Microprocesadores: Tipos, Funcións e Evolución

Microprocesador: O Cerebro do Ordenador

Que é un Microprocesador?

O microprocesador é o compoñente principal, o cerebro do ordenador. Coñécese co nome de micro, procesador, UCP ou CPU. O termo CPU ten certa ambigüidade porque adoita ser utilizado para referirse á caixa que contén o micro, a placa base, as tarxetas e o resto de circuitería do ordenador. É un chip que contén millóns de minúsculos elementos electrónicos, case todos transistores, nun único circuíto integrado capaz de realizar as diversas operacións que lle encomenda o software.

Funcións do Microprocesador

O microprocesador encárgase de levar a cabo as operacións matemáticas e lóxicas nun curto período de tempo e tamén decodifica e executa as instrucións dos programas cargados na memoria RAM.

Conexión e Materiais

Adoitan ter forma de cadrado ou rectángulo negro e conéctanse a un zócalo especial da placa base que se denomina socket ou a unha rañura especial que se denomina slot.

Os materiais empregados son os semicondutores (xermanio, arseniuro de galio e, sobre todo, o silicio). Por iso á industria de fabricación de chips, incluídos os microprocesadores, chámaselles a miúdo industria dos semicondutores ou do silicio. O silicio fórmase en lingotes cilíndricos e córtase en discos chamados "obleas" nas que se gravarán os microprocesadores. Sobre a oblea grávase o circuíto electrónico mediante un proceso de fotolitografía (mediante luz ultravioleta). Realízanse multitude de procesos químico-físico-térmicos avanzados ata obter a oblea cos chips rematados. A oblea sométese a probas e córtase nos chips individuais. Posteriormente encapsúlase, o núcleo introdúcese dentro dun material plástico ou cerámico e conéctase aos seus conectores externos ademais de engadirlle unha superficie disipadora.

Tipos de Encapsulado

Cando observamos o microprocesador, o que vemos é un cadrado con contactos eléctricos: o encapsulado do microprocesador, que é o que protexe o chip en si, extremadamente delicado. O encapsulado foi evolucionando ao longo da historia dos microprocesadores, sendo os máis importantes:

• DIP (Dual In-line Package): é a clásica “cucaracha” negra, de material cerámico ou plástico, con conectores en forma de patas rectas (in-line) nos seus laterais, patas que se soldan ou insiren en zócalos. Totalmente desfasado. Empregáronse no Intel 8088 e o 8086.
• PGA (Pin Grid Array): o seu nome pode traducirse como matriz rectangular de contactos cilíndricos. Estes contactos atópanse na súa base e fan o microprocesador máis doado e resistente de instalar.
• LGA (Land Grid Array): Neste tipo de zócalo intercambiáronse os papeis: os pines pasan a estar no zócalo da placa base, mentres que o microprocesador ten contactos planos na superficie inferior. Isto permite maior densidade de pines e maiores velocidades de bus.
• Formatos de rañura (slot): non se trata de encapsulados propiamente ditos, xa que o encapsulado é dos tipos anteriores. Este está sobre unha placa de circuíto, cuberta por un cartucho plástico que se insire nunha rañura en lugar dun zócalo. Empezouse a utilizar nos Pentium II, pero hoxe están en desuso.

Zócalo ou Socket

O zócalo ou socket é o conector para o microprocesador da placa base. Adoita prever o posible cambio do micro mediante o uso de sistemas que faciliten a instalación, como os zócalos tipo ZIF (Zero Insertion Force), os cales inclúen un sistema mecánico de panca que permite introducir o micro sen necesidade de forza. Cada microprocesador necesita un tipo de placa base específico, que lle dea soporte tanto a nivel físico como lóxico: cun zócalo axeitado, unha subministración de voltaxe concreta, un tipo de bus e chipset axeitados, etc.