¿Qué es un microprocesador? - Conoce todos los elementos de este circuito

Todo dispositivo electrónico que existe en la actualidad posee un componente, el cual es clave para su funcionamiento. Por lo general solemos utilizar nuestro ordenador, teléfonos móviles o equipos similares sin ninguna complicación. Pero todos los procesos que se ejecutan sin que tú lo sepas es gracias al microprocesador y la microtecnología.

Ese nivel de velocidad en la respuesta que obtienes cuando ejecutas una acción no sería posible sin la aplicación y existencia de los microprocesadores. Es un componente sumamente importante del cual, se tiene muy poca información en cuanto a qué es, para qué sirve y cuál es su función principal. Así que hoy descubrirás todo esto y mucho más.

Significado y definición de microprocesador en informática

El simple hecho que lleve el nombre de microprocesador, no significa que se encargue de trabajos muy simples y sencillos. Es todo lo contrario a esto. Es un componente electrónico en el que su función principal es controlar el nivel de energía en el dispositivo electrónico. De esta manera, con cada instrucción y tarea que debe realizar, el microprocesador lo ejecuta con precisión.

Cada parte de un dispositivo, ya sea móvil, de escritorio o electrodoméstico, posee un microprocesador. Este se encarga de enviar y controlar las señales eléctricas de tal forma, que cada parte que compone al equipo funcione con el voltaje correcto.

En el caso de las pantallas y los procesos que tienen relación con información, el mismo se encarga de transformar la energía eléctrica en código binario. En conjunto con los demás componentes, trabaja para cumplir con la solicitud del usuario, mostrar una información en pantalla o mantener en funcionamiento un software.

En cuanto al qué es, con respecto al nivel de construcción, es un componente electrónico, el cual forma parte de un ordenador o teléfono móvil. Este a su vez se encuentra constituido por miles o millones de transistores muy pequeños. Claro, todo dependerá de las características del microprocesador, la generación y la tecnología que se haya usado para su construcción.

Es importante tener en cuenta que no todos los microprocesadores son iguales. De momento, hay dos grandes empresas a nivel mundial que se encargan de la construcción, distribución y venta de estos componentes. Por ende, encontrarás por internet diferentes modelos y a su vez, con arquitecturas distintas entre sí.

Además, los microprocesadores, según su arquitectura, funcionan en conjunto con otros componentes específicos. Es decir, si tomamos un microprocesador de Intel y lo instalamos en una placa madre con arquitectura AMD, este no funcionará. De hecho, ni siquiera entrará en el zócalo donde se supone que debería ir este componente.

Por ende, cada microprocesador funciona con tecnología distinta, posee una arquitectura específica y sus circuitos también varían según el modelo o la generación del microprocesador. Sin este componente, ningún dispositivo electrónico sería capaz de funcionar o controlar los niveles de voltaje que recibe a través de la alimentación directa.

¿Qué es el microprocesador de una computadora?

Se le conoce como la unidad principal de todo ordenador capaz de procesar información. Por ende, es correcto decir que es como el cerebro de este dispositivo. Al tener esta connotación, es un dispositivo electrónico el cual trabaja con un sistema binario de alta velocidad. De hecho, todos los microprocesadores tienen una velocidad de procesamiento de datos. Esta se mide en Hz y a medida que sea más alto este valor, su capacidad para gestionar información será mayor por cada segundo de operatividad.

Todo microprocesador tiene un zócalo en el que debe instalarse y a causa de su función principal, es necesario colocarle encima algún sistema de refrigeración. Es allí donde entran en juego los fan cooler o sistemas de enfriamiento más modernos. Este complemento es vital para el microprocesador, puesto que, a mayor temperatura, su funcionamiento se ve afectado y de cierta manera, el nivel de procesamiento en cuanto a datos se ve reducido.

Un punto clave que debes tener claro, es que la CPU es un tipo de microprocesador. Sin este componente tan importante, seríamos incapaces de abrir un programa o tan siquiera navegar por internet o utilizar cualquier otra función de un PC.

¿Para qué sirve un microprocesador?

Todo dispositivo electrónico funciona y se comunica con los otros componentes a través de código binario. Este código es procesado por la CPU o microprocesador. La capacidad que este tiene para ejecutar procesos y gestionar datos depende del número de núcleos y los Hz máximos a los que puede trabajar.

Si lo explicamos de esta manera, quizás te imagines procesos supercomplejos. Sin embargo, este trabaja mediante operaciones aritméticas como la suma, resta, multiplicación y división. Claro, al trabajar con datos a alta velocidad, todas estas operaciones se llevan a cabo en código binario y son casi instantáneos.

El simple hecho que presiones en el botón de encendido de tu computadora, ya estás mandando una señal eléctrica, la cual es transformada en código binario y es allí donde la CPU entiende que debe encender el resto de componentes. De esta manera, es como un sistema informático arranca.

¿Cómo funciona un microprocesador?

Al ser una parte capaz de procesar información suministrada por el usuario, tiene la característica de implementar instrucciones con gran precisión. Cada instrucción conlleva una carga eléctrica, la cual es transformada en código binario. Sin embargo, allí no acaba todo el proceso, puesto que hay “fases” en la ejecución de una instrucción dada. Estas fases vienen dadas por:

• Una búsqueda en la memoria del dispositivo, a fin de ejecutar una orden.
• La información o la orden pasa por un proceso de codificación y decodificación, el cual es enviado a la CPU.
• Allí, la CPU identifica cuál operador o proceso aritmético debe ejecutar y cómo hacerlo.
• De acuerdo a la orden, se emplea una operación lógico-aritmética.
• El resultado de todo este proceso es almacenado en caché.

Quizás el último punto te parezca familiar. De cierta manera, esto es algo que le beneficia al equipo, puesto que tal almacenamiento puede ayudar al PC ejecutar un proceso que ya se ha hecho con mayor rapidez. Solo deberá cargar ciertos datos, en lugar de realizar todo el proceso que hemos explicado.

¿Cuáles son las características de un microprocesador?

Lo principal a destacar es la cantidad de circuitos integrados que tiene un microprocesador. La cantidad del mismo dependerá del fabricante, el modelo y la generación. Por ello, un microprocesador Intel de 2da generación no tiene la misma capacidad que uno de 9vna generación. Esto se debe al número de núcleos y la cantidad de transistores que posee.

Por otro lado, tienen la particularidad de codificar y decodificar la información, de tal manera que son los encargados de:

• Ejecutar un programa.
• Ver si este es compatible con el sistema entero.
• Analizar una enorme cantidad de datos en una pequeña fracción de tiempo.
• Mostrar resultados en pantalla.
• Cargar la interfaz de un programa.
• Mantener la comunicación con el resto de componentes.
• Regular el voltaje para cada una de las partes de un dispositivo.
• Establece cuáles serán las funciones a ejecutar y el tiempo en el que se mantendrán activas.

En términos generales, estas serían las características principales de todo procesador. Ahora bien, está el tema del número de núcleos que debería tener el mismo. Esto va a depender en gran medida del uso que le vayas a dar al equipo. Por lo general, se suele encontrar microprocesadores de entre 4 y 16 núcleos. Pero ¿Qué quiere decir este número y para qué sirven?

La cantidad de núcleos que posee un microprocesador te permitirá obtener una mayor rapidez en cuanto a la velocidad de procesamiento de datos. Es por esta razón que las computadoras Gaming por lo general suelen tener un gran número de núcleos en sus procesadores. Así, se garantiza que todos los programas que se están ejecutando a la vez no presente retraso y se evite el clásico congelamiento del equipo y/o sistemas.

Antes de pasar al siguiente punto, debes tener en cuenta que hay microprocesadores con sistema de gráficos integrados. Aunque no poseen la misma potencia de una tarjeta de video física, esta característica puede ser de gran utilidad. Gracias a esta característica, se puede obtener una placa base para ordenadores o laptops que sean capaces de cargar juegos y programas de edición de medios requisitos. Todo dependerá de las características del mismo componente.

¿Qué diferencia hay entre un procesador y microprocesador?

Actualmente, no existe ninguna diferencia. Esto se debe a los avances tecnológicos, las mejoras que los procesadores han tenido y la cantidad de componentes que puede albergar un microprocesador. Por ende, ya no hay ninguna diferencia, sin embargo, podemos decir que un microprocesador es un circuito el cual ya viene integrado en la placa madre. Este se encarga de procesar toda la información del equipo, mientras que el procesador sería todo lo que este proceso engloba.

Antes del 2004, la fabricación de procesadores era tal, que sus dimensiones eran muy grandes y, por ende, tendían a consumir demasiada energía. De cierta manera, este alto consumo se debía a la poca cantidad de circuitos integrados. Fue con el desarrollo e implementación de los microprocesadores, que dicho consumo energético bajó considerablemente.

Hoy en día se utilizan ambos términos para referirse a una misma cosa. Claro, para efectos de compra, venta y marketing, se emplea la palabra “Procesador”, puesto que ha sido lo que se ha establecido en la comunidad y resulta más práctico vender un componente electrónico Intel o AMD de esta manera.

En caso de que quieras algunas diferencias, podemos comparar lo que es ahora con lo que en su momento estaba de moda y se utilizaba. Así pues, algunas diferencias son:

• El procesador o CPU es el encargado de realizar todas las operaciones de computación a nivel aritmético. Mientras que un microprocesador se enfoca más en el BIOS del sistema.
• El microprocesador es la versión actualizada del procesador de hace unas décadas.
• La potencia de un procesador convencional con tecnología actual puede ser más potente que la de un microprocesador.
• Una CPU puede funcionar como un microprocesador, pero estos no deberían cumplir funciones de procesadores por largos periodos de tiempo.

¿Cuáles son las partes de un microprocesador?

La cantidad de partes que posee un microprocesador es descomunal. Sin embargo, están aquellos que de cierta manera son esenciales y que, sin importar el modelo, contienen lo mismo. Estas partes vienen dadas por:

• Los registros.
• Sección de control que se encarga de decodificar los programas.
• Buses para el transporte de información en código binario.
• Unidad de aritmética/lógica.

De manera general, esta es la constitución de microprocesador. Sin embargo, hay aspectos que no se han mencionado en su totalidad y que en breve detallaremos con mejor precisión.

Encapsulado

En primer lugar, sabemos que todo microprocesador se maneja con información y, por ende, con un sistema de codificación binaria. Lo que sucede con este sistema, es que, para tener un mejor control y gestión de tanta información, se emplea lo que se conoce como encapsulado. Imaginemos esto como un automóvil con pasajeros. En donde el automóvil o coche sería el encapsulado y los pasajeros serían los códigos binarios que contienen las operaciones aritméticas.

Sin embargo, hay otro término el cual es más acertado cuando se habla de encapsulado para microprocesadores. Este se encarga de darle protección al núcleo del mismo y así evitar que se produzca la típica oxidación. Además, este funciona como un sistema de enfriamiento, el cual ayuda a disipar el calor que se está generando mientras el equipo está en funcionamiento. Gracias a esta característica tan importante, en el mercado encontrarás varios tipos de encapsulado que variará según el hardware que posea tu PC.

Memoria caché

Se trata de una especie de memoria de acceso aleatorio, el cual ya viene integrada en el procesador. Gracias a esta memoria, tal componente tiene la facilidad de acceder a información que ya ha sido generada y procesada y que se ha almacenado de forma temporal. Esta es una de las razones por las que, al eliminar la memoria caché de un programa o aplicación, al abrirlo desde cero tarda un poco más.

Además, posee y brinda facilidad al usuario y al propio equipo de minimizar el tiempo de acceso a datos, contrario a lo que sucede cuando se emplea la memoria RAM para el mismo fin. En informática, a la caché se le conoce por el nombre de memoria de CPU. Esta es la encargada de almacenar ciertos tipos de datos e instrucciones que se van generando al ejecutar un software.

Coprocesador matemático

A este también se le conoce bajo el nombre de unidad de coma flotante o por sus siglas, FPU. En los primeros diseños de la arquitectura de los procesadores, este era un elemento que no se encontraba presente. Sin embargo, con el pasar de los años se desarrolló al punto de tener que incluirlo en la arquitectura. La necesidad de su uso se hizo notorio cuando el nivel de instrucción y cálculo iba en aumento.

De hecho, todos los programas que poseen una interfaz gráfica son posibles gracias a este elemento. Sin el FPU, seguramente las interfaces del software que sueles utilizar no serían lo que son actualmente. Su función principal es la de llevar a cabo operaciones con números reales.

Registros

En cuanto a los registros, es necesario hacer énfasis en que no son de un único tipo. Es decir, hay registros que se encuentran dentro de la unidad de control. Estos particularmente se encargan de almacenar las instrucciones que en ese momento se están ejecutando. Por otro lado, están los registros de entrada que están relacionados con la ALU. Es decir, que son registros que se encargan de almacenar datos y los resultados de las operaciones que se han generado con anterioridad.

De hecho, en este mismo punto, hay algo que se le conoce como Registro de Estado o FLAG. Son registros que se crean y tienen cierto periodo de existencia. Todo con la intención de que se pueda almacenar algunas condiciones específicas que se deben tener en cuenta al momento de hacer una operación a futuro.

Memoria

Como su nombre lo indica, es un elemento o una parte del microprocesador el cual es el encargado de almacenar las instrucciones que se ejecutan en el ordenador o dispositivo móvil. Además, tiene la capacidad de guardar datos de cada una de las operaciones que se ejecutan en tiempo real. Algo a tener en cuenta, es que la memoria de almacenamiento de este elemento no es tan grande como lo puede ser el de la memoria RAM o de un disco duro.

Puertos

Los puertos los tenemos que definir como un tipo de conexión eléctrica, el cual le permitirá al microprocesador comunicarse con el resto de componentes y partes del sistema. Es decir, que, gracias a los puertos o terminaciones, la comunicación entre la CPU y el resto de periféricos, como el teclado, ratón, monitores, etc., es posible.

Dichos puertos van a variar de acuerdo al tipo de procesador, su arquitectura y generación. Esta es la razón principal por las que un procesador Intel no puede ser instalado en una placa AMD y un procesador AMD no puede usarse en una placa madre Intel. La arquitectura, tanto del zócalo, como de los pines del microprocesador, son muy distintas. Además, los puertos van a variar de tamaño de acuerdo al modelo del procesador. Es decir, que las dimensiones de los puertos variarán de tamaño.

¿Cuántos tipos de microprocesador existen?

Aunque todos los procesadores cumplen con la misma función, no todos lo hacen de la misma manera. Además, cuentan con especificaciones muy concretas que los diferencian de otros microprocesadores. De momento, existen dos grandes empresas que se encargan de fabricar estos componentes: Intel y AMD. Cada una de estas fabricantes cuenta con subtipos que se catalogan según su generación o tecnología implementada.

Por ejemplo, los microprocesadores 8085 son de los más antiguos en su momento, hacían uso de la tecnología NMOS. En cuanto a su bus, era de 8 bits y tenía la capacidad de direccionar 64 kb, además que poseía un contador y puntero. En cuanto a los tipos en general, podemos destacar los siguientes:

1. Los procesadores para dispositivos como laptops. Estos, al igual que los microprocesadores de teléfonos móviles, funcionan con baterías.
2. Procesadores para equipos de sobremesa. Es lo que solemos conocer y de lo que tanto se habla en redes sociales y plataformas de venta online.

Ahora bien, teniendo en cuenta que Intel es uno de los grandes en cuanto a fabricación de procesadores, lo tomaremos como ejemplo para nombrar algunos conocidos. Entre estos se encuentran:

• Procesadores Atom y Celeron.
• Microprocesadores de 2 y 4 núcleos.
• La serie Intel, el cual viene desglosada por generaciones.

En este último punto hay que hacer énfasis, puesto que cada generación de procesadores, existen un gran número de variaciones. Mientras mayor sea la generación del componente, mejor rendimiento tendrá este y, por lo tanto, la velocidad de los procesos y el rendimiento en general será mucho mejor y más fluido.