Todo sobre microprocesadores

Un sistema de computadora cuenta con una unidad que ejecuta instrucciones de programa. Esta unidad se comunica con otros subsistemas (dispositivos) dentro de la computadora, y a menudo controla su operación. Debido al papel central de tal unidad se conoce como unidad central de procesamiento (CPU) o microprocesador.
También se suele describir como el cerebro de la computadora. Sin embargo, está mucho más ceca de ser una calculadora veloz con habilidad para almacenar números, realizar operaciones aritméticas simples y guardar resultados.
Como es incapaz de pensar, el micro no reconoce los números que maneja ya que sólo se trata de una máquina matemática, la razón por la cual nuestra PC puede proveernos de un entorno cómodo para trabajar o jugar es que los programas "entienden" los números y pueden hacer que la CPU realica ciertas acciones llamadas instrucciones.




Encapsulado : es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa madre directamente.

Memoria caché : son dos memoria ultrarápidas que almacenan ciertos bloques de datos que posiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, aumentando así la velocidad y disminuyendo el número de veces que la PC debe acceder a la RAM. Las caches de micro se encuentran en dos niveles: L1 y L2

Coprocesador matemático : es el FPU (Floating Point Unit - Unidad de como flotante) la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemático


Unidad lógica aritmética (ALU): es la parte inteligente del chip, y realiza todas las funciones de suma, resta, multiplicación o división. También sabe leer comandos lógicos, como OR. AND o NOT. Los mensajes de la unidad de control le dicen a la ALU que debe hacer.

Unidad de control : regula el proceso entero de cada operación que realiza el microprocesador, basándose en las instrucciones de la unidad de decodificación, crea señales que controlan a la ALU y los Registros. La unidad de control dice qué hacer con los datos y en qué lugar guardarlos. Una vez que finaliza, se prepara para recibir nuevas instrucciones.

Registros : son pequeñas memorias en donde se almacenan los resultados de las operaciones realizadas por la ALU por un corto periodo de tiempo.

El micro también se componen de otras partes, pero sólo me remitiré a las más importantes.



El funcionamiento básico del micro para la ejecución de instrucciones es el siguiente:
La unidad de control se encarga de recibir las instrucciones provenientes de la memoria a través del bus de datos, decodifica cada instrucción y la ejecuta, enviando datos a cualquier dispositivo que la instrucción indique. La unidad aritmético lógica es una parte del micro que se encarga de realizar las operaciones lógicas y aritméticas, que luego depositará los resultados de las operaciones en un registro El micro está gobernado por un reloj de sistema, un cristal de cuarzo regulado que cumple el papel de un metrónomo electrónico. A mayor velocidad del reloj, más operaciones se podrán realizar en el mismo período de tiempo. La velocidad de este reloj se mide en megahertz (millones de ciclos por segundo).



El rendimiento de los micros no sólo dependen de ellos mismos, sino de la placa en donde se instalan. Existen 2 tipos de conexión: tipo cartucho y zócalo.
El tipo cartucho, , generalmente integran el cooler (ventilador), se conecta como un cartucho de family, con la única diferencia que tiene un cable que se conecta a la placa madre y a cada lado tiene unas presillas que sirven para extraer el micro. La desventaja proncipal de este tipo de micro, es que ocupa mucho espacio, lo que dificulta la ventilación, y había que ejercer mucha fuerza a veces para conectarlo, lo que podía causar problemas tanto en el micro como en la placa madre.




El tipo zócalo, se conectan directamente sobre un conector en la placa madre sin necesidad de tener que generar presión sobre el mismo. Para extraerlo sólo basta con levantar la palanca del zócalo hacia arriba.





Los núcleos e hilos de por si, parecen que son la misma cosa, pero en realidad no es así, si bien persiguen el mismo objetivo, aumentar la velocidad del microprocesador, funcionan de diferente manera.
La tecnología multinúcleo, lo que hace es colocar dos o más procesadores (núcleos) dentro de un sólo encapsulado de silicio, esto permite ejecutar múltiples tareas simultáneamente en paralelo, ya que mientras un núcleo ejecuta una instrucción, otro ejecuta otra instrucción al mismo tiempo, teniendo así una mayor velocidad y menor tiempo de respuesta por parte del micro.



La tecnología de hilos o hipertreading, permite a los programas preparados para ejecutar múltiples hilos procesarlos en paralelo dentro de un único procesador, incrementando el uso de las unidades de ejecución del procesador. Esta tecnología consiste en simular dos procesadores lógicos dentro de un único procesador físico. El resultado es una mejoría en el rendimiento del procesador, dado que al simular dos procesadores se pueden aprovechar mejor las unidades de cálculo manteniendolas ocupadas durante un porcentaje mayor de tiempo.






Es una nueva nomenclatura aplicada a los actuales procesadores multinúcleo de Intel, como los microprocesadores Core I7, refiere a la velocidad de transferencia que tiene el bus que conecta el procesador con el chipset y los demás componentes de la placa madre.
Gigatransfer quiere decir que las transferencias se realizan en Gb / s, si quisiéramos medir la velocidad de transferencia en Ghz sólo tenemos que dividir entre 2 el valor en gigatransfer.



Primero tendremos en cuenta que el micro posee 2 velocidades:
1 - Velocidad interna
* Relacionada con la tecnología de los circuitos internos
* Mayor velocidad, más instrucciones
* Esta es la velocidad del reloj, que sincroniza los circuitos (120, 200, 1200 Mhz, etc)
2 - Velocidad externa
* Velocidad del FSB, Es la velocidad a la que se comunica la placa madre con el microprocesador (33, 50, 75, 100, 133 Mhz)

Para sincroniar la velocidad del microprocesador:



Por ejemplo, una placa madre funciona a 66Mhz, el micro funcionará a 200 Mhz mediante el uso de un multiplicador 3x, o a 233 Mhz mediante un 3,5x

El cambio de microprocesador únicamente deberá realizarse cuando sea demandado por nuestras aplicaciones. Si necesitamos mayor rendimiento en nuestra PC.



1 - Identificar el modelo de la placa madre

La actualización del micro está intimamente ligada a la placa madre, debido a que las placas madres sólo son compatibles con algunos modelos microprocesadores.
Por eso, antes que nada debemos asegurarnos el modelo de la placa madre y hasta que modelo de microprocesadores soporta. Si tenemos el manual, ya tendremos identificada nuestra placa y los micros que soporta. Si no lo tenemos, se apaga la máquina, se abre el gabinete y se localiza el modelo de la placa, que normalmente viene serigrafiado. Fíjese también si es alguna versión. Esto normalmente se indica con las letras REV o VER.



Con estos datos será suficientepara encontrar en internet información de la placa. Bastará con entrar a la página web del fabricante y localizar el modelo con sus características técnicas.

2 - Elegir el microprocesador adecuado

Como ya mencionamos en el punto anterior, no podemos instalar el microprocesador que queramos, pues estamos limitados por las capacidades de nuestra placa madre. Es recomendable que se cambié por el micro más moderno que admita nuestra placa, siempre y cuando lo necesitemos y podamos tener el acceso económico a dicho micro.



Es este apartado, les mostraré los pasos, no sólo para cambiar el micro, sino también para darle mantenimiento al mismo, lo que veremos a continuación

1 - Antes de comenzar, poner en funcionamiento la PC durante unos minutos para que el micro tome temperatura y se ablande la pasta térmica o grasa siliconada que posee (esta pasta o grasa, va entre el micro y el disipador térmico, y tiene como objetivo mejorar la transferencia de calor entre ambos, así se evita que el micro se sobrecaliente)

2 - Desconectar la PC de la red eléctrica y quitar la tapa del gabinete de la PC

3 - Desconectar el cooler que está sobre el disipador térmico



4 - Con un destornillador retirar los anclajes del disipador térmico (en caso de que el disipador los tuviese), giramos hasta soltar las trabas



5 - Retirar el disipador y el cooler, y luego retirar el micro



6 - En el caso de realizar un mantenimiento al micro, con un algodon humedecido en alcohol isopropílico limpiamos la pasta térmica de la superficie del micro y de la base del disipador, procurando no dejar ningún residuo de pasta. (omitir este paso si lo que se va a hacer es cambiar el micro por otro)




7 - Con una jeringa o con un destornillador, se coloca un poco de pasta térmica sobre la superficie del micro y se esparce sobre el mismo con el dedo.





8 - Colocamos el disipador sobre el micro, y armamos todo el conjunto nuevamente

9 - Una vez instalado, sólo falta configurar el micro



La configuración del micro puede hacerse de diferentes maneras: mediante jumpers, usando Dip switches y mediante la BIOS. La configuración mediante jumpers está presente en las placas madres más antiguas, y consiste en puentear diversos pines de la placa para adecuar ésta al procesador. El uso de Dip switchs es muy similar al de los jumpers, básicamente una serie de interruptores colocados en paralelo y cuya posición (on / off) determina la configuración. En la configuración mediante la BIOS, estás placas no poseen jumpers y autodetectan el micro, pero permite hacer ajustes sobre algunos parámetros (multiplicador, velocidad y frecuencia del bus) entrando en la BIOS del sistema. Es muy importante tener el manual de la placa madre a mano, para asegurarse que todo esté correcto, sobre todo el voltaje al que funciona el micro y la configuración del bus, factores que determinarán a que velocidad va a trabajar el nuevo micro.




La palabra overclocking hace referencia a subir la velocidad de reloj de algo por encima de lo nominal; por ejemplo, hacer que el micro que funcione a 300 Mhz, funcione a 333 Mhz. Evidentemente, esto produce un aumento en las prestaciones, aunque también puede implicar ciertos riesgos serios:

* Nadie garantiza que vaya a funcionar
* Podríamos dañar el micro
* * La garantía no cubre este tipo de prácticas
* Sobrecalentamiento y mayor consumo de corriente



Tenemos 3 diferentes posibilidades para realizar el overclocking:

1 - Subir el multiplicador del micro

Mediante este método, sólo variaremos la velocidad interna del micro. El único elemento que sufre es el micro.
Deberemos estudiar el manual de la placa madre y ver como se realiza el cambio del multiplicador; el caso más habitual, se hará mediante una pequeños jumpers, aunque en las placas madres más modernas se realiza por software, dentro de la BIOS.



2 - Subir la velocidad del bus

Haciendo esto aumentaremos la velocidad del micro y de los demás elementos del ordenador (placa madre, memoria, trajetas de expansión, etc.). Nuevamente, se configurará mediante jumpers o en la BIOS.


3 - Cambiar el multiplicador y la velocidad del bus

Método que puede dar mucho juego, aunque de nuevo sólo realizable con micros sin multiplicador fijo.



* Tener en claro lo que se está haciendo, antes de hacerlo
* Subir la velocidad gradualmente, poco a poco y comprobar que el ordenador funciona bien y de forma estable
* Nunca dejar encendido sin vigilancia un sistema overclockeado de cuya estabilidad no esté segura al 100%
* Si el overclocking no funciona, intente aislar el fallo
* Estar muy al pendiente de la temperatura de los componentes, especialmente el micro y la tarjeta gráfica, y refrigerar los componentes lo más posible