23 de marzo de 2009

MICROPROCESADORES

MICROPROCESADORES: POR SERGIO ALVAREZ


Todo el mundo ha oido hablar de los microprocesadores, por supuesto, ¿pero se sabe realmente como se inventó y como surgió en el mercado?
Quizá no lo parezca, pero el microprocesador es uno de los logros más sobresalientes del siglo XX, ya que muchas de las máquinas que usamos actualmente, quizá por ocio o porque la utilicemos en el trabajo, tienen uno de estos objetos, que ha comenzado a cambiar la forma en que percibimos el mundo e incluso a nosotros mismos. Para demostrar su importancia, es importante decir que ninguna otra invención en la historia se ha diseminado tan aprisa por todo el mundo. ¿Que tendrán esos chips de silicio diminutos que son tan importantes en nuestra vida, y que han revolucionado el universo de la tecnología?
Con funciones tan importantes como la de ejecutar los programas de nuestras maquinas dia a dia,podriamos comparar al microprocesador como el cerebro de la máquina, el cual ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas simples, como sumar o restar, dividir o multiplicar.
Este objeto, por muy complejo que parezca, es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
Este chip tuvo su origen en los años 70, con la ayuda y unión de diferentes tecnologías semiconductoras. Existe hoy en dia gracias a la existencia computadoras digitales que iniciaron su desarrollo desde la segunda guerra mundial; en este tiempo los científicos desarrollaron computadoras especialmente para uso militar. Después de la guerra, a mediados del año de 1940 la computadora digital fue desarrollada para propósitos científicos y civiles.
La tecnología de circuitos electrónicos avanzó y los científicos hicieron grandes progresos en el diseño de dispositivos físicos de Estado Sólido. En 1948 en los laboratorios Bell crearon el Transistor y posteriormente estas computadoras han evoucionado. A finales de los años 60's y principios de los años 70's surgieron los LSI (gran escala de integración ). La tecnología LSI fue haciendo posible más y más circuitos digitales en un circuito integrado. Pero en 1971, tras la invención de la calculadora digital, tratando de reducir sus circuitos integrados se dio un paso importante en la reducción de la arquitectura de la computadora a un circuito integrado simple, resultando un circuito que fue llamado el microprocesador.
El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una calculadora, y resultaba revolucionario para su época. Contenía 2.300 transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000 operaciones por segundo. El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, desarrollado en 1979 para su empleo en terminales informáticos. El Intel 8008 contenía 3.300 transistores. El primer microprocesador realmente diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4.500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo.
Evidentemente con el paso del tiempo la tecnologia avanza y los ``micros´´(también llamados) actuales son mucho más rapidos y con mayor capacidad, entre ellos figuran el Intel Pentium Pro, con 5,5 millones de transistores; el UltraSparc-II, de Sun Microsystems, que contiene 5,4 millones de transistores; el PowerPC 620, desarrollado conjuntamente por Apple, IBM y Motorola, con 7 millones de transistores, y el Alpha 21164A, de Digital Equipment Corporation, con 9,3 millones de transistores.
El microprocesador hizo posible la manufactura de poderosas calculadoras y de muchos otros productos.
El microprocesador utiliza el mismo tipo de lógica que es usado en la unidad procesadora central (CPU) de una computadora digital. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesadora (MPU). En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos, y hoy en dia, con el avance tecnológico debe acatar las siguientes capacidades:
La primera leer y escribir información en la memoria de la computadora. Esto es decisivo ya que en las instrucciones del programa que ejecuta el microprocesador y los datos sobre los cuales trabaja están almacenados temporalmente en esa memoria. La otra capacidad es reconocer y ejecutar una serie de comandos o instrucciones proporcionados por los programas. La tercera capacidad es decirle a otras partes de la computadora lo que deben de hacer, para que el micro pueda dirigir la operación a la computadora. En pocas palabras los circuitos de control de la MPU o microprocesador tienen la función de decodificar y ejecutar el programa (un conjunto de instrucciones para el procesamiento de los datos).
¿Nos abremos preguntado alguna vez como puede cumplir tantas funciones algo tan pequeño?, ¿que estructura tienen?, pues bien, por eso es tan importante en nuestras vidas.
Los microprocesadores tienen la siguiente estructura, tanto externa e interna:
El encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zócalo a su placa base.
La memoria cache: es una memoria ultrarrápida que emplea el microprocesador para tener a mano ciertos datos que prediciblemente serán utilizados en las operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM reduciendo el tiempo de espera.
Coprocesador Matemático: o correctamente la FPU (Unidad de coma flotante). Que es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del micro en otro chip.
Los registros: son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares.
La memoria: es el lugar donde el procesador encuentra sus instrucciones de programa y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador los toma de ahí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de trabajo para el procesador.
Puertos: es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es parecido a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un número de puerto que el procesador utiliza como un numero de teléfono para llamar al circuito o a partes especiales.


En fin, un objeto diseñado con paciencia y con mucho cuidado, para favorecer a los mejores resultados.
Parece dificil que con la eficacia del microprocesador, y el poco espacio que ocupa, puedan surgir objetos capaces de suplantarle, pero la tecnología avanza mucho en la vida diaria, y seguramente se sustituirá por otro, pero dentro de bastante tiempo, mientras este siga dando resultado. Se ha ido mejorando el microprocesador hasta nuestros dias, teniendo claras ventajas con el del pasado, e incluso inventando un nuevo conjunto de instrucciones para micro, que para ser modernos tuvieran que ver con el rendimiento de las aplicaciones multimedia, las denominadas MultiMedia Extensions, o MMX, prometiendo un 60% mas de rendimiento que los antiguos (lo que ha sido muy cuestionado, ya que se llega a un 25% más), pero esto ya es un avance, y es hasta donde hemos llegado, aunque empresas como Intel se planean para el futuro liquidar el mercado de placas base tipo Pentium, y liquidar definitivamente a AMD y otras empresas molestas que usan estas placas. Ojalá esta guerra informática sirva para avanzar en este maravilloso objeto, y hablar dentro de poco de nuevas invenciones, como la introducción de pequeñas tuberias del diámetro de un pelo para evitar el calentamiento, propuesto por IBM.
Para finalizar unos videos, tanto de la historia como del futuro de estos objetos, para resumir lo dicho y añadir información con imágenes.







2 comentarios:

VÍCTOR dijo...

Muy densa la información pero completa.
Separa los párrafos para hacer más fácil la lectura.
Faltan los vínculos a las fuentes de información enlazados en el texto. Solo hay uno y seguro que has consultado más.
No has puesto tags.

Óscar dijo...

Desde luego es un recorrido bastante detallado de las últimas décadas de la historia de los microprocesadores.

Como crítica constructiva diría que quizás deberías haber mencionado un poco más en concreto cómo afectó el desarrollo de esta tecnología a otros sectores, o a la sociedad en general, y no ceñirte a datos tan técnicos como la cantidad de transistoresd e cada nueva generación de chips.

Los videos resumen muy bien lo que nos cuentas en el artículo.