Al momento de elegir un computador, ya sea portátil o de PC de escritorio, visualizamos sus características técnicas, y por supuesto siempre nos detenemos en su microprocesador, miramos quién es su fabricante, a que familia pertenece y la velocidad con la que cuenta.
Los Microprocesadores, son los circuitos integrados más complejos dentro de un sistema informático. Estos pequeños juegan un papel importantísimo en el cerebro del sistema computacional.
Los procesadores funcionan mediante un lenguaje de bajo nivel, operaciones aritméticas y lógicas. Estos se encargan de los cálculos y formulaciones necesarias para ejecutar los distintos programas que operan en el sistema. Todas las regulaciones básicas, su funcionamiento físico y procesamiento digital son amparadas por el sistema operativo, además de las diferentes aplicaciones que ejecutan los usuarios.
Los microprocesadores los conforman millones de transistores. Todos ellos funcionan como switches que permiten pasar la energía eléctrica. Están conformados por tres conexiones, dos que dejan pasar la energía eléctrica y una que sirve para obturar el pase de la misma. Las resistencias unidas de transferencia, hacen que los transistores funcionen. Son tan diminutos que cuesta creer todas las actividades que realizan. Están hechos con base de silicio, siendo este el segundo elemento con más abundancia en nuestra Tierra después del oxígeno; se utiliza en la industria de transistores y circuitos integrados. Con el mismo se realizan placas de procesadores a las que someten a diversos procesos, dando lugar a millones de transistores.
Evolución del microprocesador
El origen se dio en el momento en que la computación y la tecnología de los semiconductores se unieron, cuyos inicios se dan alrededor de 1950. En 1970 se produjo el primer procesador, después de un largo camino de innovaciones en materia de tecnología. Esto evoluciono a raíz de la de la Segunda Guerra Mundial donde los avances informáticos necesitaron ser más agresivos y comprometidos para la victoria de sus naciones.
Fue para una calculadora que se diseñó el primer microprocesador en los años 70, fue nombrado Intel 4004, y supuso un avance informático sin precedente.
Gracias a la drástica reducción del tamaño de los transistores, se desarrollaron circuitos digitales durante el siglo XX. Esto condujo a un desarrollo más avanzado de microprocesadores, una variante mucho más poderosa, que realiza cálculos con una eficiencia inimaginable, alcanzando piezas y componentes súper mínimos y que no requerían numerosos chips, todos estaban integrados en un mismo circuito.
Función de un microprocesador
Al microprocesador se le conoce como la Unidad Central de Procesos (CPU) de los diferentes dispositivos conectados a la tarjeta madre. Existen otros dispositivos que tienen procesadores por sí mismos, que funcionan en paralelo del CPU, es decir se comunican y se emparejan para su funcionamiento, tales como los discos duros, tarjetas inalámbricas, etc.
Los microprocesadores traducen los procesos que se le solicitan ejecutar en lenguaje máquina, para que puedan ser procesados.
Su importancia es tal, que no existe aparato, dispositivo o máquina que no los necesite. Ejemplo: computadores, teléfonos celulares, teléfonos inteligentes y tabletas. Es el componente electrónico que ha influenciado a la vida humana en todos sus sentidos. Su mercadeo es tal, que se ha convertido en el producto más comercializado del mundo, ya que todos los aparatos electrónicos lo utilizan y los que están siendo creados los necesitaran para poder funcionar
Características del microprocesador
Los microprocesadores manejan su propia arquitectura y realizan sus tareas controlados por un programa de control, son como unas minicomputadoras. Dicha arquitectura se compone de:
Caché
Es un tipo de memoria de acceso rápido solo disponible para el procesador, esto con la finalidad de no utilizar memoria RAM. Claro está que esto no es verdad, algunas veces la utiliza cuando no puede con sus procesos internos, ya que la memoria caché dentro de sus niveles, guarda datos en uso para luego ser recuperada.
Coprocesador matemático
Se encarga de las operaciones lógicas y formales, también es conocida como la unidad de coma flotante.
Encapsulado
Es una cubierta protectora hecha de cerámica que recubre el silicio, protegiéndolo de elementos invasivos como el oxigeno.
Registros
Lleva el control de sus operaciones, es como una memoria de corta estancia dentro del procesador que controla su entorno.
Puertos
Permiten al procesador comunicarse con el resto de los dispositivos del sistema.
Rendimiento del microprocesador
Desde que comenzó esta historia de los procesadores, se medían tradicionalmente en Megahercios. Desde el año 2000 comenzó a utilizarse Gigahercios, que determina la cantidad de datos que un procesador puede calcular en una unidad de tiempo.
Los procesos del sistema consumen recursos que intervienen en el desempeño del procesador. Son muchas las cosas que están integradas en la placa madre que merman su funcionalidad cuando ejecutan una orden, bien sea de escritura o lectura de unos datos. Esta actividad requiere ayuda del sistema y se la solicita al procesador. Cuando se lee que un procesador tiene la capacidad de 2.4 GHZ, se refiere a una medida particular del chip en solitario.
El futuro de los microprocesadores
Muchas veces nos referimos al tiempo, como si volara, que todo está pasando muy rápido y la historia se reescribe a cada instante. Lo mismo sucede con la tecnología, los avances informáticos superan en cantidad de producción y la calidad de los productos a los que pudieron haberse desarrollados en décadas enteras.
Los ejecutivos de las grandes firmas de procesadores como INTEL, hacen alucinantes declaraciones de lo que se viene en materia de procesadores.
Los ingenieros encargados de buscar nuevas alternativas y mejoras, trabajan en lo que van a ser los microprocesadores del futuro, desde la reducción del tamaño hasta unos impresionantes 10 nanómetros (nm) en los venideros años. La nanotecnología será la que este estrechamente ligada a estos avances, serán unos ahorradores de energía eficientes, su performance duplicará su velocidad y el poder de procesamiento.
El microprocesador más pequeño desarrollado a la fecha mide 45nm. Todos los avances que estamos evidenciando, la IA, La nanotecnología, IoT, etc., sin duda alguna, cuentan con los procesadores como parte importante de su desarrollo, y los que nos faltan por ver.