| Inicio | Temas | Foro |

MICROPROCESADOR CPU

 - Definición de microprocesador / CPU / procesador / processor / central process unity:

     Se trata de un complejo circuito integrado, que se acopla en el socket de la motherboard o en función del modelo, se encuentra incorporado a su estructura desde su manufactura, el cual, actualmente tiene una amplia gama de funciones, tales como: ejecución de programas, cálculo de operaciones lógico-aritméticas incluidas las de coma flotante mediante coprocesador matemático integrado, control de hardware (memorias RAM, unidades SSD, disqueteras, tarjetas de expansión, etc.) y procesamiento básico de gráficos. Extraído de InformaticaModerna.com  Los microprocesadores se encuentran presentes en una amplia gama de equipos de cómputo, entre ellos all in one, desktop, laptop, single board computer, servidores e incluso en smartphone y tabletas. Cabe mencionar, que CPU es sinónimo de microprocesador, más no de computadora de escritorio ni de su gabinete en cualquiera de sus formatos físicos.

  CONTENIDOS

- Significado microprocesador
- Marcas microprocesadores
- Microprocesador con GPU APU iGPU
- Microprocesadores sin gráficos
- Velocidad GHz microprocesadores
- Cores hilos microprocesador
- Bus microprocesador
- Microprocesador x86 y x64
- Cache microprocesadores
- Socket microprocesadores
- Ventilación microprocesadores
- Overclocking microprocesadores
- Galería imágenes procesadores
- Dudas / Comentarios

Autoría: redacción de sitio Web

¿QUÉ MARCAS DE MICROPROCESADORES HAY?

Microprocesador Intel® Celeron D320 2.4 GHz, FSB 533

      En cuestiones de ordenadores de escritorio, servidores y computadores portátiles, son dos marcas de microprocesadores que dominan comercialmente y una tercera que ha perdido de manera constante mercado:

1.- Intel® (Integrated Electronics): empresa originaría de EUA, fundada durante 1968 y fabricante de circuitos integrados, la cuál, es pionera en el desarrollo de procesadores con tecnologías propias y que se ha mantenido como líder en la industria y ventas. El desarrollo actual de sus microprocesadores, ha estado enfocado en arquitectura x64 multicore y frecuencias que ya superan los 4 GHz (Gigahertz) utilizando tecnologías propias.

2.- AMD® (American Micro Devices): empresa fabricante de circuitos integrados fundada durante 1979 y originaría de EUA, la cuál, inicialmente desarrollaba dispositivos basándose en la tecnología de Intel®, pero que actualmente innova mediante tecnologías propias. El desarrollo de actual de sus microprocesadores, ha estado enfocado en arquitectura x64 multicore y frecuencias que también superan los 4 GHz utilizando tecnologías propias

3.- VIA®: una tercer marca que lideró comercialmente fue Cyrix®, la cuál, fue fundada en 1988 y absorbida en 1997 por Via Technologies®. La marca original tuvo una amplia aceptación, debido a que los costos eran reducidos, ello porque fabricaban sus productos basándose en la tecnología de Intel®. Luego de ser adquirida, el desarrollo de microprocesadores ha estado enfocado en arquitectura x64 multicore y frecuencias que no superan los 2 GHz utilizando tecnologías propias.

¿QUÉ ES GPU DE MICROPROCESADOR?

 

Esquema de microprocesador Intel® Core i7 6700K, con unidad de proceso de gráficos Intel® HD 530

     GPU (graphic processor unity) / APU (accelerated processor unity) / iGPU (integrated GPU): en equipos de cómputo sin tarjeta de video, el procesamiento de gráficos recae en un chip de video básico que depende de la capacidad del microprocesador, por lo que, consume en gran medida los recursos del sistema y los reduce para otras actividades que tal vez deberían tener mayor prioridad, debido a lo anterior, actualmente la mayor parte de los microprocesadores integran en su estructura una unidad de procesamiento gráfico, que funciona de manera independiente y está encargada de liberar al microprocesador de las actividades referente a proceso de video.

¿QUÉ ES MICROPROCESADOR SIN GRÁFICOS INTEGRADOS?

     Se trata de ciertos modelos de microprocesador, tal es el caso de Intel® Core i9-9900KF, que no cuentan con ningún chip de video ni GPU, y que de manera nativa, no tienen la capacidad de procesar gráficos, por lo tanto, requieren de manera forzosa la implementación de una tarjeta de video para el despliegue en pantalla.

¿QUÉ ES VELOCIDAD DEL MICROPROCESADOR GHz GT/s?

Especificación de frecuencia de microprocesador mediante administrador de tareas, en computador cargado con SO Windows 10

- Frecuencia de microprocesador / velocidad / reloj base: se refiere básicamente a la cantidad de procesos simultáneos, que tiene la capacidad de realizar el CPU durante cada segundo, basado en la unidad Hertz (Hz).

      Los primeros procesadores de computadores comerciales (mediados y finales de los años 80), tenían frecuencias cercanas a los 10 MHz (Megahertz) (tal como el microprocesador de la gama Intel® i286), posteriormente, los procesadores Intel® Pentium III a 933 Mhz fueron los últimos que funcionaban en términos de Megahertz, ya que el lanzamiento del microprocesador Intel® Pentium IV a 1.4 Ghz, marcó el salto hacia los Gigahertz, mientras que un microprocesador comercial moderno, puede soportar frecuencias de hasta 4.5 Ghz.

 

Marca	Modelo	Núcleos	Frecuencia de microprocesador (GHz)	Año de lanzamiento
Intel®	i80286	1 core	0.008 GHz	1982
AMD®	Gamma 386SX	1 core	0.033 GHz	1985
Intel®	Pentium®	1 core	0.1 GHz	1993
Intel®	Pentium® III	1 core	0.8 GHz	1999
AMD®	Athlon®	1 core	1.3 GHz	2005
Intel®	Pentium® 4 E8400, Core Duo	2 cores	3 GHz	2008
AMD®	Phenom® 2 965 X4, 4 Core	4 cores	3.4 GHz	2009
AMD®	FX 4170, L2 4 MB,  L3 8 MB, AM3+	4 cores	4.3 GHz	2012
AMD®	Ryzen 7950	16 cores	4.5 GHz	2022
Intel®	Core i9 13900 KS	24 cores	Hasta 6 GHz	2023

Tabla comparativa en la evolución de procesadores

     A finales de Julio de 2010, la marca de procesadores Intel® anunció el desarrollo de tecnología capaz de alcanzar frecuencias muy superiores, ya que actualmente no se pueden superar los 10 GHz. Su desarrollo está basado en la utilización de fotónica de silicio (láser y fibra óptica) también llamada ADP (avalanche photodetector), con un límite teórico de hasta 340 GHz.

- Unidad GT/s (giga transferences/second): variable utilizada en microprocesadores Intel® de las gamas i3, i5, i7, que en la práctica, se refiere a los datos que se están enviando y recibiendo simultáneamente de manera efectiva y es independiente de la frecuencia.

Tabla comparativa de GT/s en procesadores Intel®

¿QUE SON LOS NÚCLEOS CORES E HILOS EN LOS PROCESADORES?

Comportamiento de los núcleos físicos de dos modelos diferentes de microprocesador, al procesar grandes cantidad de datos y generar un cuello de botella

- Cores / núcleos físicos: al llegar al límite de los 4 Ghz los microprocesadores tienden a generar demasiado calor, de tal forma que no es posible enfriarlos de manera tradicional, y ello, conlleva a uso de sistemas más complejos de ventilación, que aumentan el costo de los ordenadores. La tendencia actual, es incorporar subprocesadores físicos (cores) integrados al microprocesador, capaces de procesar paralelamente los datos, evitando los cuellos de botella, esto permite que no se requiera aumentar la frecuencia y se reduzca de manera considerable el calor producido.

      La manera de identificar la cantidad de núcleos en un microprocesador es la siguiente: 2 núcleos (core duo / dual core / X2), 3 núcleos (tri core / X3), 4 núcleos (quad core / X4) y hasta 6 núcleos (six core / X6), etc.

- Hilos / threads / subprocesos / microprocesador lógico / núcleo virtual: término de software para la secuencia de instrucciones de orden básico, que puede pasar por o procesarse en un núcleo de CPU individual, esto se traduce en división dual de procesos, a modo que cada núcleo logre ejecutar ambos subprocesos de la manera mas eficiente posible y de modo simultáneo, sin embargo, esto está limitado a que el software permita esta característica al haber sido desarrollado.

Núcleos físicos e hilos

      Por el momento, cada núcleo puede permitir dos hilos, por lo tanto, un microprocesador x2 podria contar con 4 hilos, x3 con 6 hilos, etc., Esta tecnología es denominada por Intel como HyperThreading (HT), mientras que AMD la denomina Simultaneus Multi Threading (SMT)

¿QUE ES EL BUS FRONTAL DEL MICROPROCESADOR?

     En términos físicos, el bus implementado por Intel® es un conjunto de circuitos de datos interconectados de modo paralelo, lo cuál, genera cuellos de botella en los equipos de cómputo y que paulatinamente ha sido reemplazado por nuevas tecnología.

- Tecnología FSB (frontal side bus): frecuencia máxima en Hertz (Hz) con la que son capaces de trabajar el conjunto de motherboard, la memoria RAM, el chipset y el microprocesador, la cuál, no siempre coincide en todos, debido a que el desarrollo tecnológico de los procesadores es más acelerado que la del resto de los elementos.

- Tecnología HT (hyper transport): tecnología desarrollada por AMD® a principios de los 2000, con el objetivo de sustituir el FSB clásico en procesadores basados en arquitectura de 64 bits, la cuál, implementa un bus serial con controlador de memorias independiente, que permite la conexión directa con la memoria RAM sin necesidad de involucrar al circuito integrado northbridge del chipset.

      + Microprocesador AMD® Phenom 8450 X3 2.1 GHz, cache L2 3.5 MB, socket AM2.

- Tecnología QPI (quick path interconnect): tecnología desarrollada por Intel® en contraposición a la tecnología HT de AMD®, la cual, consiste en un controlador de memoria que permite el control de memoria RAM directamente desde el microprocesador. La unidad de medida utilizada en esta nueva gama de productos es la unidad GT/s, coexistiendo con el FSB.

      + MIcroprocesador Intel® i7 920 Quad 2.66 GHz, 4.8 GT/s, cache 8 MB, socket 1366.

¿QUE ES ARQUITECTURA x86 32 BITS Y x64 64 BITS EN MICROPROCESADORES?

Un hardware 64 bits, puede ejecutar software 32 bits, mas no a la inversa

- Arquitectura de microprocesadores x86 (32 bits) y x64 (64 bits): los bits en la nomenclatura del microprocesador, hacen referencia al "ancho de palabra" que puede transmitir de manera simultánea por medio del bus de datos, por lo tanto, entre mayor sea este número, mayor eficiencia tendrá al momento de recibir y enviar información. La tecnología de 64 bits era usada previamente sólo por servidores, sin embargo, en la actualidad prácticamente todos los procesadores son x64 y han superado el límite de capacidad en RAM impuesta por la arquitectura x86 (3 GB (Gigabytes) y pueden soportar un teórico de hasta 16,000,000,000 GB.

     Es importante mencionar, que la arquitectura hardware x64 es retrocompatible con software x86, por ello, es posible instalar un sistema operativo de 32 bits en un ordenador x64 (con las restricciones de capacidad RAM y eficiencia que conlleva), sin embargo, en modo inverso un sistema hardware x86 no tiene soporte para software x64.

¿QUE ES CACHÉ EN  PROCESADORES?

Especificación de memoria caché, mediante administrador de tareas de Windows 10

- Processor cache in built: pequeña cantidad de memoria SRAM intermedia e incorporada en la estructura del microprocesador, la cuál, almacena de manera temporal datos utilizados frecuentemente, logrando una mayor eficiencia al momento de acceder a cierta información.

      Los procesadores integran al menos uno de 3 niveles de cache:

- Cache L1 DC (level 1 data cache): se encarga de almacenar datos usados frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos sin necesidad de repetir búsquedas en dispositivos relativamente lentos (memoria RAM, disco duro, unidad SSD, etc.).

- Cache L1 IC (level 1 instruction cache): se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, las recupera sin acceder a otros dispositivos.

- Cache L2 (level 2): anteriormente se adquiría como memoria auxiliar y opcional para ciertas motherboard, sin embargo, actualmente se integra en procesadores de gama media a alta y puede llegar a ser de hasta 32 MB (Megabytes).

- Cache L3 (level 3): memoria de tercer nivel que agiliza el acceso a datos e instrucciones que no fueron localizadas en L1 ó L2, la cuál puede ser de hasta 64 MB.

¿QUE SOCKET UTILIZA EL MICROPROCESADOR?

Parte inferior del microprocesador Intel® Celeron D320 PPGA478 y su respectivo socket en la motherboard

- Socket / Zócalo: se trata de la base específica de la motherboard, en la cual, se asientan de manera única los diferentes modelos de microprocesador, los fabricantes desarrollan de manera constante nuevos productos, mientras tanto, las empresas que manufacturan motherboard lanzan comercialmente tarjetas compatibles con cada uno de ellos, por lo tanto, es necesario consultar la documentación técnica de ambos elementos para determinar su compatibilidad.

¿CÓMO SE VENTILA EL MICROPROCESADOR?

      Los primeros procesadores de Intel® generaban muy poco calor, por lo tanto, no requerían de sistemas de enfriamiento e incluso podían reducir su temperatura mediante software como CPUIdle para Microsoft® MsDOS, sin embargo, a partir de los modelos Intel® i80486DX, la cantidad de elementos electrónicos incorporados dentro del microprocesador fue en aumento, por lo tanto, fue necesario agregar un disipador y posteriormente, un ventilador que evitara el sobrecalentamiento.

Esquema típico de ventilación para microprocesador / conjunto de disipador con ventilador

¿QUÉ ES OVERCLOCKING DE MICROPROCESADOR?

Especificaciones microprocesador AMD® Ryzen 9 5950X, con reloj base de 3.4 GHz y aumento máximo hasta 4.9 GHz

      El procedimiento de overclocking, se refiere al desbloqueo y aumento forzado en la frecuencia que tiene predeterminado un microprocesador, con el objetivo de ser ofrecido al público con mayores prestaciones con que es comercializado normalmente, aunque cabe mencionar que para evitar esta práctica, algunos modelos de microprocesador ya cuentan con esta función integrada y se puede habilitar desde la interfaz del setup.

 GALERÍA DE IMÁGENES MICROPROCESADOR

Obtenga imágenes exclusivas en alta resolución sobre este tema, utilícelas en sus presentaciones y actividades académicas:

a) Microprocesador Intel® Corei5 i5-10400, 2.90 GHz
b) Microprocesador built-in Intel® Celeron J1800, 2.41 GHz
c) Microprocesador Intel® Celeron D320, 2.4 GHz
d) Microprocesador AMD® Athlon 64X2

a) b)   c) d)

FUENTES DE CONSULTA PRINCIPALES

- https://www.viatech.com/en/silicon/processors/
- https://www.amd.com/es/products/cpu/amd-ryzen-9-5950x
. http://www.municion.org/processadors/ 
- https://ark.intel.com/es/products/27107/Intel-Celeron-D-Processor-320-256K-Cache-2-40-GHz-533-MHz-FSB- 
- https://es.wikipedia.org/wiki/Intel_80286 
- https://ark.intel.com/es/products/78866/Intel-Celeron-Processor-J1800-1M-Cache-up-to-2-58-GHz- 
- https://es.wikipedia.org/wiki/Snapdragon 
- http://wiki.inf.utfsm.cl/index.php?title=Multiprocesadores_multicore_y_manycore 
- https://es.wikipedia.org/wiki/VIA_Technologies 
- https://es.wikipedia.org/wiki/Cyrix 
- https://www.ebay.com/itm/Rare-Intel-A80487SX-B0-SZ494-A4-CPGA-169-very-nice-not-tested-for-collection-/323561767409?oid=322900421807 
- http://www.municion.org/processadors/coprocesadores.htm  (Coprocesador matemático Intel vista frontal y vista posterior)
- https://www.exa.unicen.edu.ar/es/noticia/programa-practicas-verano-intel-cordoba-2016  (Logo Intel)
- https://www.v3.co.uk/v3-uk/news/3024708/amd-targeted-in-lawsuit-over-misleading-spectre-cpu-bug-claims  (Logo AMD)
- https://wccftech.com/via-launches-new-alta-ds-3-edge-ai-system-using-qalcomm-snapdragon-820e/  (Logo VIA Tech)
- https://www.arm.com/products/silicon-ip-cpu  (Logo ARM)
- http://wiki.inf.utfsm.cl/index.php?title=Multiprocesadores_multicore_y_manycore  (Esquema multicore)