siempre están necesariamente separadas, sino que generalmente se superponen y siempre ocurren simultáneamente, pero no necesariamente para una función particular.

En la primera etapa, el procesador se encarga de cargar el código desde la memoria. En otras palabras, leer datos que deben procesarse más adelante. En esta primera fase hay problema común en la arquitectura del procesador es que hay un máximo de datos que se pueden leer durante un período de tiempo y suele ser inferior a los que se pueden procesar.

En la segunda fase se produce la primera etapa de procesamiento como tal. La información leída en la primera etapa se analiza según un conjunto de instrucciones. Así, dentro de los datos leídos, habrá fracciones descriptivas para un conjunto de instrucciones que indicarán qué hacer con el resto de la información. liderar ejemplo práctico, existe un código que especifica que los datos de un paquete deben sumarse junto con los datos de otro paquete, representando cada paquete información que describe un número, mediante lo cual se obtiene una operación aritmética común.

Luego viene la fase, que continúa con el procesamiento libre, y se encarga de ejecutar las instrucciones decodificadas en la segunda fase.

Finalmente, el proceso finaliza con la fase de escritura, donde se vuelve a cargar la información, solo que esta vez del procesador a la memoria. En algunos casos, la información puede cargarse en la memoria del procesador para ser reutilizada más adelante, pero una vez que se completa el procesamiento de un trabajo en particular, los datos siempre terminan escribiéndose en la memoria principal, donde pueden escribirse en una unidad de almacenamiento, dependiendo de la solicitud.

Principales arquitecturas de procesadores modernos.

Como ya hemos dicho, la función del procesador es interpretar la información. Los datos se cargan desde diferentes sistemas memoria en forma código binario, y es este código el que el procesador debe convertir en datos útiles para las aplicaciones. Esta interpretación se implementa mediante un conjunto de instrucciones que determina la arquitectura del procesador.

Actualmente se utilizan principalmente dos arquitecturas RISC y CISC. RISC da vida a los procesadores desarrollados por la empresa británica ARM, que con el crecimiento dispositivos móviles ha crecido significativamente. Además, PowerPC, la arquitectura que dio origen a computadoras Apple, servidores y consolas xbox 360 y PlayStation 3, basado en RISC. CISC es una arquitectura utilizada en procesadores. Intel y X86-64 X86.

En cuanto a qué arquitectura es mejor, siempre se ha dicho que ser RISC más limpio y optimizado será el futuro de la informática. Sin embargo, Intel y AMD nunca sucumbieron a la curva y lograron crear un ecosistema muy fuerte en torno a sus procesadores, que, aunque muy contaminados por elementos obsoletos compatibilidad con versiones anteriores, siempre han apoyado a sus competidores.

En general, debido a su flexibilidad y relativa facilidad de producción, en unos pocos años más procesadores seguirá siendo un elemento central de la informática moderna. Pero siempre debemos recordar que con el paso de los años desarrollamos tecnologías paralelas, que ayudan a descentralizar la carga de trabajo, y hoy más que nunca, las GPU, más potentes pero menos flexibles, han comenzado a adquirir casi la misma importancia.

Vídeo: ¿Qué es la CPU [Unidad central de procesamiento, CPU]? ¡Rápido y claro!