El procesador

Hola a todos, a continuación tenemos un artículo sobre el componente más importante de nuestro ordenador, el procesador:


Introducción

Procesador

El procesador, también conocido como CPU o micro, es el cerebro del PC y entre otras funciones ejecuta las aplicaciones y el sistema operativo dando respuesta a las órdenes que le envías a través de los periféricos de entrada como el teclado o el ratón.

Físicamente el micro no es más que una pastilla de silicio. En un PC se coloca en la placa base sobre un conector que se denomina socket. La placa permite la conexión con los restantes dispositivos de tu equipo como la memoria RAM, la tarjeta gráfica o el disco duro utilizando un conjunto de circuitos y chips denominado chipset.

El micro es el elemento de tu PC que más ha evolucionado a lo largo del tiempo. Esto es debido a que con cada nueva generación de procesadores los fabricantes han conseguido reducir el tamaño de los transistores que se encuentran en su interior permitiendo integrar cada vez un mayor número de bloques funcionales.

En un principio fue el controlador de memoria, después la tarjeta gráfica y en un futuro muy cercano, pasaremos del concepto de procesador a lo que se denomina SOC, es decir, un chip con todos los elementos de la placa base integrados. De esta forma reducimos el tamaño y el consumo haciéndolo ideal para usarlo en cualquier dispositivo móvil.
 

Colocando el procesador en la placa base

Desde el punto de vista funcional es, básicamente, el encargado de realizar toda operación aritmético-lógica, de control y de comunicación con el resto de los componentes integrados que conforman un PC, siguiendo el modelo base de Von Neumann. También es el principal encargado de ejecutar los programas, sean de usuario o de sistema; sólo ejecuta instrucciones programadas a muy bajo nivel, realizando operaciones elementales, básicamente, las aritméticas y lógicas, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control y una unidad aritmético lógica (ALU), aunque actualmente todo microprocesador también incluye una unidad de cálculo en coma flotante, (también conocida como "coprocesador matemático"), que permite operaciones por hardware con números decimales, elevando por ende notablemente la eficiencia que proporciona sólo la ALU con el cálculo indirecto a través de los clásicos números enteros.

El procesador cubierto por el ventilador

¿Qué partes internas tiene un procesador?

Ten en cuenta que no todos son iguales pero la mayoría de ellos incluyen:

• Núcleos. Se entiende por núcleo aquel elemento que incluye lo que podríamos considerar un procesador en miniatura. Al contener varios de estos integrados podrá trabajar con más de una aplicación al mismo tiempo.
• Cache. La memoria cache se usa para mejorar la velocidad de los accesos a la memoria RAM. Al encontrarse más cercana al procesador es muy rápida pero mucho más cara. La cache esta organizada en niveles y será tarea del micro dejar los datos que más se usen lo más cerca del procesador posible.
• Controlador de memoria. Al incorporar el controlador de memoria en el interior del procesador y quitarlo de la placa base se consigue que el acceso a la memoria RAM sea más eficiente. Esto que en principio parece que sólo pueda tener ventajas tiene un inconveniente ya que sólo puedes usar la memoria para la que tu procesador este preparado.
• Tarjeta gráfica. Si integran este componente ya no hablamos de CPUs sino de APUs. Ya no estaríamos ante un micro convencional si no ante un hibrido entre procesador y tarjeta gráfica.
• Otros elementos. Los micros han incorporado otros elementos que se encontraban antes sobre la placa base. Por ejemplo, el controlador de PCI Express, aumentando la velocidad con la que el micro es capaz de comunicarse con una tarjeta gráfica discreta.

¿Cómo funciona de forma interna un procesador?

El funcionamiento de un procesador se puede dividir en las siguientes etapas:

Se lee una instrucción de memoria. Para que te puedas hacer una idea de la complejidad de un procesador actual su conjunto de instrucciones esta compuesto por más de mil diferentes y va creciendo con el tiempo.

Se buscan los datos necesarios. No todas las instrucciones son iguales algunas necesitaran de datos para poder llevar a cabo su trabajo. Se leen de memoria o se buscan donde estén. Es muy importante que el flujo de datos y de instrucciones sea lo más rápido posible.

Se realiza la operación. Una vez que se tiene todo se ejecuta la operación, para esto puede ser necesario el trabajo de varios bloques dentro del propio procesador.

Se pasa a la siguiente instrucción. Que no es siempre la que se encuentra a continuación en la memoria. Algunas pueden ir a otras partes del programa o repetir ciertas instrucciones hasta que se cumpla una condición. Por ejemplo, esperar hasta que se pulse una tecla.

Vídeo resumen de las partes y funcionamiento de un procesador:

Algunos logotipos

Principales fabricantes

INTEL Y AMD son los fabricantes de procesadores mas conocidos en el merdado, pero tambien existen otras marcas, las cuales estan destinadas en otros mercados distintos.

Intel
Compañia fabricante de procesadores, Es la marca estándar y los demás son compatibles con Intel, algunos procesadores Pentium 1, 2, 3, 4, el Merced, core, centrino, I 3, 5 y 7.

AMD
Advanced Micro Devices: Fabricante de procesadores. Siempre ha ido por detrás de Intel, aunque a veces le ha superado, sobre todo con su conocido K7 (Athlon), tiene una gran variedad de velocidades y modelos como el Duron y Athlon.

Cirrus Logic
Cirrus Logic: Fabricantes de dispositivos y procesadores para computadora, visita la página en la que encontraras una gran variedad de productos.

Cyrix
VIA Technologies: Diseño y construcción de procesadores para PC. Fabrica procesadores para Texas, IBM y Thompson

Zilog
Zilog Microcontrolers: Microcontroladores y Microprocesadores con algunas innovaciones del momento.

PowerPC
IBM PowerPC Microprocesador: Características sobre el procesador de IBM y controladores embedados.

ARM
Se denomina ARM (Advanced RISC Machines) a una familia de microprocesadores RISC diseñados por la empresa Acorn Computers y desarrollados por Advanced RISC Machines Ltd., una empresa derivada de la anterior. Usados en routers y dispositivos embebidos entre otros.


A continuación les dejo un vídeo muy interesante sobre cómo comparar y elegir un procesador acorde a nuestras necesidades:

Fuentes de información

Apuntes de clase
Computadoras.about
Ingeniatic 
Dis.um
Wikipedia
Youtube

La placa base

Hola a todos, a continuación les dejo un artículo sobre la placa base: conceptos, elementos, tipos y principales fabricantes, además de un interesante vídeo sobre el cómo se fabrica una placa base:


Introducción

La Placa Base, también denominada placa madre y tarjeta madre , es una  placa que contiene un circuito impreso y a la cual van conectados todos los componentes que conforman un ordenador. Entre esa serie de circuitos integrados que tiene instalados está el chipset, que es el centro de conexión entre  el ordenador , la memoria RAM, los buses de expansión y otros dispositivos.

La misma se encuentra contenida dentro de una caja de chapa y cuenta con un panel que permite conectar dispositivos externos y muchos otros conectores internos y zócalos que facilitan la instalación de componentes dentro de la caja.

Os dejo un vídeo sobre los elementos de una placa base y su evolución:



Principales elementos

Físicamente, se trata de una "oblea" de material sintético, sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos elementos que se encuentran anclados sobre ella; los principales son:

• Conectores de disco duro. El disco duro es el almacén de toda la información que contiene tu PC. Necesitas, por tanto una conexión que sirva de transporte a esos datos. Lo normal es que existan tanto conectores IDE, más antiguos, como SATA. Algunas placas base incluyen conectores SATA externos para acelerar el acceso a discos duros conectados en ellos.
• Slots  de memoria. La memoria RAM se inserta en unos conectores. Las placas normales suelen tener entre 2 y 4 de estos elementos. De su número dependerá la cantidad máxima de memoria que podrás instalar. Necesitaras al menos uno libre para poder añadir más memoria al equipo.
• Sockets para el procesador central. Es el lugar donde se coloca el procesador. Dependiendo del tipo de micro necesitaras uno u otro. Los fabricantes suelen cambiar el tipo de socket con cada una de las nuevas versiones de los micros.
• BIOS. Entre otras funciones, la BIOS tiene el programa que realiza el arranque de tu PC. A veces es necesario actualizarla para adaptar la placa base a nuevos procesadores o por que los fabricantes descubren fallos de programación.
• Slots PCI. Es donde colocaras las tarjetas de expansión. Por ejemplo tu tarjeta gráfica necesitara uno.
• Chipset. El chipset es el conjunto de circuitos que interconectan los elementos de la placa base.
• Conectores para USB, firewire, etc. Todos ellos dependen de que el fabricante de la placa base las incluya.

Ejemplo de placa base

  
Factores de forma y estándares

Las placas base existen en diferentes formas y con diversos conectores para periféricos. Para abaratar costes permitiendo la intercambiabilidad entre placas base, los fabricantes han ido definiendo varios estándares que agrupan recomendaciones sobre su tamaño y la disposición de los elementos sobre ellas.

De cualquier forma, el hecho de que una placa pertenezca a una u otra categoría no tiene una relación, al menos en teoría, con sus prestaciones ni calidad. Los tipos más comunes son: 

ATX

Modelo ATX

 Cada vez más comunes, van camino de ser las únicas en el mercado.

Se las supone de más fácil ventilación y menos maraña de cables que las Baby-AT, debido a la colocación de los conectores. Para ello, el microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa.

La diferencia "a ojo descubierto" con las AT se encuentra en sus conectores, que suelen ser más (por ejemplo, con USB o con FireWire), están agrupados y tienen el teclado y ratón en clavijas mini-DIN como ésta: clavija mini-DIN. Además, reciben la electricidad mediante un conector formado por una sola pieza (ver foto superior).

Baby-AT

Modelo Baby-AT

Fue el estándar absoluto durante años. Define una placa de unos 220x330 mm, con unas posiciones determinadas para el conector del teclado, los slots de expansión y los agujeros de anclaje a la caja, así como un conector eléctrico dividido en dos piezas.

Estas placas son las típicas de los ordenadores "clónicos" desde el 286 hasta los primeros Pentium. Con el auge de los periféricos (tarjeta sonido, CD-ROM, discos extraíbles...) salieron a la luz sus principales carencias: mala circulación del aire en las cajas (uno de los motivos de la aparición de disipadores y ventiladores de chip) y, sobre todo, una maraña enorme de cables que impide acceder a la placa sin desmontar al menos alguno.

Para identificar una placa Baby-AT, lo mejor es observar el conector del teclado, que casi seguro que es una clavija DIN ancha, como las antiguas de HI-FI; vamos, algo así: clavija DIN; o bien mirar el conector que suministra la electricidad a la placa, que deberá estar dividido en dos piezas, cada una con 6 cables, con 4 cables negros (2 de cada una) en el centro.

LPX

Modelo IPX

Estas placas son de tamaño similar a las Baby-AT, aunque con la peculiaridad de que los slots para las tarjetas de expansión no se encuentran sobre la placa base, sino en un conector especial en el que están pinchadas, la riser card.

De esta forma, una vez montadas, las tarjetas quedan paralelas a la placa base, en vez de perpendiculares como en las Baby-AT; es un diseño típico de ordenadores de sobremesa con caja estrecha (menos de 15 cm de alto), y su único problema viene de que la riser card no suele tener más de dos o tres slots, contra cinco en una Baby-AT típica.

Diseños propietarios

Pese a la existencia de estos estándares, los grandes fabricantes de ordenadores (IBM, Compaq, Hewlett-Packard...) suelen sacar al mercado placas de tamaños y formas peculiares, bien porque estos diseños no se adaptan a sus necesidades o por oscuros e ignotos motivos.

Si  se está planteando actualizar un ordenador "de marca", tenga en cuenta que quizá tenga que gastarse otras 5.000 ptas en una caja nueva, a veces por motivos tan irritantes como que los taladros o el conector de teclado estén a medio centímetro de las posiciones normales.

De cualquier forma, hasta los grandes de la informática usan cada vez menos estas placas "a medida", sobre todo desde la llegada de las placas ATX.


Principales fabricantes

La mayor parte de las placas bases comercializadas  se clasifican en dos grupos: para procesadores AMD y para procesadores Intel. Entre los fabricantes más populares se cuentan: Intel, MSI, Gigabyte Technology, Foxconn, Epox, Biostar, Asus, Via.



A continuación tenemos un vídeo muy interesante acerca de cómo se fabrica una placa base:


Fuentes de información

Apuntes propios
Conozcasuhardware
Definicion ABC
Computadoras.about
Wikipedia
Youtube