El Microprocesador: CPU y sus Componentes

La CPU se sitúa junto a disipadores de calor y dispositivos ventiladores que regulan la temperatura para que el equipo funcione adecuadamente.

El microprocesador, físicamente, es un chip que contiene un conjunto de circuitos integrados con millones de transistores y que va montado sobre un zócalo (socket).

Los principales fabricantes de microprocesadores son Intel y AMD.

Formas de Mejorar la Capacidad de los Microprocesadores

• Aumentar el número de transistores, haciéndolos cada vez más pequeños y aproximándolos entre sí. En la actualidad, Intel ha logrado llegar a una separación mínima de 10nm, lo que permite integrar millones de transistores por milímetro cuadrado.
• Aumentar la frecuencia de funcionamiento del procesador, para que trabaje más rápido.

Cualquiera de estas dos soluciones provoca un calentamiento del procesador. Si este alcanza altas temperaturas, se puede bloquear, incluso utilizando un ventilador o un disipador de calor, lo que supone una limitación difícil de superar.

• Aumentar el número de microprocesadores trabajando en paralelo o los procesadores multinúcleo (multi-core: dual-core, quad-core…). Esto permite realizar múltiples tareas de forma simultánea sin calentar en exceso el dispositivo. Un procesador multinúcleo es un solo componente (chip) con dos o más microprocesadores independientes (llamados núcleos), que son las unidades que leen y ejecutan las instrucciones del programa. El rendimiento de un procesador multinúcleo no es igual al rendimiento del mismo número de procesadores por separado.

Componentes de la CPU

La CPU es el verdadero cerebro del ordenador y está compuesta por tres elementos: la unidad de control, la unidad aritmético-lógica y los registros.

Unidad de Control

Es el elemento encargado de controlar y coordinar el funcionamiento del ordenador. Lee las instrucciones indicadas en el programa, que está almacenado en la memoria, las interpreta y ejecuta la operación solicitada.

Unidad Aritmético-Lógica

Realiza todas las operaciones aritméticas y lógicas: sumas, restas, multiplicaciones, divisiones, comparaciones, etc.

Registros

Son pequeñas memorias del procesador, generalmente muy rápidas, en las que se guardan los datos mientras están ejecutándose las instrucciones del programa. Cabe destacar los siguientes:

• Registro acumulador (ACC): Guarda los resultados de las operaciones aritméticas y lógicas.
• Registro de estado: Contiene los indicadores de estado del sistema (por ejemplo, guarda memoria de eventos como el acarreo en una suma o el desbordamiento porque no caben los datos del resultado).
• Registro de instrucción (RI): Contiene la instrucción que está siendo ejecutada en cada momento.
• Contador ordinal: Almacena la dirección de memoria donde se encuentra la siguiente instrucción que ejecutará el procesador.
• Registro del buffer: Almacena datos de forma temporal desde la memoria principal para agilizar la ejecución de las instrucciones.