Diferencies ente revisiones de «Unidá central de procesamientu»

Los primeros ordenadores, como'l [[ENIAC]], teníen que ser físicamente recableaos pa realizar distintes xeres, lo que fixo qu'estes máquines denominárense "ordenadores de programa fixu". Cuidao que el términu "CPU" xeneralmente defínese como un dispositivu pa la execución de [[software]] (programa informáticu), los primeros dispositivos que con razón podríamos llamar CPU vinieron col advenimiento del [[ComputadorOrdenador de programa almacenáu|ordenador con programa almacenáu]].

Les primeres CPU fueron diseñaes a midida como parte d'un ordenador más grande, xeneralmente un ordenador únicu na so especie. Sicasí, esti métodu de diseñar les CPU a midida, pa una aplicación particular, sumió en gran parte y sustituyóse pol desenvolvimientu de clases de procesadores baratos y estandarizados afechos pa unu o dellos propósitos. Esti enclín d'estandarización empezó xeneralmente na era de los [[transistor]]es discretos, [[ComputadoraOrdenador central|computadoresordenadores centrales]] y [[microcomputadora|microcomputadores]] y foi acelerada rápido cola popularización del [[circuitu integráu]] (IC), este dexó que sían diseñaos y fabricaos CPU más complexes n'espacios pequeños na orde de [[nanómetru|nanómetros]]. Tanto la miniaturización como la estandarización de les CPU aumentaron la presencia d'estos dispositivos dixitales na vida moderna muncho más allá de les aplicaciones llindaes de máquines de computación dedicaes. Los microprocesadores modernos apaecen en tou, dende [[automóvil]]es hasta [[Telefonía móvil|teléfonos móviles o celulares]] y [[xuguete]]s de neños.

Los [[relé|relés llétricos]] y los [[Válvula termoiónica|tubos de vacíu]] (válvules termoiónicas) yeren usaos comúnmente como elementos de conmutación; un ordenador útil rique miles o decenes de miles de dispositivos de conmutación. La velocidá global d'un sistema depende de la velocidá de los conmutadores. El L'ordenadores de tubu, como'l EDVAC, tendieron en tener un promediu d'ocho hores ente fallos, ente qu'el l'ordenadores de relés, (anteriores y más lentos), como'l [[Harvard Mark I]], fallaben bien raramente.<ref name="weik1961" /> A la fin, los CPU basaos en tubu aportaron a dominantes porque les significatives ventayes de velocidá producíes xeneralmente pesaben más que los problemes de confiabilidad. La mayor parte d'estes tempranes CPU síncronas corríen en [[frecuencia de reloj|frecuencies de reló]] baxes comparaes colos modernos diseños microelectrónicos. Yeren bien comunes nesti tiempu les frecuencies de la señal del reló con un rangu dende 100 [[Kilohercio|kHz]] hasta 4 [[Megahercio|MHz]], llindáu en gran parte pola velocidá de los dispositivos de conmutación colos que fueron construyíos.

Mientres esti periodu, ganó popularidá un métodu de fabricar munchos transistores nun espaciu compactu. El [[circuitu integráu]] ('''IC''') dexó qu'una gran cantidá de transistores fueren fabricaos nuna simple oblea basada en [[semiconductor]] o "chip". De primeres, solamente circuitos dixitales bien básicos, non especializaos, como les [[puerta NOR|puertes NOR]] fueron miniaturizados en IC. Les CPU basaes nestos IC de "bloques de construición" xeneralmente son referíos como dispositivos de pequeña escala d'integración "small-scale integration" ('''SSI'''). Los circuitos integraos SSI, como los usaos nel computadorordenador guía del Apollo ([[Apollo Guidance Computer]]), usualmente conteníen transistores que se cuntaben en númberos de múltiplos de diez. Construyir un CPU completu usando IC SSI riquía miles de chips individuales, pero inda consumía muncho menos espaciu y enerxía que diseños anteriores de transistores discretos. A midida que la teunoloxía microelectrónica avanzó, nos IC foi asitiáu un númberu creciente de transistores, menguando asina la cantidá de IC individuales necesarios pa una CPU completa. Los circuitos integraos '''MSI''' y el '''LSI''' (de mediana y gran escala d'integración) aumentaron el númberu de transistores a cientos y depués a miles.

En 1964, [[IBM]] introdució la so arquiteutura d'ordenador [[System/360]], que foi usada nuna serie d'ordenadores que podíen executar los mesmos programes con velocidaes y desempeños distintos. Esto foi significativu nun tiempu en que la mayoría de los ordenadores electrónicos yeren incompatibles ente sigo, inclusive les feches pol mesmu fabricante. Pa facilitar esta meyora, IBM utilizó'l conceutu de [[microprograma]], de cutiu llamáu «[[microcódigo]]», llargamente usáu entá nes CPU modernes.<ref name="amdahl1964">{{cita publicación | autor = [[Gene Amdahl|Amdahl, G. M.]], Blaauw, G. A., & Brooks, F. P. Jr. | títulu = Architecture of the IBM System/360 | editorial = IBM Research | añu = 1964 | url = http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/amdahl.pdf | idioma = inglés | urlarchivo = https://web.archive.org/web/20070205061542/http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/amdahl.pdf | fechaarchivo = 5 de febreru de 2007 }}</ref> L'arquiteutura System/360 yera tan popular qu'apoderó'l mercáu del ''[[mainframe]]'' mientres les siguientes décades y dexó un heriedu qu'inda entá perdura n'el l'ordenadores modernos, como'l IBM [[zSeries]]. Nel mesmu añu de 1964, [[Digital Equipment Corporation]] (DEC) introdució otru ordenador que sería bien influyente, dirixíu a los mercaos científicos y d'investigación, el [[PDP-8]]. DEC introduciría más palantre la bien popular llinia del [[PDP-11]], que orixinalmente foi construyíu con IC SSI pero eventualmente foi implementáu con componentes LSI cuando se convirtieron en prácticos. En fuerte contraste col so precursores fechos con teunoloxía SSI y MSI, la primera implementación LSI del PDP-11 contenía una CPU integrada namái por cuatro circuitos integraos LSI.<ref>{{cita llibru | autor = [[Digital Equipment Corporation]] | fecha = payares de 1975 | títulu = LSI-11, PDP-11/03 user's manual | capítulu = LSI-11 Module Descriptions | edición = 2da | páxines = 4–3 | editorial = Digital Equipment Corporation | allugamientu = Maynard, Massachusetts | url = http://www.classiccmp.org/bitsavers/pdf/dec/pdp11/1103/EK-LSI11-TM-002.pdf | idioma = inglés | urlarchivo = https://web.archive.org/web/20060524170304/http://www.classiccmp.org/bitsavers/pdf/dec/pdp11/1103/EK-LSI11-TM-002.pdf | fechaarchivo = 24 de mayu de 2006 }}</ref>

El L'ordenadores basaos en transistores teníen delles ventayes frente a los sos predecesores. Amás de facilitar una creciente fiabilidá y un menor consumu d'enerxía, los transistores tamién dexaben que CPU operara a velocidaes muncho más altes debíu al curtiu tiempu de conmutación d'un transistor en comparanza a un tubu o relé. Gracies tantu a esta creciente fiabilidá como a la dramática medría de velocidá de los elementos de conmutación que por esti tiempu yeren casi puramente transistores, fuéronse algamando frecuencies de reló de la CPU de decenes de megahercios. Amás, ente que les CPU de transistores discretos y circuitos integraos usábense comúnmente, empezaron a apaecer los nuevos diseños d'altu rendimientu como [[procesador vectorial|procesadores vectoriales]] [[SIMD]] (''single instruction multiple data'' – instruición única, datos múltiples). Estos primeros diseños esperimentales dieron llugar más palantre a la era de los [[superordenador]]es especializaos, como los fechos por [[Cray Inc]].

Na década de 1970 los inventos fundamentales de [[Federico Faggin]] (ICs Silicon Gate MOS con [[Self-aligned gate|puertes autoalineadas]] xuntu cola so nueva metodoloxía de diseñu de lóxica aleatoria) camudó'l diseñu y implementación de les CPU pa siempres. Dende la introducción del primera microprocesador comercialmente disponible, el [[Intel 4004]], en 1970 y del primera microprocesador llargamente usáu, el [[Intel 8080]], en 1974, esta clase de CPU movió casi totalmente el restu de los métodos de implementación de la Unidá Central de procesamientu. Los fabricantes de mainframes y miniordenadores d'esi tiempu llanzaron programes de desenvolvimientu de IC propietarios p'actualizar los sos [[Arquiteutura de computadoresd'ordenadores|arquitectures d'ordenadores]] más vieyes y eventualmente producir microprocesadores con [[conxuntu d'instruiciones conxuntos d'instruiciones]] que yeren retrocompatibles coles sos hardwares y softwares más vieyos. Combináu col advenimiento y l'eventual vastu ésitu de l'agora ubicua [[ordenador personal]], el términu "CPU" ye aplicáu agora casi puramente<ref group="nota">Integrated circuits are now used to implement all CPUs, except for a few machines designed to withstand large electromagnetic pulsies, say from a nuclear weapon.</ref> a los microprocesadores.

{{VT|Arquiteutura de computadoresd'ordenadores|Circuitu dixital}}

Tanto'l diseñu superescalar como'l entubado simple aumenten el ILP d'una CPU al dexar a un solu procesador completar la execución d'instruiciones en ratios que devasen una instruición por ciclu (''IPC'').<ref group="nota">Best-case scenario (or peak) IPC rates in very superscalar architectures are difficult to maintain since it is impossible to keep the instruction pipeline filled all the time. Therefore, in highly superscalar CPU, average sustained IPC is often discussed rather than peak IPC.</ref> La mayoría de los modernos diseños de CPU son a lo menos daqué superescalares, y na última década, casi tolos diseños de CPU de propósitu xeneral son superescalares. Nos últimos años daqué de la énfasis nel diseñu de computadoresd'ordenadores d'altu ILP movióse del hardware del CPU escontra'l so interfaz de software, o ISA. La estratexa [[VLIW|''very long instruction word'']] o ''VLIW'', causa a dalgún ILP a ser implícitu direutamente pol software, amenorgando la cantidá de trabayu qu'el CPU tien de realizar pa da-y un emburrie significativu al ILP y polo tanto amenorgar la complexidá del diseñu.