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Componentes de un Ordenador: CPU y sus tipos.

BREVE RESUMEN DE MICROPROCESADORES.

Componentes de un Ordenador: Memoria

La función de la memoria principal es almacenar datos e instrucciones de programa de forma temporal. Los ordenadores trabajan con celdas de memoria RAM que sirven para almacenar los datos de forma temporal, hasta que se apaga o reinicia el ordenador. RAM significa, memoria de acceso aleatorio, es decir puede acceder a cualquier punto de la memoria en cualquier momento. Cada posición de memoria puede almacenar 1 byte y es un tipo de memoria volátil, es decir, que cuando se corta la energia que la alimenta esta 

Existen varias manera de clasificar a los tipos de memoria, empezare por las mas básicas.

Según su tecnología: 

RAM ESTÁTICA 

RAM estática: la RAM estática almacena un único bit de información en un dispositivo especial denominado flip-flop, es como un circuito integrado de memoria que contiene en su interior un determinado número de flip-flop uno por cada bit

Static RAM (Static Random Access Memory): es un tipo de memoria mas rápida y confiable que la DRAM, necesita menos frecuencia de refresco que la DRAM, tiene un tiempo de acceso del orden de 10 a 30 nanosegundos.

Sync RAM: es también un tipo de memoria caché. La RAM sincronizada a ráfagas ofrece datos de modo sincronizado con lo que no hay retraso en los ciclos de lectura a ráfaga, con tiempo 2-1-1-1 ciclos de reloj (tiempo de acceso)

PBRAM: funciona a ráfagas mediante el uso de registros de entrada y salida, lo que permite solapar los accesos de lectura a memoria. Es usado como caché al igual que la SRAM, y es la más rápida de la actualidad con soporte para buses de 75 MHz.

RAM DINAMICA 

RAM dinámica: memorizan la información en forma de carga eléctricas, con lo que la información tiende a perderse con el tiempo. En las memorias dinámicas hay un estado estable y uno inestable que sin embargo puede ser reconducido al estado estable en un tiempo relativamente largo mediante un dispositivo que en electrónica se llama capacitor.

DRAM: Usada en PC como el 386 su velocidad de refresco típica es de 80 o 70 nanosegundos. Físicamente aparece en forma de DIMMs o de SIMMs. Opera de la siguiente manera, las posiciones de memoria están organizadas en filas y columnas. Cuando accedemos a la memoria empezamos especificando la fila, después la columna y por ultimo decimos si deseamos escribir o leer en esa posición.

FPM: en modo paginado, es algo mas rápida ya que si velocidad es de 70 o 60 nanosegundos, aparece en forma de SIMM de 30 o 72 contactos, con el modo pagina la fila se selecciona una sola vez para todas las columnas dentro de la fila, dando así un acceso mas rapido

EDO RAM: acceso aleatorio extendida de salida de datos. Evoluciona de la FPM mejorando el rendimiento en un 10% aproximadamente con un refrescamiento de 70, 60 o 50 nanosegundos.

SDRAM: acceso aleatorio sincronizado. Es casi un 20% más rápida que la EDO RAM. La SDRAM entrelaza dos o mas matrices de memoria interna de tal forma que mientras se está accediendo a una matriz, la siguiente se está preparando para el acceso, es capaz de sincronizar todas las señales de entrada salida con la velocidad de reloj de sistema.

BEDORAM: es una evolución de la EDO RAM la cual compite con la SDRAM. Lee los datos a ráfagas, lo que significa que una vez que se accede a un dato de una posición determinada de memoria se leen los tres siguientes datos en un solo ciclo de reloj por cada uno de ellos, reduciendo los tiempo de espera del procesador.

RDRAM: la tecnología RDRAM de Rambus ofrece un diseño de interfaz chip a chip de sistema que permite un paso de datos hasta 10 veces más rápido que la DRAM estándar, a través de un bus simplificado con un factor de forma RIMM

Módulo DIMM-DDR2 240 contactos: Son una mejora de las memorias DDR, en ellas los búferes de entrada/salida trabajan al doble de la frecuencia del núcleo, permitiendo que durante cada ciclo de reloj se realicen cuatro transferencias.

Módulo DIMM-DDR3 240 contactos: Es considerado el sucesor de la actual memoria estándar DDR, DDR3 promete proporcionar significativas mejoras en el rendimiento en niveles de ajo voltaje, lo que lleva consigo una disminución de gasto de consumo, funciona a 1,5V

SEGUN SU FACTOR DE FORMA:

Dado que la ultima parte ha sido mas de lectura que otra cosa, os haré esto un poco mas ameno.

MODULOS SIMP 30 CONTACTOS

MODULOS SIMM 72 CONTACTOS

MODULOS SIMM 30 CONTACTOS

MODULOS DIMM SDRAM 168 CONTACTOS

MODULOS RIMM 184 CONTACTOS 

MODULOS DIMM DDR 184 CONCTACTOS 

Componentes de un Ordenador: Refrigeración.

Como hable en la entrada anterior los microprocesadores al tener que realizar la mayor parte del trabajo de nuestro ordenador, tiende a calentarse muchísimo, por tanto hay que añadirle una ayuda para que pueda funcionar en condiciones y que no sea lo primero en quemarse de nuestro ordenador.

A continuación os enseñare los principales tipos de refrigeración:

Aire: los procesadores vienen provisto de un disipador sobre el que va montado un ventilador. Un disipador es un objeto de superficie metálica termo conductora con curvaturas sucesivas para aumentar la superficie de la misma y que se distribuya el calor sobre su superficie, este se une al procesador pero NO de manera directa, si no a través de un compuesto llamado pasta termica, la pasta termica no sirve ni para pegar ni para lubricar el microprocesador, sirve para transmitir el calor que produce el procesador al disipador y este le ayude al ventilador a eliminarlo. 

FLUJO DE AIRE DESDE EL MICRO AL DISIPADOR.

Refrigeración Liquida se compone de varias partes:

•   Bloque de agua: Es donde se pone en contacto el componente que debemos refrigerar con el circuito, los hay para casi todo tipo de componentes
• —  Radiador: Es donde se enfría el agua, generalmente a base de ventiladores de gran tamaño. Su gran superficie facilita la disipación del calor
• —  Bomba de agua: Es la encargada de mover de forma constante el liquido para que mantenga un flujo constante dentro del circuito
• Tanque: Es el deposito donde echamos el agua que va a circular por el circuito de refrigeración

PARTES REFRIGERACIÓN LIQUIDA

Y como podéis apreciar en la siguiente imagen esta mas implementada en el mooding o "tunning" de ordenadores que por uso común dado su alto precio tanto de venta como de mantenimiento.

Peltier: es un elemento termoelectrico, una especie de placa con dos terminales. Al inducir una diferencia de potencial entre los terminales, se produce una transferencia de calor entre ambas caras de la placa, de manera que una se enfría mucho y la otra hierve para hacer circular la corriente, enfriándose mucho una parte y la otra calentándose. 

Software: Existen programas destinados a este motivo, no exactamente al control de la temperatura, pero si al control sobre los ventiladores, algunos obviamente no llegan a mas por las limitaciones del propio ventilador, pero si pueden disminuir la velocidad si es muy ruidoso.

OVERCLOCKING

Dado que lo que explicare a continuación produce mucho calor en cualquier dispositivo lo introducire en este apartado.

El overcloking consiste en subir la velocidad de reloj por encima de la nominal del microprocesador u otros componentes. Esta práctica puede realizarse a propósito o bien haber sido víctima de un engaño o que el fabricante en si lo venda ya con este tipo de modificación, en cualquier caso, ponemos en riesgo nuestros componentes.

Componentes de un Ordenador: BIOS

Como hable en la entrada anterior sobre la BIOS y la asociacion con la pila es hora de nombrarla y explicar un poco para que sirve.

Es el sistema básico de entrada-salida. Es un programa incorporado en un chip de la placa base que se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador, para entendernos, se encarga de un trabajo fundamental, detectar, manejar y la correcta configuracion del ordenador. Esta se encarga de mantener la informacion sobre los discos, memoria, preocesador... Esta debe ser alimentada continuamente a pesar de que el ordenador se quede desconectado de la red electrica o apagado, y para ello se consigue manteniendo a la bios en un tipo de memoria llamado CMOS y alimentada gracias a la pila que hablé en la entrada anterior. 

Existen varios fabricantes de BIOS, anteriormente solo se mostraba como tipo texto practicamente, en las BIOS actuales es todo ya por entorno grafico. 

BIOS TIPO TEXTO

BIOS ACTUALES.

Componentes de un Ordenador: Pilas internas.

Si como habéis leido en el titulo son pilas, nuestro ordenador tiene una pequeña pila que tiene una funcion especifica, en este caso hablare poco dado que solo es una pero se bastante importante como para ser nombrada.

La pila del ordenador, o mas correctamente el acumulador, se encarga de conservar los parámetros de la BIOS (en proximas entradas hablare de ella) cuando el ordenador está apagado. Sin ella, cada vez que encendemos el ordenador tendríamos que introducir las características del disco duro, del chipset, la fecha y la hora, etc.

Hay dos tipos de pillas:

Cilíndrica: este tipo de pilas solía ser de metal hidruro, raramente eran de litio e iban soldadas a unas patillas que teníamos que desoldar las patillas.

De botón: estas pilas son de litio y son más fáciles de sustituir cuando se agotan, simplemente hay que aflojar unas pestañas que lleven a ambos lados y se extrae la pila hacia arriba, y es la que
actualmente se utiliza en las placas base modernas. 

Componentes de un ordenador: Controladores Internos

  

A continuacion explicare un poco sobre los controladores, que son dispositivos que vienen integrados en la placa base y sirve para conectar los dispositivos a la placa base y poder interconectarlos entre si.

Existen varios tipos de controladores internos:

Floppy: es el controlador encargado de manejar el dispositivo Floppy o disquetera, su trabajo consiste en aceptar solicitudes en alto nivel de software, independientes del dispositivo y observar que se realicen dichas solicitudes. (Abajo de la imagen)

IDE: se utilizan para conectar a nuestro ordenador discos duros y lectoras y grabadoras de CD/DVD  siempre ha destacado por su bajo coste y su alto rendimiento equiparable al de las unidades SCSI (de uso profesional) , que poseen un conste superior. (Arriba de la imagen)

SCSI: Es una interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos del bus del ordenado en entorno profesional, ya que proporciona mayor ancho de banda y velocidad de bus.

SATA: Serial ATA o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, lectores y regrabadores de CD/DVD/BR, Unidades de Estado Sólido u otros dispositivos de altas prestaciones tanto en velocidad como en ancho de bus, aunque la informacion la transmita en serie como su propio nombre indica.

Componentes de un ordenador: Controladores Externos.

Controladores y conectores externos: los ordenadores personales actuales aún conservan prácticamente todos los puertos heredados desde que se diseñó el primer PC de IBM. Por razones de compatibilidad aún seguiremos viendo este tipo de puertos pero poco a poco irán apareciendo nuevas máquinas en las que no contaremos con los típicos conectores serie, paralelo, teclado, etc., y en su lugar solo conectaremos puertos USB, al menos a mi parecer. Estos conectores son sobretodo los que se conectan fuera de la caja del ordenador.

Conectores traseros:

• Conector de tarjeta gráfica: la tarjeta gráfica va a permitir que veamos todos los datos que nos muestre el ordenador. Dependiendo de la calidad de la misma disfrutaremos de mayores velocidades de refresco, mayor número de cuadros  por segundo, efecto tridimensionales, etc. Teniendo en este distintos tipos, tanto analogico como digital, como el conector VGA (analogico) o HDMI y DVI (de manera digital)

• Conector de sonido: la tarjeta de sonido es la encargada de transformar los archivos sonoros que están en un formato digital en un formato analógico que puedan ser reproducidos por los altavoces o cualquier medio conocido

                                           

• Conector de Red: un adaptador o tarjeta de red es el elemento fundamental en la composición de la parte física de una red de área local, sin este no podriamos conectarnos a Internet (salvo que se conecte por USB una tarjeta wifi).

                                   

• Serie: Este puerto es de ntrada y salida de datos, tantto para raton, el MODEM, impresora…la transmisión se hace por una sola linea full duplex (que envia y recibe información a la vez), a los puertos fisicos se denominan COM 1 que se usaba generalmente para comunicarse con el modem u otros dispositivos y el conector se llama DB9 (para el ratón) y DB25 (para otros perifericos como la impresora.)

DB25 MACHO Y HEMBRA

• Joystick: es un puerto diseñado para dos joysticks analogicos, no estaba integrado en la placa base pero se podía colocar como una tarjeta mas, y este permitía la conexión de dos joystick a la vez con el factor de forma DB15.

• USB: (Universal Serial Bus) es uno de los conectores que mas se ha extendido por todo el mundo gracias a que los fabricantes han dependido de este puerto para que se intente centralizar un solo conector para todo, como su nombre indica se envia en serie los datos con 9 contactos o pines, una de sus caracteristicas es que se puede usar la tecnología Plug & Play ya que se puede contectar dispositivos en caliente, y sobretodo con las nuevas tecnologías aumenta mucho su velocidad.
• 

• eSATA (External Serial ATA): es un dispositivo creado para sustituir al USB (aunque aun no lo consiga) destinado para conectar dispositivos de alta velocidad como discos duros.

• FireWire (IEEE-1394): es un tipo de conexión para diversas plataformas, destinado a la entrada y salida de datos en serie a gran velocidad. Suele utilizarse para la interconexión de dispositivos digitales como cámaras digitales y videocámaras a computadoras.

 

Componentes de un ordenador: Buses de Expansion.

Para empezar esta parte del Blog dire que un bus es  practicamente lo mismo que se puede imaginar al leerlo, es simplemente un medio físico por el cual se transmite la informacion entre dispositivos, para poder entenderlo un poco mas diremos que la cantidad de informacion que puede pasar a traves de un bus es el ancho de banda, y la velocidad del bus es la rapidez con la que se envia dicha informacion (medidos en Mbits/s y Mhz respectivamente)

Hay varios tipos de buses como los siguientes:

Bus XT: El primero al salir al mercado comercial junto con el primer PC de IBM, fue el bus XT en 1980. Funciona a la misma velocidad que los microprocesadores 8086 y 8088 (4,77MHz) y el ancho banda era de 8 bit.

Bus ISA: el nuevo bus de datos de 16 bits (ISA), y compatible con su antecesor. También se amplió el bus de direcciones hasta 24 bits, la velocidad de señales de frecuencia también se aumentó de 4,77 MHz a 8,33 MHz.

—

MCA: es un sistema de canalización, en el que los datos no son enviados hacia el receptor con una simple instrucción de direccionamiento sino que es este, el receptor, quien tiene que recogerlo, dirección de 16 o 32 bits.

EISA (Extended ISA): extensión del primitivo bus ISA o AT. Tal y como hacia el MCA, su bus de direcciones era de 32 bits basándose en la idea de controlar un bus desde el microprocesador.

VLB: funcionaba a 32 bits pero podía realizar operaciones de 16 bits. El comité VESA presento la primera versión del VL-BUS en agosto del 1992, y dado su completa integración y compenetración con el procesador 80486 se extendió rápidamente por le mercado.

PCI: este modelo que actualmente rige en los ordenadores convencionales, y es el más extendido de todos, lo inventó Intel y significa interconexión de los componentes y periféricos, este bus elimina un paso al microprocesador, en vez de disponer de su propio reloj, el bus se adapta al empleado por el microprocesador y su circuitería, por lo tanto los PCI están sincronizados con el procesador.

PCI Express: es el sucesor de la tecnología PCI, disponible en los ordenadores de sobremesa desde 1992. PCIe está pensado para sustituir no solo al bus PCI para dispositivos como módems y tarjetas de red, sino también al bus AGP, lugar de conexión para la tarjeta gráfica desde 1997. Al contrario que su predecesor paralelo, PCIe es un sistema de interconexión enserie, capaz de ofrecer transferencias de 250 MB/s para x1, llegando hasta los 4GB/seg PCIe x16

AGP: fue creada por Intel para dar fue a la creación de un nuevo tipo de PC, el cual prestó especial intención a los gráficos y la conectividad. Basados en la especificación PCI 2.1 a 66MHz (266MB/s). En su caso como es un bus especialmente dedica a los gráficos, no tiene que compartir con otros dispositivos.

AMR: se utiliza para tarjetas modem o de sonido, debajo coste. Son tarjetas que requieren que la CPU realice la mayor parte de sus tareas. Es un desarrollo de Intel en 1998.

CNR: permite la conexión de tarjetas modem, sonido y de red. Al igual que al AMR requiere el uso intensivo del microprocesador, aunque incompatible con el AMR.

Componentes de un ordenador: Zócalos de Microprocesador.

Dependiendo de la época como todo en informática va Evolucionando, normalmente suele ir a mejor, en este caso vengo a hablar de los Zócalos de los Microprocesadores, como he hablado antes en las placas base  los zócalos donde se introduce los microprocesadores son de varios tipos a lo largo de la historia:

Socket 486: para procesadores Intel 486 DX 20-30, DX2 50-66, DX4 75-120, AMD 5x86 133, Cyrix 5x86 100-120, y otros, tiene 168 pines.

Socket 1: para procesadores Intel 486 SX 16-33, SX2 50-66, DX 20-33, DX2 50-66, DX4 75-120, AMD 5x86 133,  tiene 169 pines.

Socket 5: para procesadores AMD K5PR 75-133, K6 166-300, K62 266-400, Cyrix  6x86L PR 120-166, 6x86 MX PR 166-233, Intel Pentium 75-133, tiene 296 o 320 pines siendo de tipo ZIF.

Socket 7: para procesadores AMD K5 PR75-200, K6 166-300, K62 +450-550, K6 III 400-450, K6 III + 450-550, Cyrix 6x86 PR90-200, 6x86L PR 120-200, 6x86MX PR 166-333, Intel Pentium 75-200. Tiene 196 o 320 pines siendo del tipo ZIF.

Socket 370: para procesadores Intel Celeron 300, Pentium III 500-1.13,  Cyrix III PR 433-667. Tiene 370 pines de tipo ZIF.

Socket 478: para procesadores Intel Pentium 4 1.5-3.06, Celeron 1.7-2.4, Pentium 4 Extreme  3.2-3.46, y otros,  tiene 478 pines de tipo ZIF.

Socket 775 o socket T: para procesadores Intel Pemtium 4 520-3.06, Celeron-D 2.26-3.06, Pentium 4 Extreme 3.20-3.46. tiene 775 pines es tipo FC-LGA

Socket AM2: para procesadores Athon 64 y Athon 64 x2, tiene 940 pines y fue el sustituto de socket 754 y del socket 939 es de tipo ZIF

PAC 611: para procesadores Intel Itanium-2 900-1.6, tiene 611 pines, tipo VLIF.

                                 

Componentes de un ordenador: Zócalos de Memoria

ZÓCALOS

Los zócalos son los ranuras en la placa base donde se insertan los diferentes componentes en la placa base, tanto memoria principal (RAM) como microprocesadores.

Empezare explicando los tipos de zócalos de memoria.

Zócalos SIMM: estos módulos pueden ser de 30 o 72 contactos. Los de 30 eran utilizados en los ordenadores con procesador 386 y 486, mas tarde aparecieron los de 72, algo más grandes y con capacidad de integrar más chips en la memoria RAM.

SIMM 72 CONTACTOS

SIMM 30 CONTACTOS

Zócalos DIMM (dual in-line memory module): Son la evolución de los de tipo SIMM cuentan con 168 contactos, 184 o 240. El tiempo de respuesta es notablemente inferior, por debajo de los 10 nanosegundos.

DIMM 168 CONTACTOS

Zócalos RIMM: apoyado por Intel y creado por la empresa RAMBUS, exige a los fabricantes el pago de royalties en concepto de uso, razón por la cual, excepto Intel, el resto de empresas del sector de decantan por la utilización de otras memorias.

NUEVO TIPO DE TECNOLOGIA

Dual Channel o Doble Canal: esta nueva tecnología mediante la cual nos permite usar simultáneamente dos dos módulos de memoria, de manera que, por ejemplo, envés de hacer transferencias de bloques de 64 bits se logren 128 bits

Actualmente existen variaciones segun el fabricante de la placa base, sea dual channel, como en el ejemplo anterior, Tri-channel, o Quad-Channel pero accederiamos a 3 modulos de memoria y 4 simultaneamente conectandolos como indica en la imagen anterior,

TRI-CHANNEL

Componentes de un ordenador: Placa base. Según su Modelo de Zócalo de Procesador y Chipset.

Como he descrito en el apartado anterior en este caso vamos a dividir las placas base segun el modelo del Procesador.
El procesador es el centro neurálgico de nuestro ordenador, es donde recae todo el peso de los procesos de nuestra maquina, es decir, todas las sumas, programas, operaciones...todo lo trata el procesador.

Según su Modelo de Zócalo de Procesador.

PGA: Son el modelo clásico, usado en el procesador 386 y muchos 486, consistente en un cuadro de conectores en forma de agujeros donde se insertan los del chip ejerciendo presión. 

ZIF: (Zero Insertion Force) zócalo de fuerza de inserción nula, eléctricamente es como un PGA, aunque gracias a un sistema mecánico permite introducir el micro sin necesidad de fuerza alguna, con lo que el peligro de estropear el procesador por romper uno de los pines es prácticamente inexistente.

Slot: Para apropiarse del mercado Intel convirtió una arquitectura abierta en un diseño propietario sacando el mercado el Slot 1, fue un invento de Intel para conectar los Pentium II.

LGA: También conocido como Socket T, es el tipo de zócalo que se utiliza actualmente. En este diseño los pines están dentro del zócalo en lugar de llevarlo el procesador, esta medida fue introducida por Intel para evitar la rotura de pines de los procesadores.

SEGÚN SU CHIPSET

La siguiente manera que utilizaremos para poder para organizar las placas bases usaremos el concepto según su chipset. El chipset es un conjunto  de chip que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de puertos PCI, AGP, USB, etc.

Estos chipset se dividen en dos tipos, aunque en la actualidad estan ambos en uno:

Northbridge  (puente norte): Es el circuito integrado más importante de todos los chips, se encuentra en la parte superior de las placas base ATX, controla los componentes de alta velocidad, tales como microprocesador, RAM,  ranuras AGP (para tarjetas gráficas)

Soudthbridge (puente sur): Es el circuito integrado encargado de coordinar los diferentes dispositivos de entrada y salida y las funcionalidades de baja velocidad de la placa base.

Nos podemos encontrar dos tipos de placas base  según su chipset

CHIPSET MARCA INTEL

CHIPSET MARCA AMD