Arquitectura De Procesadores

 El procesador es el coordinador de todas las tareas que realiza un PC, esto significa su diseño interno es muy importante. En su interior, no es más que un conjunto de bloques interconectados entre sí en el cual cada uno de ellos realiza una función. El diseño de esos elementos y como se interconectan es lo que se llama arquitectura del procesador.

¿Cuál es su función?

Para funcionar, una computadora lee instrucciones y datos. La velocidad a la que una computadora lee datos y realiza cálculos, viene determinada por la famosa frecuencia de funcionamiento que puedes ver en cualquier folleto de un micro y que se mide en gigahertzios. Ese reloj sirve para coordinar a todo el sistema así que en principio un procesador a 2 GHz puede hacer el doble de trabajo en el mismo tiempo que uno de 1 GHz pero no es tan sencillo. Gracias a los avances producidos en el diseño de la arquitectura, las prestaciones cada vez dependen menos de esa frecuencia de funcionamiento. Puede ocurrir, por tanto, que un micro con una menor velocidad sea capaz de realizar más tareas.

Para entenderlo, hay que revisar la historia. Cuando se crearon los primeros microprocesadores, estos sólo eran capaces de realizar una opración en cada ciclo de reloj y algunas, las más complejas, podían incluso llevar más tiempo. Sin embargo, gracias a cambios arquitectónicos, cualquier procesador actual es capaz de procesar varias instrucciones al mismo tiempo. Por supuesto, cada arquitectura es distinta lo cual lleva a que dos procesadores funcionando a la misma velocidad no tengan que funcionar igual de rápido.                                  

¿Qué pasa cuando se cambia la arquitectura?

Cuando se cambia la arquitectura, se pueden añadir más bloques que ejecuten nuevas instrucciones. Es lo que ocurre con los conju- tos de instrucciones SSE y AVX, por ejemplo. Estas, permiten acelerar ciertos cálculos asociados a programas matemáticos, científicos, financieros y de seguridad. Al incluir estos bloques, se consigue aumentar la velocidad de ejecución de forma radical, en algunas utilidades se puede realizar el doble o incluso más de trabajo en el mismo tiempo, pero se necesita que los desarrolladores de software vuelvan a crear los programas de nuevo.

El proceso es continuo, mejoras en las técnicas de fabricación permiten hacer transistores más pequeños que dejan más espacio para añadir más funcionalidades. La primera opción que se tomo fue la más lógica. Se añaden más núcleos, que no es más que replicar procesadores simplificados  e interconectarlos entre sí. Tras esto, se entiende integar cada vez más elementos dentro de la CPU. Digamos que los elementos pasan de la placa base poco a poco al micro. Se van integrando por ejemplo, el controlador de memoria, o la tarjeta gráfica.

A tanto a llegado esta evolución, que se empieza a utilizar el concepto de APU en vez del CPU. En un futuro no muy lejano se tendera a SOC (system on a chip) es decir  a que todos el sistema se encuentre en el interior de una pastilla.

Limites físicos de un procesador

Aparte de la lógica, no debemos de olvidar que un micro es un dispositivo físico. Como tal, está limitado en aspectos tales como la temperatura o el voltaje. En esencia, la potencia consumida por un procesador es proporcional a la frecuencia de funcionamiento. Es decir, si aumentamos en un 30% la velocidad también la potencia aumentara en la misma proporción. Si el sistema de refrigeración, normalmente un ventilador, no es capaz de disparar esa potencia, la temperatura aumentar de manera costante hasta que el dispositivo se queme o se pare.

Los fabricantes, teniendo en cuenta esto, añaden sistemas a los procesadores para acelerar su funcionamiento siempre y cuando estemos dentro de unos límites físicos aceptables. Ejemplos de tecnologías que realizan estos son los famosos Turbo Core de AMD Boost de Intel. El procesador puede funcionar más lento en caso de que el sistema no necesite tanta velocidad de ejecución.

La arquitetura y la placa base

Por supueso, la arquitectura también define como se comporta el procesador en relación a otros elementos de la placa base. Por ejemplo la conexión con las memorias o los canales de acceso alas tatjetas gráficas.

En defininitiva, arquitectura es junto a la tecnología de fabricación lo que define las características y las posibles prestaciones de un microprocesador. Como ves, todo esto hace que sea cada vez más complejo la comparación entre los distintos procesadores ya que puede ser que algunos sean más rapidos que otros en un tipo de aplicaciones y en otras no.

https://www.aboutespanol.com/que-es-la-arquitectura-de-un-procesador-841131

Tipos De Procesadores

Tanto Intel como AMD fabrican procesadores para una variedad de sistemas. Intel fabrica las familias de procesadores Core, Pentium, Atom y Celeron para ordenadores de sobremesa, mientras que el otro lado encontramos los procesadores Athlon, Sempron y Ryzen de AMD, entre otros.

Cada procesador fabricando por Intel o AMD tiene funciones específicas y abastece a sistemas específicos, como PCs o estaciones de trabajo en una oficina. Cada procesador se adapta a un ordenador específico, ya se ensamblado, construido desde cero o actualizado. 

La CPU más comúnmente utilizada en PCs está hecha por Intel. Desde que IBM eligió el chip Intel 8088 para el PC IBM original, la mayoría de los clones de PC han utilizado alguna de las CPU de la serie Intel.

La serie de ordenadores Macintosh de Apple utilizaba originalmente la serie de microprocesadores Motorola 68000. Pero las CPUs de Motorola utilizan un conjunto  de instrucciones diferente a las CPUs de Intel, por lo que no es fácil ejecutar el sofware de PC en un Mac y Viceversa (pero transferir archivos de datos es ningún problema).

https://www.profesionalreview.com/2018/04/08/tipos-velocidades-procesadores/amp/

Video de ARQUITECTURA DE PROCESADORES

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https://youtu.be/Qb9DfVw0Pfl