informándonos mucho mas sobre un microprocesador

¿QUE ES UN MICROPROCESADOR?

 (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.

Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante(conocida antiguamente como «coprocesador matemático»).

El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo específico de la placa base de la computadora; normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le incorpora un sistema de refrigeración que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre aluminio, y de uno o más ventiladores que eliminan el exceso del calor absorbido por el disipador. Entre el disipador y la cápsula del microprocesador usualmente se coloca pasta térmica para mejorar la conductividad del calor. Existen otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o el uso de células peltier para refrigeración extrema, aunque estas técnicas se utilizan casi exclusivamente para aplicaciones especiales, tales como en las prácticas de overclocking.

La medición del rendimiento de un microprocesador es una tarea compleja, dado que existen diferentes tipos de "cargas" que pueden ser procesadas con diferente efectividad por procesadores de la misma gama. Una métrica del rendimiento es la frecuencia de reloj que permite comparar procesadores con núcleos de la misma familia, siendo este un indicador muy limitado dada la gran variedad de diseños con los cuales se comercializan los procesadores de una misma marca y referencia. Un sistema informático de alto rendimiento puede estar equipado con varios microprocesadores trabajando en paralelo, y un microprocesador puede, a su vez, estar constituido por varios núcleos físicos o lógicos. Un núcleo físico se refiere a una porción interna del microprocesador cuasi-independiente que realiza todas las actividades de una CPU solitaria, un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de repartir de manera más eficiente el procesamiento. Existe una tendencia de integrar el mayor número de elementos dentro del propio procesador, aumentando así la eficiencia energética y la miniaturización. Entre los elementos integrados están las unidades de punto flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadores dedicados de vídeo.

2) El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. Consiguientemente, la historia de la computadora digital ayuda a entender el microprocesador. El hizo posible la fabricación de potentes calculadoras y de muchos otros productos. El microprocesador utiliza el mismo tipo de lógica que es usado en la unidad procesadora central (CPU) de una computadora digital. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesador (MPU). En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos.

3) En un microprocesador se puede diferenciar diversas partes:

·         Encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zócalo a su placa base.

·         Memoria caché:  Es la parte en donde se almacenan datos que se usan muy frecuentemente, con el motivo de evitar el tener que pedirlos constantemente a la memoria principal, acelerando el acceso a otros dispositivos externos de almacenamiento, reduciendo así el tiempo de espera. Esta memoria se comunica directamente con la memoria principal, evitando el bus general, así es más rápida. 

·         Coprocesador matemático: unidad de coma flotante. Es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del procesador en otro chip. Esta parte está considerada como una parte «lógica» junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos.

·         Registros: son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros está diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser controlados por el procesador pero que la CPU los utiliza en algunas operaciones, en total son treinta y dos registros.

·         Memoria: es el lugar donde el procesador encuentra las instrucciones de los programas y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador las accede desde allí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de almacenamiento para el trabajo en curso.

·         Puertos: es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es análogo a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un «número de puerto» que el procesador utiliza como si fuera un número de teléfono para llamar circuitos o a partes especiales.

·         Bus de datos: En este punto en el que el procesador lee/escribe datos en la memoria principal, y en los dispositivos entrada/salida.

·         Ventilador: Se encarga de refrigerar al procesador, ya que al contener millones de dispositivos activos “transistores” que producen una temperatura muy alta. Se instala justo encima del procesador, actualmente hay otros tipos de refrigeración en las gamas estilo modding, por ejemplo: la refrigeración líquida.

• Chipset: El "chipset" (conjunto de circuitos integrados) es el conjunto (set) de chips que se encarga de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que trabajará el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de puertos PCI, AGP, USB...
• Zócalo: Es el lugar en donde se inserta el procesador, efectuando una conexión entre el y el resto del equipo. Cada familia de microprocesadores necesita un zócalo distinto, por diferencias físicas entre marcas. Aparte del zócalo, el procesador también necesita un tipo determinado de placa “base o madre” acorde a sus características.
• El encapsulado: Es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro (ejemplo por oxidación) y permitir un enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base.

·         El bus de direcciones es un canal del microprocesador totalmente independiente del bus de datos donde se establece la dirección de memoria del dato en tránsito.

·         El bus de dirección consiste en el conjunto de líneas eléctricas necesarias para establecer una dirección. La capacidad de la memoria que se puede direccionar depende de la cantidad de bits que conforman el bus de direcciones, siendo 2ⁿ el tamaño máximo en bits del banco de memoria que se podrá direccionar con n líneas. Por ejemplo, para direccionar una memoria de 256 bits, son necesarias al menos 8 líneas, pues 2⁸ = 256. Adicionalmente pueden ser necesarias líneas de control para señalar cuando la dirección está disponible en el bus. Esto depende del diseño del propio bus.

·         4)

Fabricación de un microprocesador: Además de su extremada complicación, una de las principales características de los microprocesadores es la increíble miniaturización de todos los elementos que lo componen, siendo lógico suponer que su proceso de fabricación a su vez debe ser tremendamente sofisticado.

La fabricación de un microcircuito se inicia a partir típica y simple arena, la cual tiene la característica de estar formada en gran parte por silicio. Aunque anteriormente para la fabricación de transistores se usaba el germanio, investigaciones posteriores demostraron que el silicio era mejor opción gracias a sus excelentes cualidades como semiconductor. Asimismo, otra de las ventajas del silicio es su abundancia, pues no en vano casi un treinta por ciento de la corteza terrestre está formada por este material, lo cual redunda en un escaso precio de adquisición.

El primer paso del proceso es fundir dicha arena a altas temperaturas de algo más de mil trescientos grados centígrados. Asimismo esto se hace de forma muy lenta para que la arena se cristalice. Una vez cristalizada, se procede al corte de los extremos de la pieza así como de la parte exterior hasta formar un cilindro perfecto de veinte por ciento cincuenta centímetros y cuyo peso es de varios cientos de kilogramos.

Usándose una sierra de diamante, la siguiente fase es laminar el cilindro en obleas (también llamadas wafers) las cuales tienen un espesor de diez micras. Para que nos hagamos una ligera idea, comentar que este espesor corresponde a una décima parte del diámetro de un cabello humano. Finalizado este proceso se obtienen unas obleas donde en cada una de ellas se formaran varios cientos de microprocesadores. La superficie de cada una de las obleas se pule así como también se comprueba mediante láser que no exista ninguna impureza o defectos como grietas. Dicho láser es capaz de detectar imperfecciones menores a una milésima de micra. Finalizado este proceso se cubre la oblea con una capa aislante formada por óxido de silicio.

A partir de este momento la oblea ya se encuentra en condiciones para recibir el "dibujado" de los elementos que formarán el microprocesador. Este proceso se realiza gracias a la impresión de finísimas capas sobre la oblea, realizándose de forma sucesiva la deposición y eliminación de capas con materiales conductores. Dicho proceso es parecido al que se realiza a la hora de fabricar circuitos impresos solo que a una escala increíblemente reducida. Comentar que actualmente se trabaja con una tecnología de cuarenta y cinco nanómetros, lo cual significa que entre elemento y elemento del microprocesador su distancia puede ser de solamente doscientos electrones. Para hacernos una idea más gráfica de lo que ello supone, se pude decir que sobre la cabeza de un alfiler cabrían treinta millones de transistores.

Las salas donde se fabrican los microprocesadores se denominan "salas limpias", donde el aire es sometido a un filtrado extremo para la casi total eliminación del polvo. Asimismo, las personas que trabajan en estas instalaciones deben emplear trajes estériles para evitar que cualquier partícula producida por su cuerpo pueda caer sobre las obleas. Dichas medidas de esterilización son del todo justificadas si consideramos que la caída de una sola mota de polvo durante la estampación podría destruir todos los microprocesadores de la oblea.

Una vez formados los microprocesadores se someten a una exhaustiva revisión para detectar posibles errores de fabricación. Este proceso es automatizado y literalmente marca aquellos procesadores que tienen un error. Normalmente los elementos tarados se encuentran al borde de la oblea. Posteriormente la oblea es cortada y cada chip individualizado, convirtiéndose por fin en una diminuta pieza de pocos milímetros cuadrados. No obstante, el proceso de fabricación todavía no ha concluido, pues cada microprocesador se encapsula dentro de material plástico o cerámico que lo protege de golpes o de proceso de oxidación. A su vez, el microprocesador se lo conecta a cientos de pines metálicos que le permitirán unirse al zócalo de la placa basa del ordenador. Todo el proceso descrito en el artículo tarda tres meses en ser completado.

En mi opinión según esta información no hay riesgos  ambientales dentro de la fábrica ya que todo debe estar totalmente limpio y la higiene para las personas que son las encargadas de hacer estos microprocesadores es muy perfecta. En lo único que podría haber riesgos ambientales es al exterior ósea en la capa de ozono ya que estas fábricas consumen demasiada energía lo cual estaría acabando como muchas otras grandes fábricas a la capa de ozono.