Este documento describe la historia y evolución del microprocesador desde su invención en la década de 1970 hasta la actualidad. Explica el funcionamiento básico del microprocesador, el proceso de fabricación de chips de silicio y los avances tecnológicos que han permitido aumentar la velocidad y capacidad de los microprocesadores a lo largo de los años.

1. Nuevas generaciones de microprocesadores..

2. Historia del microprocesadorEl 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.

3. ¿Quien lo invento y cuando?Este microprocesador se presentó el 22 de marzo de 1993 con velocidades iniciales de 60 y 66 MHz (112 millones de instrucciones por segundo en el último caso), 3.100.000 transistores (fabricado con el proceso BICMOS (Bipolar-CMOS) de 0,8 micrones), caché interno de 8 KB para datos y 8 KB para instrucciones, verificación interna de paridad para asegurar la ejecución correcta de las instrucciones, una unidad de punto flotante mejorada, bus de datos de 64 bit para una comunicación más rápida con la memoria externa y, lo más importante, permite la ejecución de dos instrucciones simultáneamente. El chip se empaqueta en formato PGA (Pin GridArray) de 273 pines

4. ¿Qué es un microprocesador?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.

5. Evolucion del los microprocesadoresEl 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

6. microprocesadoresLos microprocesadores que alcanzan 1 GHz utilizan cobre para mandar señales y que tienen características extremadamente pequeñas fueron presentados a los técnicos en la International Solid-StateCircuitsConference. “Estas siete conferencias ilustran el estado del arte en la tecnología y diseño de alto desarrollo”, así presentó el evento Ted Williams, director de herramientas de integración a gran escala de AMD. En esta convención, IBM ofreció tres conferencias, la primera de ellas describiendo una versión a 1 GHz del procesador PowerPC. El chip está “proyectado como un vehículo para explorar el circuito, la velocidad del reloj, la microarquitectura y las opciones de metodología para procesadores de alta frecuencia”, explicó Joel Silberman, miembro de los laboratorios Watson Research de IBM en Nueva York. El prototipo implementa un subconjunto del paquete de instrucciones de PowerPC.

7. Un procesador PowerPC que emplea la tecnología de interconexión de cobre de IBM fue descrito por Norman Rohrer, ingeniero de IBM en Vermont. quien declaró que “continuando con la operación de bajo voltaje y mejoras en el diseño lógico, la interconexión de cobre ayuda a aumentar el rendimiento en un 77 por ciento en comparación con los existentes procesadores con interconexión de aluminio”. Por su parte, Salvatore Storino, jefe de equipo para los circuitos a medida para cálculos a coma fija en el grupo de servidores de IBM en Minnesota, presentó un procesador PowerPC que es más cercano al uso comercial. Empleado en un ordenador AS/400, la CPU puede “aumentar la capacidad de procesamiento por cada procesador único en un 30 por ciento y algo similar en las operaciones de multiprocesador en total, como resultado de implementar hardware multihilo”, según Storino.

8. En la primera de las dos ponencias que describían los procesadores de arquitectura x86, R. Wallace, jefe de diseño de producto lógico de Intel detalló la CPU Deschutes de 0,25 micras que Intel utilizará para procesadores a medida para móviles, ordenadores de sobremesa, servidores y aplicaciones de bajo coste. La CPU es empleada en el procesador Pentium II a 333 MHz presentado recientemente. Otras ponencias giraron en torno a la nueva versión 3D del procesador K6 de AMD que emplea la tecnología de las 0,25 micras. Por último, Digital explicó su procesador StrongARM de 32 bits a 200 MHz que necesita únicamente 0,25 vatios.

11. funcionamientoDesde el punto de vista lógico, singular y funcional, el microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad aritmético-lógica, y dependiendo del procesador, puede contener una unidad en coma flotante.El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases:PreFetch, pre lectura de la instrucción desde la memoria principal.Fetch, envío de la instrucción al decodificadorLectura de operandos (si los hay).

12. Ejecución, lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento.Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se conecta a un circuito PLL, normalmente basado en un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo. Este reloj, en la actualidad, genera miles de MHz. Un microprocesador es un sistema abierto con el que puede construirse un computador con las características que se desee acoplándole los módulos necesarios.

13. fabricacionProcesadores de silicioEl proceso de fabricación de un microprocesador es muy complejo. Todo comienza con un buen puñado de arena (compuesta básicamente de silicio), con la que se fabrica un monocristal de unos 20 x 150 centímetros. Para ello, se funde el material en cuestión a alta temperatura (1.370 °C) y muy lentamente (10 a 40 mm por hora) se va formando el cristal.De este cristal, de cientos de kilos de peso, se cortan los extremos y la superficie exterior, de forma de obtener un cilindro perfecto. Luego, el cilindro se corta en obleas de 10 micras de espesor, la décima parte del espesor de un cabello humano, utilizando una sierra de diamante. De cada cilindro se obtienen miles de obleas, y de cada oblea se fabricarán varios cientos de microprocesadores.

14. silicio

15. Estas obleas son pulidas hasta obtener una superficie perfectamente plana, pasan por un proceso llamado “annealing”, que consiste en someterlas a un calentamiento extremo para remover cualquier defecto o impureza que pueda haber llegado a esta instancia. Después de una supervisión mediante láseres capaz de detectar imperfecciones menores a una milésima de micra, se recubren con una capa aislante formada por óxido de silicio transferido mediante deposición de vapor.De aquí en adelante, comienza el proceso del "dibujado" de los transistores que conformarán a cada microprocesador. A pesar de ser muy complejo y preciso, básicamente consiste en la “impresión” de sucesivas máscaras sobre la oblea, sucediéndose la deposición y eliminación de capas finísimas de materiales conductores, aislantes y semiconductores, endurecidas mediante luz ultravioleta y atacada por ácidos encargados de remover las zonas no cubiertas por la impresión. Salvando las escalas, se trata de un proceso comparable al visto para la fabricación de circuitos impresos. Después de cientos de pasos, entre los que se hallan la creación de sustrato, la oxidación, la litografía, el grabado, la implantación iónica y la deposición de capas; se llega a un complejo "bocadillo" que contiene todos los circuitos interconectados del microprocesador.

17. Gracias por la atencion prestadaFin de la presentacion