Circuito Digital
Circuito Lógico es aquél que maneja la información en forma binaria, o sea con valores de "1" y "0".
Estos dos niveles lógicos de voltaje fijos representan:
"1" nivel alto o "High".
"0" nivel bajo o "Low".
Los circuitos cuyos componentes realizan operaciones análogas a las que indican los operadores lógicos se llaman "Circuitos Lógicos" o "circuitos digitales".
Los Circuitos Lógicos están compuestos por elementos digitales como la compuerta AND (Y), compuerta OR (O), compuerta NOT (NO) y otras combinaciones muy complejas de los circuitos antes mencionados.
Tipos de Elementos Digitales
Estas combinaciones (ya mencionadas) dan lugar a otros tipos de elementos digitales. Aquí hay un listado de estos.
Compuerta NAND (No Y)
La compuerta NAND es una puerta lógica digital que implementa la conjunción lógica negada -se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas están en 1 (cero) o en ALTA, su salida está en 0 o en BAJA, mientras que cuando una sola de sus entradas o ambas están en 0 o en BAJA, su SALIDA va a estar en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "0" (0 lógico, nivel bajo) cuando la entrada A como la entrada B están en "1". En otras palabras la salida X es igual a 0 cuando la entrada A y la entrada B son 1.
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A) + (-B)
La representación circuital es con pulsadores normales cerrados, conectados en paralelo.
Una proposición lógica que corresponde a una compuerta NAND es la siguiente: "El perro no ladra y no mueve la cola".
Compuerta NOR (No O)
La compuerta NOR es una puerta lógica digital que implementa la disyunción lógica negada -se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas están en 0 (cero) o en BAJA, su salida está en 1 o en ALTA, mientras que cuando una sola de sus entradas o ambas están en 1 o en ALTA, su SALIDA va a estar en 0 o en BAJA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A como la entrada B están en "0". En otras palabras la salida X es igual a 1 cuando la entrada A y la entrada B son 0
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A) * (-B)
La representación circuital es con pulsadores normales cerrados, conectados en serie.
Una proposición lógica que corresponde a una compuerta NOR es la siguiente: "El perro no ladra o no mueve la cola".
Compuerta NOR exclusiva (No O exclusiva)
La compuerta EXNOR o XNOR es una puerta lógica digital que se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas son iguales entre sí para dos entradas A y B, o cuando el número de 1 (unos) da una cantidad par para el caso de tres o más entradas, su salida está en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A es igual a la B.
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A) * (-B) + A * B
La representación circuital es con pulsadores normales cerrados y abiertos, conectados en un circuito combinado.
En lógica, corresponde a la bicondicional "si y sólo si". Por ejemplo: "Matías va a aprobar Tecnología de las Computadoras si y sólo si estudia mucho".
Compuerta OR exclusiva (O exclusiva)
La compuerta XOR o EXOR es una puerta lógica digital que se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas son distintas entre sí para dos entradas A y B, o cuando el número de 1 (unos) da una cantidad impar para el caso de tres o más entradas, su salida está en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A es distinta a la B.
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A) * B + A * (-B)
La representación circuital es con pulsadores normales cerrados y abiertos, conectados en un circuito combinado.
Compuerta NOT (No)
La compuerta NOT es una puerta lógica digital que implementa la negación lógica -se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando su entrada está en 0 (cero) o en BAJA, su salida está en 1 o en ALTA, mientras que cuando su entrada está en 1 o en ALTA, su SALIDA va a estar en 0 o en BAJA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A está en "0" o en BAJA, mientras que la salida X solamente es "0" (0 lógico, nivel bajo) cuando la entrada A está en "1" o en ALTA.
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A)
La representación circuital es con un solo pulsador normal cerrado, conectado en circuito simple.
Una proposición lógica que corresponde a una compuerta NOT es la siguiente: "El perro no ladra".
Compuerta SÍ (Buffer)
La puerta lógica SÍ, realiza la función booleana igualdad. En la práctica se suele utilizar como amplificador de corriente o como seguidor de tensión, para adaptar impedancias (buffer en inglés).
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta SÍ es:
Compuerta OR (O)
La compuerta OR es una puerta lógica digital que implementa la disyunción lógica -se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas están en 0 (cero) o en BAJA, su salida está en 0 o en BAJA, mientras que cuando una sola de sus entradas está en 1 o en ALTA, su SALIDA va a estar en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "0" (0 lógico, nivel bajo) cuando la entrada A como la entrada B están en "0". En otras palabras la salida X es igual a 0 cuando la entrada A y la entrada B son 0
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = A+B
La representación circuital es con pulsadores normales abiertos, conectados en paralelo.
Una proposición lógica que corresponde a una compuerta OR es la siguiente: "El perro ladra o mueve la cola". Ésta corresponde a una unión lógica o suma lógica.
Compuerta AND (Y)
La compuerta AND es una puerta lógica digital que implementa la conjunción lógica -se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Ésta entregará una salida ALTA (1), dependiendo de los valores de las entradas, siendo este caso, al recibir solo valores altos en la compuerta AND. Si alguna de estas entradas no son ALTAS, entonces se mostrará un valor de salida BAJA. En otro sentido, la función de la compuerta AND efectivamente encuentra el mínimo entre dos dígitos binarios, así como la función OR encuentra al máximo.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A como la entrada B están en "1". En otras palabras la salida X es igual a 1 cuando la entrada A y la entrada B son 1
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = A*B o X = AB.
Multiplexores o multiplexadores
Los multiplexores son circuitos combinacionales con varias entradas y una única salida de datos, están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada hacia dicha salida.
En el campo de la electrónica el multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.
Una señal que está multiplexada debe demultiplexarse en el otro extremo.
Según la forma en que se realice esta división del medio de transmisión, existen varias clases de multiplexación:
- Multiplexación por división de frecuencia
- Multiplexación por división de tiempo
- Multiplexación por división de código
- Multiplexación por división de longitud de onda
Demultiplexores o demultiplexadores
En electrónica digital, un demultiplexor es un circuito combinacional que tiene una entrada de información de datos d y n entradas de control que sirven para seleccionar una de las 2n salidas, por la que ha de salir el dato que presente en la entrada. Esto se consigue aplicando a las entradas de control la combinación binaria correspondiente a la salida que se desea seleccionar. Por ejemplo, si queremos que la información que tenemos en la entrada d, salga por la salida S4, en la entrada de control se ha de poner, de acuerdo con el peso de la misma, el valor 100, que es el 4 en binario.
El demultiplexor, es un circuito combinacional que aunque la función básica es la que hemos explicado, puede utilizarse en muchos casos como decodificador y adopta cualquiera de las funciones que un decodificador realiza.
Decodificadores
Un decodificador o descodificador es un circuito combinacional, cuya función es inversa a la del codificador, esto es, convierte un código binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2N), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Estos circuitos, normalmente, se suelen encontrar como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor puede comportarse como un decodificador.
Codificadores
Un codificador es un circuito combinacional con 2N entradas y N salidas, cuya misión es presentar en la salida el código binario correspondiente a la entrada activada.
Existen dos tipos fundamentales de codificadores: codificadores sin prioridad y codificadores con prioridad. En el caso de codificadores sin prioridad, puede darse el caso de salidas cuya entrada no pueda ser conocida: por ejemplo, la salida 0 podría indicar que no hay ninguna entrada activada o que se ha activado la entrada número 0.
Además, ciertas entradas pueden hacer que en la salida se presente la suma lógica de dichas entradas, ocasionando mayor confusión. Por ello, este tipo de codificadores es usado únicamente cuando el rango de datos de entrada está correctamente acotado y su funcionamiento garantizado.
Visualizador de siete segmentos
El visualizador de siete segmentos (llamado también display) es una forma de representar números en equipos electrónicos. Está compuesto de siete segmentos que se pueden encender o apagar individualmente. Cada segmento tiene la forma de una pequeña línea. Se podría comparar a escribir números con cerillas o fósforos de madera.
Funcionamiento
El display de 7 segmentos o visualizador de 7 segmentos es un componente que se utiliza para la representación de números en muchos dispositivos electrónicos debido en gran medida a su simplicidad. Aunque externamente su forma difiere considerablemente de un diodo LED (diodos emisores de luz) típico, internamente están constituidos por una serie de diodos LED con unas determinadas conexiones internas, estratégicamente ubicados de tal forma que forme un número 8.
A cada uno de los segmentos que forman el display se les denomina a, b, c, d, e, f y g y están ensamblados de forma que se permita activar cada segmento por separado consiguiendo formar cualquier dígito numérico. A continuación se muestran algunos ejemplos:
- Si se activan o encienden todos los segmentos se forma el número "8".
- Si se activan sólo los segmentos: "a, b, c, d, e, f," se forma el número "0".
- Si se activan sólo los segmentos: "a, b, g, e, d," se forma el número "2".
- Si se activan sólo los segmentos: "b, c, f, g," se forma el número "4".
Muchas veces aparece un octavo segmento denominado p.d. (punto decimal).
Los diodos Led trabajan a baja tensión y con pequeña potencia, por tanto, podrán excitarse directamente con puertas lógicas. Normalmente se utiliza un codificador (en nuestro caso decimal/BCD) que activando un solo pins de la entrada del codificador, activa las salidas correspondientes mostrando el número deseado. Recordar también que existen display alfanuméricos de 16 segmentos e incluso de una matriz de 7*5 (35 bits).
Los hay de dos tipos: ánodo común y cátodo común.
En los de tipo de ánodo común, todos los ánodos de los leds o segmentos están unidos internamente a una patilla común que debe ser conectada a potencial positivo (nivel “1”). El encendido de cada segmento individual se realiza aplicando potencial negativo (nivel “0”) por la patilla correspondiente a través de una resistencia que límite el paso de la corriente.
En los de tipo de cátodo común, todos los cátodos de los leds o segmentos están unidos internamente a una patilla común que debe ser conectada a potencial negativo (nivel “0”). El encendido de cada segmento individual se realiza aplicando potencial positivo (nivel “1”) por la patilla correspondiente a través de una resistencia que límite el paso de la corriente.
Los segmentos pueden ser de diversos colores, aunque el display más comúnmente utilizado es el de color rojo, por su facilidad de visualización.
También existen displays alfanuméricos de 14 segmentos que permiten representar tanto letras como números. El display de 14 segmentos tuvo éxito reducido y sólo existe de forma marginal debido a la competencia de la matriz de 5x7 puntos.
Si bien hoy este tipo de displays parecen antiguos u obsoletos. Ya en la actualidad es muy común el uso de vistosos displays gráficos, incluso con posibilidad de colores a un bajo costo. Sin embargo el display de 7 segmentos sigue siendo una excelente opción en ciertas situaciones en las que se requiera mayor poder lumínico y trabajo en áreas hostiles, donde los displays podrían verse afectado por condiciones ambientales adversas. Aún no se ha creado otro dispositivo de señalización que reúna características como este en cuanto a: Buen poder lumínico, claridad, sencilla implementación, bajo costo y robustez.
Memorias
Un latch (lat memori inglet) es un circuito electrónico usado para almacenar información en sistemas lógicos asíncronos. Un latch puede almacenar un bit de información. Los latches se pueden agrupar, algunos de estos grupos tienen nombres especiales, como por ejemplo el 'latch quad ' (que puede almacenar cuatro bits) y el 'latch octal' (ocho bits). Los latches son dispositivos Flip-flops asíncronos que no tienen entrada de reloj y cambian el estado de salida solo en respuesta a datos de entrada, mientras que los Flip-flops síncronos, cuando tienen datos de entrada, cambian el estado de salida en respuesta a una entrada de reloj.
Los latches a diferencia de los conectores no necesitan una señal de reloj para su funcionamiento
El latch lógico más simple es el RS, donde R y S permanecen en estado 'reset' y 'set'. El latch es construido mediante la interconexión retroalimentada de puertas lógicas NOR (negativo OR), o bien de puertas lógicas NAND (aunque en este caso la tabla de verdad tiene salida en lógica negativa para evitar la incongruencia de los datos). El bit almacenado está presente en la salida marcada como Q.
Se pueden dar las siguientes combinaciones de entrada: set a 1 y reset a 0 (estado 'set'), en cuyo caso la salida Q pasa a valer 1; set a 0 y reset a 0 (estado 'hold'), que mantiene la salida que tuviera anteriormente el sistema; set a 0 y reset a 1 (estado 'reset'), en cuyo caso la salida Q pasa a valer 0; y finalmente set a 1 y reset a 1, que es un estado indeseado en los Flip-flops de tipo RS, pues provoca oscilaciones que hacen imposible determinar el estado de salida Q.
Esta situación indeseada se soluciona con los Flip-flops tipo JK, donde se añade un nivel más de retroalimentación al circuito, logrando que dicha entrada haga conmutar a las salidas, denominándose estado de 'toggle'.
Flip-flops
Un biestable (flip-flop en inglés), es un multivibrador capaz de permanecer en uno de dos estados posibles durante un tiempo indefinido en ausencia de perturbaciones. Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los Flip-flops se dividen en:
Asíncronos: sólo tienen entradas de control. El más empleado es el Flip-flops RS.
Síncronos: además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas.
La entrada de sincronismo puede ser activada por nivel (alto o bajo) o por flanco (de subida o de bajada). Dentro de los Flip-flops síncronos activados por nivel están los tipos RS y D, y dentro de los activos por flancos los tipos JK, T y D.
Los Flip-flops se crearon para eliminar las deficiencias de los latches.
Dispositivos Digitales
Dispositivos Digitales
- Bi-estable: control de sistemas secuenciales.
- Memoria: almacenamiento digital de datos.
- Micro controlador: control de sistemas digitales.
- Puertas lógicas: control de sistemas combi-nacionales.
Micro-Procesadores
El microprocesador o simplemente procesador, es el circuito integrado central y más complejo de una computadora u ordenador; a modo de ilustración, se le suele asociar por analogía como el "cerebro" de una computadora. El procesador es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos integrados. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador. Desde el punto de vista funcional es, básicamente, el encargado de realizar toda operación aritmético-lógica, de control y de comunicación con el resto de los componentes integrados que conforman un PC, siguiendo el modelo base de Von Neumann. También es el principal encargado de ejecutar los programas, sean de usuario o de sistema; sólo ejecuta instrucciones programadas a muy bajo nivel, realizando operaciones elementales, básicamente, las aritméticas y lógicas, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.
El microprocesador es producto de la evolución de distintas tecnologías predecesoras, surgido de la computación y la tecnología semiconductora; en los inicios no existían los procesadores tal como los conocemos hoy. El inicio de su desarrollo data de mitad de la década de 1950; estas tecnologías se fusionaron a principios de los años 70, produciendo el primer microprocesador. Tales tecnologías iniciaron su desarrollo a partir de la segunda guerra mundial; en este tiempo los científicos desarrollaron computadoras específicas para aplicaciones militares. En la posguerra, a mediados de la década de 1940, la computación digital emprendió un fuerte desarrollo también para propósitos científicos y civiles.
Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control y una unidad aritmética lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante (conocida antiguamente como «co-procesador matemático»).
El microprocesador está conectado, generalmente, mediante un zócalo específico a la placa base. Normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le adosa un sistema de refrigeración, que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que fuerzan la expulsión del calor absorbido por el disipador; entre éste último y la cápsula del microprocesador suele colocarse pasta térmica para mejorar la conductividad térmica. 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.
Micro-Controladores
Un microcontrolador (abreviado μC, UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres unidades funcionales principales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada y salida.
Al ser fabricados, la EEPROM del microcontrolador no posee datos. Para que pueda controlar algún proceso es necesario generar o crear y luego grabar en la EEPROM del microcontrolador algún programa, el cual puede ser escrito en lenguaje ensamblador u otro lenguaje para microcontroladores; sin embargo, para que el programa pueda ser grabado en la EEPROM del microcontrolador, debe ser codificado en sistema numérico hexadecimal que es finalmente el sistema que hace trabajar al microcontrolador cuando éste es alimentado con el voltaje adecuado y asociado a dispositivos analógicos y discretos para su funcionamiento
El Relé:
El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835. Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores" [cita requerida]. De ahí "relé". Joseph Henry (Albany, 17 de diciembre de 1797 - Washington, 13 de mayo de 1878) fue un físico estadounidense conocido por su trabajo acerca del electromagnetismo, en electroimanes y relés. Descubrió la inducción electromagnética aunque luego averiguó que Faraday se le había adelantado.
El Circuito integrado:
Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso. En abril de 1949, el ingeniero alemán Werner Jacobi1 (Siemens AG) completa la primera solicitud de patente para circuitos integrados con dispositivos amplificadores de semiconductores. Jacobi realizó una típica aplicación industrial para su patente, la cual no fue registrada. Más tarde, la integración de circuitos fue conceptualizada por el científico de radares Geoffrey W.A. Dummer (1909-2002), que estaba trabajando para la Royal Radar Establishment del Ministerio de Defensa Británico, a finales de la década de 1940 y principios de la década de 1950. El primer circuito integrado fue desarrollado en 1959 por el ingeniero Jack Kilby1 (1923-2005) pocos meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase.
El Controlador lógico programable:
Los controladores lógicos programables o PLC (Programmable Logic Controller en sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos muy usados en automatización industrial. Su historia se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional. Hoy en día, los PLC's no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores PID (Proporcional Integral y Derivativo). Su estructura básica son dos o más planos de puertas lógicas, normalmente AND y OR, que el programador debe conectar de forma adecuada para que hagan la función lógica requerida. Suelen programarse con lenguaje en escalera ó también con bloques de funciones. Para aplicaciones de mayor capacidad son sustituidos por FPGAs.
La computadora:
La computadora u ordenador, no es un invento de alguien en particular, sino el resultado evolutivo de ideas y realizaciones de muchas personas relacionadas con áreas tales como la electrónica, la mecánica, los materiales semiconductores, la lógica, el álgebra y la programación. El hardware ha sido un componente importante del proceso de cálculo y almacenamiento de datos desde que se volvió útil para que los valores numéricos fueran procesados y compartidos. El hardware de computador más primitivo fue probablemente el palillo de cuenta; después grabado permitía recordar cierta cantidad de elementos, probablemente ganado o granos, en contenedores. Algo similar se puede encontrar cerca de las excavaciones de Minoan. Estos elementos parecen haber sido usadas por los comerciantes, contadores y los oficiales del gobierno de la época.
La energía eléctrica se genera en las Centrales Eléctricas. Una central eléctrica es una instalación que utiliza una fuente de energía primaria para hacer girar una turbina que, a su vez, hace girar un alternador, generando así electricidad.
El hecho de que la electricidad, a nivel industrial, no pueda ser almacenada y deba consumirse en el momento en que se produce, obliga a disponer de capacidades de producción con potencias elevadas para hacer frente a las puntas de consumo con flexibilidad de funcionamiento para adaptarse a la demanda.
El microprocesador: es uno de los logros más sobresalientes del siglo XX. Esas son palabras atrevidas, y hace un cuarto de siglo tal afirmación habría parecido absurda. Pero cada año, el microprocesador se acerca más al centro de nuestras vidas, forjándose un sitio en el núcleo de una máquina tras otra. Su presencia ha comenzado a cambiar la forma en que percibimos el mundo e incluso a nosotros mismos. Cada vez se hace más difícil pasar por alto el microprocesador como otro simple producto en una larga línea de innovaciones tecnológicas.
Ninguna otra invención en
la historia se ha diseminado tan aprisa por todo el mundo o ha tocado
tan profundamente tantos aspectos de la existencia humana. Hoy existen casi
15,000 millones de microchips de alguna clase en uso (el equivalente
de dos computadoras poderosas para
cada hombre, mujer y niño del planeta). De cara a esa realidad,
¿quién puede dudar que el microprocesador no sólo esté transformando
los productos que usamos, sino también nuestra forma de vivir y, por
último, la forma en que percibimos la realidad?
No obstante que reconocemos
la penetración del microprocesador en nuestras vidas, ya estamos creciendo
indiferentes a la presencia de esos miles de máquinas diminutas que
nos encontramos sin saberlo todos los días. Así que, antes de que se integre de
manera demasiado imperceptible en nuestra diaria existencia, es el momento de
celebrar al microprocesador y la revolución que ha originado, para
apreciar el milagro que es en realidad cada uno de esos chips de silicio
diminutos y meditar acerca de su significado para nuestras vidas y las de
nuestros descendientes.
El microprocesador es la
parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar
los programas. Este viene siendo el cerebro de
la computadora, el motor, el corazón de esta máquina. Este
ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel
haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar
y dividir. El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del
ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior
existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya
combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el
chip.
Historia
de los microprocesadores
La Evolución del
Microprocesador.
El microprocesador es un
producto de la computadora y con tecnología semiconductora. Se
eslabona desde la mitad de los años 50's; estas tecnologías se fusionaron
a principios de los años 70`'s, produciendo el llamado
microprocesador.
La computadora digital hace
cálculos bajo el control de un programa. La manera general en
que los cálculos se han hecho es llamada la arquitectura de la
computadora digital. Así mismo la historia de circuitos de estado sólido
nos ayuda también, porque el microprocesador es un circuito con transistores o
microcircuito LSI (grande escala de integración), para ser más
preciso.
El mapa de la figura,
mostrada al final de esta sección, muestra los sucesos importantes de
éstas dos tecnologías que se desarrollaron en las últimas cinco décadas. Las
dos tecnologías iniciaron su desarrollo desde la
segunda guerra mundial; en este tiempo los científicos
desarrollaron computadoras especialmente para uso militar. Después de la
guerra, a mediados del año de 1940 la computadora digital fue desarrollada para
propósitos científicos y civiles.
La tecnología de circuitos
electrónicos avanzó y los científicos hicieron grandes progresos en
el diseño de dispositivos físicos de Estado Sólido. En 1948 en los
laboratorios Bell crearon el Transistor.
En los años 50's, aparecen
las primeras computadoras digitales de propósito general. Éstas usaban tubos al
vacío (bulbos) como componentes electrónicos activos. Tarjetas o
módulos de tubos al vacío fueron usados para construir circuitos lógicos
básicos tales como compuertas lógicas y flip-flops (Celda donde se almacena un
bit). Ensamblando compuertas y flip-flops en módulos, los científicos
construyeron la computadora (la lógica de control, circuitos
de memoria, etc.). Los bulbos también formaron parte de
la construcción de máquinas para la comunicación con las
computadoras. Para el estudio de los circuitos digitales, en la construcción de
un circuito sumador simple se requiere de algunas compuertas lógicas.
La construcción de una
computadora digital requiere de muchos circuitos o dispositivos electrónicos.
El principal paso tomado en la computadora fue hacer que el dato fuera
almacenado en memoria como una forma de palabra digital. La idea de almacenar
programas fue muy importante.
La tecnología de los
circuitos de estado sólido evolucionó en la década de los años 50's. El uso del
material silicio de bajo costo y
con métodos de producción masiva, hicieron al transistor
ser el más usado para el diseño de circuitos. Por lo tanto el diseño de la
computadora digital fue un gran avance del cambio para remplazar al
tubo al vacío (bulbo) por el transistor a finales de los años 50's.
A principios de los años
60's, el arte de la construcción de computadoras de estado sólido se
incrementó y surgieron las tecnologías en circuitos digitales como: RTL (Lógica
Transistor Resistor), DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor
Transistor), ECL (Lógica Complementada Emisor).
A mediados de los años 60's
se producen las familias de lógica digital, dispositivos en escala SSI y MSI
que corresponden a pequeña y mediana escala de integración de componentes en
los circuitos de fabricación. A finales de los años 60's y principios de los
años 70's surgieron los LSI (gran escala de integración ). La tecnología LSI
fue haciendo posible más y más circuitos digitales en un circuito integrado.
Pero pocos circuitos LSI fueron producidos, los dispositivos de memoria fueron
un buen ejemplo.
Las primeras calculadoras
electrónicas requerían de 75 a 100 circuitos integrados. Después se dio un paso
importante en la reducción de la arquitectura de la computadora a un circuito
integrado simple, resultando un circuito que fue llamado el microprocesador.
El primer microprocesador
fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una
calculadora, y resultaba revolucionario para su época. Contenía 2.300
transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000
operaciones por segundo.
El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008,
desarrollado en 1979 para su empleo en terminales informáticos. El
Intel 8008 contenía 3.300 transistores. El primer microprocesador realmente
diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits,
que contenía 4.500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por
segundo. Los microprocesadores modernos tienen una capacidad
y velocidad mucho mayores. Entre ellos figuran el
Intel Pentium Pro, con 5,5 millones de transistores; el
UltraSparc-II, de Sun Microsystems, que contiene 5,4 millones de transistores;
el PowerPC 620, desarrollado conjuntamente por Apple, IBM y Motorola, con 7
millones de transistores, y el Alpha 21164A, de Digital Equipment Corporation,
con 9,3 millones de transistores.
El
Microprocesador
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 nos ayudará a entender el microprocesador.
El microprocesador hizo
posible la manufactura de poderosas 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 microprocesadora (MPU). En
otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos.
En un microprocesador
podemos diferenciar diversas partes:
El
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.
La
memoria cache: es una memoria ultrarrápida que emplea el
micro para tener a mano ciertos datos que predeciblemente serán utilizados en
las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria
RAM reduciendo el tiempo de espera. Por ejemplo: en una biblioteca,
en lugar de estar buscando cierto libro a través de
un banco de ficheros de papel se utiliza las computadoras, y gracias
a la memoria cache, obtiene de manera rápida la información. Todos
los micros compatibles con PC poseen la llamada cache interna de primer nivel
o L1; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está
encapsulada junto a él. Los micros más modernos (Pentium III Coppermine,
Athlon Thunderbird, etc.) incluyen también en su interior otro nivel de caché,
más grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.
Coprocesador
Matemático: o correctamente la FPU (Unidad de coma
flotante). Que es la parte del micro especializada en esa clase de
cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del micro en otro
chip. Esta parte está considerada como una parte "lógica" junto con
los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos.
Los
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
CPU los utiliza en algunas operaciones en total son treinta y dos registros.
La
memoria: es el lugar donde el procesador encuentra sus
instrucciones de programa y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones
están almacenados en memoria, y el procesador los toma de ahí. La memoria es
una parte interna de la computadora y su función esencial es
proporcionar un espacio de trabajo para el procesador.
Puertos: es
la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es
parecido 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 un número de teléfono para
llamar al circuito o a partes especiales.
Existen características
fundamentales que son esenciales para identificar un microprocesador, a parte
del nombre que se le dan y marca o compañía por la que fue fabricada.
Los cuales son:
Su ancho de bus (medido en
bits).
La velocidad con que
trabajan (medida en hertzios): existen dos tipo de velocidades de los micros
hoy en día, velocidad interna la velocidad a la que funciona el micro
internamente (200, 333, 450... MHz); y velocidad externa o del bus o también
"velocidad del FSB"; la velocidad a la que se comunican el micro y la
placa base, para poder abaratar el precio de ésta.
Típicamente, 33, 60, 66, 100 ó 133 MHz.
Pasos Para La Elaboración De
Un Microprocesador
Para la elaboración de un
microprocesador este tiene que ser elaborado bajo un extremo cuidado para que
ninguna partícula de alguna clase afecte su elaboración.
Los
pasos son:
1) Hace usa del CAD. Para
diseñar la estructura del chip y crear la lógica de cada circuito.
Aunque un chip puede contener hasta treinta capas, por lo general hay de 10 a
20 capas tramadas de diversos materiales; cada capa cumple un propósito
diferente. En el diseño de circuitos de varias capas, cada una tiene una clave
de color para que el diseñador pueda distinguirlas.
2) Creación de la plantilla.
El dibujo computarizado del diseñador del producto se convierte en
una plantilla o retícula, que consiste en una placa de vidrio o de
cuarzo con un material opaco (como el cromo) formado para crear el diseño. El número
de capas depende de la complejidad de la lógica del chip. Cuando se combinan
todas ellas crean los millones de transistores y circuitos que componen la
arquitectura del micro.
3) Creación de los cilindros
del silicio. El silicio derretido se vierte en moldes redondos. Ya que el
silicio la segunda sustancia más abundante se usa en la fabricación de
circuitos integrados. Al silicio también se le llama granos de arena
inteligente.
4) Como se cortan las obleas
de silicio. Al cilindro del silicio se le da forma y se la prepara antes de
rebanarlo en obleas después las mismas se pulen y se les dan un acabado
perfecto.
5) Vestido de conejos. Para
mantener limpio el ambiente, los trabajadores usan trajes ajustados
Gor-tex. Para ponerse estos trajes se siguen procedimientos de 100
pasos.
6) La casa se mantiene
limpia. De todos los poros del techo de la planta fabricante fluye aire limpio
que luego pasa a través de agujeros en el suelo, hacía un sistema de
filtración. Una habitación normal contiene unos 15 millones de partículas de
polvo por pie cúbico, pero una habitación limpia, hay menos de una partícula
por pie cúbico. Todo el aire del cuarto limpio se remplaza siete veces por
minuto.
Algunas partes del proceso de
fabricar los micros se realizan con luz amarilla, debido a que las
obleas están revestidas con un material fotosensible llamado fotoresist antes
de imprimir el siguiente diseño en la superficie de la oblea de silicio.
7) Las obleas se revisten.
Las obleas de silicio que después contendrán varios tipos de chips se colocan
en un horno de oxígeno a 1250º c. En este horno, cada oblea se
reviste con otros minerales para crear las propiedades físicas
necesarias para producir los transistores y los interruptores en su superficie.
8) Como se graban las
obleas. En la superficie de la oblea se coloca el fotoresist lo que crea una
película que aceptara la imagen diseñada. Sobre la oblea se coloca la
plantilla y ambas se colocan en luz ultravioleta. De esta forma, el trazo de
los circuitos se transfiere a la oblea. Después se revela el fotoresist,
eliminando por lavado las partes no deseadas y dejando en la oblea la trama
trasferida. Se usa tecnología de plasma (gases supercalientes) para grabar
permanentemente la imagen de los circuitos en la oblea. Esta es una de
las técnicas empleadas en el proceso de grabación. La oblea regresa
al horno para recibir otro revestimiento, en el cual se grabará otra capa de
circuitos. Esto se repite por cada capa hasta que la oblea esté terminada.
9) El control de las obleas.
A lo largo de todo el proceso de manufactura se controla las obleas en ciertas
etapas de la fabricación se mide las capas para determinar su altura y
estructura química. Con estas mediciones se evalúa la medición del
proceso y se facilitan las modificaciones de procedimiento en tiempo
real.
10) Las obleas se perforan.
Este instrumento requiere solo un segundo para perforar 1440 diminutos
agujeros. Estos agujeros permiten la interconexión de las capas de los
circuitos. Cada capa debe estar perfectamente alineada(en rangos de diez
milésimas de milímetros con las otras).
11) Las obleas grabadas se
remueven. El resultado del proceso de revestimiento y grabación de una oblea de
silicio que contiene de 100 a 400 circuitos integrados, cada uno de los
cuales están formados por millones de transistores.
12) Las obleas se montan. Cada
oblea se monta en al vacío en una cinta de película de lente con marco de
metal. La oblea de marco de metal se coloca cerca de la cinta; después las tres
partes se cámara se cargan en una cámara de vacío. El vacío hace que se
desplace suavemente hacía la parte tercera del marco de metal.
13) Corte de obleas. Con una
sierra de borde de diamante del grueso de un cabello se separa la oblea en cada
procesador individual conocido como dado. El residuo de agua mantiene
baja la temperatura de la superficie, después del corte, las obleas
se lavan con agua a alta presión en algunas ocasiones se usan láseres
especiales para cortar la oblea.
14) El dado se adhiere. Cada
dado se adhiere a una sustancia epoxica de plata del área central de un marco
de plomo con terminales. El dado se separa de la cinta mediante la cinta
mediante agujas que salen de abajo para empujarlo, mientras una punta al vacío
lo levanta desde arriba. Después, los marcos de plomo se calientan en un horno
para que cure el epoxico. El mapa de la oblea creado en prueba indica al equipo
de colocación de dados qué marco colocar en el marco de plomo.
15) Empaque de los
chips. Los chips están puestos encapsulados de cerámica o metal. Los
encapsulados tienen conectores de pins eléctricos estándar que permiten que el
chip sea conectado cómodamente en tarjetas de circuitos. Dado que los pins
tienden a corroerse, los conectores son la parte más vulnerable en un sistema
de computación. Para evitar la corrosión y mala conexión de uno
de ellos los pins de algunos conectores están hechos de oro.
16) Los chips se prueban.
Cada chip se prueba para evaluar la funcionalidad y ver a qué velocidad pueden
almacenar y recuperar información. La velocidad del chip (tiempo de acceso) se
mide en nano-segundos (millonésima de segundo, 1/1,000,000,000).Los
requerimientos de precisión son tan grandes que se llega a encontrar defectuosa
hasta la mitad de los chips. El los chips defectuosos se coloca una gota de
tinta.
17) La quema. Este horno de
quema efectúa pruebas de rendimiento con cada chip simulando
condiciones reales de uso. Se prueba cada chip pasando la información y
solicitándosela, para garantizar que recibe, almacena y envía los datos
correctos.
18) Exploración. Todos los
chips son analizados mediante instrumentos ópticos y/ o de láser para
descubrir cualquier curvatura o guías faltantes o mal formadas.
19) Creación de las tarjetas
de circuitos. Mediante el equipo robotizado se coloca con precisión los
diversos chips en la soldadura y los contactos. Las tarjetas
terminadas después se calientan en el horno de reflujo, para que el plomo y la
soldadura se unan fundiéndose y se fije el chip en la tarjeta de circuitos
impresos.
20) Instalación de los
chips. Las tarjetas de circuitos terminados se instalan en computadoras en
miles de otros dispositivos controlados por computadora.
Los microprocesadores deben cumplir
con ciertas capacidades, la primera leer y escribir información en la memoria
de la computadora. Esto es decisivo ya que en las instrucciones del programa
que ejecuta el microprocesador y los datos sobre los cuales trabaja están
almacenados temporalmente en esa memoria. La otra capacidad es reconocer y
ejecutar una serie de comandos o instrucciones proporcionados por los
programas. La tercera capacidad es decirle a otras partes de la computadora lo
que deben de hacer, para que el micro pueda dirigir la operación a la
computadora. En pocas palabras los circuitos de control de la MPU o
microprocesador tienen la función de decodificar y ejecutar el programa (un
conjunto de instrucciones para el procesamiento de los datos).
Tal como está el mundo,
podríamos decir que cualquiera que tenga más de un mes en el mercado. De
todas formas, aquí vamos a suponer antiguo a todo micro que no sea un Pentium o
similar (K5, K6, 6x86, Celeron...).
8086, 8088, 286 Se caracterizan por ser todos prehistóricos y de rendimiento similar. Los ordenadores con los dos primeros eran en ocasiones conocidos como ordenadores XT, mientras que los que tenían un 286 (80286 para los puristas) se conocían como AT.
8086, 8088, 286 Se caracterizan por ser todos prehistóricos y de rendimiento similar. Los ordenadores con los dos primeros eran en ocasiones conocidos como ordenadores XT, mientras que los que tenían un 286 (80286 para los puristas) se conocían como AT.
En España se vendieron muchos ordenadores con
estos micros por la firma Amstrad, por ejemplo.
Ninguno era de 32 bits, sino
de 8 ó 16, bien en el bus interno o el externo. Esto significa que los datos
iban por caminos (buses) que eran de 8 ó 16 bits, bien por dentro del chip o
cuando salían al exterior, por ejemplo para ir a la memoria. Este número
reducido de bits (un bit es la unidad mínima de información en electrónica)
limita sus posibilidades en gran medida.
Un chip de estas
características tiene como entorno preferente y casi único el DOS, aunque puede
hacerse correr Windows 3.1 sobre un 286 a 16 ó 20 MHz si las
aplicaciones que vamos a utilizar no son nada exigentes; personalmente, he
usado el procesador de textos AmiPro 1.2 en Windows 3.1 en un 286 y
sólo era cuestión de tomármelo con calma (mucha calma cuando le mandaba
imprimir, eso sí).
Sin embargo, si tiene un
ordenador así, no lo tire; puede usarlo para escribir textos (con algún
WordPerfect antiguo), para jugar a juegos antiguos pero adictivos
(como el Tetris, Prince of Persia, y otros clásicos), o incluso para navegar
por Internet, sobre todo si el monitor es VGA y tiene un módem
"viejo" (por ejemplo un 14.400).
386, 386 SX
Estos chips ya son más
modernos, aunque aún del Neolítico informático. Su ventaja es que son de 32
bits; o mejor dicho, el 386 es de 32 bits; el 386 SX es de 32 bits
internamente, pero de 16 en el bus externo, lo que le hace hasta un 25% más
lento que el original, conocido como DX.
Resulta curioso que el más
potente sea el original, el 386. La versión SX fue sacada al mercado por Intel
siguiendo una táctica comercial típica en esta empresa: dejar adelantos
tecnológicos en reserva, manteniendo los precios altos, mientras se
sacan versiones reducidas (las "SX") a precios más bajos.
La cuestión es que ambos
pueden usar software de 32 bits, aunque si lo que quiere usar es
Windows 95 ¡ni se le ocurra pensar en un 386! Suponiendo que tenga suficiente
memoria RAM, disco, etc., prepárese para esperar horas para realizar
cualquier tontería.
Su ámbito natural es DOS y
Windows 3.x, donde pueden manejar aplicaciones bastante profesionales
como Microsoft Word sin demasiados problemas, e incluso navegar
por Internet de forma razonablemente rápida. Si lo que quiere es multitarea y
software de 32 bits en un 386, piense en los sistemas operativos OS/2
o Linux (¡este último es gratis!).
486, 486 SX, DX, DX2 y DX4
La historia se repite,
aunque esta vez entra en el campo del absurdo de la mano del márketing
"Intel Inside". El 486 es el original, y su nombre completo es
80486 DX; consiste en:
un corazón 386 actualizado,
depurado y afinado;
un coprocesador matemático
para coma flotante integrado;
una memoria caché (de 8 Kb
en el DX original de Intel).
Es de notar que la puesta a
punto del núcleo 386 y sobre todo la memoria caché lo hacen mucho más rápido,
casi el doble, que un 386 a su misma velocidad de reloj (mismos MHz). Hasta
aquí el original; veamos las variantes:
486 SX: un DX sin coprocesador
matemático. ¿Que cómo se hace eso? Sencillo: se hacen todos como DX y se quema
el coprocesador, tras lo cual en vez de "DX" se escribe
"SX" sobre el chip. Dantesco, ¿verdad? Pero la teoría dice
que si lo haces y lo vendes más barato, sacas dinero de alguna forma.
Lo dicho, alucinante.
486 DX2: o el
"2x1": un 486 "completo" que va internamente el doble de
rápido que externamente (es decir, al doble de MHz). Así, un 486 DX2-66 va a 66
MHz en su interior y a 33 MHz en sus comunicaciones con la placa (memoria,
caché secundaria...). Buena idea, Intel.
486 DX4: o cómo hacer que
3x1=4. El mismo truco que antes, pero multiplicando por 3 en vez de por 2
(DX4-100 significa 33x3=99 ó, más o menos, 100). ¿Que por qué no se llama DX3?
Márketing, chicos, márketing. El 4 es más bonito y grande...
En este terreno Cyrix y AMD
hicieron de todo, desde micros "light" que eran 386 potenciados (por
ejemplo, con sólo 1 Kb de caché en vez de 8) hasta chips muy buenos como el que
usé para empezar a escribir esto: un AMD DX4-120 (40 MHz por 3), que rinde casi
(casi) como un Pentium 75, o incluso uno a 133 MHz (33 MHz por 4 y con 16 Kb de
caché!!).
Por cierto, tanto
"por" acaba por generar un cuello de botella, ya que hacer pasar 100
ó 133 MHz por un hueco para 33 es complicado, lo que hace que más que
"x3" acabe siendo algo así como "x2,75" (que tampoco está
mal). Además, genera calor, por lo que debe usarse un disipador de cobre y
un ventilador sobre el chip.
En un 486 se puede hacer de
todo, sobre todo si supera los 66 MHz y tenemos suficiente RAM; por ejemplo, yo
hice gran parte de estas páginas, que no es poco.
Pentium MMX
Es un micro propio de
la filosofía Intel. Con un gran chip como el Pentium Pro ya en el
mercado, y a 3 meses escasos de sacar el Pentium II, decidió estirar un
poco más la tecnología ya obsoleta del Pentium clásico en vez de ofrecer esas
nuevas soluciones a un precio razonable.
Así que se inventó un nuevo
conjunto de instrucciones para micro, que para ser modernos tuvieran que ver
con el rendimiento de las aplicaciones multimedia, y las llamó MMX
(MultiMedia eXtensions). Prometían que el nuevo Pentium, con las MMX y el doble
de caché (32 KB), podía tener ¡hasta un 60% más de rendimiento!!
Disculpen si respondo: ¡y
unas narices! En ocasiones, la ventaja puede llegar al 25%, y sólo en
aplicaciones muy optimizadas para MMX (ni Windows 95 ni Office lo
son, por ejemplo). En el resto, no más de un 10%, que además se debe casi en
exclusiva al aumento de la caché interna al doble.
¿La ventaja del chip, entonces?
Que su precio final acaba siendo igual que si no fuera MMX. Además, consume y
se calienta menos por tener voltaje reducido para el núcleo del chip (2,8 V).
Por cierto, el modelo a 233 MHz (66 MHz en placa por 3,5) está tan
estrangulado por ese "cuello de botella" que rinde poco más que el
200 (66 por 3).
Pentium II
¿El nuevo super-extra-chip?
Pues no del todo. En realidad, se trata del viejo Pentium Pro, jubilado antes de
tiempo, con algunos cambios (no todos para mejor) y en una nueva y fantástica
presentación, el cartucho SEC: una cajita negra superchula que en vez de a un
zócalo se conecta a una ranura llamada Slot 1.
Los cambios respecto al Pro
son:
Optimizado para MMX (no
sirve de mucho, pero hay que estar en la onda, chicos); nuevo encapsulado y
conector a la placa (para eliminar a la competencia, como veremos); rendimiento
de 16 bits mejorado (ahora sí es mejor que un Pentium en Windows 95, pero a
costa de desaprovecharlo; lo suyo son 32 bits puros); caché secundaria
encapsulada junto al chip (semi-interna, como si dijéramos), pero a la mitad de
la velocidad de éste (un retroceso desde el Pro, que iba a la misma velocidad;
abarata los costes de fabricación).
Vamos, un chip "Pro
2.0", con muchas luces y algunas sombras. La mayor sombra, su método de
conexión, el "Slot 1"; Intel lo patentó, lo que es algo así como
patentar un enchufe cuadrado en vez de uno redondo (salvando las distancias, no
nos pongamos puristas). El caso es que la jugada buscaba conseguir que los PC
fueran todos marca Intel; ¡y decían que los sistemas propietarios eran cosa de
Apple!
Eso sí, durante bastante
tiempo fue el mejor chip del mercado, especialmente desde que se dejó de
fabricar el Pro.
AMD K6
Un chip meritorio, mucho
mejor que el K5. Incluía la "magia" MMX, aparte de un diseño interno
increíblemente innovador y una caché interna de 64 KB (no hace demasiado, ese
tamaño lo tenían las cachés externas; casi da miedo).
Se "pincha" en un
zócalo de Pentium normal (un socket 7, para ser precisos) y la caché secundaria
la tiene en la placa base, a la manera clásica. Pese a esto, su rendimiento es
muy bueno: mejor que un MMX y sólo algo peor que un II, siempre que se pruebe
en Windows 95 (NT es terreno abonado para el Pentium II).
Aunque es algo peor en
cuanto a cálculos de coma flotante (CAD y juegos), para oficina es la
opción a elegir en todo el mundo... excepto España. Aquí nos ha encantado lo de
"Intel Pentium Inside", y la gente no compra nada sin esta frase, por
lo que casi nadie lo vende y mucho menos a los precios ridículos de lugares
como EEUU o Alemania. Oferta y demanda, como todo; no basta
con una buena idea, hay que convencer. De todas formas, hasta IBM lo usa en
algunos de sus equipos; por algo será.
6x86MX (M2) de Cyrix (o IBM)
Nada que añadir a lo dicho
sobre el 6x86 clásico y el K6 de AMD; pues eso, un chip muy bueno para trabajo
de oficinas, que incluye MMX y que nunca debe elegirse para CAD o juegos (peor
que los AMD).
Celeron (Pentium II light)
En breve: un Pentium II sin
la caché secundaria. Pensado para liquidar el mercado de placas base tipo
Pentium no II (con socket 7, que se dice) y liquidar definitivamente a AMD y
otras empresas molestas que usan estas placas. Esta gente de Intel no
tiene compasión, sin duda...
Muy poco recomendable,
rendimiento mucho más bajo que el de Pentium II, casi idéntico al del
Pentium MMX.
AMD K6-2 (K6-3D)
Consiste en una revisión del
K6, con un núcleo similar pero añadiéndole capacidades 3D en lo que AMD llama
la tecnología 3DNow! (algo así como un MMX para 3D).
Además, generalmente trabaja
con un bus de 100 MHz hacia caché y memoria, lo que le hace rendir igual que un
Pentium II en casi todas las condiciones e incluso mucho mejor que éste
cuando se trata de juegos 3D modernos (ya que necesitan estar optimizados para
este chip o bien usar las DirectX 6 de Microsoft).
Desarrollo De Los
Microprocesadores Intel
Procesador
|
Fecha de
presentación
|
Velocidad
de reloj
|
Ancho
de bus
|
Número de
transistores
|
Memoria
direccionable
|
Memoria
virtual
|
Breve
descripción
|
4004
|
15/11/71
|
108 KHz.
|
4 bits
|
2.300 (10 micras)
|
640 byte
|
Primer chip con manipulación
aritmética
|
|
8008
|
1/4/72
|
108 KHz.
|
8 bits
|
3.500
|
16 KBytes
|
Manipulación Datos/texto
|
|
8080
|
1/4/74
|
2 MHz.
|
8 bits
|
6.000
|
64 KBytes
|
10 veces las (6
micras) prestaciones del 8008
|
|
8086
|
8/6/78
|
5 MHz.
8 MHz.
10 MHz.
|
16 bits
|
29.000
(3 micras)
|
1 MegaByte
|
10 veces las prestaciones
del 8080
|
|
8088
|
1/6/79
|
5 MHz.
8 MHz.
|
8 bits
|
29.000
|
Idéntico al 8086 excepto
en su bus externo de 8 bits
|
||
80286
|
1/2/82
|
8 MHz.
10 MHz.
12 MHz.
|
16 Bits
|
134.000
(1.5 micras)
|
16 Megabytes
|
1 Gigabyte
|
De 3 a 6 veces las
prestaciones del 8086
|
Microprocesador
Intel 386 DX®
|
17/10/85
|
16 MHz.
20 MHz.
25 MHz.
33 MHz.
|
32 Bits
|
275.000
(1 micra)
|
4 Gigabytes
|
64 Terabytes
|
Primer chip x86 capaz de
manejar juegos de datos de 32 bits
|
Microprocesador
Intel 386 SX®
|
16/6/88
|
16 MHz.
20 MHz.
|
16 Bits
|
275.000
(1 micra)
|
4 gigabytes
|
64
Terabytes
|
Bus capaz de direccionar
16 bits procesando 32bits a bajo coste
|
Microprocesador
Intel 486 DX®
|
10/4/89
|
25 MHz.
33 MHz.
50 MHz.
|
32 Bits
|
(1 micra, 0.8 micras en 50
MHz.)
|
4 Gigabytes
|
64
Terabytes
|
Caché de nivel 1 en el
chip
|
Microprocesador
Intel 486 SX®
|
22/4/91
|
16 MHz.
20 MHz.
25 MHz.
33 MHz.
|
32 Bits
|
1.185.000
(0.8 micras)
|
4 Gigabytes
|
64
Terabytes
|
Idéntico en diseño al
Intel 486DX, pero sin coprocesador matemático
|
Procesador
Pentium®
|
22/3/93
|
60 MHz.
66 MHz.
75 MHz.
90 MHz.
100 MHz.
120 MHz.
133 MHz.
150 MHz.
166 MHz.
200 MHz.
|
32 Bits
|
3,1 millones
(0.8 micras)
|
4 Gigabytes
|
64
Terabytes
|
Arquitectura escalable.
Hasta 5 veces las prestaciones del 486 DX a 33 MHz.
|
Procesador
PentiumPro®
|
27/3/95
|
150 MHz.
180 MHz.
200 MHz.
|
64 Bits
|
5,5 millones
(0.32 micras)
|
4 Gigabytes
|
64
Terabytes
|
Arquitectura de
ejecución dinámica con procesador de altas prestaciones
|
Procesador
PentiumII®
|
7/5/97
|
233 MHz.
266 MHz.
300 MHz.
|
64 Bits
|
7,5 millones
(0.32 micras)
|
4 Gigabytes
|
64
Terabytes
|
S.E.C., MMX, Doble Bus
Indep., Ejecución Dinámica
|
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