Significado de Microprocesador

El corazón informático

¿Qué es un microprocesador?

Es la mente de la computadora (arquitectura x86) o del smartphone (arquitectura ARM), que ejecuta las órdenes y organiza los recursos disponibles, evolucionando cada año. Si bien Intel y AMD son las marcas típicas que uno relaciona con este campo, características de la arquitectura x86 propia de la PC, existen numerosos fabricantes, tales como IBM, Qualcomm, Motorola, nVidia, Samsung, Dell, entre otras.

Cronología histórica: funciones y tipos de arquitecturas

El primer microprocesador basado en la tecnología del silicio fue el Intel 4004 de 4 bits lanzado al mercado en 1971 y pensado inicialmente para su uso en calculadoras digitales. Sus virtudes, centradas principalmente en la velocidad y en el reducido tamaño con gran funcionalidad, se veían como una solución para miniaturizar en el futuro los grandes y costosos equipos informáticos.

El primer paso en este sentido se dio justo un año después, en 1972, con el lanzamiento comercial del 8008 de 8 bits, ya dirigido a su uso en microcomputadoras. El sufijo “micro” indica que sus capacidades eran muy inferiores a las de una computadora convencional, aunque también lo era su tamaño, permitiendo abaratar costes y facilitando la entrada de la informática (en este caso también hablamos de microinformática) en organizaciones de menor tamaño, e incluso en la vida de los particulares.

En 1974, la misma Intel -pionera protagonista en solitario de estos primeros años de la revolución digital- lanza el microprocesador 8080 de ocho bits, el primero considerado realmente de propósito general.

Al año siguiente, 1975, AMD (compañía fundada en 1969, un año más tarde que Intel) lanza al mercado el Am9080, un clon del 8080 creado mediante ingeniería inversa.

Un punto y aparte en la historia de microprocesador supuso el lanzamiento del 8086 de 16 bits en 1978 por parte de la misma Intel, el micro que establecía las bases de la arquitectura x86 que a posteriori acabaría dominando el mercado. No obstante, y debido a la falta de aplicaciones de 16 bits, se lanzó una versión de 8 bits del mismo chip al año siguiente: el 8088.

Sería precisamente este último el que, en 1981, equiparía el primer IBM PC y posteriormente sus clones, pavimentando el camino al dominio del mercado de la arquitectura x86, de la propia Intel, e indirectamente de Microsoft y el MS-DOS, posteriormente Windows.

También en 1979 Motorola introducía en el mercado la serie 68000 con una arquitectura propia conocida como m68k, la cual equiparía a sagas de microcomputadoras como los Commodore Amiga, las Apple Lisa y Mac, o las Atari ST, además de ser utilizados en máquinas recreativas, terminales y otras aplicaciones.

Todavía nos queda una arquitectura que ha marcado historia pendiente de entrar al mercado: la RISC, a partir de 1985. ARM, que actualmente se utiliza en los microprocesadores de todos los smartphones, nacería un año después, en 1986, aunque no disfrutaría de éxito hasta que los teléfonos móviles empezaron a sofisticarse y, sobretodo, a partir de la introducción del primer iPhone en 2007.

El dominio de la plataforma PC llevó a la desaparición de plataformas competidoras como las de Commodore y Atari, y el agotamiento de la plataforma Motorola 68k llevó a la misma Motorola junto a Apple (principal usuaria de sus microprocesadores) e IBM (interesada en romper la hegemonía de Intel) a desarrollar una nueva arquitectura, la PowerPC, que vio la luz en 1992, siendo adoptada rápidamente por la compañía de Steve Jobs.

Ésta, finalmente, sería dejada de lado por la misma Apple en favor de la arquitectura x86 a partir de 2006, aunque los muchachos de Cupertino buscaron diferenciar sus computadoras de lo que es un PC convencional mediante trucos de firmware para ser los únicos sistemas que ejecuten el macOS.

Mientras, la arquitectura x86 evolucionaba, pasando de los 16 a los 32 bits con el 80386 (conocido también simplemente como 386) de 1985, y de los 32 a los 64 bits (arquitectura x86-64) con el AMD K8 de 2003.

Curiosamente, en este campo, AMD le tomó la delantera a Intel, realizando la especificación de la plataforma x86 de 64 bits retrocompatible con la de 32 (es decir, que puede utilizar el mismo software), cuando Intel había creado una arquitectura de 64 bits, la IA-64 (conocida como Itanium), incompatible con la x86 de 32 bits, e introducida en el mercado en 2001.

La arquitectura Itanium, por su parte, ha quedado reservada para servidores y grandes máquinas corporativas, e Intel ha anunciado el fin de su vida para 2021.

En 2006 Intel vuelve a revolucionar el mercado con la introducción de su línea de microprocesadores Core 2 Duo, los primeros multinúcleo. Esto significa que en cada microchip podíamos encontrar uno, dos o cuatro núcleos de procesamiento.

Actualmente, incluso los microprocesadores ARM para dispositivos móviles cuentan con varios núcleos de procesamiento, llegando en servidores y máquinas de alto rendimiento a dieciséis núcleos por cada microprocesador.

Arquitectura de un microprocesador

La arquitectura de un microprocesador moderno comienza en una o varias CPUs, que son unidades de computación general. También incluyen un coprocesador matemático, especializado en la realización de cálculos en coma flotante, una memoria caché para acelerar las operaciones, los registros (un tipo de memoria de pequeño tamaño para su uso por parte de las instrucciones), y los puertos, que son los que permiten la comunicación del micro con el mundo exterior.

Todo ello se encuentra, mapeado en una oblea de silicio, dentro de un encapsulado dotado de una serie de pines para su conexión a la placa base. Estos pines son la interfaz por la que circulan las comunicaciones en forma de impulsos eléctricos, y que permiten al micro comunicarse con el resto de los componentes conectados a la misma placa base, como la memoria RAM, las unidades de almacenamiento, o los puertos de E/S.