SOCKET Y MINIPROCESADORES
El socket es el lugar de la placa
donde se aloja el microprocesador. Existe una
gran variedad de sockets en función
de:
• El número de conexiones: va de 40 a
1.366. El número de conexiones depende
de la potencia y del voltaje a los
que trabaje el microprocesador. A mayor
potencia y menor voltaje, mayor
número de conexiones.
• El tipo de conexión: los tipos de
conexión más frecuentes son:
– ZIF Zero Insertion Force (fuerza de inserción cero).INTEL : disponen de una
rejilla plástica sobre la que se coloca el microprocesador
haciendo coincidir los pines. La
colocación no exige esfuerzo, ya que la
fijación se hace a través de una
palanca o una llave.
– LGA Land Grid Array
(rejilla de contactos). AMD: los pines están en el socket en lugar de en el
microprocesador, el cual
solo cuenta con unos contactos.
Este tipo de conexión maximiza la zona de
contacto, lo que repercute en mayores velocidades de trabajo.
A finales de los años 90 fue muy
común que el socket se integrara en un circuito
como si se tratase de una tarjeta
de expansión, de forma que la conexión del socket
con la placa se realizaba mediante
una ranura de expansión. Esta tendencia
dio lugar a los sockets con conexión
de slot.
El socket suele identificarse por el
número de conexiones que tiene (socket 775,
socket 1.366, etc.). No obstante,
como puede haber diferentes sockets con el
mismo número de conexiones, otra
forma de identificarlo es a través de una letra
(socket F, socket P, etc.) o de un
dígito (socket 4, socket 7, etc.).
La manera en que se distribuyen las
conexiones en el socket forma parte de su
especificación y tiene una estrecha
dependencia con sus funciones. Cuando se
hacen modificaciones
sustanciales
en la tecnología, en el voltaje o en la arquitectura,
se establece un nuevo
estándar.
Al estar definido por diversos
parámetros, es comprensible que los microprocesadores
no sean aptos para cualquier
socket. Aunque muchos sockets son retrocompatibles
(aceptan microprocesadores más
antiguos que aquel para el que han sido
definidos), no siempre existe esta
afinidad, y a veces las diferencias mecánicas, de
voltaje, de señales o de
arquitectura no pueden salvarse.
En líneas generales, las dos
principales marcas de microprocesadores, Intel y
AMD, son las que
fijan las directrices de creación de los sockets que van a alojar
sus micros. Entre ambas marcas hay incompatibilidad,
de
forma que ni los microprocesadores
de Intel son aptos para sockets de
AMD, ni los microprocesadores
de AMD son compatibles con los sockets de Intel. En la actualidad, y
desde hace varias décadas, existe competencia entre ambos.
El microprocesador
Un microprocesador es
un procesador, o Unidad Central de
Proceso (CPU), que está implantado en un circuito
integrado,
o chip. En realidad,
por sí solo no realiza ninguna función, pero
cuando es conectado a
otros circuitos pasa a ser el encargado de
su control.
El prefijo «micro» (‘muy
pequeño’) hace referencia al tamaño del
procesador, y puede
encontrarse en los ordenadores más potentes,
o en los relojes más pequeños.
Características de un microprocesador
Los microprocesadores
tienen una serie de características importantes
en función de las
cuales se determinan sus prestaciones:
• Nivel de integración: cuanto más alto es el nivel de
integración, es
decir, cuanto menos
espacio hay entre los componentes del microprocesador,
más rápido es su
funcionamiento. Esto es debido a que las
señales llegan antes a
su destino y, por tanto, se puede aumentar la
frecuencia de reloj.
Además, se disminuyen el consumo de energía y
el calor generado.
• Frecuencia de reloj: es el número de ciclos de reloj que
pueden darse
en una unidad de
tiempo. Con este parámetro se identifica la potencia
del microprocesador, y
se suele medir en megahercios (MHz) o en
gigahercios (GHz).
• Velocidad de ejecución de las instrucciones: varía
en función del
número de ciclos de
reloj que necesita una instrucción para ejecutarse.
• Juego de instrucciones: cada procesador dispone de un conjunto
de instrucciones que
puede utilizar. Cuantas más instrucciones, más
complejo será su
diseño.
• Longitud de palabra: es la cantidad máxima de información
que se puede leer
o escribir en un acceso
a la memoria. Puede ser de 16, 32 o 64 bits.
• Velocidad del bus del sistema: es el canal que
comunica la CPU con la memoria
RAM. Su velocidad se
mide con las mismas magnitudes que la velocidad
de reloj, de modo que
cuanto más rápido es el canal, mayor es su rendimiento.
• Número de núcleos: un microprocesador puede estar
constituido a su vez
por varios
microprocesadores. En este caso, se dice que el microprocesador es
multinúcleo. Estos
microprocesadores tienen la capacidad de coordinar sus núcleos
para que trabajen de
forma cooperativa, con lo que se consigue aumentar
notablemente el
rendimiento del equipo.
Cuando un
microprocesador tiene varios núcleos, los tiene siempre en número
par. Así, podemos
tenerlos de 2, 4, 6...
En la actualidad, es
corriente encontrar microprocesadores de hasta 16 núcleos. Sin
embargo, se han llegado
a desarrollar microprocesadores de hasta 1.000 núcleos.
A pesar de lo que
muchas veces se piensa, no es posible valorar únicamente la
frecuencia de reloj
para evaluar las prestaciones de un microprocesador.
Hace años, los
procesadores de las diferentes compañías ofrecían arquitecturas
similares, de modo que
prácticamente era este parámetro el que determinaba la
potencia de un
microprocesador. Sin embargo, los procesadores han evolucionado
enormemente en su
diseño, proporcionando diferentes modelos de arquitecturas. De
este modo, las
características de estas pueden dar lugar a prestaciones muy diferentes,
puesto que hay que
tener en cuenta el resto de parámetros del microprocesador.
Por ejemplo, el hecho
de tener un AMD Phenom X2 a 2,8 GHz y un Intel Core i7
930, también a 2,8 GHz,
no implica que ambos ofrezcan las mismas prestaciones,
puesto que son dos
marcas y modelos totalmente diferentes.
No obstante, sí podríamos
comparar dos microprocesadores AMD Phenom X2,
a 2,4 y 2,8 GHz, puesto
que el fabricante y el modelo son los mismos; por tanto,
podemos determinar que el segundo será más rápido que el
primero.
Tipos de procesadores:
Tipos de procesadores:
El sistema de refrigeración
El sistema de
refrigeración de un ordenador está compuesto por un conjunto de
elementos que reducen
el calor que desprenden los componentes electrónicos que
se encuentran en el
interior de la caja o chasis del ordenador.
A la hora de clasificar
los componentes de refrigeración, se puede habar de dos
tipos de sistemas:
sistemas de refrigeración pasiva y activa.
Sistema de refrigeración pasiva
Permite refrigerar los
dispositivos sin medios mecánicos, y se utiliza generalmente
con componentes que no
disipan demasiado calor. Se pueden encontrar en las
memorias, en el chipset
de la placa base o incluso en la fuente de alimentación.
• Disipador: es el sistema de refrigeración básico,
y está compuesto por un bloque
de cobre o aluminio que
se coloca en contacto con la superficie del microprocesador.
Su forma y dimensiones
siguen unos principios físicos de manera que
aumentan la superficie
de contacto del disipador con el aire, facilitando la
transferencia de calor.
• La pasta térmica: es un compuesto que se coloca entre la
cápsula del microprocesador
y el disipador, y
permite que entre las superficies de ambos no haya
huecos, mejorando así
la transmisión del calor.
entre las superficies
en contacto con ella, sino que se mantiene a lo largo del
tiempo, evitando que se
solidifique y disminuya su conductividad térmica. La
pasta térmica contiene
elementos conductores en su composición (fundamentalmente
cobre, aluminio o
plata), cada uno de los cuales tiene mayor conductividad
térmica que su
inmediato anterior.
Suele comercializarse
en pequeñas jeringuillas que contienen la pasta térmica,
aunque hay otras
opciones, como cintas adhesivas térmicas, almohadillas, materiales
térmicos compuestos fundamentalmente por silicona y grafito,
etc.
Sistemas de refrigeración activa
A diferencia de los
anteriores, estos sistemas utilizan medios mecánicos
para enfriar los
dispositivos.
• Ventilador: generalmente, el tamaño del disipador
es demasiado pequeño
para eliminar todo el
calor que produce el microprocesador,
por lo que es habitual
acoplar un ventilador que permita que el aire
circule a través de él.
Obviamente, cuanto más
aire genera el ventilador, mayor enfriamiento
proporciona al
microprocesador pero, a su vez, produce más
ruido. Del mismo modo,
cuanto más grande es el ventilador, menos
revoluciones necesita
para producir el mismo volumen de aire y,
por tanto, menor es el
ruido producido. Por ello, habrá que buscar
el ventilador idóneo
para nuestro microprocesador, combinando
tamaño y velocidad de
revolución, y tratando de obtener el menor
ruido posible.
• Refrigeración líquida: se trata de un sistema relativamente
nuevo
de refrigeración para
ordenadores con tarjetas de gama alta, y que,
en general, alcanzan
temperaturas elevadas. Se basa en el hecho de
que el agua tiene una
gran capacidad para disipar calor, y su funcionamiento
es más silencioso que
el de un ventilador.
Mediante la
refrigeración líquida, lo más habitual es enfriar el microprocesador,
la tarjeta gráfica y el
disco duro, aunque también es
posible aplicarla a
otros componentes.
Consta de varios
elementos: la bomba, que
mantiene el flujo de
agua constante, y ha de
ser lo más silenciosa posible; el radiador, que
enfría el agua caliente
que llega a los dispositivos, y suele utilizar un
ventilador adicional;
unos tubos que permiten interconectar todos
los elementos; y por
último, el líquido que circulará por el sistema,
generalmente anticongelante diluido en agua destilada.
Algunos sistemas de
refrigeración de agua pueden llegar a enfriar
el refrigerante por
debajo de la temperatura ambiente, lo que hace
necesario, en algunos
casos, anticongelante. Aparte, se utilizan aislamientos,
como espumas o
almohadillas de neopreno, que evitan
daños en los
componentes a causa de la condensación del vapor de
agua.
En los ordenadores
portátiles, a pesar tener elementos más pequeños,
la refrigeración es
algo muy complejo, puesto que el espacio es tan reducido
que en ocasiones ni
siquiera disponen de ranuras para ventilar
el flujo de aire con el
exterior. Una posibilidad es utilizar, junto con
nuestro equipo
portátil, una base o alfombrilla refrigeradora: se
trata
de una pequeña bandeja,
por lo general ligeramente inclinada, que
dispone de uno o más
ventiladores que ofrecen refrigeración adicional
al equipo que se coloca
sobre ellas.
El continuo avance en
la tecnología dedicada a los ordenadores portátiles
ha incidido mucho en el
campo de la refrigeración, llegando a
desarrollar sistemas
complejos, como la refrigeración iónica, que
ioniza
las partículas de aire neutras, creando un flujo
Video de hasta como se puede calentar un procesador sin refrigeración:
Video de cómo se hace una CPU de 22nm. a partir de arena de playa:
Video animación que muestra los primeros transistores en tres dimensiones o tecnología Tri-Gate de Intel
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