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Lanero Reconocido
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12 Dic 2003
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Buenas, este foro se llama CPU(Central Procesador Unit o en español Unidad Central de Procesamiento o Procesador :p), pero que es un procesador ?, que hace un procesador ?, como se hace un procesador?

Aqui todos sabemos q es un procesador xD.
Que saca calculos xD.
Y que se hace de silicio xD.

Estube buscando pero encontre muy poco sobre ellos, habia bastante informacion de las 2 primeras preguntas, pero de la ultima muyy poca.

Siempre dicen es un chip de silicio.. medio entendi q es un chip con millones de transistores. 1 o 2 miles de veces mas pequeños q un cabello,
ahora aja es de silicio solamente ? porque se utiliza silicio. tambien he leido q en el proceso le echan boro o fosforo y lo pasan por oxido de silicio. que otros elementos quimicos tienen q ver con la produccion de un procesador ? y porq ...

Bueno si saben de alguna pagina en español "PREFERIBLEMENTE!!" :D.

Gracias ^^

¿Que es un microprocesador y para que es utilizado?

Un microprocesador, también conocido como procesador, micro, chip o microchip (siglas en ingles CPU “central procesor unit”, y en español UCP “unidad central del procesamiento” ) es un conjunto de circuitos electrónicos altamente integrado para cálculo y control computacional, es un circuito lógico que responde y procesa las operaciones lógicas y aritméticas que hacen funcionar a nuestras computadoras. En definitiva, es su cerebro. Pero un procesador no actúa por propia iniciativa “todavía”, recibe constantemente órdenes de múltiples procedencias. Cuando encendemos nuestra computadora, lo primero que hace el micro es cumplir con las instrucciones de la BIOS (basic input/output system- sistema básico de entrada y salida), que forma parte de la memoria de la computadora. Una vez funcionando, además de la BIOS, será el sistema operativo y los programas instalados los que seguirán haciéndose obedecer por el microprocesador.

Pese a que los microprocesadores siempre nos hacen pensar en ordenadores, lo cierto es que están disponibles en multitud de ‘dispositivos’ que nos rodean habitualmente, como cámaras de fotografía o vídeo, coches, teléfonos móviles... No obstante, es cierto que aquellos que se emplean en las computadoras son los más potentes y complejos.

La CPU está compuesta por: registros, la Unidad de control, la Unidad aritmético-lógica, y dependiendo del procesador, una unidad en coma flotante.
• Un registro es una memoria de alta velocidad y poca capacidad, integrada en el microprocesador, que permite guardar y acceder a valores muy usados, generalmente en operaciones matemáticas. Los registros están en la cumbre de la jerarquía de memoria, y son la manera más rápida que tiene el sistema de almacenar datos. Los registros se miden generalmente por el número de bits que almacenan; por ejemplo, un "registro de 8 bits" o un "registro de 32 bits". Los registros generalmente se implementan en un banco de registros, pero antiguamente se usaban biestables individuales, memoria SRAM o formas aun mas primitivas.
• La unidad de control es la unidad incluida en la CPU encargada de leer las instrucciones máquina almacenadas en la memoria principal y de generar las señales de control necesarias para controlar y coordinar el resto de las unidades funcionales de un ordenador con el fin de ejecutar las instrucciones leídas.

• Se denomina Unidad Aritmético-Lógica (UAL) o ALU (Arithmetic and logical unit) a la unidad incluida en la CPU encargada de realizar operaciones aritméticas y lógicas sobre operandos que provienen de la memoria principal y que pueden estar almacenados de forma temporal en algunos registros de la propia unidad. Físicamente, la ALU es parte de la altamente integrada lógica-electrónica del microprocesador principal de cualquier computadora.

• Una Unidad de Punto Flotante (Floating Point Unit en inglés) es un componente de la CPU especializado en el cálculo de operaciones en coma flotante. Las operaciones básicas que toda FPU puede realizar son las aritméticas (suma y multiplicación), si bien algunos sistemas más complejos son capaces también de realizar cálculos trigonométricos y/o exponenciales. No todas las CPUs tienen una FPU dedicada. En ausencia de FPU, la CPU puede utilizar programas en micro código para emular una función en coma flotante a través de la unidad aritmético-lógica (ALU), la cual reduce el coste del hardware a cambio de una sensible pérdida de velocidad.

Cada fabricante de microprocesadores tendrá sus propias familias de estos, y cada familia su propio conjunto de instrucciones. De hecho, cada modelo concreto tendrá su propio conjunto, ya que en cada modelo se tiende a aumentar el conjunto de las instrucciones que tuviera el modelo anterior.
Se cree habitualmente que un microprocesador será mejor que otro si la frecuencia de micro es mayor, sin embargo, esto no es necesariamente cierto (se pueden tomar como ejemplo los procesadores AMD). Hay que tener en cuenta más parámetros para tener en cuenta el rendimiento que se aprovecha de cada ciclo. Así por ejemplo hay una clase de computadores de arquitectura CISC, que se caracterizan por tener un conjunto de instrucciones mas complejas que las de arquitectura RISC. Las instrucciones RISC se realizan en promedio más rápido, pero las CISC son más elaboradas. Funcionando a menor frecuencia, un CISC podría ser más eficiente. Lo más adecuado para medir con seguridad el rendimiento es realizar un benchmark.


¿Como se hace un procesador?

En resumidas cuentas quedaría asi:
1. Exposición. Se expone un capa de dióxido de silicio al calor y a determinados gases para lograr que crezca y obtener una lámina u oblea de silicio tan fina que es imperceptible al ojo humano.
2. Fotolitografía. Se aplica luz ultravioleta sobre la oblea a través de una plantilla. El dibujo de dióxido de silicio resultante se fija con productos químicos. Un procesador consta de varias de estas capas, cada una con una plantilla distinta y cada una más fina que la anterior.
3. Implantación de iones. La oblea es bombardeada con iones para alterar la forma en la que el silicio conduce la electricidad en esas zonas.
4. División. En cada oblea se han creado miles de micros. Una vez el trazado de su circuito ha sido comprobado, se cortan individualmente con una sierra de diamante.
5. Empaquetado. La parte más fácil. Cada micro se inserta en el paquete protector que le da la apariencia que todos conocemos y que le permitirá ser conectado a otros dispositivos.



Pero un poco mas extenso seria asi:

La primera etapa en la producción de un microprocesador es la creación de un sustrato de silicio de enorme pureza, una rodaja de silicio en forma de una oblea redonda pulida hasta quedar lisa como un espejo. En la etapa de oxidación se coloca una capa eléctricamente no conductora, llamada dieléctrico. El tipo de dieléctrico más importante es el dióxido de silicio, que se "cultiva" exponiendo la oblea de silicio a una atmósfera de oxígeno en un horno a unos 1.000º C. El oxígeno se combina con el silicio para formar una delgada capa de óxido de unos 75 angstroms de espesor (un ángstrom es una diezmilmillonésima de metro).
Casi todas las capas que se depositan sobre la oblea deben corresponder con la forma y disposición de los transistores y otros elementos electrónicos. Generalmente esto se logra mediante un proceso llamado fotolitografía, que equivale a convertir la oblea en un trozo de película fotográfica y proyectar sobre la misma una imagen del circuito deseado. Para ello se deposita sobre la superficie de la oblea una capa fotosensible cuyas propiedades cambian al ser expuesta a la luz. Los detalles del circuito pueden llegar a tener un tamaño de sólo 0,25 micras. Como la longitud de onda más corta de la luz visible es de unas 0,5 micras, es necesario emplear luz ultravioleta de baja longitud de onda para resolver los detalles más pequeños. Después de proyectar el circuito sobre la capa fotorresistente y revelar la misma, la oblea se graba: esto es, se elimina la parte de la oblea no protegida por la imagen grabada del circuito mediante productos químicos (un proceso conocido como grabado húmedo) o exponiéndola a un gas corrosivo llamado plasma en una cámara de vacío especial.
En el siguiente paso del proceso, la implantación iónica, se introducen en el silicio impurezas como boro o fósforo para alterar su conductividad. Esto se logra ionizando los átomos de boro o de fósforo (quitándoles uno o dos electrones) y lanzándolos contra la oblea a grandes energías mediante un implantador iónico. Los iones quedan incrustados en la superficie de la oblea.
En el último paso del proceso, las capas o películas de material empleadas para fabricar un microprocesador se depositan mediante el bombardeo atómico en un plasma, la evaporación (en la que el material se funde y posteriormente se evapora para cubrir la oblea) o la deposición de vapor químico, en la que el material se condensa a partir de un gas a baja presión o a presión atmosférica. En todos los casos, la película debe ser de gran pureza, y su espesor debe controlarse con una precisión de una fracción de micra.
Los detalles de un microprocesador son tan pequeños y precisos que una única mota de polvo puede destruir todo un grupo de circuitos. Las salas empleadas para la fabricación de microprocesadores se denominan salas limpias, porque el aire de las mismas se somete a un filtrado exhaustivo y está prácticamente libre de polvo.

¿Ahora porque se utiliza el silicio y no otro elemento?

Hasta ahora el silicio cumple con 3 cosas muy importantes, capacidad de miniaturizacion (aunque se dice que ya esta tocando el techo de su capacidad), buen conductor y disipador de calor, y gran capacidad conductoria.

Según un informe de chilehardware, intel dio a conocer una nueva forma de transistor mucho mejor que el silicio. Vease el link

http://chilehardware.com/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=1199

Todavias hay preguntas por investigar, asi q ire agregandolas luego ya que, son algo complicaditas de encontrar.
Uso del boro o fosforo
Esa capa verde que recubre el grabado de los transistores en el silicio etc.

Todo esto es mas o menos un resumen de lo mas imporatante de todos los links expuestos ;)
 
Se unió
3 Jun 2001
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Bueno intentemos q no se spamee el foro:

Me pregunto>>>> esto para alguna tarea?? si es asi google es tu amigo...


Para una de sus preguntas sobre el silicio... haciendolas cortas... por la explicacion de esto para mi es algo larga
Esto parte de la teoria de lo q hace un transistor y como lo hace, hay dos tipos de transistores (q conozco) los BJT y los FET y ya sus derivados, en si un transistor es como un llave de paso, y para q cumpla su cometido requiere de materiales especiales, semiconductores.
info de transistores (corta): http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor

ahora aja es de silicio solamente ?
No, para armar los transistores se usan otros elementos como pueden ser el Al, Sb etc depende de la tecnologia empleada

porque se utiliza silicio.
se usa solo silicio por sus propiedades electronicas (semiconductor porq tiene 4 e- de valencia), ahora han estado investigando en nuevos tipos de transistores mas pequenos q se calientan menos y estos usan otros materiales
http://www.chilehardware.com/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=739
http://chilehardware.com/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=1199

tambien he leido q en el proceso le echan boro o fosforo y lo pasan por oxido de silicio. que otros elementos quimicos tienen q ver con la produccion de un procesador ? y porq ...
Eso NPI...
 

ChX_! <2oo3>

Lanero Reconocido
Se unió
12 Dic 2003
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Oye Gracias por las respuestas.... Y no es para tarea xD... si fuera para tarea, deberian crear un foro de matematicas ¬¬.

Ando de vacaciones, y se me vino la pregunta y es algo q es verdad muchos sabemos que es un procesador pero pocos sabemos porq es de silicio, simple curiosidad, me parece sorprendente como hacen para hacer los transistores dentro del procesador ya q no existe maquina para trabajar a ese temaño lo imprimen con luz UV.

Voy a hacer un resumen de lo mas importante sobre esas 3 preguntas para colocarlo en mi 1er post y facilitarse para los demas laneros ;)...

EDITO

Al moderador muchas gracias.

Si quieres puedes cerrar el foro para evitar el spam, yo sigo investigando lo que falta, y luego te aviso para que modifiques.

Gracias
 

=-C3S4R.4.G-=

Lanero Reconocido
Se unió
1 Ago 2005
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esperen no lo cierrren tengo pregunticas

1. cuando hablan de q registros es una memoria de alta velocidad y poca

capacidad, integrada en el microprocesador, que permite guardar y

acceder a valores muy usados, significa esto q esa es la cache?

2. calculos de coma flotante es como operaciones con incognitas q se

usa en el algebra?

3. q hace q se midan los Mhz entre mas capas de silicion o de q consta

de q tenga mas velocidad

4. como se programa el procesador para realizar las operaciones aritmeticas

ojala no se le meta spam al forito q esta weno :'(
 
Se unió
3 Jun 2001
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cesar_g dijo:
esperen no lo cierrren tengo pregunticas

1. cuando hablan de q registros es una memoria de alta velocidad y poca
capacidad, integrada en el microprocesador, que permite guardar y
acceder a valores muy usados, significa esto q esa es la cache?
Bueno los registros son una "memoria" minima interna del procesador donde se almacenan datos o direcciones con las q se estan trabajando... se le denomina cache L1

2. calculos de coma flotante es como operaciones con incognitas q se
usa en el algebra?
no entiendo la pregunta... pero los calculos de coma flotante son operacion con numeros de coma flotante, es decir numeros reales

3. q hace q se midan los Mhz entre mas capas de silicion o de q consta de q tenga mas velocidad
La dependencia de los Mhz es debida a la capacidad de la respuesta de los componentes del procesador porq estos tienen un tiempo de setup y de threshold y es necesario q sean tenidos en cuenta o sino el componente no tendra un valor valido a la salida hasta q cumpla el tiempo requerido. Lo q hacemos cuando Overclokeamos es mirar hasta donde alcanzan los componentes, llegar al limite en muchos casos donde bajamos tanto los tiempos (aumentamos Frecuencia) q en el proesador o memoria ya hay componentes q no son capaz de entregar respuestas validas y por eso hay blokeos y datos errorenos cuando se hacen test como el prime95 o el SuperPi.

Para aumentar la velocidad se requieren de otros materiales o mejorar la capacidad de estos, tambien de posibles cambios en el diseño del propio procesador, de sus tuberias (pipes)

Una cosa: toda una Oblea de silicio se pudo hacer para q los nucleos trabajaran a X Mhz pero solo unos cuantos podran hacerlo (de los q salen bien, porq son muchos los q se dañan, esto es algo q AMD ha perfeccionado y es el mayor % de nucleos buenos por waffer) entonces el resto son probados a ver si trabajan a menores frecuencias,


4. como se programa el procesador para realizar las operaciones aritmeticas
ojala no se le meta spam al forito q esta weno :'(
A ver el procesador es una makina y esta es toda fisica y trabaja con operaciones logicas, uno le entrega una instruccion de X bits y apartir de esta realiza operaciones, y para realizar tareas aritmeticas hay q saber el set de instrucciones q maneja.

este es una muestra del set de instrucciones soportadas por el procesador MIPS R2000
 
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