¿Qué es un Microprocesador?
Un microprocesador es un chip semiconductor que actúa como cerebro de un ordenador, realizando diversas operaciones aritméticas y controlando dispositivos periféricos.
Hasta alrededor de 1970, el cerebro de un ordenador consistía en una gran placa de circuito impreso formada por varios chips semiconductores, pero los avances en semiconductores han hecho posible la creación de un único chip, y los primeros microprocesadores se comercializaron en 1971.
Aparte del microprocesador, los elementos que componen un ordenador pueden clasificarse en memoria, gráficos, unidades de disco duro, interfaces de comunicación ethernet y otros dispositivos de entrada y salida. Cuando aparecieron los primeros microprocesadores, los componentes distintos de los microprocesadores mencionados se suministraban en chips semiconductores independientes, y éstos se combinaban para crear los ordenadores.
Con el posterior progreso y sofisticación de la microfabricación de semiconductores, la memoria, los gráficos y diversas funciones de interfaz, que solían ser chips separados del microprocesador, se han incorporado al microprocesador, lo que ha contribuido significativamente a la miniaturización y reducción de peso de los dispositivos.
Usos de los Microprocesadores
Los microprocesadores se utilizan en casi todos los dispositivos que requieren cálculo y control.
En los sistemas informáticos, hay microprocesadores de distintos tamaños en todo tipo de dispositivos, desde superordenadores a ordenadores profesionales de alto rendimiento, ordenadores de consumo, ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes y tabletas.
También se encuentran en una amplia gama de dispositivos de consumo y profesionales. Entre ellos se encuentran teléfonos móviles, smartphones, televisores, grabadoras y diversos dispositivos de audio, así como automóviles, motocicletas y diversos instrumentos de medición de uso profesional. Muchos de los microprocesadores de estos dispositivos también se denominan microordenadores de un solo chip, que también incorporan hardware periférico y otros componentes optimizados para su campo y aplicación, lo que contribuye a la miniaturización de los dispositivos.
Principios de los Microprocesadores
Los microprocesadores realizan operaciones y control leyendo instrucciones de la memoria y descodificándolas y ejecutándolas. En concreto, realiza las siguientes operaciones:
- Fetching: lectura de instrucciones de la memoria
- Descodificación: descodifica la instrucción leída
- Ejecución: ejecuta operaciones y controles de acuerdo con las instrucciones decodificadas.
- Escritura: escribe los resultados de una operación en la memoria o en dispositivos periféricos.
Repitiendo los pasos 1 a 4 anteriores, se puede ejecutar, por ejemplo, una hoja de cálculo, una pantalla de vídeo o un control de temperatura ambiente.
Cómo Elegir un Microprocesador
Los microprocesadores están disponibles en distintos modelos para diferentes aplicaciones. Los microprocesadores pueden dividirse a grandes rasgos en dos categorías: para PC y para aplicaciones integradas.
1. Para Ordenadores Personales
En el caso de los PC, puede manejar grandes aplicaciones y datos gracias a su elevada potencia de procesamiento y gran capacidad de memoria. Además, se pueden utilizar muchas aplicaciones y reducir los costes de desarrollo si funcionan con Windows. Sin embargo, los costes de producción en serie suelen ser más elevados que los de las aplicaciones integradas.
2. Para Uso Empotrado
Los dispositivos integrados tienen funciones de temporizador, convertidores AD, convertidores D/A y otras funciones de entrada/salida, y son relativamente baratos. Sin embargo, su capacidad de procesamiento es inferior a la de los PC. Además, no disponen de aplicaciones, por lo que es necesario determinar la escala de desarrollo del software.
Más Información sobre Microprocesadores
1. Diferencias entre Microprocesadores y CPU
Similar al microprocesador es la CPU (en inglés: central processing unit).
Básicamente, los microprocesadores y las CPU son lo mismo: son la parte central de un ordenador que se encarga del procesamiento, y las CPU forman parte de los microprocesadores porque son unidades de procesamiento formadas por circuitos integrados, que es la definición de microprocesador.
Históricamente, en las etapas embrionarias de la tecnología informática, los ordenadores eran grandes y las CPU estaban formadas por muchas unidades. A medida que se desarrollaba la tecnología, se crearon microprocesadores integrados en circuitos integrados, que pasaron a utilizarse habitualmente como CPU. Sin embargo, como en el ámbito informático también existen otros microprocesadores, como las GPU, llamar microprocesador a una CPU es engañoso. Por eso, en los últimos años es más común referirse a ellas como CPU.
2. El Número de Bits y la Frecuencia de Funcionamiento del Microprocesador
Tienen una cantidad fija de datos que pueden procesarse en una sola operación, dependiendo de la norma. Al principio, sólo se podían procesar datos de 4 bits, pero en los últimos años la norma son los 64 bits.
En el pasado, sistemas operativos como Windows estaban diseñados para microprocesadores de 32 bits, pero en los últimos años se ha producido un cambio hacia sistemas operativos de 64 bits. Al no ser compatibles, los programas creados para 32 bits no pueden utilizarse en sistemas de 64 bits. Por ello, la transición ha llevado mucho tiempo.
Además, los microprocesadores funcionan internamente según señales periódicas llamadas señales de reloj, de modo que cuanto mayor sea la frecuencia de las señales, más rápido funcionarán. Los Microprocesadores que operan en la clase GHz son comunes en los productos modernos, lo que significa que pueden realizar mil millones de operaciones por segundo.