¿Qué es un procesador? ¿Cómo funcionan?

Cada día vemos como los procesadores para dispositivos móviles son más y más potentes, y cada año los fabricantes buscan mejoras sobre éstos, pues parece que el anterior modelo ya no les es suficiente.

Esto nos puede llevar muchas veces a pensar: ¿cómo funciona realmente un procesador? Es cierto que para comprenderlo totalmente, quizás deberíamos formarnos como Ingenieros electrónicos, de telecomunicaciones o una titulación similar. Pero al menos aquí os mostramos algunos conceptos básicos.

El concepto de semiconductor

En primer lugar, para entender un procesador, hay que ir a la raíz de todo: el nivel atómico. A este nivel, podemos encontrar materiales de diferentes características en la naturaleza, existiendo por ejemplo los materiales conductores (conducen electricidad) y los aislantes.

Sin embargo, existe un material intermedio denominado semiconductor, el cual según lo tratemos podemos provocar que sea conductor o aislante. Por excelencia, el material de la electrónica es el Silicio, el cual conduce debido a la disposición de los átomos del cristal de silicio puro.

Sin embargo, es posible añadir impurezas al silicio que nos permiten crear dos tipos de semiconductores:

• Conductores P: Éstos tendrán una carencia de electrones
• Conductores N: Éstos tienen más carga negativa (electrones)

El diodo, uno de los componentes más simples

A partir de ahí, podemos empezar a crear estructuras más complejas, como es el caso del diodo, que consiste en una unión de un semiconductor tipo P y otro tipo N. De esta forma, la corriente siempre irá en la dirección P-N pues en el sentido contrario la propia estructura inhabilitará los movimientos de los electrones.

De este modo, ya tenemos un componente electrónico que es capaz de funcionar de forma similar a un conmutador. ¿Es esto suficiente para los cálculos?

El transistor, el elemento clave

Con el diodo no es suficiente, por lo que el siguiente paso fue hacer combinaciones más complejas: NPN y PNP. De esta forma, generamos un componente totalmente nuevo el cual ya puede utilizarse para otra gran cantidad de opciones (aparte de la opción de conmutador), también funciona como un amplificador (por ejemplo para un transistor de radio).

La función que hará el transistor dependerá de dónde pongamos la corriente eléctrica así como las configuraciones.

Para todo aquel que estudia electrónica, verá la complejidad de circuitos que podemos crear a partir de un transistor.

Montando lógica de circuitos

 A partir de varios transistores podemos generar circuitos con cierta lógica, de modo que ya podemos empezar a incluir funciones más matemáticas, como por ejemplo puede ser una puerta NAND, XOR o cualquier otra puerta lógica.

Y es la combinación de todos estos circuitos los que acabarán generando un dispositivo electrónico complejo.

Fabricando un procesador

Por eso, un procesador no es más que un conjunto de un número elevadísimo de transistores (con sus configuraciones) los cuales incluyen toda la lógica de circuitos necesaria para poder llevar a cabo los procesos para los cuales es definido. De este modo, es el circuito integrado central más complejo de un sistema informático.

Además, muchas veces la lucha de los fabricantes de procesadores irá precisamente en mejorar dichos transistores, así como de intentar reducir su tamaño para incluir aún más si es posible. Todo para un pequeño dispositivo que alberga una cantidad altísima de componentes electrónicos que han revolucionado nuestras vidas. ¿Interesante?

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