Procesador

        Procesador

La principal función del procesador, es simplemente, funcionar como un dispositivo lógico programable, reduciéndose así, el tamaño del equipo o computadora. Al ser programable, le ofrece al usuario diversos servicios, como por ejemplo: Controlar flujo de información dentro del PC, manejar y controlar la memoria RAM y realizar operaciones básicas sobre los datos del ordenador.

Podemos decir entonces, que el procesador ejecuta instrucciones almacenadas con números binarios y operaciones con dichos datos, las cuales se realizan por cada ciclo de reloj del ordenador (Hertz).

En la actualidad, un ordenador cuenta por lo menos con dos procesadores, uno en la placa madre y otro en la placa de video. Este lleva por nombre (APU). La combinación de ambos puede ofrecer un rendimiento sorprendente al usuario y al ordenador.

En conclusión, el procesador se encarga de recolectar los datos suministrados por el usuario, traducirlos a lenguaje de máquina y dictar las órdenes necesarias a otros dispositivos del CPU, para que se finalice la tarea que ha seleccionado el usuario, es como el cerebro o el punto central del ordenador. Sin el procesador, sencillamente, el ordenador no funcionaría tal cual como lo conocemos, ya que habría que utilizar válvulas y tubos, que elevarían enormemente el tamaño del equipo, al tamaño de los primeros ordenadores, que eran verdaderos gigantes con poca velocidad de procesamiento de datos.

Procesador de ordenador

Ahora que ya conoces la función del procesador, tendrás una noción básica del funcionamiento interno de la computadora y podrás seleccionar mejor un procesador nuevo, en el caso que tu placa madre, pueda soportar un procesador nuevo.

PARTES DE UN PROCESADOR

Núcleos. Una delas mejoras en las tecnologías de fabricación de los procesadores lo que ha conseguido es aumentar el número de transistores que pueden los fabricantes crear por unidad de área. Un mayor número de ellos conlleva que se puedan integrar más elementos. Los fabricantes gracias a esto han añadido varios núcleos en un mismo procesador. Cada uno de estos elementos no es más que un procesador pero reducido en tamaño. Al tener varios ciertas tareas se pueden acelerar al trabajar en paralelo.

Cache. Es muy importante, para las prestaciones que el micro es capaz de dar, acelerar el uso de los accesos a memoria RAM. Ten en cuenta que en ella se encuentran tanto los datos como las instrucciones de los programas con los que estés trabajando. Un procesador tiene varios niveles de memoria cache pensada para acelerar estos accesos. Su idea de funcionamiento es sencilla, se almacenan en ella los datos e instrucciones a los que se accede más frecuentemente y al estar cerca del procesador el acceso es más rápido. Fuera del núcleo nos encontramos con la denominada LLC (Last level cache) que dependiendo del modelo es la tercera o segunda capa.

Otros elementos integrados. Dependiendo de la arquitectura tendrán más elementos o menos en su interior. Más información un poco más adelante en el artículo.

Interconexionado interno. Todos estos elementos necesitan conectarse entre ellos para intercambiar información. Tenemos básicamente dos opciones o conectar líneas una a una entre todos los elementos lo cual complica algo el diseño o crear un bus al cual todos se conecten para compartir información.

¿Qué hay en el interior de cada núcleo?

A grandes rasgos podemos ver un núcleo como un procesador antiguo. Aunque si te acercas verías que el diseño ha ido adaptándose con muchas optimizaciones para mejorar las prestaciones.

Unidad de control. De esta forma se denomina a un conjunto de elementos que puedes encontrar en el interior de un núcleo encargado de cargar las instrucciones y datos según se van ejecutando los programas.

Al leer una instrucción, la divide en micro instrucciones más pequeñas de tal forma que pueden encargar su ejecución a los distintos elementos del núcleo. Estas micro instrucciones se pueden ejecutar por tanto en paralelo o incluso en un orden distinto del que llegan.

Registros. Un registro no es más que una pequeña memoria que esta integrada en el procesador. En ella es donde se almacenan los datos para ser procesados. Es la memoria más rápida de todo el sistema pero suelen ser muy pequeñas. Con el avance de las arquitecturas, al añadir más instrucciones, cada vez existen más tipos de registros.

Unidad Aritmética Lógica. Conocida normalmente como ALU por sus siglas en ingles, es la encargada de realizar operaciones aritméticas y lógicas sobre números. En concreto estamos hablando de números enteros, es decir aquellos que no tienen decimales.

Unidad de coma flotante. Realizan las mismas funciones que la ALU pero sobre números naturales. Sus siglas en ingles es FPU. Este elemento no siempre ha estado incluido dentro del chip si no que era un elemento externo y se llamaba coprocesador matemático. Con los años ha ganado cada vez más funcionalidades y su función sin duda es muy importante.

Primeros niveles de cache. La cache más cercana a la unidad de control suele estar dividida en instrucciones y datos. De esta forma la unidad puede ir ejecutando varias instrucciones sin tener que estar continuamente leyendo de la RAM con cada nueva. Es muy común que existan al menos dos niveles de memoria cache en el interior del núcleo.

¿Que elementos se suelen integrar?

Como ya te comente cada vez se añaden más elementos dentro del procesador, entre ellos puedes encontrar:

Controlador de memoria. Antes tenías un elemento sobre la placa base que se encargaba de toda la comunicación entre el micro y la memoria RAM. Al incluir este en el interior del procesador conseguimos mejoras en la velocidad muy importantes.

Tarjeta gráfica. Cada vez son más los modelos que incluyen una tarjeta gráfica en su interior. De esta forma conseguimos reducir el consumo y ahorrarnos dinero, al no tener que adquirir este dispositivo, en nuestro equipo. Por desgracia estas no son tan potentes como sus hermanas mayores las discretas de toda la vida.

Controlador PCI Express. Al implementar internamente este componente la comunicación con la tarjeta gráfica discreta es directa. Es decir, se ha seguido la misma filosofía que con el controlador de memoria.

Controlador del bus del sistema. El bus del sistema permite al procesador comunicarse con los periféricos que se encuentran en la placa base. Al incluirlo se consiguió otra vez una mejora en la velocidad global del sistema.

¿Qué nos traerá el futuro?

Ten por seguro que cada vez tendremos más elementos integrados en el procesador. La idea es que pasemos del concepto de procesador al de SOC, es decir todo el sistema, o al menos la CPU y la placa base, en un solo chip.

Esto será beneficioso, sobre todo, para los equipos portátiles ya que reducimos consumo y tamaño.