La vie est belle: Arquitectura de ordenadores: desde von newman hasta skylake

Arquitectura de ordenadores: Desde Von Newman hasta Skylake

Tecnología de fabricación

Nos referimos a lo pequeñito que pueden ser los elementos que nuestros ordenadores llevan incorporados. Intel a aprovechado las últimas ediciones de CES para mostrar su nueva tecnología dando inicio a Intel Core 5 th Gen para abrir el abanico de posibilidades, suponiendo un nuevo tick en el modelo tick-tock de intel. Empequeñecer la arquitectura para utilizar transistores de 14 nanómetros esperados en 2014. Amplia sus procesadores más allá de los core M, modelos core i3, i5 e i7. Al igual que otros años core consigue meter más en menos espacio.

Técnicamente más pequeños pero más potentes. A pesar de ello también consiguen reducir el factor energético, de forma que los nuevos modelos tendrán TDP de 28 vatios en las versiones estándar y alcanzarán los 15 vatios en los modelos más eficientes. Como referencia, los Core M ofrecen un TDP de 4,5 vatios y están dirigidos a la máxima portabilidad.

A continuación en la siguiente imagen se ve un procesador antiguo frente a uno moderno y podemos observarlo muy claramente.

microprocesadores

Elementos o bloques que se van incluyendo en el microprocesador que antes se encontraban en la placa base.

El microprocesador se inserta en la placa base sobre un conector que se denomina socket, aunque esto no siempre es así, en un laptop oportátil lo normal es que se suelde directamente. Existen tres modelos de encapsulado, PGA, LGA y BGA. La placa se convierte así en la encargada de la conexión con los restantes dispositvios, como son la memoria TAM, la tarjeta gráfica o el disco duro usando para ello un conjunto de circuitos y chips que te encuentras sobre ella al que llamamos chipset.

Desde su punto de vista histórico el procesador es uno de los elementos del PC que más ha evolucionado, tanto en su proceso de fabricación, como en su arquitectura interna. Gracias a ello se ha incluido el controlador de memoria, SOC...

Componentes del procesador:

-Núcleos: no es más que un procesador en miniatura.

-Cache: es el elemento del sistema de memoria de un PC que se encuentra en el interior del micro, se usa para acelerar la velocidad de los accesos a la Ram.

-Controlador de memoria: uno de los primeros elementos integrados para acelerar el acceso de la memoria RAM.

-Tarjeta gráfica: si integran este componente ya no hablamos de CPUs sino de APUs.

-Otros elementos: los micros han incorporado aún mas funcionalidad que antes se encontraba sobre la placa base. Por ejemplo, el controlador de PCI Express.

A lo largo de la historia podemos distinguir distintos microprocesadores:

- El primer microprocesador fue el de Intel 4004, producido en el 1971.

-El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, producido en el 1972.

-El primer microprocesador realmente fue desarrollando en el 74

- El primer microprocesador de 16 bits fue 8086.

- Y así sucesivamente hasta generalmente la actualidad que son a velocidades muy avanzadas y trabajan en arquitecturas de 64 bits.

¿Cómo funciona un procesador?

Se buscan los datos. Algunas instrucciones necesitaran de datos para realizar sus cálculos que pueden no encontrarse dentro del procesador y tendrán que buscarse por tanto en el sistema de memoria.

Se realiza la operación. Una vez que se tiene todo se ejecuta la operación, para que esto puede ser necesario el trabajo de varios bloques como la unidad aritmética lógica o la de punto flotante.

Se pasa a la siguiente instrucción. Que no es siempre la que se encuentra a continuación en la memoria. Muchas instrucciones pueden cambiar el flujo del programa y permitir salto o repetir ciertas acciones hasta que se cumpla una determinada condición.

Velocidades de proceso:
Cualquier procesador no es más que un conjunto de bloques que trabaja entre sí. Para sincronizarlos y que realicen sus tareas es necesario realizar algún tipo de mecanismos. Como norma general usamos el reloj. 1 gigaherzio indica que el sistema posee un reloj que se mueve a mil millones de veces por segundo, por tanto 4 gigaherzio indica que se mueve a cuatro mil millones de veces por segundo. En los micros antiguos a mayor frecuencia de funcionamiento uno era más potente que otro. Las mejores introducidas en los ordenadores hacen que cada vez este número sea cada vez menos importante. Además en cualquier procesador moderno los bloques funcionan en paralelo.

Memoria caché:
Es una parte de RAM estática de alta velocidad más rápida que la RAM dinámica usada como memoria principal. La memoria caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos datos e instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora evita acceder a la lenta DRAM.

TDP:
Representa la potencia máxima que es capaz de disipar un procesador medida en batios. Normalmente un TDP más importante de un dispositivo es el del procesador. Obliga a usar un tipo de refrigeración mínima y limita la frecuencia a la que puede funcionar el micro. La potencia consumida por cualquier procesador es proporcional a la frecuencia y al voltaje. Una vez reducido el voltaje se puede aumentar más la frecuencia sin quemar el micro.

Núcleo de los microprocesadores:

El núcleo de un microprocesador como muy bien hemos dicho antes es un dispositivo electrónico que incluye varios bloques entre ellos se encuentran unos muy interesantes que se denominan núcleo los cuales se encargar de ejecutar las acciones y pueden ser visto con unos micros en miniaturas.
Consecuencia de que haya varios núcleo en un microprocesador, han ido ganando popularidad a lo largo de los años los cuál ahora es casi imposible encontrarte con alguno que no tenga varios núcleos, esto ha sido posible gracias a las tecnología de fabricación.

Innovaciones que presentan los nuevos procesadores:
Intel nos presenta nuevos procesadores que son core i3,i5,i7 principalmente dirigidos a ordenadores portátiles. Como ya hemos dicho antes más pequeños, y eficientes. Presentará cambios gráficos integrados en intel pero no basándose tanto en su funcionamiento o arquitectura sino estrenando nuevos gráficos. También nos presentará la cámara 3D RealSense sin embargo a nivel se usuario no tendremos muchas novedades. Todo lo lanzado hoy tiene un perfil doméstico de gama alta y baja. En conclusión Intel Core 5th Gen que es en definitiva de todo lo que hemos hablado anteriormente es una lanzamiento tímido pero con demasiadas novedades en otras muchas pero estas podemos decir que son las principales. Por último decir que en la práctica son mucho mejores, pero de forma poco representativa.