Microprocesador

Informática. Hardware. Componentes ordenadores. Procesadores. CPU (Central Process Unit)

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PROCESADORES

Este es el cerebro del ordenador. Se encarga de realizar las operaciones matemáticas y lógicas y de coordinar todos los elementos para que el sistema funcione correctamente. Depende del tipo de procesador y su velocidad se obtendrá un mejor o peor rendimiento.

Existe un reducido grupo de fabricantes de procesadores para PC, entre los cuales es obligado mencionar a Intel, AMD, Motorola, Cyrix y alguno más.

Si nos reducimos al entorno PC (dejamos de lado los MAC´s para más adelante), Motorola desaparece de la lista, pues la experiencia del PowerPC no llegó a funcionar fuera del área Apple.

Por su parte, Cyrix, que cuenta con una buena imagen en Estados Unidos como motor de equipos de línea continua, se mueve con dificultad fuera de allí. De esta forma, nos quedan Intel y AMD que, en ese mismo orden, son los dos mayores fabricantes proveedores de procesadores para PC´s. Intel lleva mucho tiempo dominando de forma clara el mercado de procesadores para PC:

PROCESADORES AMD

Quien eche un vistazo atrás en el tiempo, mirando a la competición entre AMD e Intel, verá que AMD ha ido ganando terreno, sin prisa pero sin pausa a Intel poco a poco. Toda la competencia que daba AMD a Intel antes del K5 se basaba simplemente ofrecer lo mismo pero a menor precio, pero con un retraso considerable de tiempo. No eran más que picadas de mosquito. Pero con la llegada del K5 el mosquito se convirtió en un abejorro bastante grande y ruidoso.

Una vez más se demuestra que las cosas bien hechas funcionan tarde o temprano. El K6 empezó a introducirse en prácticamente todas y cada una de las tiendas como opción económica en las líneas de ordenadores de gama baja, e incluso media baja.

AMD rediseñó por completo su línea de procesadores, mediante el K6 - 2, de innegable éxito gracias a su precio y su rendimiento. Surgió en un momento en el que Intel abandonaba la plataforma Socket7 utilizada por los Pentium MMX a favor del Slot 1, mientras los procesadores Celeron de Intel se encontraban con el rechazo del mercado y no cuajaban como sustitutos del Pentium MMX como procesador de gama económica. El micro contaba con unas instrucciones específicamente diseñadas para acelerar aplicaciones multimedia adicionales a las que poseía el MMX de Intel, basadas en arquitecturas vectoriales. Estas instrucciones, llamadas 3Dnow! pusieron por delante a AMD en el mercado a nivel tecnológico a la vez que los fabricantes de software daban su apoyo prácticamente masivo a este nuevo set de instrucciones convertidas prácticamente en un estándar. Eso, unido al buen funcionamiento de los primeros micros K6 - 2 permitieron superar el tradicional temor a procesadores no Intel.

Mientras tanto, Intel sacaba su Celeron original sin caché, provocando incluso vergüenza ajena por tan mala elección. Más tarde tuvo que corregir su error incorporando caché al Celeron.

Intel sacó el Pentium III con la novedad que por primera vez Intel imitaba a AMD, utilizando unas instrucciones similares a las 3Dnow! con el mismo rendimiento, al menos sobre el papel.

Quitando extensiones especiales y operaciones en coma flotante, hay algo que hacer mejor un K6 - 3 frente a un Pentium III: el tener caché de segundo nivel a la misma frecuencia que el micro. Aunque la asignatura pendiente de AMD siempre ha sido la coma flotante; esto hace que le resulte más difícil procesar las imágenes en 3D.

En aquel momento, comprar un Pentium III era casi tirar el dinero. Un Pentium II era una opción no muy recomendable, puesto que el rendimiento de un Celeron a la misma velocidad era equivalente, y en cualquier caso el precio era muchísimo menor. El K6 - 3 era la elección idónea si se quería un procesador potente en las aplicaciones del día a día, o sea, software ofimático. El Celeron, en cambio, era la alternativa para aquellos usuarios que necesitaban un ordenador para procesar juegos 3D y aplicaciones multimedia aunque tampoco se quedaba atrás en aplicaciones ofimáticas.

La gran apuesta de AMD con una arquitectura que le permitía ser más rápido en todo tipo de aplicaciones es el AMD K7 Athlon. 128 Kb de caché de primer nivel cuatro veces más que el Pentium III. El mejor micro de todos los tiempos en cálculos matemáticos, todo un cambio tratándose de AMD.

Su único y mínimo inconveniente radica en que necesitaba placa base específicamente diseñadas para él, debido a su novedoso bus de 200 Mhz y a su método de conexión, el “Slot A”, que era físicamente igual al Slot 1 de Intel, pero incompatible con él debido en parte a que Intel no quiso dar la licencia a AMD para utilizarlo.

PROCESADORES CYRIX

Cyrix siempre ha sido el tercero en discordia entre los fabricantes de procesadores Intel compatibles. Sus procesadores se han caracterizado por tener una unidad de coma flotante bastante floja por lo que es una mala opción para los que utilicen programas CAD, 3D, e incluso juegos. Además de eso, se ha caracterizado también por sus diseños avanzados y originales que le ha provocado más de un dolor de cabeza por su falta de compatibilidad.

Sus primeras versiones tuvieron serios problemas debido a su alto consumo, que generaba calentamiento excesivo en los reguladores de tensión de la placa base. Primeramente trabajaban a 3,52 voltios, pero más tarde fueron sustituidos por versiones a 3,3 voltios y por último y, para evitar problemas, sacaron un modelo que podía trabajar automáticamente con cualquiera de esos voltajes. Pero los problemas no terminaron hasta que en la versión 2.7 consiguieron reducir su sed de amperios hasta niveles normales. Además tenía un problema con Windows NT4, ya que dicho sistema operativo desactivaba la caché del procesador y por tanto éste se ejecutaba muy lentamente.

Ya por último sacaron un nuevo modelo llamado 6x86L (L de “Low Voltaje”), que utilizaba el mismo doble voltaje que los procesadores Pentium MMX, y que solventaba todos los problemas, pero era ya demasiado tarde, ya que su tecnología había quedado algo obsoleta por la salida de los procesadores de Intel.

Después apareció el 6x86MX y las pegas fueron las de siempre: el pésimo rendimiento de su coprocesador matemático y la originalidad que conlleva que por lo menos dos de sus procesadores trabajen con una velocidad de bus de 75 y 84 Mhz. Estas velocidades pueden causar algún problema al no estar preparadas ni las memorias EDO ni algunas placas PCI que, trabajando a la velocidad más alta deben funcionar a 42 Mhz, en lugar de los 33 Mhz que es la velocidad para la que han sido fabricados. Es un buen procesador para tareas ofimáticas, si lo encontramos a buen precio.

Si el 6x86MX se hizo con la intención de plantarle cara a los MMX, el MII pretendía pelearse codo con codo con los Pentium II, tal y como su nombre nos quiere insinuar. El problema de este procesador es el eterno de esta casa, el de hacer procesadores con una FPU poco potente. Este problema se agrava, porque con los actuales juegos 3D y unas cada vez mayores necesidades de este tipo de cálculos, se queda relegado a entornos ofimáticos, aunque claro está, con una buena tarjeta gráfica muchas cosas se pueden hacer.

Cuando la compañía Cyrix fue adquirida por la taiwanesa Via Technologies en 1999, la mayoría de los observadores dio por hecho que la era de los procesadores Cyrix había terminado. Cyrix no posee fábricas propias, por lo que la fabricación corre a cargo de IBM que se queda con un chip de cada dos. Por eso a veces aparecen unos 6x86 de IBM.

La marca Cyrix se ha hundido y renacido de las cenizas unas cuantas veces ya. No ha sido por otra cosa que no haber logrado nunca un procesador lo realmente competitivo, aunque sí barato, como para hacerse un hueco en el mercado.

Via Technologies lanzó al mercado el procesador Cyrix III; un chip de bajo costo con un rendimiento equivalente a los Celeron de Intel. Tiene soporte para velocidades de bus de 133 Mhz y el set de instrucciones tridimensionales 3Dnow

PROCESADORES POWERPC DE MAC

Mac es la segunda plataforma más usada después de los PC´s. Por desgracia estas máquinas están encasilladas en el mundo de la autoedición y el diseño gráfico con lo que su mercado potencial se reduce bastante. Sin embargo, si esto es así no es por su diseño pues estas máquinas son máquinas polivalentes, tanto como puedan serlo los PC. Pero esta imagen les ha llevado a una escasez de software, ya que aunque disponen de mucho y bueno, la mayoría es bastante específico.

Estos procesadores están desarrollados por Apple, IBM y Motorola siendo éstos últimos quienes los fabrican. Su arquitectura es totalmente RISC (ordenador de conjunto de instrucciones reducido), es decir, el conjunto de instrucciones máquina es bastante más reducido que en otras arquitecturas y a partir de ellas se pueden construir otras instrucciones más complejas para ejecutar los programas. Son de 32 bits y hoy día tienen un rendimiento parecido al de los procesadores del mundo PC a pesar de trabajar a menores frecuencias de reloj en parte porque su diseño es más moderno y no están lastrados por la compatibilidad con procesadores anteriores. Cabe destacar por ejemplo, que en la presentación en el 2001 del Apple de 733 Mhz, el presidente de la compañía Steve Jobs afirmó que era un 33% más rápido que el procesador de Intel de 1,5 Ghz a pesar de la diferencia de números.

Este procesador, el PowerPC G4 fue el primer microprocesador que proporcionó un rendimiento superior a un gigaflop entendiendo por gigaflop la capacidad para ejecutar un mínimo de mil millones de operaciones de punto flotante por segundo razón por la cual ostenta el título de primer supercomputador en un chip. Este procesador que iba a 500 Mhz proporcionaba un rendimiento máximo de 3,7 gigaflops. Este rendimiento se ha multiplicado por cuatro desde entonces. La nueva Power Mac G4 con doble procesador a 1 Ghz alcanza velocidades de 15 gigaflops. Además, la ventaja del rendimiento empieza por el recorrido de los datos. Cuanto menos pasos, tanto más corto y eficiente es el recorrido. Gracias a su eficiente diseño en siete fases (frente a las 20 fases del Pentium IV) el procesador G4 puede poner fin a una tarea en 13 fases menos que un PC. Dado que el recorrido de datos del G4 es corto, el procesador se recupera de las burbujas (períodos de tiempo en los que no hay datos disponibles al fallar con una operación especulativa) más rápidamente, con lo que hace un mejor aprovechamiento del procesador.

La Power Mac G4 con doble procesador a 1 Ghz es un 134% más rápido que el G4 original a 500 Mhz. Las Power Mac G4 con motores gemelos arrojan un aumento del rendimiento que va más allá de los megahercios.

Todas estas características del G4 son llevadas a cabo gracias a una tecnología llamada Velocity Engine la cual procesa datos en bloques de 128 bits en lugar de los más pequeños de 32 bits ó 64 bits que utilizan los procesadores tradicionales (se trata de la tecnología de procesamiento vectorial de 128 bits que se utiliza en las supercomputadoras científicas, sólo añadiendo 162 instrucciones nuevas para acelerar los cálculos) Puede llevar a cabo cuatro (a veces ocho) cálculos de punto flotante de 32 bits en un único ciclo, de dos a cuatro veces más rápido que los procesadores de los PC´s.

Mayormente necesita un hardware específico al igual que periféricos, software, etc., pero en algunos casos admite cosas pertenecientes a los PC como suelen ser disqueteras, monitores VGA y algunas impresoras.

En resumen, podríamos decir que son máquinas más sencillas de usar que los PC´s pero también menos personalizables y menos polivalentes por no hablar del precio de venta.