El Procesador: el cerebro del Ordenador

 Procesador

Un procesador o microprocesador es un circuito integrado en un encapsulado cerámico que contiene láminas de silicio sobre la que se disponen millones de transistores y circuitos que los unen. La conexión a la placa base se realiza por medio de una serie de patillas o pines que se insertan en el zócalo del microprocesador de la placa base.

 

¿Qué hace un procesador?

El procesador viene a ser el elemento principal y de mayor importancia del ordenador. Es el que realmente se encarga de desarrollar el trabajo que realiza la máquina. Su función es la de procesar los datos, controlar el funcionamiento de todos los dispositivos del ordenador y de efectuar operaciones lógicas y matemáticas. 

¿Qué hace que funcione un procesador?

El principio de funcionamiento del procesador es el transistor, dispositivo electrónico semiconductor. Viene a ser un interruptor eléctrico, permitiendo o no el paso de corriente eléctrica según reciba corriente por uno de sus terminales.

Dentro del uso de los transistores como principio básico de funcionamiento del procesador, es importante saber que la posibilidad de fabricar transistores de dimensiones nanométricas ha posibilitado la creación de los circuitos integrados o microchips (como lo es el microprocesador). No obstante, existe un límite; habrá un momento en el que no podremos reducir más el tamaño de los transistores pues tendrían lugar interferencias a nivel atómico. Es decir, llegaremos a un límite a partir del cual el tamaño del transistor será el mínimo posible y el número máximo de transistores en un microprocesador será fijo.

¿Cómo funciona un procesador?

El funcionamiento de un procesador sigue la arquitectura Von Neumann.

 

Esta arquitectura está compuesta por distintas partes.

Por un lado nos encontramos con la unidad central de proceso, formada a su vez por la unidad de control, que es la encargada de interpretar las instrucciones recibidas, y la Unidad Aritmética Lógica, que es la que procesa las instrucciones a través de la realización de operaciones básicas aritméticas (suma, resta, multiplicación y división) y lógicas (AND, OR, NOT).

Por otro lado, la unidad central de proceso se comunica con la memoria, que sirve para almacenar datos para ser utilizados posteriormente, y el sistema de entrada y salida, mediante el bus de control, el bus de direcciones y el bus de datos.

Los buses que acabo de mencionar son líneas de comunicación que conectan distintas unidades. Según esto, el bus de control enviará señales de sincronización o control de la comunicación, el bus de direcciones envía información sobre la dirección de memoria donde se almacenará una determinada información y el bus de datos será el canal por donde se trasladarán los datos, información o instrucciones.

Para que todo este proceso se realice de forma adecuada, se requiere de cierta sincronización. Para ello se cuenta con la señal de reloj para coordinar en qué momento se lleva a cabo cada operación.

Para finalizar, mencionaré cuáles son las características principales de un procesador:

• Velocidad. La velocidad se refiere a la frecuencia con la que el reloj marca la señal de ejecutar una instrucción. Cuanto mayor sea esa frecuencia, menor será el tiempo entre una señal de reloj y la siguiente y más rápidamente se completará el trabajo. Se mide en gigahercios (GHz).
• 
  Número de núcleos. Representa el número de procesadores que hay en un mismo encapsulado. De esta forma, si tenemos un DualCore, podremos ejecutar hasta dos instrucciones a la vez, o si tenemos un QuadCore, podremos ejecutar hasta cuatro. 
• 
  Hyper Threading. Esta tecnología consiste en simular dos procesadores lógicos  dentro de un único procesador físico. De esta forma se consigue un procesamiento en paralelo. En definitiva, mejora su eficiencia.
• 
  La marca. Los fabricantes principales de microprocesadores son Intel y AMD. Ofrecen una amplia gama de procesadores.
   
• El socket o zócalo de conexión. Es un sistema electromagnético de soporte y conexión eléctrica que se usa para colocar y conectar el microprocesador a la placa base sin necesidad de soldar, lo que permite poder extraerlo. Cada fabricante se preocupa de desarrollar y presentar distintos zócalos de conexión. Podemos encontrar dos tipos: los LGA (Large Grid Array), en los que la conexión es mediante superficies conductoras o contactos chapados en oro y los ZIF (Zero Insertion Force), en los que la conexión es mediante una matriz de rejilla de pines (aunque la inserción del procesador es posible sin necesidad de fuerza, evitando así el riesgo de rotura).