El microprocesador (o a cencielles procesador) ye'l circuitu integráu central más complexu d'un sistema informáticu; a manera d'ilustración, suélse-y llamar por analoxía'l celebru» d'un ordenador.
Ye l'encargáu d'executar los programes, dende'l sistema operativu hasta les aplicaciones d'usuariu; namái executa instrucciones programaes en llinguaxe de baxu nivel, realizando operaciones aritmétiques y lóxiques simples, tales como sumar, restar, multiplicar, estremar, les lóxiques binaries y accesos a memoria.
Puede contener una o más unidaes centrales de procesamientu (CPU) constituyíes, esencialmente, por rexistros, una unidá de control, una unidá aritméticu lóxica (ALU) y una unidá de cálculu en coma flotante (conocida d'antiguo como «coprocesador matemáticu»).
El microprocesador ta conectáu xeneralmente por aciu un zócalo específicu de la placa base del ordenador; de normal pal so correutu y estable funcionamientu, incorpórase-y un sistema de refrigeración que consta d'un disipador de calor fabricáu en dalgún material d'alta conductividá térmica, como cobre o aluminiu, y d'unu o más ventiladores qu'esanicien l'escesu del calor absorbíu pol disipador. Ente'l disipador y la cáusula del microprocesador usualmente asítiase pasta térmico p'ameyorar la conductividá del calor. Esisten otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o l'usu de célules peltier pa refrigeración estrema, anque estes téuniques utilícense casi puramente p'aplicaciones especiales, tales como nes práutiques de overclocking.
La midida del rendimientu d'un microprocesador ye una xera complexa, yá que esisten distintos tipos de "cargues" que pueden ser procesaes con distinta efectividá por procesadores de la mesma gama. Una métrica del rendimientu ye la frecuencia de reló que dexa comparar procesadores con nucleos de la mesma familia, siendo este un indicador bien llindáu dada la gran variedá de diseños colos cualos comercialícense los procesadores d'una mesma marca y referencia. Un sistema informáticu d'altu rendimientu puede tar forníu con dellos microprocesadores trabayando en paralelu, y un microprocesador puede, de la mesma, tar constituyíu por dellos nucleos físicos o lóxicos. Un nucleu físicu referir a una porción interna del microprocesador casi-independiente que realiza toles actividaes d'una CPU solitaria, un nucleu lóxicu ye la simulación d'un nucleu físicu con cuenta de partir de manera más eficiente'l procesamientu. Esiste un enclín d'integrar el mayor númberu d'elementos dientro del propiu procesador, aumentando asina la eficiencia enerxética y la miniaturización. Ente los elementos integraos tán les unidaes de puntu flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadores dedicaos de videu.
Historia de los microprocesadores
La hestoria del microprocesador
El microprocesador surdió de la evolución de distintes teunoloxíes predecesores, básicamente de la computación y de la teunoloxía de semiconductores. L'entamu d'esta postrera data de metá de la década de 1950; estes teunoloxíes fundir a principios de los años 1970, produciendo'l primer microprocesador. Diches teunoloxíes empecipiaron el so desenvolvimientu a partir de la segunda guerra mundial; nesti tiempu los científicos desenvolvieron ordenadores específicos p'aplicaciones militares. Na posguerra, a mediaos de la década de 1940, la computación dixital entamó una fuerte crecedera tamién pa propósitos científicos y civiles. La teunoloxía electrónica avanzó y los científicos fixeron grandes progresos nel diseñu de componentes d'estáu sólidu (semiconductores). En 1948 nos llaboratorios Bell crearon el transistor.
Nos años 1950, apaecieron los primeros ordenadores dixitales de propósitu xeneral. Fabricáronse utilizando tubos al vaciu o bulbos como componentes electrónicos activos. Módulos de tubos al vaciu componíen circuitos lóxicos básicos, tales como compuertes y flip-flops. Ensamblándolos en módulos construyó l'ordenador electrónicu (la lóxica de control, circuitos de memoria, etc.). Los tubos de vacíu tamién formaron parte de la construcción de máquines pa la comunicación colos ordenadores.
Pa la construcción d'un circuitu sumador simple riquir de delles compuertes lóxiques. La construcción d'un ordenador dixital precisa numberosos circuitos o dispositivo electrónicos. Un pasu trascendental nel diseñu del ordenador foi faer que'l datu fuera almacenáu en memoria. Y la idea d'almacenar programes en memoria pa depués executalo foi tamién de fundamental importancia (Arquiteutura de von Neumann).
La teunoloxía de los circuitos d'estáu sólidu evolucionó na década de 1950. L'empléu del siliciu (Si), de baxu costu y con métodos de producción masiva, fixeron del transistor el componente más usáu pal diseñu de circuitos electrónicos. Polo tanto'l diseñu del ordenador dixital reemplazar del tubu al vaciu pol transistor, a finales de la década de 1950.
A principios de la década de 1960, l'estáu d'arte na construcción d'ordenadores d'estáu sólidu sufrió una notable meyora; surdieron les teunoloxíes en circuitos dixitales como: RTL (Lóxica Transistor Resistor), DTL (Lóxica Transistor Diodu), TTL (Lóxica Transistor Transistor), ECL (Lóxica Complementada Emisor).
A mediaos de los años 1960 prodúcense les families de circuitos de lóxica dixital, dispositivos integraos n'escala SSI y MSI que correspuenden a baxa y mediana escala d'integración de componentes. A finales de los años 1960 y principios de los 70 surdieron los sistemes a alta escala d'integración o LSI. La teunoloxía LSI foi faciendo posible amontar la cantidá de componentes nos circuitos integraos. Sicasí, pocos circuitos LSI fueron producíos, los dispositivos de memoria yeren un bon exemplu.
Les primeres calculadores electróniques riquíen ente 75 y 100 circuitos integraos. Dempués diose un pasu importante nel amenorgamientu de l'arquiteutura del ordenador a un circuitu integráu simple, resultando unu que foi llamáu microprocesador, unión de les pallabres «Micro» del griegu μικρο-, «pequeñu», y procesador. Sicasí, ye totalmente válidu usar el términu xenéricu procesador, yá que col pasu de los años, la escala d'integración viose amenorgada de micro métrica a nanométrica; y amás, ye, ensin dulda, un procesador.
El primer microprocesador foi l'Intel 4004, producíu en 1971. Desenvolvióse orixinalmente pa una calculadora y resultó revolucionariu pa la so dómina. Contenía 2300 transistores, yera un microprocesador d'arquiteutura de 4 bits que podía realizar hasta 60000 operaciones per segundu trabayando a una frecuencia de reló d'alredor de 700 kHz. El primer microprocesador de 8 bits foi l'Intel 8008, desenvueltu a mediaos de 1972 pal so usu en terminales informáticos. L'Intel 8008 integraba 3300 transistores y podía procesar a frecuencies máximes de 800 kHz. El primer microprocesador realmente diseñáu pa usu xeneral, desenvueltu en 1974, foi l'Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4500 transistores y podía executar 200 000 instrucciones per segundu trabayando a alredor de 2 MHz. El primer microprocesador de 16 bits foi'l 8086, siguíu del 8088. El 8086 foi l'entamu y el primer miembru de la popular arquiteutura x86, anguaño usada na mayoría de los ordenadores. El chip 8086 foi introducíu al mercáu nel branu de 1978, pero por cuenta de que nun había aplicaciones nel mercáu que funcionaren con 16 bits, Intel sacó al mercáu'l 8088, que foi llanzáu en 1979. Llegaron a operar a frecuencies mayores de 4 MHz. El microprocesador escoyíu pa fornir al IBM Personal Computer/AT, que causó que fuera'l más emplegáu nos PC-AT compatibles ente mediaos y finales de los años 1980 foi l'Intel 80286 (tamién conocíu a cencielles como 286); ye un microprocesador de 16 bits, de la familia x86, que foi llanzáu al mercáu en 1982. Cuntaba con 134 000 transistores. Les versiones finales algamaron velocidaes d'hasta 25 MHz. Unu de los primeros procesadores d'arquiteutura de 32 bits foi'l 80386 d'Intel, fabricáu a mediaos y fines de la década de 1980; nes sos distintes versiones llegó a trabayar a frecuencies del orde de los 40 MHz. El microprocesador DEC Alpha llanzar al mercáu en 1992, corriendo a 200 MHz na so primer versión, en cuantes que el Intel Pentium surdió en 1993 con una frecuencia de trabayu de 66MHz. El procesador Alpha, de teunoloxía RISC y arquiteutura de 64 bits, marcó un finxu, declarándose como'l más rápidu del mundu, na so dómina. Llegó a 1 GHz de frecuencia hacia l'añu 2001. Irónicamente, a mediaos del 2003, cuando pensaba quitar lo de circulación, el Alpha entá encabezaba la llista de los microprocesadores más rápidos d'Estaos Xuníos. Los microprocesadores modernos tienen una capacidá y velocidá enforma mayores, trabayen n'arquitectures de 64 bits, integren más de 700 millones de transistores, como ye nel casu de les serie Core i7, y pueden operar a frecuencies normales daqué cimeres a los 3 GHz (3000 MHz).
Evolución
200px|miniaturadeimagen|El pioneru de los actuales microprocesadores: el 4004 d'Intel miniaturadeimagen|280px|Motorola 6800 miniaturadeimagen|derecha|280px|Zilog Z80 A 200px|miniaturadeimagen|Intel 80286, más conocíu como 286 200px|miniaturadeimagen|Intel 80486, conocíu tamién como 486SX de 33 MHz miniaturadeimagen|200px|IBM PowerPC 601 200px|miniaturadeimagen|Parte posterior d'un Pentium Pro. Esti chip en particular ye de 200 MHz, con 256 Kb de caxé L2 200px|miniaturadeimagen|AMD K6 orixinal 200px|miniaturadeimagen|Intel Pentium II; puede reparase el so estilu de zócalo distintu 200px|miniaturadeimagen|Intel Celeron "Coppermine 128" de 600 MHz 200px|miniaturadeimagen|Intel Pentium III
Hasta los primeros años de la década de 1970 los distintos componentes electrónicos que formaben un procesador nun podíen ser un únicu circuitu integráu, yera necesariu utilizar dos o trés "chips" pa faer una CPU (unu yera'l "ALU" - Arithmetical Logic Unit, l'otru la " control Unit", l'otru'l " Register Bank", etc.). En 1971 la compañía Intel consiguió per primer vegada poner tolos transistores que constituyíen un procesador sobre un únicu circuitu integráu, el"4004 ", nacía'l microprocesador.
Darréu espónse una llista ordenada cronológicamente de los microprocesadores más populares que fueron surdiendo. Na XRSS realizáronse otros sistemes que dieron llugar a la serie microprocesador Elbrus.
1971: L'Intel 4004El 4004 foi'l primer microprocesador del mundu, creáu nun simple chip y desenvueltu por Intel. Yera un CPU de 4 bits y tamién foi'l primeru disponible comercialmente. Esti desenvolvimientu impulsó la calculadora de Busicom y empecipió el camín pa dotar de «intelixencia» a oxetos inanimaos y coles mesmes, al ordenador personal.
1972: L'Intel 8008Codificado primero como 1201, foi pidíu a Intel por Computer Terminal Corporation pa usalo nel so terminal programable Datapoint 2200, pero por cuenta de qu'Intel terminó'l proyeutu tarde y a que nun cumplía cola mires de Computer Terminal Corporation, finalmente nun foi usáu nel Datapoint. Darréu Computer Terminal Corporation ya Intel alcordaron que'l i8008 pudiera ser vendíu a otros veceros.
1974: El SC/MPEl SC/MP desenvueltu por National Semiconductor, foi unu de los primeros microprocesadores, y tuvo disponible dende principiu de 1974. El nome SC/MP (popularmente conocíu como «Scamp») ye l'acrónimu de Simple Cost-effective Micro Processor (Microprocesador simple y rentable). Presenta un bus de direiciones de 16 bits y un bus de datos de 8 bits. Una carauterística, avanzada pal so tiempu, ye la capacidá de lliberar los buses con cuenta de que puedan ser compartíos por dellos procesadores. Esti microprocesador foi bien utilizáu, pol so baxu costu, y provistu en kits, pa propósitos educativos, d'investigación y pal desenvolvimientu de controladores industriales diversos.